Расчёт и подбор вытяжной вентиляции для жилого дома 100 м (Москва). Уровень шума и методы борьбы

 

Схема системы

Рассматривается типовая схема:

• естественный приток через окна или приточные клапаны;
• механическая вытяжка вентилятором;
• общая вертикальная шахта;
• подключение квартир через спутники диаметром D100;
• расход воздуха — около 50 м³/ч на квартиру.

Для дома высотой около 28 этажей суммарный расход воздуха составляет примерно 1400 м³/ч.

Ключевые допущения

• сопротивление шахты: 40–45 Па;
• скорость воздуха в стволе шахты: до 3 м/с;
• шахта выполняется переменного сечения;
• климатические условия для Москвы:
  • средняя температура отопительного периода: −2.2 °C;
  • расчётная зимняя температура: −26 °C.

1. Летний режим — основной для подбора вентилятора

Летом термическая тяга почти отсутствует, поэтому система работает практически только за счёт вентилятора.

Суммарное сопротивление ветви:

• шахта: 40–45 Па;
• CAV-клапан: около 50 Па;
• решётки, врезки и местные сопротивления: 10–15 Па.

Итого: для обеспечения нормативного расхода воздуха требуется тяга порядка 100–110 Па.

С запасом рекомендуется принимать рабочую точку вентилятора на уровне 110–130 Па.

2. Распределение давления по этажам летом

Зона	Перепад на CAV
Верхние этажи	70–100 Па
Нижние этажи	50–70 Па

Летом система работает стабильно, перегрузки клапанов нет.

3. Зимний режим — влияние stack effect

Зимой в шахте появляется дополнительная термическая тяга:

• при температуре −2.2 °C — около 109 Па;
• при температуре −26 °C — около 232 Па.

Важно понимать, что это дополнительное разрежение в первую очередь действует на нижние этажи, а к верхним этажам практически стремится к нулю.

4. Что происходит с вентилятором зимой

Режим	Требуемый напор
Лето	110–130 Па
Средняя зима	70–80 Па — давление, необходимое для работы верхних этажей

Вывод: вентилятор подбирается по летнему режиму, а зимний режим используется как проверка работоспособности системы.

5. Перепады давления на CAV зимой

Верхние этажи

На верхних этажах высота столба воздуха над квартирой мала, поэтому термическая тяга слабая. Работу системы в основном обеспечивает вентилятор на кровле.

Рекомендуемый перепад на верхних этажах зимой: 70–80 Па.

Нижние этажи

На нижних этажах работает весь столб шахты:

• общая тяга: около 232 Па;
• минус сопротивление шахты: около 45 Па;
• плюс напор вентилятора, необходимый для верхних этажей: 70–80 Па.

Итоговый перепад можно оценить так:

230 − 45 + 80 = 265 Па

То есть потери давления на CAV-клапанах нижних этажей могут доходить примерно до 250–270 Па. Конечное значение зависит также от сопротивления разводящих воздуховодов по вытяжной линии и от сопротивления на притоке воздуха. Для оконного клапана обычно можно принимать 10–20 Па.

6. Практический предел системы с CAV

Если использовать линейку клапанов с диапазоном работы 50–250 Па, то для дома высотой 100 м система ещё работает, но уже находится на пределе по нижним этажам.

Критическая зона — это нижние этажи в мороз, где возможно образование шума из-за дросселирования воздуха на клапане.

7. Главный инженерный вывод

При высоте здания около 100 м схема с:

• естественным притоком,
• механической вытяжкой,
• общей шахтой,
• CAV-клапанами

ещё допустима, но уже является граничной для клапанов серии 50–250 Па.

8. Что будет, если дом выше 100 м

С увеличением высоты здания растёт stack effect, а значит — растёт нагрузка на нижние этажи.

Это может привести к следующим последствиям:

• повышенный шум;
• нестабильный расход воздуха;
• выход CAV-клапанов из рабочего диапазона.

9. Рекомендации для проектирования

Для домов до 100 м

Допустимо применять:

• CAV-клапаны;
• естественный приток;
• общую вытяжную шахту.

Для повышения надёжности рекомендуется:

• ограничивать давление вентилятора по датчику перепада давления;
• предусматривать два режима работы:
  • зима: 70–80 Па;
  • лето: 110–130 Па;
• держать сопротивление шахты в пределах 40–50 Па;
• ограничивать скорости воздуха на участках до 3 м/с;
• контролировать шум и при необходимости устанавливать шумоглушители.

Для домов выше 100 м

Необходимо рассматривать:

• деление системы на зоны;
• регуляторы давления;
• VAV-клапаны и управляемые системы вентиляции.

10. Продолжение: шум на CAV-клапанах в доме высотой 100 м

Ниже приведена ориентировочная оценка перепада давления на CAV-клапанах зимой по этажам и соответствующего риска шума.

Этаж	Перепад на CAV-клапане зимой, Па	Оценка риска шума
28	50	Низкий, без шумоглушителя
27	57	Низкий, без шумоглушителя
26	64	Низкий, без шумоглушителя
25	71	Низкий, без шумоглушителя
24	78	Низкий, без шумоглушителя
23	85	Низкий, без шумоглушителя
22	92	Низкий, без шумоглушителя
21	99	Низкий, без шумоглушителя
20	106	Умеренный, без шумоглушителя
19	112	Умеренный, без шумоглушителя
18	119	Повышенный, для повышения комфорта возможна установка шумоглушителя
17	126	Умеренный, возможна установка шумоглушителя
16	133	Умеренный, возможна установка шумоглушителя
15	140	Умеренный, возможна установка шумоглушителя
14	147	Умеренный, возможна установка шумоглушителя
13	154	Повышенный, возможна установка шумоглушителя
12	161	Повышенный, для повышения комфорта возможна установка шумоглушителя
11	168	Повышенный, обязателен шумоглушитель
10	175	Повышенный, обязателен шумоглушитель
9	182	Повышенный, обязателен шумоглушитель
8	189	Повышенный, обязателен шумоглушитель
7	195	Повышенный, обязателен шумоглушитель
6	202	Высокий, обязателен шумоглушитель
5	209	Высокий, обязателен шумоглушитель
4	216	Высокий, обязателен шумоглушитель
3	223	Высокий, обязателен шумоглушитель
2	230	Высокий, обязателен шумоглушитель
1	237	Высокий, обязателен шумоглушитель

11. Рекомендации по шумоглушителям

Шумоглушитель рекомендуется устанавливать между вытяжной решёткой и клапаном.

• минимальная длина шумоглушителя — 600 мм;
• на нижних этажах допустимо увеличение длины до 900 мм для повышения акустического комфорта.

Итог

Для жилого дома высотой около 100 м система с естественным притоком и механической вытяжкой ещё может эффективно работать с CAV-клапанами, однако зимой нижние этажи оказываются в зоне повышенного риска по шуму. Поэтому уже на стадии проектирования необходимо учитывать перепады давления по этажам и заранее предусматривать шумоглушители, особенно для нижней части здания.