Расчет высоты дымовой трубы

Расчет высоты дымовой трубы

Расчет высоты дымовой трубы
СОДЕРЖАНИЕ
0

Расчет параметров дымовой трубы в частном доме

Основные параметры любого вертикального дымохода – длина и внутреннее (рабочее) сечение дымоотводящего канала. Вся приведенная ниже информация одинаково верна для отопительных приборов на любом виде топлива, но параметры дымоходов для газовых котлов рассчитывают специалисты лицензированной проектной организации.

Длина дымохода определяется СП 7.13130.2013. Его длина (или высота) измеряется от оголовка вверху трубы до колосниковой решетки отопительного котла. Норматив предусматривает минимальную высоту дымохода и высоту оголовка относительно конька кровли.

https://www.youtube.com/watch?v=YK8P7vyiWD0

Следует иметь в виду, что определенная расчетами высота – номинальная. Фактически дымоход у современного котла расположен сбоку, выпускной патрубок котла расположен в верхней части агрегата на некоторой высоте относительно низа топки. Поэтому фактическая длина вертикальной части дымопровода будет немного меньше, чем расчетные данные – на расстояние от низа топки до выпускного патрубка. Это расстояние можно определить по чертежу агрегата или измерить.

Не стоит думать, что удлинение дымохода – это хорошо. Тяга основана на подъеме вверх горячих отходящих газов, а при слишком большой длине трубы газы охлаждаются и тяга уменьшается. По этой же причине дымоход должен быть утеплен. В утеплении нуждаются даже традиционные печные дымоходы из красного кирпича. Ситуация с тягой усугубляется еще и тем, что отходящие газы от современных котлов с высоким КПД имеют невысокую температуру.

При умеренно удлиненном дымоходе тяга увеличивается, при этом больше тепла вылетает в атмосферу. Слишком сильный ток газов будет гасить газовые отопительные агрегаты. Тягу можно регулировать задвижками.

Диаметр дымохода

Не менее важен для создания тяги и диаметр дымохода. При установке современных отопительных агрегатов минимальный диаметр определяется просто – по паспорту агрегата (и диаметру выходного патрубка). Кроме того, в нормативных документах приведены минимальные размеры сечения дымоходов, соответствующие агрегату определенной  мощности. Эти данные приведены в паспорте агрегата.

При использовании уже существующей традиционной печи дымоход оставляют прежним. При устройстве кирпичной печи и дымовой трубы своими руками необходимо пользоваться проектом (желательно не скачанным в интернете!) и выкладывать трубу в точном соответствии с чертежом. То же относится и к отдельно стоящим кирпичным конструкциям.

После проведения расчетов высоту трубы сверяют с требованиями нормативного документа – она должна быть не ниже, чем того требует СП 7.13130.2013. В любом случае принимают большее значение длины.

Высота дымохода определяется еще на этапе проектирования дома в зависимости от расположения трубы на кровле, расстояния до конька или до соседних высоких объектов (домов, больших деревьев).

Причинами для того, чтобы правильно произвести расчет дымоотхода являются:

  1. Правильный расчет увеличивает коэффициент полезных действий прибора, который отапливает дом. При верном расчете такие приборы очень быстро отдают тепловую энергию, а затраты на топливо расходуются минимально.
  2. Главная причина – это обеспечить безопасную эксплуатацию отопительных приборов для человека. При неверном расчете высоты дымовой трубы вредные вещества могут попадать в жилище и наносить вред здоровью проживающих людей. Чтобы этого не случилось необходимо обеспечить дымоход оптимальной тягой.
  3. Противопожарная безопасность. Газы, которые должны остыть в канале дымохода при неверном расчете высоты трубы не смогут остыть до нужной температуры. Этот фактор в несколько раз увеличивает пожароопасную эксплуатацию оборудования.

В соответствии со СНиПом 02. 04. 05 – 91 параметры должны быть следующими:

  1. Самая маленькая высота канала для дымоотведения, начиная от колосника и заканчивая оголовком должна быть не меньше 5 метров.
  2. Максимальная же высота равняется шести метрам.

Давайте разберем формулу по пунктам, так как именно в соответствии с ней определяются основные значения, которые оказывают влияние на высоту дымовой трубы.

  1. «А» — обозначает погодные параметры, которые окружают дом. Северные районы используют коэффициент 160, другие же могут использовать значение из инструкции к отопительному оборудованию.
  2. « » — этот параметр означает, сколько веществ проходит через дымоотвод за определенное время. Этот параметр указан в инструкции к оборудованию.
  3. « » — с какой скоростью оседают частицы, которые образуются в процессе работы оборудования. Зола, которая образуется при сгорании дров, равняется 25. Если же используется электрический прибор для отопления в помещениях, то этот параметр равен единице.
  4. «Спдкi» и «Сфi» — эти параметры означают концентрацию веществ в газах, которые нужно удалить. Их данные необходимо взять из инструкции к оборудованию.
  5. «V» — количество газа, который выводится при эксплуатации отопительного оборудования.
  6. «Т» — обозначает разницу между двумя видами температур – поступательной и выходящей.

Лучшим вариантом для правильного расчёта будет обращение к специалистам, так как расчеты по выше указанной формуле достаточно сложны.

расчет высоты дымовой трубы

Чтобы определить параметры бытовой дымовой трубы, сложные расчеты не нужны

Чтобы определиться с параметрами дымовой трубы бытовой котельной нет необходимости производить серьезные вычисления. Достаточно воспользоваться упрощенной схемой расчетов.

Остальные параметры для всех бытовых конструкций примерно одинаковы:

  1. температура газов на входе в трубу – 150/200º;
  2. скорость их в дымоходе — не меньше 2 м/сек.;
  3. высота бытовой дымовой трубы, по СНиП, должна составлять не меньше 5м от колосника;
  4. естественный напор газов на 1м — не меньше 4 Па (или 0.4ммН2О)

Чтобы узнать величину самотяги, стоит учесть, что это: разность плотностей, которую имеет воздух и дымовой газ, помноженные на высоту сооружения.

Иными словами: расчет диаметра дымовой трубы зависит от количества, сжигаемого за час топлива.

F = π∙d²/4, в м²

dт = √4∙B∙V∙(1 t/273)/π∙ω∙3600, в метрах.Пример расчета трубы, находим нужный диаметр

Приведем конкретный пример, как производится расчет дымовых труб бытового назначения.

Пусть это будет металлическая изолированная труба.

  1. Допустим, что на колоснике топки сжигается 10 кг дров в час, имеющих влажность в 25%.
  2. Тогда объем газов (V) при нормальных условиях (учитывая коэффициент избытка воздуха), нужных для горения — 10 м³/кг.
  3. Температура на входе в трубу равна 150º.
  4. Следовательно, Vг = (10∙10∙1.55)/3600. Произведя вычисления, получим объем газов, в 0.043 м³/сек.
  5. Приняв скорость газов за 2м/сек., вычисляем диаметр трубы для дымохода:
    d² = (4∙0.043)/3,14∙2, получаем значение 0,027.
  6.  Подставляем все цифры в формулу dт = √4∙0.34∙0.043∙(1 150/273)/3.14∙10∙3600. Сделав вычисления, получим необходимый диаметр в 0.165 м.
  1. Определим, как охлаждается газ на 1 м сооружения. Зная, что сжигается 10 кг дров в час, производим расчет мощности: Q =10∙3300∙1.16, получаем цифру 38.28 кВт.
  2. Тепловой коэффициент для нашей трубы равен 0.34.Значит, на один ее метр потери составят: 0.34:0.196=1,73º.
  3. Поэтому, на выходе из 3 метрового ствола (из общих 5 м отнимаем 2 м печи)
    температура газов: 150-(1.73∙3)=144,8º.
  4. Значение самотяги при определении плотности воздуха, в нормальных условиях
    при 0º = 1.2932, при 144,8º = 0.8452. Производим вычисления: 3∙(1.2932-0.8452). Получаем значение естественного напора газов, равное 1,34 ммН2О. Этого волне достаточно для нормальной эксплуатации трубы.

Как вы могли убедиться, расчет трубы дымовой бытового назначения не так уж и сложен, как могло бы показаться.

Функции дымовых труб

От материала и высоты дымохода зависят такие факторы, как:

  • Образование хорошей тяги, напрямую зависящее от высоты трубы.
  • Качество сжигаемого горючего.
  • Время прогрева стенок дымохода. Если стенки дымовой трубы прогреваются за небольшой промежуток времени, то это ведет к устранению конденсата, который не может образоваться при хорошем уровне тяги.

На качество тяги зависит и используемый материал. При монтаже дымоходов из кирпича его внутреннюю часть нужно сделать максимально гладкой, чтобы избежать оседания копоти и сажи на трубе. Для отделки трубы изнутри не советуем использовать раствор из глины, так как она плохо проводит тепло, что влечет за собой уменьшение тяги и образование конденсата.

Поэтому можно сделать вывод, что в процессе устройства дымоходов всё очень тесно связано между собой, но главный фактором хорошей функциональности отопительных котлов, печей и каминов всё же является высота дымоходной трубы.

 Идеальная высота дымовой трубы на кровле

По СНиПу 2. 04. 05, в сборнике правил 7. 13130. 2009 и нормативах 41 – 01 – 2003, а также в инструкциях производителей отопительных печей, а так же какой формы крыша можно определить высоту дымоотвода.

Расчет высоты дымовой трубы
Нормы высот дымоходов над крышей

Например:

  1. Плоская крыша. Если нет ограждений и других различных устройств, то высота, возводимой дымовой трубы начинается от 1,2 метров. Если же есть защитное оборудование, то расчёт этого параметра должен основываться на увеличении максимальной длины до 100 сантиметров. При наличии на кровле крыши вентиляции, то высота дымоотвода должна превышать трубу вентиляции на 0,5 метра. Расположены они должны быть на расстоянии не менее 5 – 5,5 метров друг от друга.
Расчет высоты дымовой трубы
Высота трубы при удалении от конька на расстояние более трех метров
  1. Скатная крыша. Здесь параметры определяются из того, где находится дымоотведение, а точнее как далеко она расположена от конька. Например, труба отопительного устройства расположена в 150 сантиметрах от конька, то высота ее минимум 0,5 метра. Если же расстояние варьируется от 150 до 300 сантиметров, то высота дымоотвода должна быть равна по высоте с крышей. Удаленность дальше чем на 300 сантиметров, то в этом случае угол наклона между линией конька по горизонту и вершиной трубы должен быть равен десяти градусам.
Расчет высоты дымовой трубы
Высота дымохода при удалении от конька от 1,5 до 3 метров

При расчете также не забудьте учесть:

  1. Наличие деревьев и иных построек.
  2. Если отопление устанавливается в пристрое к жилому дому.

Здесь может образоваться «зона ветреного подпора», а в ее владениях тяги, которая необходимо для хорошей работы оборудования не существует.

Для того чтобы обеспечить такую тягу, необходимо поднять трубу дымоотведения еще на полметра минимум.

Основные моменты в проектировании

Проект дымохода разрабатывается вместе с проектом всего дома и системы отопления. Место его установки выбирается, исходят из планировки внутренних помещений и самого здания, конструктивных особенностей дома и крыши.

Обычно дымоходную трубу устанавливают на кухне, иногда в подсобных помещениях и коридоре, если у этих помещений с кухней общая стена. Это правило касается дымоходной трубы для печи. Однако в частных домах нередко помимо неё устанавливают камины и отопительные котлы. В этом случае на крышу должно выводиться несколько труб.

Но не стоит сразу разрабатывать проект с выводом отдельных труб от каждой системы отопления. Существует технология, позволяющая объединить несколько труб в один канал дымохода.

Этот факт также должен быть учтен при составлении проекта здания и проектировании дымовых труб. При этом нужно брать во внимание объем всех выводимых газов от всех источников их образования, и в зависимости от этого рассчитывать внутренний размер трубы дымохода.

При проектировании дымоходной трубы, помимо её высоты, нужно учитывать внутреннее сечение, конфигурацию, материал производства и вид отопительного устройства – камин, котел или печь. Кроме того, стоит принять во внимание используемый вид топлива – газообразное, твердое или жидкое. Неправильно разработанный проект монтажа дымохода влечет за собой низкий уровень эффективности работы приборов отопления, из-за чего расход топлива будет повышаться, а, соответственно, и ваши затраты на него.

Проект дымовой трубы разрабатывается, не отрываясь от всего проекта здания и отопительной системы. Место устройства выбирается, исходя из планировки здания и внутренних помещений, конструктивных особенностей самого здания, крыши.

Как правило, дымоход устраивается на кухне, реже в коридоре или подсобных помещениях, если стена между коридором или этими помещениями общая с кухней. Это касается дымоходной трубы для печи. Но в доме могут быть еще и дымоходы для отопительного котла, камина. В итоге, на крышу будут выводиться несколько труб.

Но можно не выводить все трубы на крышу. Существует технология объединения нескольких труб в один дымоходный канал. Это также должно учитываться при проектировании дымовых труб и составлении проекта всего здания. При этом следует учитывать объем всех выводимых газов от нескольких источников их образования, и соответственно этому рассчитывать внутренний размер дымоходной трубы.

При проектировании дымоходов следует учитывать, кроме высоты трубы, конфигурацию, внутреннее сечение, материал производства, вид отопительного устройства – котел, камин или печь, а также вид топлива – твердое, газообразное или жидкое. Неправильно составленный проект повлечет за собой снижение эффективности работы отопительных приборов, отсюда высокий расход топлива и, соответственно, увеличение денежных затрат.

Расчет высоты дымовой трубы

Как было сказано выше, высота дымовой трубы напрямую влияет на качественную работу отопительных приборов. Из этого можно сделать вывод, что чем выше труба, тем лучше будет тяга и КПД работы приборов отопления.

Но не все так просто, как может показаться на первый взгляд. При устройстве слишком высоких конструкций, тяга станет меньше. Парадокс? Нет, все дело в аэродинамических сопротивлениях, которым подвергаются продукты сгорания в дымоходной трубе.

Кроме высоты трубы на эффективность работы отопительных приборов оказывает влияние и место расположения дымохода на крыше относительно конька и близлежащих построек с высокими крышами, приоритетное направление ветров в данной местности.

Расположение и расчет высоты дымовых труб регламентируются СНиП 2.04.05-9, в котором говорится:

  • высота дымоходной трубы, считая от колосниковой решетки до верха, не должна быть менее пяти метров. Оптимальная высота дымохода 6 метров или несколько выше;
  • если дымоход выходит на плоскую кровлю без высокого ограждающего парапета, её высота должна быть не менее полуметра над плоскостью кровли;

Высота дымохода на плоской кровле

  • если труба дымохода находится в пределах 1,5 м от конька крыши или высокого ограждающего парапета, то её верхний обрез должен быть выше на 0,5м  уровня этих конструкций;
  • дымоход, расположенный в пределах 1,5-3,0 м от конька крыши или парапета, должен быть вровень с ними;

Расчет высоты дымовых труб, при условии, что конструкция располагается дальше, чем 3 метра от конька кровли или парапета, производится следующим образом  — высота  верхнего обреза трубы должна располагаться так, чтобы горизонтальная линия, проведенная от конька и линия совмещающая верх трубы и конек, образовывали угол равный 10 градусам.

Расчет высоты дымовой трубы

Помимо расчета высоты относительно конька или парапета, нужно обратить внимание, как форма трубы и размер её сечения влияет на работу отопительных приборов. Идеальной считается округлая форма дымоходной трубы, в которой вывод газов происходит равномерно, без завихрений.

Важным условием стабильной тяги является сечение дымоходной трубы, одинаковое на всем протяжении.

Если конструкция возводится из кирпича или другого материала, принимая прямоугольную форму, то соотношение сторон прямоугольного сечения должно выдерживаться 1:1,5. При этом углы внутреннего сечения  должны принять  округлые формы.

При прямоугольной форме дымоходной трубы площадь её сечения не должна быть меньше 10 Кв см. Дымоход круглой формы не может быть в диаметре меньше, чем  15 см, а в случае с каминной трубой -18 см.

Расчет высоты дымовой трубы

Что касается высоты дымовой трубы котельной, то она, как правило, весьма  значительная. При высоте превышающей 6-8 метров, такая конструкция должна дополнительно укрепляться растяжками, концы которых надежно фиксируются на некотором удалении от здания.

Если вы не знаете, как рассчитать высоту дымовой трубы при постройке своего дома, то следует обратиться к специалистам или воспользоваться бесплатными сервисами  в сети интернет, где по вашим параметрам онлайн — калькулятор в считанные минуты выдаст результат.

Нужно помнить, что высота дымовой трубы над крышей должна быть рассчитана исходя из норм пожарной безопасности. Недопустимо располагать дымоходную трубу в непосредственной близости от окон, дверей, мансардных окон, поскольку вылетающие искры могут стать причиной пожара.

Минимальная высота дымовой трубы может быть достигнута её расположением вблизи конька. Такой вариант лучше тем, что основной ствол конструкции проходит по чердачному пространству, поэтому будет меньше подвергаться охлаждению, вследствие чего создается меньший риск образования конденсата внутри и ухудшения её тяги.

расчет трубы дымовой

Проектирование промышленных дымовых труб требует сложных, многоступенчатых расчетов

Грамотный аэродинамический расчет дает возможность объективно оценить производительность дутьевой и тяговой систем, а также перепад давлений в воздушном и газовом трактах котельной.

Итогом аэродинамических вычислений служат рекомендации специалистов по высоте и диаметру дымовой трубы и оптимизации участков и элементов газо-воздушного тракта.

Следующий пункт проекта — экологическое обоснование размера трубы, исходя из расчетов рассеивания вредных продуктов сгорания топлива в атмосфере.

Расчет высоты дымовой трубы производится, исходя из условий рассеивания выброса вредных веществ.

При этом должны соблюдаться все санитарные нормы для коммерческих и заводских предприятий, а также учитываться фоновая концентрация данных веществ.

Последняя характеристика зависима от:

  • метеорологического режима атмосферы в данной местности;
  • скорости потока масс воздуха;
  • рельефа местности;
  • температуры отводимых газов и пр. факторов.

В ходе данной стадии проектирования определяется:

  • оптимальная высота трубы;
  • максимальный, разрешенный объем выброса вредных веществ в атмосферу.
расчет диаметра дымовой трубы

Расчеты нужны и для определения конструкции трубы

Далее, методика расчета дымовой трубы предусматривает комплекс вычислений, определяющих оптимальную устойчивость и прочность сооружения.

Данные расчеты производят для определения способности выбранной конструкции выдерживать воздействие внешних факторов:

  1. сейсмической активности;
  2. поведения грунта;
  3. ветровых и снеговых нагрузок.

Учитываются и эксплуатационные факторы:

  1. масса трубы;
  2. динамические колебания оборудования;
  3. температурное расширение.

Прочностные вычисления дают возможность подобрать не только конструкцию и форму ствола сооружения. Они позволяют, и произвести расчет фундамента под дымовую трубу: определить его конструкцию, глубину заложения, площадь подошвы и пр.

Тепловой расчет

Влияние диаметра на высоту трубы

Как уже было сказано выше, главным условием качественной работы отопительных приборов является высота трубы. Исходя из этой информации, можно сказать, что, чем выше дымоходная труба, тем выше эффективность работы оборудования и лучше тяга. Однако не всё так просто. Если вы установите слишком высокую конструкцию, тяга будет меньше.

Расчет высоты дымовой трубы

Это происходит из-за того, что продукты сгорания в дымоходной трубе подвергаются влиянию аэродинамических сопротивлений. Если труба несоразмерно высокая, дым медленнее поднимается наверх, из-за чего он медленно остывает, нагревая стенки. Снижение температуры дыма влечет за собой увеличение массы продуктов сгорания, что уменьшает тягу.

Помимо высоты дымохода на эффективность работы приборов отопления большое влияние оказывает месторасположение трубы на крыше относительно близлежащих построек с высокими крышами и коньками. От этого зависит направление ветра в данном месте.

Как понятно из выше сказанного, работа любого обогревательного оборудования заключатся в том, что для образования хорошей тяги теплый воздух должен остывать постепенно, то есть чем ближе к концу дымохода, тем воздух холоднее. Если же диаметр трубы слишком большой для дымохода, то и сечения внутри нее тоже, то остывание теплого воздуха происходит в разы быстрее.

В такой ситуации может помочь, если высоту сделать выше, путем уменьшения сечений. Тогда моет образоваться достаточно сильная тяга, ведущая к уменьшению коэффициента полезного действия прибора отопления. Но нужно учесть, что ток воздуха увеличивается резко и прибор нагревается плохо. В итоге на обогрев будет затрачено больше топлива и времени на обогрев помещений.

Давайте рассмотрим еще один вариант, который используется часто и является ошибочным. Многие строители не профессионалы считают, что если дымовую трубу сделать высокой, а размер сечений внутри нее уменьшить, то тяга улучшиться. Это не так! Здесь происходит все наоборот. Возможно даже такое, что дым из трубы начнет попадать в жилое пространство дома. В итоге помещения будут наполнены угарным газом, который приведет к плачевным последствиям.

Расчет высоты дымовой трубы

По рекомендациям специалистов идеальным будет, если сечение трубы будет одинаковым с размером отверстия поддувала.

Высота всех дымоотводящих каналов регламентируется СНиП, важно еще учитывать сечение и внутреннюю форму. Данные параметры сильно влияют на работу отопительных систем и КПД.

Теплый воздух, нагреваясь, поднимается вверх, чем ближе к выходу наружу, тем сильнее он остывает, вследствие чего образуется тяга. При очень больших размерах внутренних сечениях дымохода воздух быстрее остывает, образуя при этом конденсат, который плохо отражается на самой тяге.

Что можно сделать? Возможно, увеличить высоту трубы, за счет уменьшения ее сечения. В таком случае тяга станет такой сильной, что приведет к потере КПД отопительного котла или печки, камина. Так как приток холодного воздуха снизу будет резко увеличен, вследствие чего отопительный прибор будет нагрет плохо. Из-за чего потребуется увеличение расхода топлива и времени нагрева.

Высокий дымоход и небольшой размер внутреннего сечения тоже не будет давать хорошей тяги для правильной работы печи, камина. Возможно попадание угарного газа и дыма в само помещение. Дабы не столкнуться с такой ситуацией, лучше обратиться к помощи специалиста или произвести расчет высоты дымовой трубы с помощью калькулятора.

Методы расчёта высоты дымохода

Определенные расчёты требуются при строительстве любой дымовой трубы.  Отличным месторасположением принято считать наибольшее сближение к коньку крыши. Таким образом, обеспечивается трубы нужные по длине и минимальные траты на её строительство. Но есть и случаи, которые либо невозможны, либо просто не целесообразны. Ниже представлено два метода по расчеты высоты дымовой трубы, если ее удалить на определенное расстояние от конька.

  1. Промежуток между трубой и коньком менее или равен 150 сантиметрам, то сделать нужно так:
  • На схематичном плане крыши (масштаб может быть любым) на месте, откуда выходит труба следует начертить параллельную прямую по отношению к горизонту.
  • Далее на этой же схеме, в месте, где труба и крыша пересекаются, отмеряют 50 сантиметров и уже через эту точку чертят контур горизонтально. Именно в этом месте должна начинаться внешняя часть дымовой трубы.
Расчет высоты дымовой трубы
Влияние расстояния между коньком и трубой на тягу
  1. Если промежуток более 150, но меньше 300 сантиметров, то расчет достаточно прост. На чертеже крыши рисуют линию горизонтальную к верху конька. Она покажет самую меньшую длину участка снаружи для дымохода.
  2. Для того чтобы рассчитать высоту дымовой трубы, если она расположена на промежутке больше 300 сантиметров, то можно воспользоваться либо графическим, либо математическим способом расчёта.

Разновидности дымоходных труб

Расчет высоты трубы и её расположения прописаны в СНиП. В них говорится:

  • Высота трубы дымохода, считая от колосниковой решетки до верха не должна составлять менее пяти метра. Наиболее удачная высота дымохода составляет 6 метров или немного больше.
  • В случае, если дымоход выходит на плоскую кровлю без высокого парапета, высота трубы должна составляет не менее половины метра над плоскостью кровли.
  • Если дымоходная труба находится на расстоянии менее полутора метров от высокого парапета или конька крыши, то её верхняя часть должна быть на пол метра выше уровня этих конструкций.
  • Дымоход, расположенный на расстоянии 1,5-3 метра от ограждающего парапета или конька крыше должен находится на уровне с ними.
  • Расчет высоты трубы дымохода, при условии, что конструкция располагается на расстоянии более 3 метров от парапета или конька крыши, производится по этому способу – высота верхней части трубы должна быть расположена так, чтобы горизонтальная линия, проведенная от соседней конструкции, и линия, совмещающая конек и верх трубы, образовывали угол размером 10 градусов.

Помимо расчета высоты дымохода относительно парапета или конька, стоит обратить внимание на то, каким образом её размер и сечение влияют на работу приборов отопления. Оптимальной считается округлая форма трубы дымохода, так как в ней вывод продуктов сгорания происходит равномерно, без завихрений.Важный условием высокого уровня тяги является сечение трубы дымохода, одинаковое на всем его протяжении.

В случае, если конструкция производится из кирпича или иного материала прямоугольной или квадратной формы, то соотношение сторон прямоугольного сечения должно составлять 1:1,5. Настоятельно рекомендуется придавать углам округлую форму.

При прямоугольной форме трубы дымохода площадь её сечения не должна составлять менее 10 квадратных сантиметров. Дымоход круглой формы в диаметре не должен быть меньше 15 сантиметров, а в ситуации с камином не менее 18 сантиметров.

Что касается высоты дымохода для отопительного котла, то она должна быть значительной. При высоте конструкции более шести метров, она должна дополнительно усиливаться растяжками, концы которых прочно фиксируются на некотором расстоянии от здания.

Если вы не можете самостоятельно рассчитывать высоту трубы дымохода при постройке своего здания, то можно обратиться к профессионалам или воспользоваться специальными сервисами в сети Интернет, представляющими собой онлайн-калькуляторы. В них после введения значений вам автоматически будет выдан необходимый результат.

Необходимо знать, что высота трубы дымохода над кровлей должна быть рассчитана с учетом требований пожарной безопасности. Запрещается располагать дымоходную трубу рядом с дверьми, окнами, мансардными окнами, так как искры, вылетающие из неё, могут привести к возгоранию.

Минимальная высота дымохода может быть достигнута при помощи его расположения рядом с коньком крыши. Этот вариант больше подходит потому, что ствол системы будет проходить по пространству чердака и меньше подвергаться охлаждению, из-за чего вероятность образования конденсата и ухудшения тяги значительно уменьшается.

расчет дымовой трубы

В настоящее время самыми популярными считаются трубы по удалению дыма из следующих материалов:

  1. Кирпич.
  2. Сталь.
  3. Сталь плюс сэндвич – панели.
  4. Гофрированная сталь.
  5. Керамика.
  6. Асбест с цементом.
  7. Полимерный материал.

Кирпичные дымоходы

Дымоотводные трубы из этого материала до недавних пор были весьма популярны. Кирпич в их строительстве применялся с давних пор. Обязательным условием для возведения дымохода из этого материала является то, что кирпич должен быть полнотелым, а каналы должны располагаться в самой кирпичной кладке.

К положительным свойствам относятся:

  1. Прочность с механической точки зрения;
  2. Кирпич отдает тепло довольно длительное время.
  3. При соблюдении необходимых требований по пожарной безопасности, дымоход из этого материала можно отнести к безопасным.
Расчет высоты дымовой трубы
Кирпичная труба

К отрицательным качествам специалисты относят:

  1. Так как кирпич прямоугольной формы, то дым может задерживаться в углах трубы.
  2. Шероховатая внешняя поверхность, также оказывают влияние на скорость удаления дыма из отопительного прибора.
  3. Глина, которая применяется для производства кирпича, имеет пористую структуру. В результате они подвержены к внутреннему разрушению, так как время о времени на стенках дымохода оседает конденсат.
  4. Кирпичная кладка – это весьма массивна конструкция, которая требует дополнительной укладки фундамента.
  5. Для строительства дымохода из кирпича требуется много сил и времени.
  6. Сложны в уходе и ремонте.
  7. Для проверки канала трубы дымоотведения применяется дополнительные приборы освещения.

Сталь применяется в изготовлении следующих видов труб: модульных, стальных одноконтурных дымоходов. Это конструкции, которые собираются из отдельных частей, как конструктор. Самым лучшим материалом для изготовления такой дымовой трубы признана сталь с повышенной жаропрочностью, кислостойкостью, а также «нержавейка». Толщина стального листа варьируется от 0,6 до 1 миллиметра.  Но, к сожалению, эти дымовые трубы быстро выходят из строя.

Плюсы модульного стального одноконтурного дымохода.

  1. Имеет круглое сечение.
  2. Внутри поверхность гладкая.
  3. Стоит не дорого.
  4. Очень легко монтируется.
  5. Легко произвести ремонтные работы.
  6. Отлично борется с коррозией.

К основным минусам можно отнести:

  1. В таких конструкциях отсутствует теплоизоляционный материал, поэтому газы в такой дымовой трубе быстро остывают.
  2. Не большой срок эксплуатации в среднем около 12 лет.

Стальной дымоход из гофры называется так, потому что это очень гибкая труба, изготовленная из тончайшей ленты стали. Его применяют для гидроизоляции в дымоходах их керамического кирпича, то есть отделка труб этим материалом происходит внутри. Стоимость их достаточно высока.

Это сравнительно новый материал, но он уже завоевал свою долю рынка и получил признание от строителей. Такой дымоход обычно включает в себя три основных части:

  1. Дымовая труба из огнеупорных видов керамики.
  2. Теплоизоляция (негорючий утеплитель).
  3. Внешний короб для защиты. Состоит из ячеистых бетонных блоков.

В использовании и эксплуатации больше положительных характеритик:

  1. Сечение только круглое.
  2. Гладкая поверхность внутри.
  3. Огнеупорный материал.
  4. Отличная теплоизоляция и герметичность.
  5. Простой монтаж.
  6. Надежен и долговечен.

Что касается минуса. Он единственный – стоит очень дорого.

Применяется только для тех отопительных приборов, нагревание которых не превышает 300 градусов Цельсия. Такое ограничение напрямую связано с тем, что материал, из которого изготавливаются такие трубы, имеет невысокую огнестойкость.

Основных плюсов всего четыре:

  1. Весит немного.
  2. Обладает круглыми сечениями.
  3. Прост в строительстве.
  4. Стоит недорого.

К минусам можно отнести:

  1. Невысокая устойчивость к теплу.
  2. Довольно хрупкий материал.
  3. Нет утепления.
  4. При исполнении поворотов в конструкции очень нелегко монтировать.
  5. Материал имеет пористую структуру.
  6. Требует постоянной прочистки.

В основном применяется для ремонта и создания дополнительной гидроизоляции старых дымоходов. По жаростойкости не высокая. Так что применение ограничивается, только  тем отопительным оборудованием, которое обладает низкой температурой.

К положительным свойствам можно отнести:

  1. Эластичность.
  2. Весит немного.
  3. Прост в строительстве и установке.
  4. По сроку службы – износостойкий материал .
  5. Стоит недорого.

Расчет дымовой трубы

К отрицательным характеристикам относится:

  1. Низкая жаропрочность.
  2. Низкая устойчивость по отношению к механическим повреждениям.

При эксплуатации дымовых труб, стоит избегать:

  1. Производить сушку каких – либо предметов.
  2. Производить чистку от копоти путем выжигания.
  3. Нарушать правила эксплуатации, предусмотренных в документации оборудования. Каждый агрегат по отоплению имеет инструкции по дальнейшей эксплуатации дымовых.
  4. Категорически нельзя применять хлорсодержащие вещества.
  5. Также стоит избегать близкого хранения от отопительного оборудования и его составляющих веществ, которые легко воспламеняются.
  6. Применять в качестве топлива бытовую химию, сор в виде строительных материалов.
  7. Для лучшего функционирования в дымоход устанавливаются дымогенераторы.
Расчет высоты дымовой трубы
Пожарная безопасность

От возгорания лучше всего обернуть трубу дымохода. Сделать в настоящее время, достаточно просто, так как ассортимент таких материалов велик.

Способы расчета

Профессионалы используют несколько методов расчета параметров дымохода. При монтаже больших промышленных труб проектантам поручаются очень сложные расчеты. Они учитывают:

  • количество и состав дымовых газов;
  • концентрацию вредных веществ в продуктах сгорания;
  • материал трубы;
  • шероховатости внутренней поверхности борова;
  • метеорологическую обстановку в регионе.

Расчет больших труб нередко служит темой для дипломной работы в институте. К счастью, размеры дымоходов в частном доме меньше, мощность отопительных агрегатов также уступает промышленным объектам.

При проектировании небольшой трубы для частного дома пользуются более простыми, хотя и довольно точными расчетами. Полученные в результате расчетов параметры дымохода обеспечивают полную эвакуацию продуктов сгорания из топки и обеспечивают безопасность жильцов. Такие расчеты позволяют избежать ошибок в выборе параметров и при монтаже дымохода, избежать последующей переделки конструкций. Подобные переделки в уже построенном и отделанном доме намного сложнее, чем в процессе строительства.

Точный метод

Для отопления чаще устанавливают готовые отопительные или отопительно-варочные агрегаты промышленного производства с определенным диаметром дымохода. С каменками для бани или масляными печками для гаража обычно также монтируют готовые сэндвич-дымоходы небольшого диаметра (100 мм).

Для более точных расчетов необходимо знать характеристики топлива и отопительного котла, скорость подъема дымовых газов, количество сжигаемого топлива, форму дымохода (форму сечения, количество изгибов). Расчеты достаточно сложны и требуют применение некоторых специальных данных, поэтому рассмотрим расчет для отопительного агрегата (камина) на дровах – их чаще делают оригинальными, полагаясь только на опыт печника, поэтому расчет сечения необходим.

Дымоход пусть будет круглого сечения, без поворотов. Данные для расчета:

  • среднюю скорость движения дымовых газов по борову v принимаем равной 2 м/с;
  • масса дров, сгорающих в течение часа в топке – В=5 кг/ч (влажность 25 %);
  • температура исходящих газов – t = 160°С.

где V – объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 кг топлива. Для дров с влажностью 25% для сгорания 1 кг необходимо 10 м3 воздуха.

Значение, полученное в результате расчетов, округляется в сторону увеличения до ближайшего типоразмера круглых труб (например, 125 мм). Квадратный или прямоугольный дымоход из кирпича не делают меньше, чем 140×140 мм. Сечение трубы для традиционной печки должно быть больше размера поддувала в полтора раза.

Вид топлива Объем продуктов горения  при давлении 760 мм рт. столба и 0° С Температура исходящих газов, ° С
Дрова (влажность 25%) 10 160
Торф кусковой 10 150
Торфяные брикеты 11 160
Уголь бурый 12 140
Уголь каменный; антрацит 17 120

затем переводят отношение  в проценты и по графику в зависимости от получившейся величины и формы борова выбирают высоту дымопровода.

При использовании шведского метода расчета можно вычислить площадь сечения борового канала исходя из площади пода топки и высоты трубы, определенной в соответствии с СП 7.13130.2013 в зависимости от высоты конька кровли и расположения дымопровода относительно конька (см. ниже).

Расчет высоты дымовой трубы
Графический метод расчёта

По проектам дымовые трубы могут быть рассчитаны и изображены при учете следующих расчётов. Порядок при этом способе следующий:

  1. Возьмите удобный по размеру, чистый лист бумаги и нарисуйте на нем схему вашего дома. Дымовые трубы с чертежами будут расположены дальше.
  2. Далее на нем прочертите одну линию, которая расположена на коньке крыши, а вторую – там, где предполагаете поместить дымоотводную трубу.
  3. Теперь соедините оба контура в вершине конька, а после новой горизонтальной прямой, которую только что получили при помощи угломера, отложите по направлению к низу дома угол равный десяти градусам. После, нужно соединить угол с основной прямой дымохода.
  4. Вы получили точку в пересечении, которая показывает, какая самая меньшая высота возможна.
  5. Теперь переходим к преобразованию, полученных расчетов. Теперь нужно проверить полученные параметры с требованиями по СНиПам.
  6. Если требуется корректировка, то место где должна выходить дымоотводная труба корректируется при помощи передвижения оси дымоотвода. Но только в горизонтальном направлении.

Чтобы проектирование системы отопления частного дома было идеальным, то следует учесть тот факт, что расчёт высоты дымовой трубы на основе конька крыши не даст полного результата. Здесь нужно учесть еще и дополнительные факторы, влияющие на расчёт:

  1. Сколько этажей в доме, какие строительные и отделочные материалы применялись в строительстве, а также планировка дома в целом.
  2. К какому виду относится дымоход.
  3. Насколько он удобен в строительстве и уходе.
  4. Сколько отопительных приборов подсоединено к дымоотводению.
Расчет высоты дымовой трубы
Математический метод расчета

Если взять за основу математику при расчёте высоты, то процесс происходит следующим образом:

  1. Нужно опять же нарисовать план – схему дома, лучше взять масштаб 1 : 100, другими словами один метр равен одному сантиметру.
  2. Теперь измерьте расстояние от оси, где запланирован выход дымохода и серединой конька крыши.
  3. Проведите через центр конька прямую линию параллельную горизонту и при помощи транспортира отложите десяти градусный угол. Это именно тот размер угла, который указан в нормативах.
  4. В итоге у вас должен получиться треугольник, в котором один угол равен 90 градусам. А катеты обозначаются a, b и углом α.
  5. Основываясь на теорему Пифагора находим катет «a = b х tgα». Именно на ту величину труба дымоотвода должна быть ниже конька.
  6. Теперь измерьте, каков ваш дом высотой в центре конька, не забудьте про стены, а теперь из этого значения вычтите катет «а». При помощи этого расчета определяется величина канала дымоотведения.
  7. Теперь переведите в реальный формат и если полученные расчеты отвечают нормативам и СНиПам, то приступайте к строительству.

Если придерживаться нормативных актов, то на один дымоход приходится один отопительный прибор.

Для подсоединения двух приборов необходимо получить дополнительное разрешение от сотрудников пожарной и газовой служб.

Расчет тяги дымовой трубы

Работа вентиляционных систем здания и печных труб, удаляющих несвежий воздух и продукты сгорания из помещений, основаны на естественной тяге, представляющей собой разность приведенных полных давлений снаружи и внутри.

Для того, чтобы рассчитать естественную тягу, необходимо высоту дымоходной трубы умножить на разность плотности наружного и внутреннего воздуха.

Рассмотрим небольшой пример. При горении топлива в топке тяга дымовой трубы позволяет удалить горячие газы. Сам этот процесс возникает из разницы температуры снаружи и изнутри. Различные температуры соответствуют разным плотностям воздуха. Динамическое давление при расчете тяги не учитывается из-за малых скоростей. Затем данные нужно подставить в уравнение Бернулли для газа.

Следующим шагом для расчета тяги дымоходной трубы является нахождение общих потерь давления и их сравнение с величиной тяги. Если в итоге было достигнуто равенство показателей, то расчет можно закончить, так как в этом случае система будет работать и удалять продукты сгорания исправно. Если равенство не соблюдается, то нужно изменять либо количество потерь, либо уровень тяги. К примеру, тягу можно увеличить двумя методами:

  • Сделать дымоходную трубы выше.
  • Увеличить разницы температур (возможно не всегда).

Общие потери давления можно снизить при помощи:

  • Увеличения проходного сечения дымохода.
  • Уменьшения пути прохождения удаляемых газов.
  • Меньшей шероховатости стенок каналов.
  • Уменьшения количества поворотов и иных местных сопротивлений.

Для системы естественной вентиляции в помещения можно применять такие же принципы.

Комментировать
0
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector