Печь или камин неспроста называют «сердцем дома». Но приручение огня внутри жилой постройки предполагает целый ряд действий и длинный свод правил. Ведь любые ошибки в проектировании дымохода обходятся слишком дорого, начиная с удушливого дыма внутри помещения и заканчивая пожаром. И чаще всего все начинается с нарушения тяги и разрушения стенок дымохода, а затем возгораются прилегающие строительные конструкции.
Сегодня выполнение расчетов высоты дымовой трубы зачастую производят через специальные программы, хотя опытные специалисты обязательно проверяют полученные значения вручную, при помощи формул, с которыми есть смыл познакомиться ради душевного спокойствия.
Они не сложны, для их понимания достаточно школьных знаний геометрии и умения подставлять значения в нужное место. А мы, в свою очередь, постараемся объяснить вам, почему так важен каждый показатель для определения высоты дымоходной трубы, и как именно он на нее влияет.
Расположение дымохода и направление ветра: как не допустить завихрений
Согласно всем строительным нормам и правилам, дымоход должен возвышаться над кровлей на определенном расстоянии. Это необходимо для того, чтобы воздуха на выступающих частях крыши ввиду завихрений не вызывал обратную тягу.
Обратную тягу воочию можно встретить в виде дыма, который валит из камина прямо вовнутрь помещения. Но и лишняя высота дымохода тоже не нужна, иначе тяга станет слишком сильной и тепла от такого камина не дождаться: дрова будут испепеляться, как спичка, не успевая давать жар.
Вот почему так важно рассчитать высоту дымоходной трубы максимально точно, в особенности учитывая направление действующих на местности ветров:
Если труба оказалась расположенной слишком близко к густым деревьям или высокой стене, ее необходимо нарастить асбестоцементной или стальной трубой.
В этом видео вы также найдете ценные советы по устройству дымохода и решения проблем с его высотой:
Как рассчитать высоту конька двухскатной крыши
Искомая величина зависит от нескольких факторов, но, как правило, определяющим считается тип чердака.
Рекомендуем Если предполагается устройство мансарды, то рассчитываемая величина равна сумме высот стоек под прогон и потолка помещения.
В общем случае учитывается уклон ската и размеры строения и, как производная, тип материала. В расчетах используют данные из специально разработанной таблицы, в которой через коэффициент связаны ширина строения и величина уклона.
Допустим, ширина строения равна 8 м, а уклон – 40°. Высоту конька двухскатной крыши рассчитывают по следующей схеме: половину ширины умножают на коэффициент, значение которого находят из таблицы. Таким образом, высота или расстояние между верхней точкой конька крыши и перекрытием составляет 4х 0,86= 3,44.
Сила тяги: как добиться идеального сгорания топлива
На саму силу тяги оказывают воздействие сразу несколько важных факторов:
- материал изготовления дымохода;
- высота фундамента над уровнем моря;
- температура дымовых газов на выходе из печи;
- форма поперечного сечения дымоходной трубы;
- гладкость или шероховатость внутренней поверхности;
- нарушение внутренней герметичности дымохода;
- температура и влажность наружного воздуха;
- вентиляция помещения с котлом или печью;
- полнота сгорания топлива;
- степень загрязнения котла (или печи) и дымохода;
- тип используемой горелки (модуляционная она или дискретная).
Первым делом вам нужно определить величину статической тяги дымохода, а измеряется в величине ∆p [Па]. Вот формула для расчета:
h[м]=(∆p·Tp·Tн)/(3459·(Tp-1,1·Tн))
Тр – это средняя температура в трубе, а Тн – наружная температура. Измеряют ее по умолчанию в градусах по шкале Кельвина, но можно указать и по Цельсию, добавив +273.
Вычислить среднюю температуру не сложно. Обычно ее сообщают в технических данных к котлу, но важно также учитывать охлаждение. Это 1 градус на каждый метр кирпичной трубы, 2 градуса на метр стальной изолированной и 5 градусов на неизолированной.
При этом значение наружной температуры желательно брать то, что характерно для лета как самого проблемного времени для тяги:
Сделайте аэродинамический расчет и узнаете точную необходимую высоту и диаметр дымовой трубы. Сама по себе величина тяги означает разницу плотностей воздуха и дымового газа, умноженные на высоту дома. Именно 5 метров дымохода обеспечивают разрежение и тягу для дыма.
Но что делать, если высоту трубы уже выше ставить нельзя, а тяга по определенным причинам еще недостаточна? Такое нередко бывает, когда дымовые газы остывают слишком быстро, особенно в холодное время года. Тогда для восстановления тяги нужный участок трубы просто утепляют.
Также помните, что реальная тяга всегда меньше статической из-за сопротивления движения газов внутри стенок трубы. Чем уже проходное сечение дымохода, и чем больше в нем изгибов, горизонтальных участков и тому подобное – тем хуже будет тяга, ведь на тягу влияет потеря давления по всей длине трубы.
Еще одна проблема, связанная с высотой дымохода, заключается в холодном воздухе из камина. Так, когда он не работает, из него выпускают холодный воздух с улицы. Происходит это тогда, когда оголовок дымохода находится ниже окончания вентиляционной вытяжки, или когда мансарда слишком большая и плохо утеплена.
Советы по сборке
После сооружения дымохода, а также некоторого времени использования важно позаботиться о регулярной очистке системы. Самый проверенный способ почистить дымоход – применение механических инструментов
Для этого подойдут специальные ерши, гири, в некоторых случаях лом и кувалда.
Работа трубочистом – занятие грязное, потому из бани заранее все выносят, поверхности закрывают газетами или пленкой:
Самый простой метод – использование специального ершика, которым можно прочистить дымоход. Ершик достаточно вставить в трубу, затем надлежит аккуратно толкать его вверх, пока не иссякнет сопротивление из-за накопившейся сажи. Его не следует вертеть вокруг оси, иначе есть риск, что он застрянет в трубе, и его придется доставать частями. Еще один действенный метод очищения дымохода – горение осиновых дров. Способ поможет при небольшом количестве сажи на поверхности трубы. При горении осиновых полен создается лучшая тяговая сила, которая способна вынести сажу из трубы.
- Подобными свойствами обладают картофельные шкурки. Но для подготовки нужного количества материала придется вплотную заняться чисткой не одного килограмма овощей.
- Частыми в применении стали современные способы защиты трубы от сажи с использованием химических средств. Современные препараты включают специальные компоненты, которые при сгорании выносят за собой сажу. Компоненты могут действовать в качестве разделителя сажи, она в результате сама отвалится со стенок трубы.
Считается, что лучшее время для чистки дымохода – после дождя. Во влажной среде проще осуществить уход за трубой. Своевременная чистка труб станет залогом качественного горения дров. Это позволит сохранить тепло в бане. О том, как сделать правильный дымоход для бани, смотрите в видео ниже.
Сначала о кирпичных конструкциях, что являются продолжением кладки печи. Узел прохода, называемый разделкой, выполняется путем расширения кладки до нормативных размеров, как показано выше на схеме. Получается, что при пересечении перекрытия надо выдержать толщину стенки в полтора кирпича (380 мм), а кровельного покрытия – в 1 кирпич (250 мм).
Стальные трубы для отвода газов обычно собирают из секций, вставляемых одна в другую. Причем смонтировать дымоход нужно таким образом, чтобы конденсат внутри газохода беспрепятственно мог стекать вниз. То есть, верхняя секция вставляется в нижнюю, это называют сборкой «по конденсату». Что касается модульных сэндвичей, то внутренняя труба вставляемой верхней секции должна войти в нижнюю, а внешняя – обхватить кожух нижней снаружи. Таким способом происходит отвод осадков, спокойно стекающих на землю.
- Обязательно применяйте потолочно проходной короб, даже если используете сэндвич. Его заполняйте керамзитом, пеностеклом или минеральной ватой. Не засыпайте околотрубное пространство землёй, тем более песком. Песок имеет свойство сильно нагреваться и долго сохранять тепло.
- Самая оптимальная высота дымохода – 4,5-5 метров. Пытайтесь придерживаться этих параметров.
- Верхний край трубы должен возвышаться над коньком не меньше 50 сантиметров. Но, а если крыша плоская, то здесь уже высота должна быть не менее метра. При большой высоте дымохода, монтируются специальные оттяжки.
- В парном помещении, если труба проходит возле стены или перегородки, то на стену обязательно устанавливается защитный экран. Он может быть в виде нержавейки или базальтового картона.
- При монтаже «флешки» рекомендуется пользоваться специальным термо и атмосферостойким герметиком. Он отлично справляется с возложенной на него задачей. Кстати, во время сборки сэндвич дымохода, часто применяют тот же термогерметик, а иногда и обжимные хомуты.
- Если используется горючий кровельный материал, то наличие искрогасителя обязательно. Его можно сделать самостоятельно, применив отработанный воздушный «КАМАЗовский» фильтр.
- Старайтесь избегать стыков сэндвич труб в потолочном проходе. В этом месте дымовой канал должен быть цельным.
Предлагаем ознакомиться: Вентиляция в бане схема и устройство
Цитата мудрости: Если хочешь, чтобы мир изменился, стань этим изменением.
Проектирование дымохода в зависимости от конфигурации отопления
Идем дальше. Какие дымоходы сегодня устанавливают чаще всего? Это кирпичные, керамические и из изолированной и неизолированной стали.
И в первую очередь, при проектировании дымохода, вычисляют его его минимальные показатели пропускной способности. Если здесь допустить ошибки, дымовые газы станут скапливаться внутри трубы и доставлять немало проблем.
Общая схема расположения дымохода выглядит так:
Если температура отходящих газов невысока, как у современных низкотемпературных котлов, тогда в верхней части дымохода устанавливают так называемые электрические дымососы.
Они представляют собой небольшой вентилятор с лопастями. Такое устройство принудительно убирает продукты сгорания из трубы, усиливая, тем самым, силу тяги. И тогда сила тяги уже не влияет напрямую на высоту дымохода, ведь ее добиваются другим способом, а не «ловлей ветра».
Если дополнительного приспособления нет, тогда ветер ловить все-таки придется. И в этом случае нужно отталкиваться от имеющейся мощности котла, печи или камина, которые можно узнать из технической документации. Она выражается в том количестве топлива, которое сжигают за один час работы.
Если количество объема топлива известно, тогда объем газов рассчитывают по такой формуле:
Vг = B∙V∙(1+t/273)/3600
Результат получится в м3/с. Это – скорость движения газов в трубе. Сечение трубы вычисляем уже по такой формуле:
F = π∙d²/4
И полученное значение определяют в м2. Это – площадь сечения дымохода, а диаметр рассчитывают по формуле:
dт = √4∙B∙V∙(1+t/273)/π∙ω∙3600
Остальные характеристики почти одинаковы у большинства отопительных приборов. Так, скорость выхода газов в дымоходе обычно не меньше, чем 2 метра в секунду, а температура газов на входе в трубы – от 150 до 200 градусов.
Также стандартный напор газов на 1 метр – не менее, чем 0,4 мм Н2О, или 4 Па:
Поэтому, согласно СНиП, высота дымовой трубы от колосника должна составлять не менее 5 метров.
Требования к каналу
Расположение дымохода относительно конька – не единственный вопрос при строительстве. Важно учесть рекомендации и обратить внимание на то, что:
- Материал подбирается в зависимости от топлива, на котором работает котел. Для газового, печного или твердотопливного агрегата хорошим вариантом станет трубопровод из нержавеющей стали.
- Количество отопительных приборов не должно превышать двух на один дымоход. В противном случае высок риск неправильного расчета диаметра. При использовании двух отопительных приборов должен применяться один вид топлива, а диаметр патрубков может быть не больше хорды самого дымохода.
- Предпочтительно строительство трубы цилиндрической или круглой формы. Такая конструкция позволяет создать идеальную тягу, не допуская возвращение дыма в помещение.
При соблюдении этих простых правил можно добиться эффективной работы отопительной системы.
Зависимость высоты дымохода от других элементов кровли
Большое значение также имеет то, насколько близко сам дымоход расположен к коньку кровли, парапету или других его элементов:
Итак, что касается возвышения дымовых труб над крышей, существуют такие правила:
- Не меньше, чем 1,2 метра над плоской кровлей.
- Не меньше, чем 50 см над коньком кровли, если труба расположена до 1,5 метра от конька.
- Не ниже уровня конька, если труба расположена от 1,5 до 3 м от конька.
- Не ниже линии, которую можно провести от конька вниз к горизонту под углом 10 градусов, если труба расположена от конька более 3 метров.
При этом дымовой канал должен находиться от других элементов строения на определенном расстоянии, минимум:
- 150 мм для труб с изоляцией;
- 500 мм для труб без изоляции.
Минимальная разрешенная высота трубы – 50 см. Но это слишком низкие трубы, которые разрешено ставить только на плоских крышах без каких-либо выступов. Если же крыша с более сложной конфигурацией, придется повозиться и учесть все выступающие части.
Так, если все эти части находится на расстоянии от 1,5 метров от самой трубы, тогда трубе достаточно быть просто выше, чем все эти элементы. Если они ближе, чем 1,5 метров, тогда дымоход должен превышать их высоту минимум на 59 см:
Сечение трубы
Этот параметр конструкции имеет важнейшее значение для обеспечения эффективности работы отопительной системы. Он определяется в первую очередь формой дымохода.
При использовании классического цилиндрического или круглого канала достаточно следовать простому правилу: сечение трубопровода должно быть пропорционально топочной камере в размере 1 к 10. Если при строительстве применяется квадратная форма, пропорции должны составлять 1 к 1,5.
При соблюдении требований тепловая отдача будет достаточно результативной, чтобы обеспечивать правильную работу печного отопления. При этом сам котел не будет перегружен, работая на 100%, но без износа.
Расположение выхода дымохода из дома
Существуют также свои правила монтажа дымохода через крышу и стену. Вот пример монтажа трубы прямо через кровлю:
Выдержать высоту дымохода в 5 метров от колосника топки до верхнего среза трубы не сложно, если был построен одно- или двухэтажный дом. Но проблемы возникают, если камин был установлен на верхнем мансардном этаже – здесь недостаточна высота потолка и чердака.
Немного по-другому происходит монтаж дымохода через стену дома или бани:
Отметим, что печи к дымоходам следует присоединять при помощи дымоходных труб длиной не более 0,4 м.
Для чего это нужно
Резонных предлогов для вычисления высоты дымохода над коньком несколько:
- при правильной высоте увеличивается КПД отопления. Отопительный прибор будет производить максимальную теплоотдачу и топливные затраты при этом будут наименьшими;
- для того, чтобы сохранить здоровье живущих в доме. Неправильные расчеты приводят к проникновению дыма и угарного газа в здание. Требуется обеспечить работе дымоотвода необходимую тягу;
- для того, чтобы исключить возгорание. Короткая труба не дает остыть газам, что может привести к пожару.
Правильно проведенный расчет дымовой трубы экономит топливо и бережет здоровье людей, живущих в доме.
Вопросы экологии для промышленных зданий
Одним словом, пропускная способность дымоходной трубы должна обеспечить беспрепятственное прохождение дыма и его выход в атмосферу. Причем здесь немаловажен и экологический момент, а именно, правильно ли продукты сгорания топлива рассеиваются в атмосфере.
Так, при строительстве коммерческих и заводских предприятий учитывают определенные санитарные нормы. А они зависят от погодных условий местности, типичной скорости потока масс воздуха, рельефа ландшафта и многих других факторов.
Итак, какое значение получилось у вас и равно ли оно точно 5 метрам?
Важные нюансы расчета дымовой трубы
Даже с помощью, казалось бы, простой формулы, добиться желаемого результата удается не всегда. При строительстве необходимо учесть еще несколько важных деталей. Одна из них касается диаметра выходного отверстия. При его правильном подборе можно добиться дополнительных плюсов:
- Уменьшить расход топлива.
- Урегулировать работу отопительной системы.
- Обеспечить абсолютную безопасность.
При совершении вычислений необходимо учесть используемый материал и существующую вентиляцию. Именно от них зависит, насколько качественно будет выводиться отработанный газ.
Подготовительные работы
Перед тем, как приступать к монтажу, необходимо уточнить несколько основных факторов. Подбирая канал, нужно учитывать особенности высоты здания, диаметра будущего канала и прочие. Особую роль отдавайте месту установки и расположению отопительной аппаратуры. Установка сэндвич дымохода, как и любого другого может выполняться двумя основными способами:
- Внутренним.
- Внешним.
К примеру, при внутреннем размещении монтаж сэндвич дымохода выполняется непосредственно в отапливаемом помещении, и дополнительная герметизации в таком случае не требуется. Но, нюанс есть, если чердачное помещение не отапливаемое, в таком случае, нелишним будет во время монтажа дополнительно утеплить трубу и провести герметизацию, чтобы исключить попадания отработанных газов в комнаты с вытекающими последствиями. Кроме того, на начальном этапе обдумайте, как быть с теми материалами, стенами, рядом с которыми, соприкасаясь, будет проходить дымоход. Поверхности должны быть обработаны специальными антипиренами.
Установка сэндвич дымохода своими руками
Что касается внешних систем, то сборка внешнего сэндвич дымохода должна выполняться с учетом обязательного утепления. Такие типы намного безопасней, так как сразу же при монтаже выводят трубу наружу, уменьшая вероятность попадания отработанных газов в помещения.
Какой тип и форму выбрать? Здесь стоит отдавать предпочтение не только эстетическим показателям, но и функциональным. Учитывайте особенность, что зафиксировать или закрепить квадратный дымоход просто, он достаточно легок в эксплуатации, не требует особых навыков при монтаже. Но, главный недостаток такой системы – это скопление конденсата и прочей не нужной грязи и пыли внутри. Круглые элементы в этой части намного предпочтительней, учитывая свою форму, они намного меньше задерживают не только разнообразный мусор, который может попасть от порывов ветра, но и образовывают меньше конденсата, естественно с учетом правильного утепления. Единственно, такие системы сложные в монтаже и вам потребуется сноровка. Кроме того, не забывайте подготовить необходимый инструмент для монтажа заранее. Итак, инструменты необходимые для устройства дымохода:
- Дрель, болгарка.
- Лобзик, шуруповерт.
- Молоток.
- Отвертки.
- Защитная амуниция.
- Шпатель и стамеска.
