Тонкости устройства дымохода: как рассчитать высоту относительно конька крыши?

Значение расчетов параметров дымохода

При ошибочном расчете котельного оборудования будет возникать эффект обратной тяги, когда дымовые газы не будут отводиться в атмосферу, а попадут в жилые комнаты. В такой ситуации существует даже вероятность создания пожароопасной ситуации, если горячий дым проникнет в помещение. Вследствие этого, при строительстве дымохода важен безошибочный расчет его геометрических характеристик, которые гарантируют создание рабочей тяги, достаточной для полного удаления дымовых газов и обеспечения высокого коэффициента полезного действия отопительного агрегата, работающего на природном топливе.

Работа источника тепловой энергии, работающего на твердом, жидком или газообразном топливе, всецело зависит от следующих параметров дымовой трубы:

Длина трубы. Вначале потребуется установить наибольшую высоту строения, а также размер в метрах до конька кровли в точке, где планируется вывод проектной дымовой трубы. Вследствие чего с данным показателем связаны все наиболее важные параметры строящейся системы дымоотвода. Необходимо учитывать, что чрезмерно высокие дымовые канала буквально станут «съедать» разрежение в дымовентиляционном тракте, в результате источник тепловой энергии не сможет качественно сжигать топливо из трубы и всех щелей повалит черный дым. Не менее опасны и непомерно низенькие трубы по отношению к крыше.
Диаметр дымохода для печи на дровах

В отношении данного размера, потребуется принимать во внимание не конкретно число, а в большей степени геометрию дымовой трубы. Специалисты — печники говорят о том, что высококачественная дымоотводящаясистема, функционирующая по всем законам аэродинамики и теплотехники, имеет круглое сечение

В этом случае сажевые отложения не в такой степени задерживаются в каналах, поэтому такая система меньше нуждается в очистке. В отношении конкретного размера — его стоит выбирать по сечению основного выходного патрубка котла либо другого источника тепла. Применять трубы с большим или меньшим размером, не рекомендуется заводом-изготовителем из-за высокого риска разгерметизации.
Помимо определения Д трубы необходимо учитывать силу тяги. Для этого применяют закон Бернулли, вносят в формулу данные по температуре наружного и внутреннего воздуха, а также по давлению среды. В итоговом расчете учитывают суммарную потерю воздушного напора в двух точках: в топочной камере и на выходе из дымовой трубы. Итоговый размер тяги для печей должен превышать все потери напора в газовоздушном тракте.

Каким должен быть дымоходный канал?

При сооружении дымохода крайне важно, чтобы все размеры были рассчитаны, а материал подобран правильно. А эти параметры, в свою очередь, будут зависеть от топлива, которое планируется использовать. Так, кирпичная конструкция подойдет для газовых и твердотопливных приборов

Ее сечение и высоту необходимо тщательно рассчитать (об этом несколько позже), дабы вся система отопления нормально функционировала. В случае неправильно подобранных размеров КПД котла снизится, а требуемая тяга будет отсутствовать, что может привести к самым неожиданным последствиям

Так, кирпичная конструкция подойдет для газовых и твердотопливных приборов. Ее сечение и высоту необходимо тщательно рассчитать (об этом несколько позже), дабы вся система отопления нормально функционировала. В случае неправильно подобранных размеров КПД котла снизится, а требуемая тяга будет отсутствовать, что может привести к самым неожиданным последствиям.

Обратите внимание! Все это особенно важно в тех случаях, когда дымоход обустраивается сразу для нескольких приборов – здесь расчеты лучше доверить профессионалам, поскольку риск ошибиться достаточно высок. В соответствии с общепризнанными требованиями 1 дымоход способен обслуживать не более 2-х приборов отопления, но только тогда, когда его внутренние размеры позволяют им обоим работать одновременно. А высота канала рассечки в данном случае должна составлять порядка 0,8 метра

А высота канала рассечки в данном случае должна составлять порядка 0,8 метра

В случае больших параметров КПД прибора снизится, а меньших – ухудшится тяга, и продукты горения могут проникнуть в помещение

А высота канала рассечки в данном случае должна составлять порядка 0,8 метра. В случае больших параметров КПД прибора снизится, а меньших – ухудшится тяга, и продукты горения могут проникнуть в помещение

В соответствии с общепризнанными требованиями 1 дымоход способен обслуживать не более 2-х приборов отопления, но только тогда, когда его внутренние размеры позволяют им обоим работать одновременно. А высота канала рассечки в данном случае должна составлять порядка 0,8 метра. В случае больших параметров КПД прибора снизится, а меньших – ухудшится тяга, и продукты горения могут проникнуть в помещение.

Что же касается формы дымохода, то лучшей однозначно считается цилиндр. Высота дымохода относительно конька крыши на это не влияет, равно как и использованный материал. И даже в каналы из кирпича встраиваются трубы необходимого диаметра. Объясняется это тем, что продукты горения поднимаются спиралеобразно, поэтому оптимальная форма – это именно цилиндр. Только при таких условиях обеспечивается максимальная тяга.

Колпак на трубу дымохода

Ранее мы рассказывали о том как своими силами сделать и установить колпак на дымоходную трубу. В дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с этим руководством

А современные модели котлов, функционирующие по «стоп-старту», без подобной трубы обойтись не могут. Ведь для них главное – это быстрый нагрев системы до требуемого показателя и перевод ее в режим ожидания, из-за чего, собственно, такие котлы и считаются самыми экономными.

В квадратных дымоходах будут создаваться завихрения, что опять же приведет к ухудшению тяги. Зато для дровяных отопительных котлов эта форма подходит, так как увеличивает их КПД путем замедления выхода тепловой энергии.

Требования к габаритам трубы

В идеале дымоход должен быть строго вертикальным, без каких-либо выступов. Максимальное отклонение, которое допускается в данном случае, составляет всего 30 градусов на метр длины. Вместе с тем, отклонение не должно быть резким или влиять на сечение канала. Если конструкция кирпичная, то кладка должна быть предельно плотной, в то время как внутренние поверхности – гладкими и ровными (никакие выступы из застывшего раствора оставаться не должны).

Обратите внимание! Внизу трубы должен располагаться специальный карман с дверкой, посредством которого будет проводиться очистка от сажи. Минимальная глубина этого кармана – 20 сантиметров

В перекрытиях между этажами вокруг дымохода обустраивается противопожарная изоляция. Если перекрытие из бетона, то ее толщина должна составлять от 5-ти до 7-и сантиметров, а если из дерева – то от 20-ти до 30-ти.

Сечение дымохода и высота

Высота дымохода — это тот параметр, который во многом определяет силу тяги.

Существует формула, согласно которой, разница давлений напрямую зависит от атмосферного давления, разницы температур снаружи и внутри, а также — от высоты самого дымохода.

Чем больше разница температур, тем больше тяга, чем больше атмосферное давление и высота дымохода — тем больше тяга.

На атмосферное давление владелец дымохода повлиять никак не может, как и на температуру на улице. Температура внутри зависит от источника тепла. Она редко превышает 1000°С.

В короткой трубе воздух, проникающий внутрь извне, будет наоборот способствовать поступлению дыма в помещение. В слишком длинной трубе градиент давлений не будет достаточным для хорошей тяги.

В трубе создается два воздушных потока, один стремится внутрь, другой — наружу. Дым в дымоходе образует завихрения, которые не должны мешать воздушному потоку. Чтобы тяга была максимальной, труба должна иметь определенный диаметр. Диаметр внутреннего сечения играет важную роль в обеспечении пассивной тяги.

В узкой трубе воздух создает турбулентные потоки и, вместо того, чтобы выходить наружу, долгое время путешествует по трубе. Чем дольше теплый газ сообщается в холодными стенками трубы, тем холоднее он становится. Холодный дым из трубы выходить не будет. В слишком широком дымоходе также есть вероятность быстрого охлаждения дыма из-за чрезмерного поступления холодного воздуха.

Оптимальной считается площадь дымохода не менее 10 см2, в случае круглой трубы — диаметре не менее 15 см. При установке каминов, в которых температура горения топлива несколько выше, чем в печах и колонках, следует ориентироваться на минимальный диаметр в 10 см. Максимальный диаметр будет зависеть от размеров нагревателя.

Что касается высоты дымохода, она зависит от многих параметров. В идеальных условиях, когда крыша ровная, не имеет никаких выступов, на ее уровне нет деревьев и других построек и доступ воздуха к трубе ничего не загораживает, дымоход имеет 5м в высоту максимум. При этом его высота считается от колосниковой решетки нагревателя до самого верха.

Ровные крыши встречаются в домах очень редко. Часто они покатые, имеют различные оградительные или декоративными элементами, соприкасаются с деревьями и другими зданиями.

При всех этих условиях высота дымохода рассчитывается отдельно.

Кроме того, что высота дымоотводящих каналов регламентируется требованиями СНиП, нужно учитывать его сечение и внутреннюю форму. Эти параметры также влияют на нормальное функционирование отопительных устройств и их КПД.

Согласно законам физики, теплый воздух — в нашем случае топочные газы — нагреваясь, поднимается вверх. И чем ближе он к выходу наружу, тем больше остывает, в результате чего образуется тяга. Соответственно, большое сечение дымохода, казалось бы, должно создавать лучшую тягу. Но на деле это не всегда так.

Какой предполагается выход? Можно, увеличив высоту трубы, уменьшить её сечение. В этом случае тяга будет настолько большой, что может привести к потере КПД отопительного котла или печки. Ведь будет увеличено поступление холодного воздуха снизу, из-за чего нагрев самого отопительного устройства окажется недостаточным. А значит, потребуется больший расход топлива и время для прогрева.

При высоком дымоходе и недостаточном внутреннем диаметре тяги будет также не хватать для нормальной работы прибора. Кроме того, в помещение могут забрасываться дым и угарные газы. Чтобы этого не случилось, и отопительные приборы работали с полной отдачей и производительностью, необходимо делать расчет всех параметров, используя калькулятор или приглашая специалистов.

Расчеты прочности и устойчивости конструкции

Предписания для газовых котлов отличаются в зависимости от типа горелки. К дымоходным системам, устанавливаемым на котлах открытого типа, относятся следующие нормы и правила:

• труба имеет не более 3 колен (45-90°);
• используется только негорючий материал;
• трубы обязательно защищаются теплоизоляцией;
• предусматривается отверстие с заслонкой, через которое чистят дымоход;
• высота и параметры сечения дымохода соответствуют требованиям, рекомендованным производителем котла;
• в трубе имеется еще одно отверстие для сбора конденсата;
• для защиты дымохода от попадания грязи, листьев и т. п. предусмотрен специальный зонтик.

Требования к дымоходам на котлах с закрытым воздухообменом:

• диаметр выходного патрубка меньше диаметра самой трубы;
• минимальное расстояние горизонтального дымохода от поверхности земли — 2 м;
• труба дымохода расположена минимум в 2 метрах от окон, дверей, вентиляционных отверстий;
• минимальное расстояние по вертикали от трубы до оконных проемов — 1 м;
• рядом с трубой не должно находиться стен, заборов или иных преград ближе 1,5 м;
• при обустройстве следует выдержать угол наклона трубы 6-12° для естественного удаления конденсата.

Возможно, многим будет полезно узнать требования, касающиеся дымоходов для твердотопливных котлов:

• допускается использовать один отводящий канал для двух отопительных устройств, если расстояние между ними не менее 750 мм;
• трубы должны быть полностью герметичны;
• оптимальный тип сечения — круглое;
• идеально гладкие внутренние стенки (отделанные оцинковкой или нержавейкой).

Схема монтажа сэндвич-дымохода.

На тягу влияет не только высота, но и диаметр дымовой трубы котельной, величина которого зависит от количества топлива, сжигаемого за единицу времени.

В зависимости от габаритов дымоотводящего сооружения производится расчет фундамента, а именно определяется:

• его конструкция;
• необходимая глубина заложения;
• достаточная площадь подошвы и пр.

Диапазон диаметров дымовых труб, сооружаемых из кирпича и железобетона, варьируется в пределах 1,2 м-9,6 м. Надо отметить, что минимальный диаметр железобетонных труб составляет 3,6 м.

Как рассчитать высоту дымохода над коньком крыши?

При определении высоты дымохода необходимо ориентироваться на нормы, описанные в СНиП 2.04.05-91 в подразделе, где рассказывается о нюансах устройства печного отопления. В данном документе указывается следующее:

• дымоход должен превышать уровень размещения конька на 0,5 м или больше, если он находится от него на расстоянии <150 см;
• если расстояние между дымоходной трубой и коньком находится в диапазоне 1,5-3 м, она должна размещаться на одном уровне с коньковым ребром;
• если расстояние между дымоходом и коньком больше 300 см, его обрез должен находиться под углом 10° относительно горизонта;
• если около дымоотвода очень близко находятся другие здания, он должен быть выше от самой высокой точки его крыши;
• если ближайшие здания высокие, относительно его высшей точки прокладывается линия под углом 45°. Дымоход не должен быть ниже этой прямой;
• общая высота дымовой трубы от котла до выходного отверстия должна составлять не меньше 5 м;
• в зданиях, где отсутствует чердак, величина дымовой трубы может быть меньше 5 м, но необходимо обеспечить устойчивую тягу.

Как определить высоту трубопровода для отвода газов графическим методом?

Чтобы определить величину дымовой трубы и не затратить много времени, легче всего использовать графический метод. Он подразумевает следующее:

1. На бумаге необходимо начертить проекцию скатной крыши (обязательно в масштабе).
2. Рисуется ось дымоходного канала и линия по коньку крыши.
3. Измеряется расстояние между двумя прямыми.
4. Проводится горизонтальная линия по коньку крыши. От нее нужно отталкиваться при определении габаритов дымоотводного канала.
5. Если труба отдалена на 3 м или больше, откладывают линию под углом 10° от конька.
6. Точка пересечения данной линии с осью дымохода указывает на его минимальную высоту.
7. Используя масштаб, определяется реальная высота дымоотводной трубы.

Допустимые размеры и углы наклона дымовых каналов

Как взаимосвязаны сечение и высота трубопровода для отвода газов?

Кроме высоты дымохода, которая строго регламентируется нормами СНиП, при устройстве данной конструкции необходимо принимать во внимание форму ее сечения и диаметр. Данные параметры не меньше влияют на производительность отопительной системы

Именно при подборе геометрически параметров дымоотводной трубы необходимо учитывать соотношение между высотой и диаметром.

Материалы

Дымоходы изготавливаются из различных материалов, каждый из которых обладает как преимуществами, так и недостатками.

• Кирпичный – такой дымоход отличается прочностью, высокой теплоемкостью и безопасностью. Но установка такой конструкции занимает довольно-таки много времени и требует немаленьких финансовых вложений. Структура кирпичного дымохода пористая, из-за используемой глины на стенках оседает конденсат, который негативно влияет на устройство.
• Асбоцементный – подходит для газов, температура которых не превышает +300 градусов. Установка обойдется недорого и не требует много усилий. Стоит отметить и небольшой вес конструкции. Но такой дымоход необходимо часто очищать от сажи, к тому же он не теплостойкий.

• Керамический – появился на рынке не так давно, но максимально быстро завоевал большую популярность. Он включает в себя 3 компонента: огнеупорную керамику, негорючий утеплитель и бетонный короб. Среди достоинств керамической дымовой трубы стоит выделить устойчивость к температуре, круглое сечение и гладкую поверхность, простую установку, длительный срок эксплуатации. Но монтаж обойдется недешево.
• Стальной гофрированный – его делают из гибкой трубы стальной ленты. Его используют для гильзования изогнутых дымоходов из кирпича. Он отличается простотой монтажа и обслуживания, но не долговечен.
• Полимерный – отличается простой установкой, небольшим весом, гибкостью и долговечностью. Он не имеет теплоизоляции, а также характеризуется низким уровнем прочности.

Как самостоятельно рассчитать высоту трубы

Цены на сэндвич-дымоходы

Сэндвич-дымоход

Некоторые неопытные застройщики не могут самостоятельно рассчитать высоту трубы дымохода относительно конька крыши. Для расчетов необходимо иметь обыкновенный калькулятор.

Желательно на листе бумаги нарисовать эскиз ската кровли с указанием расстояния от конька до трубы.

Сделайте рисунок с указанием расстояния от конька до дымохода

Расчет следует делать только в том случае, когда оно превышает три метра. Если труба ближе трех метров к коньку, то ничего считать нет надобности.

Если расстояние от трубы до конька менее трех метров, можно не делать расчеты

Строительные нормы и правила дают фиксированные значения высоты. Если труба не далее полутора метров от конька, то она должна возвышаться над ним на пятьдесят сантиметров. Если расстояние 1,5–3,0 м, то верх трубы должен быть в одной горизонтальной плоскости с линией конька.

Высота дымовой трубы над крышей

Расчеты требуется делать только для труб, распложенных дальше трех метров от конька, а таких вариантов очень много. Главные моменты расчетов отображаются на схеме, имеющейся в СНиП и обязательной к исполнению для всех типов кровель и отопительных котлов. Нас интересует вариант, когда труба дальше трех метров от конька.

Как правильно сделать расчет?

Общее положение требует, чтобы конец трубы был на линии, проведенной над коньком под углом 10° к горизонтали. Значит, чем дальше она от конька, тем больше высота. Это аксиома расчетов. Нужно быть готовым к тому, что на длинных скатах с большим уклоном высота трубы будет очень внушительной. Для увеличения устойчивости придется устанавливать специальные растяжки.

Крепление растяжек к дымоходу

Шаг 1. При помощи лазерной рулетки замерьте расстояние от конька до основания строения и от точки выхода трубы дымохода до конька строения. Лазерная рулетка – современный измерительный инструмент, позволяющий быстро и очень точно замерять расстояние к различным предметам.

Лазерная рулетка

Прибор направляет на поверхность лазерный луч и фиксирует его отражение. Электронная программа обрабатывает полученные данные и подсчитывает расстояние с точностью до ±2 мм. В нашем случае высота конька 6 м, расстояние от трубы до конька также равняется шести метрам.

Высота конька 6 м

Расстояние от трубы до конька 6 м

Цены на лазерные рулетки

Лазерные рулетки

Шаг 2. Нарисуйте схему расчетов с указанием имеющихся величин. На схеме должна быть линия под углом 10° к горизонту от конька. Укажите линию ската крыши и горизонтальную прямую от точки выхода трубы на кровле до оси симметрии конька. Нам известна высота конька (z=6 м), острый угол прямоугольного треугольника 10° и длина большого катета (y=6 м). В результате расчетов требуется узнать величину x, именно на это расстояние должна приподниматься над скатом труба дымохода.

Схема расчетов

Шаг 3. Определите тупой угол прямоугольного треугольника. Согласно теореме Пифагора, сумма всех внутренних углов треугольника равняется 180°. Тупой угол равняется 180°-90°-10°=80°. Имея значения всех углов треугольника и длину одного катета можно несколькими способами определить величину второго катета. Формулы элементарные и изучаются в начальных классах школы. Мы выбрали один из возможных вариантов определения с помощью тангенса угла 80°.

x=y/ tan 80°=6/5,67=1,06 м

Значение tan 80° берется из таблиц.

Определение угла

Шаг 4. Определите минимальную высоту дымохода (t) отопительного котла с учетом его размещения и угла наклона ската. В нашем случае:

t=z-x=6-1,06=4,94 м

Общая длина нам не очень требуется, во время установки дымохода критически важно знать его положение относительно конька. Суммарная высота позволяет определять этот параметр

Согласно нашим расчетам, оголовок трубы должен располагаться ниже уровня конька на 1,06 м. Такой высокой точности не надо, значения можно округлить до одного метра.

Теперь следует рассмотреть более сложную ситуацию ­– крыша дома расположена впритык с высотным зданием.

Как рассчитать высоту конька двухскатной крыши

Расчет высоты конька двускатной крыши производится двумя способами: схематическим и математическим. Точность получаемых результатов у них примерно одинакова, так как в их основе лежат аналогичные принципы тригонометрии.

Оба метода предполагают, что высота конька определяется по известным углам скатов и длине пролета крыши.

Математический расчет осуществляется с помощью формулы c = a × tan b, где:

• C – это длина конька;
• a – это половина длины пролета;
• b – это угол наклона крыши.

Использование данной формулы обуславливается тем, что конструкция двухскатной крыши представляет собой равнобедренный треугольник, который разделяется своей высотой на два прямоугольных.

Схематический расчет предполагает построение треугольника с формой аналогичной форме крыши в строго выдерживаемом масштабе. Самый удобный масштаб для чертежей – это 1:100, где 1 сантиметру в графическом выражении соответствует 1 метр реальных показателей.

Сначала нужно провести линию пролета крыши, которая будет основанием треугольника. Затем находится ее середина, из нее проводится ось симметрии. С помощью транспортира от концов этой линии откладывается установленный угол ската. В соответствии с отмеченным углом нужно провести линию. Точка, в которой она будет пересекаться с осью симметрии, станет ориентировочным местом расположения конька.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

К полученным показателям добавляется толщины коньковой доски и других доборных элементов, устанавливаемых в верхней части конструкции.

Расстояние от основания до точки пересечения оси симметрии с линией ската измеряется и преобразуется в соответствии с масштабированием в реальную высоту конька.

Несмотря на возможные погрешности, связанные с неточностью выполненных чертежей, графический метод позволяет получить хорошие результаты.

Расчет высоты конька

Разновидности труб для печей и каминов

Различают следующие виды печных труб:

1. Насадные трубы кирпичные — это массивные объекты, опирающиеся на кладку печки, выкладывать их требуется толщиной не менее, чем в полкирпича.
2. Коренные трубы — это отдельностоящие конструкции в виде стояков, выполнять их следует из асбестоцементной трубы диаметром 15-20 см.
3. Сборные трубы — это отдельные блоки, изготовленные из жаропрочного бетона.
4. Стеновые трубы — это конструкции, смонтированные в капитальной несущей стене, что позволяет экономить пространство в комнате.

Получение высокого КПД от печи, имеющей такой тип трубы, не является возможным. Если иной способ расположения стеновой печной трубы не предусмотрен, проводятся соответствующие виды работ по обустройству пилястра с выступом, выходящим вовнутрь помещения. Монтаж осуществляется с выдержкой требуемых расстояний от дымохода до наружной стены:

• 2,5 кирпича (от 20 до 30 — 650 мм);
• 2,0 кирпича (от 20 и выше — 510 мм);
• 1,5 кирпича (от 20 и ниже — 380 мм).

Расположение печной трубы определяется строго по вертикали без отступов внутри. При наличии увода в конструкции, его размеры не должны быть больше 1 м. Кирпичная труба зачастую имеет внутри сечение, составляющее не меньше 140х140 мм. Нормальная тяга дымовой трубы достигается за счет высоты трубы, равной не менее 5 м. Если она меньше 5 м, тяга обеспечивается с помощью дефлектора-диффузора.

Оборудовав свой дом печным и каминным отоплением, следует монтировать 2 дымохода. Разная тяга одного из очагов способна привести к задымлению. В деревянном доме в местах, где есть примыкающая печная труба из кирпича, предусматривается утолщение в 1-1,5 кирпича. Легковозгораемая конструкция возле печной трубы должна быть закрыта от нее асбестоцементными либо металлическими листами.