Тяга – это отдельный процесс аэродинамического характера, при котором продукты горения движутся из зоны с повышенным уровнем давления в зону с более низким показателем. В связи с этим тяга дымохода является наиболее важным параметром при расчете всей отопительной системы частного дома. При неправильном расчете возникает обратная тяга, при которой продукты горения не отводятся, а попадают в жилое помещение. От каких факторов зависит уровень тяги? Как правильно произвести расчет параметра? Какими способами можно усилить тягу при недостаточности? Читайте далее.

Что такое тяга

Процесс образования естественной тяги в дымоходе можно описать с точки зрения такой науки, как физика следующим образом:

1. газы, раскаленные за счет сгорания в печи (котле) дров или их аналогов, имеют температуру около 1000ºС;
2. по законам физики прогретый воздух всегда поднимается вверх;
3. поднимаясь по специальной трубе (со скоростью приблизительно 2 м/с) газы создают область пониженного давления;
4. давление стабилизируется за счет притока свежего воздуха, который попадает в печь (котел) через специальные поддувала, колосниковые решетки и иное аналогичное оборудование.

Исходя из физических процессов образования естественной тяги в трубе, можно определить перечень факторов, влияющих на ее величину. К ним относятся:

• длина дымохода. В соответствии с действующими нормами длина дымоотводного канала не должна быть менее 5 м. Оптимальный показатель длины можно определить, исходя их места расположения дымохода на крыше;

• материал, из которого изготовлен . Чтобы максимально облегчить прохождение газов, рекомендуется изготавливать дымоход из материалов с ровной внутренней поверхностью. А если это правило не соблюдено, то прибегать к периодической чистке канала для удаления сажи и иных отложений;
• наличие/отсутствие утеплителя. Если дымовой канал не утеплен с внешней стороны, то при остывании газов будет образовываться большое количество конденсата, который негативно влияет на уровень тяги;

Производить утепление дымохода можно только негорючими материалами.

• сечение трубы. Именно от правильно подобранного диаметра дымовой трубы и зависит уровень тяги.

Тяга в дымоотводящем канале также обуславливается и естественными факторами:

• температурой и влажностью внутри жилого помещения;
• погодными условиями (ветер, осадки, низкая температура и так далее);
• количеством проживающих;
• периодичностью проветривания и так далее.

Как проверить наличие/отсутствие тяги? Произвести проверку уровня тяги в трубе можно при помощи зажженной спички, свечи или бумаги.

Расчет тяги

Итак, расчет тяги – это расчет сечения дымовой трубы для газового котла, камина, печи или иного отопительного оборудования. Как рассчитать сечение? Для этого необходимо определить:

1. объем газа, который будет проходить по дымовой трубе за 1 час;
2. площадь сечения дымовой трубы;
3. диаметр сечения.

Расчет объема газа

Для вычисления объема проходящего по дымовому каналу газа используется следующая формула:

V = B x V1 x (1 + T/273) /3600 , где

В – масса топлива, сжигаемая за 1 час работы отопительного оборудования;

V1 – поправочный коэффициент, который зависит от вида используемого для обогрева топлива;

Т – температура газа, определенная на выходе из дымовой трубы.

Показатели V1 и Т можно получить из таблицы, имеющейся в ГОСТ 2127 – 47.

Расчет площади сечения

После определения объема газов, проходящих по дымовому каналу, можно подсчитать размер сечения трубы:

S = V/W , где

V – объем, подсчитанный ранее;

W – скорость прохождения газов по дымовому каналу (данная величина постоянная и равна 2 м/с).

Определение диаметра

Следующий шаг – определение непосредственно диаметра дымовой трубы. Для этого используется следующая формула:

D = √4 * S/ π , где

S – площадь сечения дымоотводящего канала;

π – постоянная, равная 3,14.

Пример

Для примера произведем расчет по указанным формулам при следующих параметрах:

• в печи, установленной в бане, ежечасно сжигается 10 кг дров;
• температура газов на выходе из трубы составляет 130ºС.

Рассчитаем объем газов:

V = 10х10х(1+130/273)/3600 = 0,041 (м³/час)

Определим сечение дымовыводящей трубы:

S = 0,041/02 = 0,0205 (м²)

Найдем наиболее подходящий по заданным параметрам диаметр трубы:

D = √ 4 * 0,0205 / 3,14 = 0,162 (м)

Это означает, что для печи, используемой в примере, достаточно установить дымовую трубу, диаметр которой составляет 165 – 170 мм.

Как произвести расчеты и установить дымоход своими силами, смотрите на видео.

Как усилить тягу в уже смонтированном канале

Приведенные расчеты позволяют построить дымовую трубу с оптимальными параметрами для получения нормального уровня естественной тяги. А что делать, если присутствует обратная тяга? Можно ли усилить показатель и как увеличить тягу своими силами? Есть несколько способов:

1. прочистка дымоотводного канала. При оседании сажи и иных видов отложений существенно уменьшается рабочий диаметр трубы, что и приводит к снижению тяги. Произвести прочистку можно:
   • при помощи металлической щетки – ершика. Для этого необходимо привязать ерш к прочному канату и дополнить конструкцию грузом. Чистка производится с крыши;

• специальными средствами типа полено «Трубочист»;

При использовании специальных средств необходимо строго соблюдать инструкцию, представленную на упаковке товара или специальном вкладыше.

• народные средства. Например, кожуру от сырого картофеля, осиновые дрова и так далее;

1. устранение конструктивных недочетов, допущенных при строительстве трубы (устранение трещин, удлинение или укорачивание, устранение излишних изгибов, утепление и так далее);
2. установка дополнительного оборудования.

В качестве дополнительного оборудования для усиления тяги можно использовать:

• регулятор. Прибор устанавливается на трубу и путем открытия/закрытия заслонки позволяет регулировать силу тяги в ;

• дефлектор-усилитель. Увеличение тяги происходит за счет перенаправления потоков воздуха, образуемых вследствие увеличения диаметра устройства;

• флюгер. Стабилизатор тяги, также как и дефлектор, устанавливается на окончание дымовой трубы и служит для усиления тяги за счет обтекаемости потоков воздуха. Кроме этого флюгер помогает стабилизировать уровень тяги при сильных порывах ветра;

• ротационная турбина. При воздействии ветра устройства начинает вращаться, создавая вокруг себя область низкого давления, способствующую увеличению тяги.

В отличие от остальных устройств ротационная турбина выполняет свои функции исключительно при наличии ветра. Кроме этого устройство не защищает дымовую трубу от засорения листьями, мелкими птичками и иными загрязнителями.

Все дополнительные устройства требуют периодического обслуживания: прочистки в теплое время года и очищение от наледи зимой. Если не производить прочистку своевременно, то работоспособность устройства будет сведена к минимуму и требуемый эффект достигнут не будет.

Монтаж печи требует определения места установки изделия и соответственно расчет всех параметров. Размеры и диаметр трубы, зависят от мощности, изделия.

Важной составляющей в строительстве бани является строгое следование правилам и стандартам, нужно действовать согласно составленному проекту, малейшие изменения повлекут за собой последствия. Определить диаметр трубы, полезно еще во время составления проекта.

Цилиндрическая форма не дает скапливаться саже и позволяет продуктом сгорания свободно уходить наружу. Размеры определяются с учетом параметров проходного отверстия и высоты.

Как рассчитать диаметр

Труба в бане не является объектом сложных расчётов, её можно подобрать по готовым диаграммам, главное знать мощность установленной печи.

Существуют стандарты, которым нужно придерживаться, от мощности изделия зависят параметры. Прямоугольные, квадратные дымоходы рассчитываются в пропорциях: 140х140 мм используется до 3,5 кВт, соответственно 140х200 мм 3,5-5,2 кВт, 140х270 мм 5,2-7,2 кВт.

Если ваша дымовая труба круглая она не должна быть меньше места выхода с отверстия печи, больше допустимо, меньше нет.

Площадь трубы должна быть не меньше 8 см² с расчетом на каждый кВт мощности. Вычисления можно производить самостоятельно, в этом поможет «светлая голова» и формула площади круга.

Про высоту и размеры

Расчет высоты дымохода зависит от уровня возвышенности самого помещения, и вида кровельного материала. Высота трубы, которая будет находиться на крыше, очень важна.

Как высоко необходимо поднять дымоход, чтобы он нормально функционировал?

Правила очень просты, запомните их. Если труба находится над коньком 0,5 м, тогда расстояние будет составлять до 1,5 м от конька. Труба вровень или даже немножко выше конька, устанавливается в случае, если находиться 1,5–3 м от конька.

Коротко о важном

Создавая трубу для бани, учитывайте все мельчащие детали. Единственная ошибка может привести к достаточно тяжелым последствиям и устранить неполадки будет крайне сложно.

В сети можно встретить «40 бочек арестантов» вариаций стандартов для измерения от «самоделкинов», но лишь соблюдая все эти рекомендации и правила, вы получите качество и надежность.

Монтаж печи требует определения места установки изделия и соответственно расчет всех параметров. Размеры и диаметр трубы, зависят от мощности, изделия…

Расчет дымовой трубы своими руками

Дымовая труба является частью отопительной системы дома и служит для отвода вредных веществ, образующихся при сгорании топлива. Установка дымохода также необходима при обустройстве каминов. Чтобы дымоходный канал корректно выполнял возложенные на него функции, перед строительством требуется правильно рассчитать параметры, влияющие на работу. Расчет дымовой трубы в большинстве случае производится профессионалами, так как малейшая ошибка может привести к непоправимым последствиям. В целях экономии средств эту работу можно произвести и своими силами.

Дымовая труба в частном доме

Для чего требуется расчет дымохода

Расчет дымохода для печи, котла, камина или иного отопительного оборудования необходим для:

• обеспечения надлежащей тяги, с помощью которой все вредные для здоровья человека вещества, образуемые в результате горения, выводились за пределы жилого помещения. Если недопустимые вещества будут попадать в дом, то человек может получить сильнейшее отравление, способное привести к летальному исходу;

Обратная тяга в дымоходе, способная нанести вред здоровью

• оптимизации получаемого тепла в соотношении затраченного топлива. Если большая часть прогретого воздуха будет выходить в дымоход, то для прогрева помещения потребуется большее количество дров. При правильном соотношении топлива и получаемого тепла прогретый воздух будет максимально нагревать стенки печи и дымоходного канала, что позволит сократить затрачиваемые ресурсы;
• расчет дымохода также требуется для максимальной возможности обеспечения противопожарной обстановки. Сильно нагретый воздух, выходящий из дымового канала, или малая тяга могут привести к попаданию искр на горючие поверхности, что неминуемо приведет к возникновению возгорания.

Отопительный прибор с правильно рассчитанным и установленным дымоходом

Какие параметры требуется вычислить

Программа для расчета дымовой трубы подразумевает вычисление таких параметров, как:

• высота дымоходного канала;
• диаметр труб, применяемых для строительства дымохода (если для обустройства канала применяются трубы) или расчет сечения дымохода, при его изготовлении из кирпича;
• определение оптимальной тяги.

Для обустройства промышленного дымохода указанных параметров недостаточно. Специалистами дополнительно производятся:

• аэродинамический расчет дымовой трубы;
• расчет прочности и устойчивости сооружения.

Дымоходная труба на производственном помещении

Как рассчитать параметры дымохода

Методика расчета дымовой трубы основывается на определении каждого параметра в отдельности, но на основании общих данных об установленном отопительном оборудовании и используемом топливе.

Определение высоты дымохода

Расчет высоты дымовой трубы должен основываться на следующих правилах:

1. для нормальной тяги общая высота канала, начиная от колосника печи и заканчивая оголовком, располагающимся на крыше, должна быть более 5 м;
2. высота выходящей трубы на крыше зависит от ее вида и удаленности дымохода от конька:
   • на плоской крыше для нормальной тяги достаточно высоты, которая более чем на 0,5 м выше самой высокой точки;

Определение высоты дымохода для плоской крыши

1. • на скатной крыше дымоходный канал должен располагаться на различной высоте в зависимости от его удаленности от конька;

Определение высоты дымоотводящего канала в зависимости от места его расположения

1. выход дымоходного канала не должен располагаться в зоне ветрового подпора. Возникновение ветровой зоны обусловлено расположением рядом с домом другого более высокого здания или дерева. В результате получается ветровое завихрение, которое мешает нормальному выходу воздуха из трубы.

Высота трубы в зависимости от ветра и окружающих условий

О том, как правильно определить высоту дымоотводящего канала на крыше, можно посмотреть на видео.

Определение сечения дымового канала

Расчет диаметра дымохода основывается на вычислениях:

1. объема выходящего газа, зависящего от мощности установленного отопительного прибора. Расчет производится по формуле:

Вычисление объема выходящего газа

В указанной формуле:

1. • В – коэффициент, который зависит от вида используемого в отопительном приборе топлива, для определения параметра используется таблица 10 из ГОСТ 2127-47 (приведен в разделе «Документы»);
   • V – объем сжигаемого топлива, определяемого характеристикой к отопительному прибору;
   • Т – определяется как температура газа при его выходе из трубы (для бытовых печей и котлов данный показатель равняет 150 – 200ºС).

1. площади сечения трубы, которая определяется как отношение объема газа (Vr) к скорости движения газа по трубе. Для бытовых приборов данный показатель составляет приблизительно 2м/с;
2. основываясь на рассчитанных показателях можно найти диаметр трубы (для подсчета берется геометрическая формула площади круга). Формула для расчета (где W – скорость движения газа):

Расчет оптимального показателя тяги

Расчет тяги дымохода производится для проверки правильности определения высоты и диаметра дымоотводящего канала.

Расчет тяги дымовой трубы производится по следующей формуле:

Формула для самостоятельного определения тяги дымоотводящего канала

Для определения показателя необходимо знать:

• С – коэффициент, который для расчета бытовых систем принимается равным 0,0342;
• а – атмосферное давление. Для подсчета принимается равным 4Па (естественный напор газов в дымоотводящем канале);
• h – высота дымоходного канала, подсчитанная ранее;
• Т0 – температура внешней среды;
• Тi – температура выходящих газов.

Пример расчета печи

В качестве примера произведем расчет параметров дымоходной трубы для печи, работающей на дровах. В среднем за 1 час в печи сгорает приблизительно 10 кг дров, влажность которых в большинстве случае составляет 25%.

Топливом для печи являются дрова

Расчет дымохода для котла, печи в данном случае производится так:

1. перевод температуры, которая на входе равна 150 С;

Расчет тяги производится в следующем порядке:

1. мощность нашего отопительного оборудования;

1. потери тепла, которые происходят с каждым метром трубы. Параметр определяется в градусах;

1. температура дыма на выходе (параметр полностью соответствует нормам и величине, взятой при расчете);

1. напор газов в трубе (полученный показатель тяги находится в диапазоне требований).

Таким образом, при диаметре трубы 0,165 м и высоте дымоходного канала в 5 м тяга в металлической трубе от печи, работающей на дровах, будет в пределах нормы.

В идеале параметры дымовыводящего канала должны определяться профессионалами, но, имея начальные навыки, зная необходимые формулы и характеристики применяемого отопительного оборудования, требуемые параметры можно рассчитать и своими силами. Главное - вести подсчет внимательно, не торопясь и не отвлекаясь, так как малейшая ошибка может привести к неправильной работе всей системы.

Расчет дымовой трубы своими руками

Чтобы дымовая труба выполняла свои функции, необходимо не только ее правильно сконструировать, но и корректно вычислить требуемые параметры. Данную работу можно доверить профессионалам или сделать самостоятельно.Дымовая труба является частью отопительной системы дома и служит для отвода вредных веществ, образующихся при сгорании топлива. Установка дымохода также нео

Расчет параметров дымохода печи и камина

• Классификация дымоходных систем
• Внутреннее сечение

При устройстве дымохода необходимо помнить, что большое значение имеет не только материал его изготовления, но и параметры трубы. Сам расчет дымохода включает в себя определение высоты ствола, диаметр будущей трубы, сечение, предельные температуры и объемы для газа на входе и на выходе.

Одной из важных задач при строительстве частного дома является установка в нем дымохода. Дымоход необходим, потому что через него выходят вредные продукты сгорания.

Стоит рассмотреть примеры расчетов таких дымовых конструкций для печей, отопительного котла или камина с учетом того, что изготовлены они из металла.

Классификация дымоходных систем

Дымоходы классифицируются на: кирпичные, стальные, полимерные и керамические.

Сегодня используются дымоходные системы самых различных конструкций, они могут быть изготовлены не только из традиционного кирпича, но и из керамики, металла, полимеров.

Наиболее популярными являются на данный момент металлические трубы цилиндрического сечения, так как именно они обеспечивают эффективную, правильную работу всей системы.

Классификация дымовых труб по используемым материалам включает в себя:

• кирпичные прямоугольные с толщиной стенок в один-два слоя. Сегодня все чаще встречаются комбинированные, имеющие металлические вставки в стенках;
• сборные из нержавеющей стали, состоящие из многих элементов, в том числе тройников, колен, переходников и прочего;
• керамические системы специально для котельных. У них есть один большой минус - большой вес труб, требующих установки специального отдельного фундамента под них;
• полимерные дымоходные системы являются относительной новинкой, использовать их можно для колонок, где температура газов на выходе не превышает 250 °С. Этого вполне достаточно для бытовых отопительных систем, работающих от газа.

Внутреннее сечение

Формы поперечного сечения дымоходов: а - наиболее оптимальная форма дымохода, б - хорошая форма дымохода, в - допустимая форма дымохода, 1 - места отложения сажи.

Важно при сооружении конструкции правильно определить ее сечение. Самой оптимальной формой является цилиндр, но многое зависит и от материала, из которого будет изготавливаться труба, и от конструкции печи. Рассмотрим основные формы, которые может принимать сечение:

• прямоугольные дымоходы большого размера способствуют возникновению вихрей, особенно при большой скорости тяги. То есть движение газов здесь затруднено. Сегодня такие конструкции выполняются только из кирпича, но использование их наблюдается все реже;
• для каминов прямоугольное сечение является предпочтительным, так как позволяет сохранить тепло, но площадь сечения должна быть как можно меньшей, чтобы обеспечить нормальный выход газов;
• для отопительных котлов и печей рекомендуется использовать цилиндрические дымоходы, которые позволяют обеспечить не только правильный отвод газов, но и быстрый прогрев всей системы. Тяга здесь лучше, а это оказывает положительное влияние на работу самого котла. Именно такое сечение необходимо применять для бытовой отопительной системы.

Чтобы узнать сечение дымохода, необходимо учесть множество факторов, оказывающих влияние на саму конструкцию. Подбор высоты трубы зависит от следующих параметров:

• метеорологический режим местности;
• ветровые нагрузки, то есть скорости воздушных потоков;
• рельеф;
• температура газов при входе и выходе.

При проектировании надо учесть максимальный выброс газов, который разрешен в данной местности и оптимальную высоту. Сечение дымохода из различного материала можно узнать из формулы (она приведена ниже), а нормативные показатели для выбросов лучше узнать в местных органах самоуправления.

Формулы для расчета бытового дымохода

Для расчета дымохода на сегодняшний день существуют специально разработанные программы.

Сегодня существует множество специальных программ, при помощи которых можно рассчитать бытовые дымоходы, есть и сложнейшие формулы, но применение их довольно редкое, пользуются такими расчетами преимущественно только специалисты. В быту для домашних котлов или камина можно воспользоваться упрощенной схемой.

Чтобы произвести такой упрощенный расчет, необходимо знать теплоотдачу, то есть мощность печей или котлов. Это значение выражается в количестве топлива, которое сжигается на один час работы котлов, данные эти указываются в паспорте к оборудованию.

Среди остальных параметров, которые необходимо знать, чтобы рассчитать дымовую трубу, следующие:

• температурное значение для газов при входе - 150-200 °С;
• скорость движения газов по дымоходной системе - от 2 м/с;
• высота дымоходной системы - согласно СНиП, составляет от 5 м от уровня колосника;
• уровень естественного напора газов из расчета на 1 м - от 4 Па (то есть, от 0,4 мм Н 2 О).

Формула расчета самотяги дымохода.

Представьте, что количество объема топлива уже известно, тогда расчет для объема газов, которые поступают на входе, вычисляется таким образом:

полученное значение определяется в м³/с.

Теперь, когда известна скорость движения газов, можно приступить к вычислению площади (сечения) для трубы, печи или камина по формуле:

полученное значение определяется в м².

Зная формулу для площади круга, можно определить и диаметр для круглых дымоходных труб для камина и котлов:

полученное значение определяется в м.

Пример расчета дымохода.

Пример расчетов, каким показателям должен удовлетворять металлический дымоход:

• представьте, что в топке сжигается объем обычных дров с влажностью 25% в количестве 10 кг/ч;
• объем для газов трубы печи при нормальных условиях составляет 10 м³/кг с учетом коэффициента избытка воздушной массы;
• температура на входе трубы печи для газов равна 150 °С;
• используя формулу, произведите расчет дымохода: Vг = (10∙10∙1,55)/3600=0,043 м³/с. Это объем газов, которые поступают внутрь;
• принимая скорость газов за 2 м/c, можно произвести расчет для диаметра трубы: d² =(4∙0,043)/3,14∙2=0,027;
• теперь подставьте эти значения в формулу и получите значение для диаметра дымохода для печи или камина: dт = √4∙0.34∙0,043∙(1+150/273)/3,14∙10∙3600 получается 0,165 м. То есть, диаметр дымохода для камина составляет 0,165 м.

Теперь приступайте к расчетам по определению самотяги

• сначала необходимо узнать, как именно охлаждается газ на каждый м трубы для камина или печи. Зная, что количество сжигаемого топлива составляет 10 кг/ч, проведите расчет для мощности печи: Q =10∙3300∙1,16= 38,28 кВт;
• тепловой эффект трубы равен 0,34, то есть потери на каждый м составляют 0,34/0,96=1,73 °С;
• из общих 5 м для дымохода печи либо котлов отнимите 2 м, которые уходят к конструкции самой печи, на выходе из оставшихся 3 м ствола получается, что температура газа равна: 150-(1,73*3) =144,8 °С;
• самотяга в нормальных условиях при 0 °С составляет 1,2932, а при температуре на выходе в 144,8 - 0,8452. Выполните расчет: 3*(1,2932-0,8452) получится 1,34 мм Н 2 О. То есть естественный напор для газа будет составлять 1,34 мм Н 2 О, что допустимо для нормальной эксплуатации дымоходной трубы для бытовых котлов, камина либо печи.

При сооружении дымохода необходимо обязательно учитывать не только особенности его конструкции, но и произвести все расчеты, чтобы узнать сечение трубы, диаметр, допустимые температуры газов на выходе. Все это позволит организовать безопасную эксплуатацию, определить предельные значения. При проведении расчетов надо не забывать о том, что конструкции всех труб различаются, расчет для металлической либо кирпичной будет несколько иным.

Расчет дымохода: формулы

Расчет дымохода проводится с учетом показателей ветровых нагрузок, температуры газов при входе и выходе. Для вычислений используется специальная формула.

Расчет основных параметров дымохода: диаметр, высота, длина, сечение

Ошибки, которые можно совершить в процессе изготовления дымохода, могут сыграть злую шутку с владельцем данной конструкции. Глобальные последствия легко предупредить, если соблюдать все требования, предъявляемые к строительству дымоходов.

Известно, что неправильно спроектированный дымоход способен обратиться во множество серьезных денежных проблем, связанных с его полной или частичной переделкой. Потеря функциональности конструкции может привести к возгоранию или нанесению вреда здоровью у вас и ваших близких.

Основной компонент проектирования – дымоход

Стоит выделить несколько основополагающих моментов, которые помогут грамотно рассчитать параметры дымохода.

1. В первую очередь, занимаясь проектом системы отопления и дымохода в частности, важно выбрать наиболее подходящий материал, из которого он будет сделан. На этот параметр напрямую влияет топливо, которое вы планируете использовать для обогрева помещения. Это важно, так как для одного варианта дымохода конкретный вид топлива может подойти, а для другого – нет.
2. Отличным примером является кирпичный дымоход. Используя дровяной способ отопления, вы уже не сможете подключить его к газовым отопительным приборам.
3. Не менее важно подобрать высоту, диаметр дымохода и его сечение. Неправильный выбор любого из этих данных, естественно, повлияет на функционирование вашего дымохода, его КПД . Кроме того, это может привести к необратимым последствиям для всей системы.
4. В том случае, когда вы используете один отопительный прибор, одним из самых простых способов определения параметров дымохода является просмотр технической документации, которая поставляется изготовителем для каждого устройства. Однако если вы собираетесь использовать сразу несколько приборов, здесь вам понадобятся специальные навыки и твердые знания принципов работы, свойств и прочих моментов. Без грамотного подхода в этом случае не обойтись.

Конечно, вы всегда можете самостоятельно попробовать рассчитать нужные параметры, но в этом случае вам нужно быть полностью уверенным в своих возможностях. В противном случае любая ошибка может вам дорого обойтись.

Универсальный дымоход – возможно ли это?

Вариант проведения дымохода в доме

Как уже было сказано, одним из основных составляющих дымохода является материал, из которого он изготавливается. Многие компании, специализирующиеся на производстве таких устройств, заявляют, что их дымоходы универсальны и готовы работать в любых условиях. Однако можно сразу развеять этот миф: таких систем не существует.

Несомненно, на рынке присутствуют такие конструкции, которые могут нормально функционировать при различных вариантах подключения и с разным топливом. Но не стоит быть уверенным в их качественном функционировании, так как их неплохая работа еще не говорит о том, что они имеют все подходящие параметры качественного и надежного устройства.

Выбор сечения дымохода

Наиболее приемлемой формой дымохода считается цилиндр. В процессе работы стенки дымохода нагреваются не совсем равномерно, что делает движение продуктов горения внутри конструкции путем закручивания по оси. Из этого следует, что цилиндр является оптимальным вариантом, ведь нам нужно обеспечить хорошую тягу для вывода вредных веществ.

• В углах прямоугольных конструкций в любом случае образуются завихрения, которые не дают дымоходу осуществлять нормальную тягу. Однако этот процесс взаимосвязан, так как данные завихрения напрямую зависят от скорости тяги.
• Из этого можно сделать вывод, что прямоугольные дымоходы будут более успешно функционировать с тепловыми приборами, которые не требуют большой тяги. На работу печей и каминов, работающих на дровах, это оказывает только положительное влияние.
• В случае, если дымообороты вашей печи или камина функционируют не совсем должным образом, прямоугольная конструкция дымохода существенно сэкономит тепло, в том время как от дымохода с круглым сечением не будет никакого толка.
• Если же использовать котлы нового поколения, то для них лучше всего подойдет цилиндрический дымоход.
• Экономичность данной системы зависит от скорости прогрева ее составляющих. Чем скорей элементы прогреются до определенной температуры, тем быстрей сработает отключение котла, и он перейдет в режим ожидания.
• Для более быстрого прогрева котла требуется его полноценное обеспечение свежим воздухом. В свою очередь приток создается за счет тяги, соответственно, получается, что с увеличением тяги котел работает быстрей, а система прогревается лучше.

Именно поэтому наиболее оптимальным вариантом для данных котлов считается цилиндрический дымоход.

Расчет внутреннего диаметра дымохода

Многие сомневаются, насколько правильны их мнения и расчеты по поводу диаметра дымохода. В этом случае можно дать один совет – изучайте внимательно инструкцию заводов-изготовителей, там содержаться все нужные сведения. Если же такой документ отсутствует, не лишним будет последовать следующему совету. Для расчета диаметра дымохода, который соединяется с дымоходом с открытой топкой, используется отношение к топке 1:10 . Данный метод соотносится с цилиндрическим дымоходом.

Для расчета сечения конструкции квадратного типа применяется пропорция 1 к 1,5 . При этом диаметр трубы дымохода должен составлять меньший размер, чем поддувало. При теплоотдаче менее 300 кал/час сечение не должно быть меньше размеров 140х140.

От правильного выбора диаметра дымохода зависит успешная работа отопительной системы.

Адекватный расчет высоты дымохода

Неправильный монтаж дымохода может привести к пожару

С сечением вопрос решен, но как теперь быть с расчетом высоты дымохода? Определенно сказать, каким оно должно быть, невозможно. Для получения правильных данных важно принять во внимание многие факторы.

Теплый воздух поднимается вверх, а выходя из дымохода постепенно остывает. Следовательно, с увеличением количества воздуха внутри дымохода температура также повышается. Это приводит к созданию хорошей тяги. Из этого можно сделать вывод: чем больше объем дымохода, тем большее количество воздуха стремится вверх.

Однако объем устройства увеличивается не только за счет высоты, но и размера внутреннего сечения. Допусти, имеется цилиндрический дымоход, высота которого составляет 5 метров . Чтобы повысить тягу, мы увеличили внутренний диаметр устройства. Исходя из предыдущих выводов, с увеличением объема теплого воздуха тяга также стала сильней.

Но по факту это не так. Большой диаметр приводит к быстрому остыванию продуктов горения. Как следствие, на стенках дымохода образуется конденсат, мешающий нормальному дымооттоку. В итоге теряется функциональная тяга.

Можно уменьшить диаметр и увеличить высоту. Логично предположить, что с увеличением объема теплого воздуха он будет остывать не так быстро, следовательно, тяга будет достаточной.

Да, тяга действительно будет хорошей, даже слишком. Ее сила станет настолько велика, что будет охлаждать притоком воздуха топку котла, что существенно снизит эффективность вашего отопительного прибора. Он станет тратить больше времени на прогрев действующей системы, что приведет к большему расходу топлива. Это далеко не самый экономичный вариант.

Если же конструкция будет высокой, а диаметр слишком маленьким, тяга в таком случае может ухудшиться. Это случается как следствие сопротивления в трубе дымохода, поэтому приведет к проникновению угарных газов в помещение. Вот один из примеров неправильного расчета при строительстве дымоходов.

• Определенная схема расчета высоты дымохода встречается в некоторых правилах и технических характеристиках материалов, а также непосредственно здания.
• Также рассчитать подходящую высоту вам помогут специальные программы. Если труба будет находиться ниже или на уровне конька, будет создаваться завихрение. Как уже было сказано, ни к чему хорошему это не приведет.

Угловое подключение к дымоходу желательно избегать

Однако при любом варианте минимальная высота дымохода над скатом крыши не должна составлять менее 500 мм.

Высота дымохода рассчитывается индивидуально для каждой конкретной конструкции. Расчет происходит с учетом нескольких различных параметров. Это угол ската крыши, толщина кровли и расстояние от вертикальной оси конька.

Коллективный вариант дымохода – как его подключить

Лучше всего отдельно рассматривать расчет размера дымохода, который используется сразу для нескольких отопительных приборов, так как в этом случае нужно учитывать все эти конструкции, а также их мощность, тип и используемое топливо.

1) Возьмем вариант, когда в доме при одновременном подключении используются котел общей системы отопления и камин.

2) Очевидно, что это совершенно разные системы, поэтому диаметр дымохода для камина не будет равен диаметру дымохода котла.

3) Обычно камины работают на дровах, в то время как котлы обогревательной системы – на природном газе.

Возникает резонный вопрос: можно ли совместить эти две непохожие друг на друга системы? Да, это действительно возможно. Кроме того, при правильной установке отопительных устройств можно добиться не только их грамотного совмещения, но и более функциональной работы.

Вот основные принципы совместной работы этих устройств.

1. В один дымоход подсоединяются совместно котел и камин. В процессе котел периодически переходит в режим ожидания, таким образом, работает камин и обеспечивает поддержание температуры в дымоходе.
2. Это снижает вероятность образования конденсата и дает качественную тягу при следующем запуске котла.
3. Однако нужно учесть, что размер дымохода для камина должен превышать параметры дымохода для котла. Поэтому, если использовать один котел без камина, это может привести к избыточной тяге и неправильной работе устройства.
4. Как известно, диаметр дымохода для камина рассчитывается в соотношении 1:10 к его топке. Определенно, подобный размер будет слишком велик для котла. Плюс ко всему, камин используется не так часто, как обогревательный котел.
5. Получается, нужно сделать дымоход меньшего диаметра, который подходит для котла? Это является большой ошибкой. При самостоятельной работе котла все будет отлично, но при запуске камина в дымоходе появится повышенное аэродинамическое сопротивление.

В итоге имеем: нестабильную работу отопительных приборов и попадание угарных газов в помещение. А это уже становится опасно для здоровья и даже жизни, ведь отравление угарными газами часто приводит к летальному исходу.

Решение с использованием двухходового дымохода

Одним из наиболее удачных вариантов для совмещения работы нескольких отопительных приборов является двухходовой дымоход. Среди его преимуществ можно выделить следующие:

• Можно использовать сразу несколько тепловых устройств различного типа как по отдельности, так и совместно.
• Стабильное функционирование каждого прибора.
• Снижение затрат на строительство и монтажные работы.
• Экономия пространства.

Устанавливая подобный дымоход, нужно выполнить все условия, которые обеспечат правильную работу каждого прибора. В то время как камин сможет отлично работать и с кирпичным дымоходом, то для использования котла следует выполнить гильзовку. Это защитит кирпич от пагубного воздействия конденсата.

Прежде чем браться за монтажные работы, стоит внимательно ознакомиться с параметрами работы каждого отопительного устройства. Наиболее выгодным решением с точки зрения безопасности и функциональности станет покупка специального двухходового дымохода промышленного производства. Таким образом, вы снизите вероятность допущения ошибок при проектировании. Нельзя не учитывать, что даже для опытного специалиста подключение одновременно нескольких отопительных приборов к одному дымоходу представляет собой нелегкую задачу.

Важное инженерное решение

Необходимо осознавать, что расчет дымоходов представляет собой сложную инженерную задачу. Если вы не являетесь специалистом в данной области и у вас есть определенные вопросы по расчету дымохода для своего дома, постарайтесь использовать специальные профессиональные программы, которые помогут вам правильно выполнить все необходимые вычисления высоты, сечения и длины дымохода. Также, чтобы надежно и верно произвести все расчеты, нужно знать основные свойства материалов и структуру, а также законы термодинамики и аэродинамики.

В том случае, если строительство и проектирование дымоходов не является для вас основополагающим направлением деятельности, наиболее верным решением станет обращение к специалистам. Ведь известно, что от правильной и стабильной работы дымохода зависит не только тепло и уют вашего дома, но и безопасность, а иногда даже жизнь ваших близких.

Реальный расчет конструкции дымохода

Ошибки, которые можно совершить в процессе изготовления дымохода, могут сыграть злую шутку с владельцем данной конструкции. Глобальные последствия легко

От оптимального размера сечения и высоты дымохода зависит экономичность и производительность работы печи. Правила СНиП и несколько вариантов расчета помогут вам правильно подобрать размер для дровяной печи в доме.

Свернуть

Зачем нужно знать диаметр?

Новички не понимают, какое значение имеет сечение дымохода для печи и почему так важно правильно провести расчеты не только внутреннего размера, но и высоту трубы. При разработке индивидуального проекта для автономной системы отопления жилого или производственного помещения, от точности данных зависит уровень тяги и производительность агрегата.

Неопытные строители могут сделать трубу с большим или недостаточным сечением. В любом таком варианте работа отопительного прибора нарушается, и вы просто выбрасываете деньги на ветер. Для оптимальной работы системы отопления дома важно провести точный расчет и ознакомится с рекомендациями нормативных документов.

Важно! Противопожарная безопасность дома, производительность работы, комфортная температура – решение всех этих вопросов зависит от правильного определения размеров и длины дымовой трубы.

Какой должен быть диаметр дымохода для печи?

Размер печной трубы можно рассчитать несколькими способами. Самый простой – определение сечения дымохода в зависимости от размеров топочного отсека. Расход твердого топлива определяется по этой характеристике, а исходя из этих данных можно определить объем отработанных газов.

Если у вас открытый вид топки и дымоход изготовлен из стальной круглой трубы – эти величины должны находиться в пропорции 10 к 1. Для примера – габариты топочной камеры 50/40. Такая печь должна оборудоваться дымоходом, сечением 180 мм.

Если изготавливаем трубу из кирпича, ее внутренний размер должен превышать размер дверцы зольника или поддувала в полтора раза. Минимальный размер квадратной полости для удаления газов – 140/140 мм.

Способы расчетов

Точный метод + формула

Рассчитать дымоход для печки, занятие не для новичков. Такую работу лучше доверить профессионалам. Но если вы решили рассчитать этот параметр самостоятельно вам понадобится знание основных данных и нескольких формул:

• В – коэффициент скорости сгорания твердого топлива. Это значение определяется исходя из данных таблицы №10 ГОСТа 2127;
• V – уровень объема сжигаемого топлива. Эта величина указывается на бирке промышленного прибора;
• Т – уровень нагрева отводящихся газов в месте выхода из дымохода. Для дровяных печей — 1500.

1. Общей площади дымохода. Ее высчитывают исходя из соотношения объемов газов, это значение обозначается «Vr» и скорости их продвижения в трубопроводе. Для бытовой печи, работающей на дровах, это число равно – 2 м/сек.
2. Диаметр круглой трубы высчитываем по формуле — d² = (4 * Vr) / (π * W), где W – это скорость продвижения газов. Все расчеты лучше выполнять на калькуляторе и внимательно вносить все величины.

Рассчитываем оптимальную величину тяги

Эта операция выполняется для контроля над расчетами оптимальной высоты и сечения дымохода. Такой расчет можно проводить по 2 формулам. Основную, но сложную мы приведем в этой главе, а основную, простую формулу приведем при выполнении пробного расчета данных:

• С – это постоянный коэффициент, равный для печей на дровах 0,034;
• литера «а» — величина атмосферного давления. Величина естественного давления в дымоходе – 4 Па;
• высота дымохода обозначается буквой «h».
• Т0 – средний уровень температур атмосферы;
• Тi – величина нагрева отработанных газов при выходе их из трубы.

Пример расчета сечения дымохода

Принимаем за основу:

• буржуйка работает на твердом топливе;
• в течение 60 минут в печи сгорает до 10 кг дров лиственных пород деревьев;
• уровень влажности топлива – до 25%.

Еще раз приведем основную формулу:

Расчет проводим в несколько этапов:

1. Выполняем действие в скобках — 1+150/273. После вычислений получаем число 1,55.
2. Определяем кубатуру выходящих газов – Vr= (10*10*1,55)/3600. После вычислений получаем объем, равный 0,043 м 3 /сек.
3. Площадь трубы дымохода – (4*0,043)/3,14*2. Расчет дает значение – 0,027 м 2 .
4. Берем квадратный корень из площади дымохода и высчитываем его диаметр. Он равен 165 мм.

Теперь определяем величину тяги по простой формуле:

1. По формуле расчета мощности высчитываем эту величину – 10*3300*1.16. эта величина равна – 32,28 кВта.
2. Рассчитываем уровень потерь тепла на каждом метре трубы. 0,34*0,196=1,73 0 .
3. Уровень нагрева газа на участке выхода из трубы. 150-(1,73*3)=144,8 0 .
4. Атмосферное давление газа в дымоходе. 3*(1,2932-0.8452)=1,34 м/сек.

Важно! Используя данные вашей печи, вы сможете самостоятельно выполнить расчет, но для подстраховки лучше проконсультируйтесь со специалистами. От правильности расчета зависит безопасность вашего жилья и экономичность работы нагревательных приборов.

Шведский метод расчета

Размер дымохода для печи можно выполнить и по такой методике, но основное назначение шведского метода – расчет дымоходов каминов с открытой топкой.

В этой методике для расчета не используется величина топочного отсека и объем воздуха в нем. Для определения правильности расчета используется график:

Здесь важно соответствие соотношения площади топочного отсека («F») и отверстия дымоотводящей трубы («f»). Для примера:

• габариты топки 770/350 мм. Высчитываем площадь отсека – 7,7*3,5=26,95 см 2 ;
• размер дымохода 260/130 мм, площадь трубы – 2,6*1,3=3,38 м 2 ;
• высчитываем соотношение. (338/2695)*100=12,5%.
• смотрим в нижней части таблицы величину 12,5 и видим, что расчет длины и диаметра произведен правильно. Для нашей печи необходимо построить дымоход, высотой 5 м.

Разберем еще один пример расчета:

• топка 800/500 мм, ее площадь – 40 см 2 ;
• сечение дымохода 200/200 мм, площадь равна 4 см 2 ;
• рассчитываем соотношение (400/4000)*100=10%.
• по таблице определяем длину дымохода. В нашем случае, для круглой сэндвич – трубы она должна быть 7 м.

Что делать если сечение дымохода квадратное?

Цилиндрические дымоходы, особенно после появления сэндвич – труб самые распространенные виды устройств. Но при строительстве кирпичной печи приходится выкладывать квадратную или прямоугольную форму.

В таких дымоходах образуются завихрения, препятствующие нормальному прохождению отработанных газов и уменьшающие тягу. Но для дровяных печей или каминов – прямоугольные трубы остаются самой востребованной формой. В таких устройствах не требуется повышенный уровень вытяжки отработанных газов.

Расчет дымохода для дровяной печи с квадратным или прямоугольным сечением производится с учетом соотношения размеров трубы к габариту поддувального отверстия на печи. Такая пропорция – 1/1,5, где 1 – внутреннее сечение трубопровода, а 1,5 габариты поддувала или зольника.

Какая должна быть высота трубы дымохода для печи?

Расчет этого параметра позволяет избежать возникновения обратной тяги и других возможных неприятностей. Этот вопрос регламентируется правилами СНиП и других документов.

Зачем нужен этот параметр?

Для того чтобы понять важность этого фактора разберем подробнее несколько физических законов и последствия неправильно сделанных дымоходов. При прохождении нагретых газов, температура понижается, но теплый воздух или газы всегда поднимаются вверх.

На выходе из трубы температура еще больше снижается. Отработанные газы, находящиеся в трубопроводе с надежным слоем теплоизоляции имеют высокую температуру и столб нагретого дыма, поднимаясь вверх увеличивает тягу в топке.

Разберем ситуацию – уменьшаем внутреннее сечение трубы и увеличиваем высоту трубы над коньком крыши. Если вы думаете, что увеличивается объем нагретого газа, увеличивается время остывания дыма и увеличивается тяга – такое утверждение верно только наполовину. Тяга будет отличной, даже с большим излишком. Дрова будут быстро сгорать и расходы на покупку топлива возрастут.

Чрезмерное увеличение высоты дымохода может вызвать возрастание аэродинамических завихрений и понижения уровня тяги. Это чревато возникновением обратной тяги и выхода дыма в жилые помещения.

Требования СНиП

Длина трубопроводов вытяжки отработанных газов регламентируется требованиями СНиП 2.04.05. правила предписывают соблюдать несколько основных правил монтажа:

• минимальное расстояние от колосниковой решетки в топке, до защитного козырька на крыше – 5000 мм. Высота над уровнем покрытия плоской крыши 500 мм;
• высота трубы над скатом крыши или коньком должна соответствовать рекомендованной. Об этом расскажем в отдельной главе;
• если на плоской крыше находятся постройки, труба должна быть выше. В этом случае, при большой высоте трубы, ее раскрепляют растяжками из проволоки или троса;
• если здание обустроено системой вентиляции, их высота не должна превышать колпак трубопровода вывода отработанных газов.

Методика самостоятельного расчета

Как самостоятельно вычислить высоту дымового канала, для этого потребуется выполнить расчет по формуле:

• «А» — климатические и погодные условия в данном регионе. Для севера этот коэффициент равен 160. Значение в других районах вы сможете найти в интернете;
• «Мi» — масса газов, проходящих сквозь дымоход за определенное время. Эту величину можно найти в документации вашего отопительного прибора;
• «F» — время оседания золы и других отходов на стенках дымохода. Для дровяных печей коэффициент – 25, для электрических агрегатов – 1;
• «Спдкi», «Сфi» — уровень концентрации веществ в отработанном газе;
• «V» — уровень объема отработанных газов;
• «Т» — разность температур поступающего из атмосферы воздуха и отработанных газов.

Приводить пробный расчет не имеет смысла – коэффициенты и другие величины не подойдут для вашего агрегата, а извлечение квадратных корней потребует скачать инженерный калькулятор.

Таблица «Высота печной трубы над коньком»

Определится с размерами труб без проведения сложных расчетов поможет таблица высоты печной трубы над крышной конструкции. Сначала разберем подбор длины трубы для плоских крыш.

Вывод

Выполнив расчет или определив размер по таблице, вы не только обезопасите ваш дом от возникновения пожаров, но и значительно сэкономите на топливе. Главное внимательно и ответственно выполнить монтаж и комфорт и уют в доме будет обеспечен.

←Предыдущая статья Следующая статья →

Я приветствую моего уважаемого читателя и предлагаю вашему вниманию статью о том, как правильно сделать расчет дымохода в своем доме.

Основная составляющая комфорта в доме – тепло. Решать проблемы отопления частного дома приходится хозяину дома. Для отопления , которые можно смонтировать самостоятельно (кроме газовых), в том числе и дымовые трубы.

Чтобы обеспечить полный отвод дымовых газов из помещения, хорошую тягу и предупредить опрокидывание тяги, необходимо соблюдать требования нормативной документации.

Именно дымоход обеспечивает безопасность жильцов. Неправильно спроектированный дымоход неспособен полностью удалить токсичные продукты сгорания (углекислый и угарный газ, окислы серы), дым и копоть. Возможен даже пожар при попадании горячего дыма в помещение. Особенно опасно опрокидывание тяги – поворот движения дыма в обратном направлении.

Поэтому при монтаже дымохода необходим правильный расчет его параметров – именно они обеспечивают создание идеальной тяги и полное удаление вредных веществ.

Для каких параметров нужен расчет

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

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.

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. .

Установка низкого дымохода в жилом доме совершенно недопустима – в нем не возникает достаточного разрежения, газы поднимаются с меньшей скоростью, из-за чего тяга уменьшается. Допускается устанавливать невысокие дымоходы на отдельно стоящих печах, например в саду для барбекю и т.д.).

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.

Если внутреннее сечение дымохода по каким-то причинам выбрано квадратным, то его площадь должна быть не меньше круглой конструкции.

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.

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.

При расчетах параметров дымовых труб частного дома пользуются точным и приближенным (шведским) методами расчета.

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.

Формула для определения объема исходящих газов:

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.

Объем продуктов горения при нормальных условиях и температура исходящего дыма – нормативные данные. См. таблицу:

Шведский метод расчета

Существует так называемый шведский метод расчета, основанный на выборе высоты дымопровода в зависимости от соотношения площади пода печи и сечения трубы. Обычно метод применяют для дровяных каминов. Рассчитывают отношение:

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).

Как правильно сделать расчет параметров дымохода

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.

Лучший диаметр дымохода – соответствующий паспорту отопительного агрегата.

Определение высоты дымохода

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).

Зачем нужен этот параметр

От высоты дымохода зависит тяга, а значит, надежность и безопасность работы отопительного агрегата и безопасность жильцов дома. При недостаточном удалении дымовых газов падает КПД котла, печи или камина, возникает опасность отравления жильцов угарным или углекислым газом и опасность пожара.

Требования СНиП

В соответствии с СП 7.13130.2013, минимальная высота дымоотводящей трубы от оголовка до колосниковой решетки отопительного агрегата должна составлять не менее 5 м. При выходе трубы на плоскую кровлю ее высота должна быть не менее 0,5 м. Максимальная длина горизонтального участка не должна превышать 1 м.

Для создания нужного разрежения при выходе дымопровода из кровли высота оголовка трубы над кровлей также оговорена (см. ниже в таблице).

Существует еще понятие ветрового подпора. Если дымовая труба находится поблизости от высокого здания, дерева или невысокая отдельно стоящая труба находится близко к дому, то эти объекты могут загораживать дымоход от ветра и уменьшать тягу. Чтобы определить, не попадает ли труба в зону ветрового подпора, необходимо через верхнюю точку дома или дерева провести наклонную линию под углом 45° к горизонтали. Оголовок трубы должен быть выше этой линии.

Из двух значений высоты выбирают большее. Если для соблюдения нормативных требований придется сооружать очень высокую дымовую трубу (намного выше 5 м), то придется монтировать дымосос, обеспечивающий достаточную тягу при любой длине трубы.

Таблица высоты печной трубы над коньком

Высота дымопровода над коньком должна соответствовать СП 7.13130.2013. Информация приведена в таблице:

Расстояние от конька до трубы измеряют строго по горизонтали.

Расчет сечения дымового канала

СП 7.13130.2013 определяет минимальные сечения дымоходного канала кирпичного или бетонного дымопровода в зависимости от мощности отопительного агрегата:

• до 3,5 кВт – 140×140 мм (Ø не менее 158 мм);
• 3,5-5,2кВт – 140×200 мм (Ø не менее 189 мм);
• 5,2-7,0 кВт – 140×270 мм (Ø не менее 219 мм).

При модернизации печей с неизвестной мощностью либо оставляют дымопровод существующего сечения, либо вставляют внутрь круглый вкладыш из нержавейки подходящего диаметра. Если к старой печи устанавливают современные керамические или сэндвич-трубы, то внутренний диаметр модулей должен быть не меньше, чем диаметр вкладыша, который бы поместился при установке в старую трубу. Теоретически можно поискать проект старой печи, но в большинстве случаев это невозможно.

Чаще всего приглашали печника, и тот складывал печи и дымоходы 2-3 освоенных типоразмеров безо всяких проектов и расчетов. Реально определить все особенности устройства печи из кирпича по внешнему виду невозможно, и единственный ориентир при выборе сечения вкладыша или нового дымохода – сечение борова уже существовавшего дымохода (при условии, что он хорошо работал). Если дымоход , то при его замене или модернизации лучше пригласить специалиста-теплотехника и поручить ему соответствующие расчеты.

Диаметр труб с внутренней поверхностью из гладкой керамики или нержавейки может быть немного меньше (на 30%). В задвижках печей, работающих на твердом топливе, должно быть не перекрываемое отверстие сечением не меньше 15×15 мм.

Внутреннее сечение дымохода: какое лучше?

В дымоходе квадратной или прямоугольной формы в углах будут завихрения дыма, слегка тормозящие поток газов и способствующие оседанию конденсата и сажи. По этой же причине углы трубы практически не участвуют в токе газов. Кроме того, у боровов квадратного и прямоугольного сечения больше площадь поверхности стенок, чем у боровов круглого сечения – это увеличивает трение поднимающихся газов о стенки и сильнее тормозит их.

Поэтому желательно выбирать дымоход круглой формы, а современные трубы из сэндвича или керамики выпускают именно круглого сечения, как и трубы из нержавеющей стали, асбоцемента. Квадратная или прямоугольная форма встречается у старых кирпичных дымоходов. Но для современных котлов, печей и каминов в кирпичный короб нужно вставлять круглый вкладыш из нержавейки.

Что делать, если сечение дымохода квадратное

Но возможно использовать и дымопровод квадратного сечения – квадратная или прямоугольная форма не очень существенно влияет на тягу, а полная переделка трубы сложна и затратна. Кирпичные дымоходы традиционных печей испокон веку имели квадратную или прямоугольную форму, при необходимости можно использовать старую трубу и сейчас.

Следует иметь в виду, что с современным отопительным агрегатом кирпичная труба без вкладыша долго не проработает – ее разрушит химически агрессивный конденсат.

Кирпичная труба должна иметь сечение примерно в полтора раза больше, чем у круглого дымопровода с гладкими стальными стенками. Поэтому установка вкладыша не ухудшает дымоотводящую способность квадратной кирпичной трубы.

Каким должен быть диаметр дымохода для печки

В идеальном случае диаметр дымохода должен быть равен диаметру выходного патрубка котла или немного больше (если патрубок имеет нестандартное сечение).

Диаметр дымохода для печки определяется из площади сечения по вечной школьной формуле: s=πd2/4. Площадь сечения должна быть равна или немного меньше значения площади сечения квадратного борова, определяемого по нормативным документам в зависимости от мощности котла.

Как влияет диаметр дымоотвода на его высоту

При устройстве дымоотвода существует непреложная зависимость: чем уже сечение борова, тем выше должна быть труба. Более высокая труба увеличивает тягу и скорость подъема дымовых газов. Но чрезмерно высокая начинает тормозить тягу – горячие газы охлаждаются, их тормозит и трение о стенки борова, особенно шершавого кирпичного.

Расчет оптимального показателя тяги

Тяга – уменьшение давления в дымоходе. Расчет тяги нужен для проверки, правильно ли определена высота и сечение борова дымохода.

где ∆P – разница давлений на входе и выходе из трубы, Па;

a – атмосферное давление, Па;

h – высота трубы, м;

Ti – средняя температура внутри помещения, К;

To – внешняя температура, К.

Для неспециалиста показатель тяги не дает достаточной информацией, поэтому обычно рассчитывают величину объема отходящего дыма, которую обеспечивает наличие тяги в дымовой трубе. Именно объем отходящих газов показывает, насколько труба обеспечивает полное удаление отработанных газов с токсичными веществами и безопасность жильцов.

Формула точна только для воздуха, для дыма формула получается приблизительной. Но и по приближенному значению можно оценить, обеспечивает ли безопасность людей дымоход. Расчетная величина удаляемых газов должна быть больше или равна расчетной величине исходящих газов (см. выше).

где Vрасч – поток удаляемых газов, м/с3;

S – площадь сечения борова, м2;

С – коэффициент, учитывающий потери на трение; обычно принимают равным 0,65-0,7;

g – ускорение свободного падения, 9,807 м/с2;

h – высота трубы, м;

Ti – средняя температура внутри помещения, К (температура в кельвинах на 273 единицы больше температуры в °С);

To – внешняя температура, К.

За счет чего образуется естественная тяга в печи

Естественная тяга в дымоходе возникает вследствие подъема горячего и менее плотного дыма вверх. Снизу в топку подсасывается плотный холодный воздух, кислород реагирует с топливом, воздух с дымом разогревается в топке, поднимается и так далее.

Пример расчета

Для примера покажу расчет объема удаляемого воздуха для трубы с внутренним диаметром 0,125 м, площадью 0,012266 м2 и высотой, например, 6 м, внутренней температурой 20 °С и минимальной наружной температурой -20 °С.

Вывод: такая труба обеспечивает полное удаление дымовых газов из топки. Vрасч заметно превышает Vисх, поэтому для удешевления дымохода стоит просчитать Vрасч для более короткой или узкой трубы и рассмотреть возможность их установки.

При выборе дымохода меньшего сечения и высоты необходимо обязательно просчитать тягу при 10 °С – она будет меньше, чем при низких температурах, но Vисх должен быть равен или больше Vрасч и при положительных температурах, иначе не будет обеспечена полная эвакуация угарного и углекислого газа из помещения при теплой погоде.

В данном случае Vрасч значительно больше Vисх, так как в расчетах мы взяли конструкцию длиной 6 м (а не оптимальные 5 м) и округлили расчетный диаметр 0,118 м в большую сторону.

Онлайн-калькуляторы

Значительно облегчают расчеты параметров дымовой трубы готовые онлайн-калькуляторы .

Заключение

Я прощаюсь со своим уважаемым читателем. Когда будете строить новый коттедж или модернизировать старый дом, особое внимание уделите проектированию дымохода – это залог безопасности вашей семьи. Получайте новые статьи сайта, приводите на сайт друзей, делитесь интересной и полезной информацией с подписчиками в соцсетях.

Прежде чем приступать к монтажу дымохода, надо провести проектные работы, включающие в себя расчет дымовой трубы и подбор материала, из которого дымоход будет изготовлен. В промышленных масштабах все расчеты целесообразнее доверить профессионалам, а в масштабах частного строительства можно ограничиться своими силами.

Виды дымоходов

Дымоходы предназначены для отведения дыма и вредных для человека продуктов горения от печи или иного отопительного устройства за пределы помещения. В любом дымоходе тяга дымовой трубы, образуемая в процессе наполнения последней газами должна производиться естественным образом, то есть без применения дополнительных приспособлений.

В настоящее время дымоходы изготавливаются:

• из кирпича. Для такого дымохода дополнительно сооружается прочный фундамент. В состав соединительной смеси, применяемой для кладки кирпича, желательно добавлять известь. Это позволит избежать излишнего скопления конденсата, способного разрушить стенки изделия;

• из сэндвич труб, произведенных из двух слоев металла, между которыми проложен утеплитель. В большинстве случаев для изготовления сэндвич труб применяется нержавеющая сталь, а в качестве утеплителя используется базальт;

• из керамики. Такие дымоходы отличаются высокой прочностью, но и большой стоимостью. Поэтому применяются для обустройства промышленных дымоходов. Из-за большого веса керамический дымоход, так же как и кирпичный требует изготовления дополнительного фундамента;

• из полимера. Такой дымоход не может подвергаться воздействию слишком больших температур, поэтому может применяться для отведения вредных веществ от газовых колонок и небольших котельных. Полимерный дымоход отличается высокой прочностью при небольшой стоимости и легкости установки.

В некоторых случаях материалы для изготовления дымоходов могут комбинироваться. Например, полимерный дымоход обложен кирпичам.

Выбор материала для изготовления дымохода зависит от предполагаемого отопительного прибора.

Основные параметры расчета дымовой трубы

Чтобы вычислить размеры дымовых труб, состоящие из высоты дымохода и диаметра поперечного сечения надо знать основные параметры используемого отопительного прибора. Найти необходимые значения можно в сопроводительной документации приобретаемого оборудования.

Расчет высоты дымохода

Высота дымовой трубы влияет на работоспособность приборов отопления. Минимальный размер дымохода (по основополагающим документам – СНиПам) составляет 5 м. Если дымоход меньше указанной величины, то устройством не будет вырабатываться необходимая естественная тяга. Однако слишком большой высоты дымоходы делать не рекомендуется. В этом случае тяга дымовой трубы также снижается за счет медленного прохождения и остывания дыма.

Расчет тяги дымовой трубы применяется для строительства промышленных дымоходов, причем подразумевает сложнейшую систему расчетов. Для частного небольшого строения этот показатель ничтожен.

В частных домах расчет высоты дымовой трубы основывается на следующих правилах:

1. общая длина дымовых труб должна составлять от основания до конечного грибка более 5 м;
2. если дымоход выходит на плоскую крышу, то он должен возвышаться над ней на 500 мм;

1. если на скатной крыше дымоход выводится не далее 1,5 м от крышного конька или если на крыше есть дополнительное ограждение, то окончательное звено трубы должно быть выведено на 500 мм за уровень самой высокой конструкции;
2. если на скатной крыше дымоход располагается в пределах 1,5 – 3 м от свода крыши, то высота дымоотводящей трубы должна быть с ним на одном уровне;
3. если на скатной крыше дымоход выводится на расстояние более 3 м от крышного конька, то высота трубы должна рассчитываться таким образом, чтобы горизонтальная линия уровня конька крыши и линия, соединяющая конек крыши с дымовой трубой образовывали угол, приблизительно равный 10º.

Следует отметить, что располагать дымоходную трубу нельзя вблизи мансардных окон, дверей и так далее. Это может повлечь попадание искр в строение, особенно при сильном ветре и привести к возгоранию.

Высота дымохода, располагающегося на крыше строения, рассчитывается с соблюдением существующих правил пожарной безопасности.

Расчет сечения дымоходной трубы

1. определить количество топлива, сжигаемого в отопительном приборе за 1 час. В большинстве случаев этот параметр указывается в характеристике, прилагаемой к отопительному оборудованию при покупке. Самостоятельный расчет этого показателя представлен ниже;
2. температурный показатель газа, располагающегося на входе в дымоход. Параметр можно найти в дополнительной характеристике оборудования. В большинстве случаев он принимается равным 150ºС – 200ºС;
3. скорость прохода газа в дымовой трубе составляет 2м/с;
4. высота дымохода;
5. показатель естественной тяги принимается равным 4 Па на 1 м дымохода.

Таким образом, сечение дымовой трубы зависит исключительно от количества топлива, сжигаемого при работе оборудования.

При расчете диаметра дымохода надо пользоваться формулой площади круга (где π – число “пи”):

F=(π*d²)/4

Исходя из указанной формулы, получаем:

d²=4*F/π

Чтобы вычислить площадь сечения трубы надо определить объем газов, располагающихся на входе в дымоходную трубу. Этот параметр зависит от количества расходуемого топлива и рассчитывается по формуле:

Vгаза=B*Vтоплива*(1+t/273)/3600 , где

• В – количество топлива в килограммах, которое сжигается за 1 час времени (кг/час);
• Vтоплива – табличный коэффициент, зависящий от вида топлива (найти его можно в ГОСТе № 2127 или в таблице ниже);
• t – температура газа, зафиксированная на выходе из трубы (также приведена в таблице).

Площадь сечения (F) находится как отношение V газа к скорости движения газов в трубе (W), то есть

F=Vгаза/W

d²=(4*Vгаза)/π*W

Например, для отопления сооружения в течение часа требуется 10 кг дров, влажность которых приблизительно составляет 25%. Поправочный коэффициент на такой вид топлива, исходя из вышеуказанной таблицы, равняется 10. Температура газа, зарегистрированная на выходе в дымоходную трубу, принимается равной 150ºС.

Тогда расчет дымовой трубы котельной будет следующим:

1. 1+150/273=1,55
2. Vгаза=10*10*1,55/3600=0,043
3. d²=(4*0/043)/3,14*2=0,027
4. d=0,165

То есть при определенных условиях диаметр дымоходной трубы должен быть не менее 165 мм.

Для того чтобы не осложнять обустройство дымохода сложными расчетами, можно воспользоваться разработанными специалистами нормативами:

• для обогревательного оборудования, мощность которого составляет менее 3,5 кВт подойдет дымоход, размеры которого не менее 0,14*0,14м;
• если заявленная мощность отопительного котла находится в границах 3,5 кВт – 5 кВт, то параметры дымовой трубы должны быть не менее 0,14*0,20 м;
• если для обогрева помещения используются приборы мощностью от 5 кВт до 7 кВт, то сечение применяемой дымоходной трубы не должно составлять менее 0,14*0,27 м.

Если при строительстве дымохода известна мощность отопительного прибора, то для определения сечения трубы можно воспользоваться подсчитанными специалистами данными. Если мощность отопительного оборудования неизвестна, то необходимо провести расчеты по указанной схеме.

Таким образом, при выборе материала изготовления дымохода, так же как и при расчете необходимых для его строительства параметров надо опираться на мощность отопительного прибора. Чем больше его мощность, тем больше и надежнее должен быть дымоход. Если параметры прибора неизвестны, и вычислить нужные величины самостоятельно не получается, то необходимо прибегнуть к помощи квалифицированных специалистов. Любая ошибка в расчетах может привести к неработоспособности дымохода или к неполному выведению вредных веществ из жилого помещения.