Дымовая труба для котельной: расчет высоты и сечения по техническим нормативам

Строительство фундамента

Необходимые материалы

Перед строительством фундамента требуется подготовить все необходимые материалы, к которым относятся:

• песок,
• гравий или битый кирпич,
• бетонная смесь. Оптимально подойдет марка бетона В15, но можно использовать и более высокий класс смеси,
• металлическая арматура сечением не менее 12 мм,
• жаропрочный кирпич,
• любой гидроизоляционный материал.

Основные этапы

Фундаменты под дымовые трубы строятся по следующей схеме:

1. выбирается место для установки печи и дымохода. Желательно, чтобы дымовая труба не соприкасалась со стенами жилого дома, так как при таком размещении возможно дополнительное образование конденсата. Фундамент печи и дымохода должен располагаться в некотором удалении от фундамента дома,

Оптимальные варианты расположения печи и дымохода в жилом доме

1. в месте предполагаемой установки печи и дымохода выкапывается яма соответствующих габаритных размеров,
2. по периметру ямы выставляется опалубка, которую можно сделать самостоятельно из подручных досок,

1. дно ямы приблизительно на 20 см засыпается смесью песка и гравия (битого кирпича). Благодаря этой операции можно выровнять дно котлована и основать «подушку» для будущего фундамента,
2. песчано-гравийная смесь перекрывается слоем гидроизоляционного материала, чтобы снизить образование конденсата, способного разрушить бетонную заливку,
3. укладываются металлические пруты в качестве армирующих элементов. Применение прутков является обязательным условием заливки, так как арматура способствует увеличению прочности бетонного основания,

Начальный этап возведения фундамента для дымохода

1. производится заливка бетоном. Толщина слоя бетона должна составлять 200-300 мм. Бетон должен быть вровень или несколько выше уровня грунта,

Основной этап строительства фундамента

1. фундамент под дымоход прокладывается еще одним слоем гидроизоляции,
2. далее целесообразно выполнить кирпичную кладку до уровня пола жилого помещения. Некоторые строители пренебрегают данным этапом. Однако дополнительная кладка позволит придать дымоходу дополнительную устойчивость и практически полностью исключить сезонные колебания конструкции, что приведет к меньшим потерям и уменьшению затрат на обслуживание и сезонное восстановление.

Заключительный этап строительства фундамента

Строительство фундамента под дымоход требуется исключительно при установке массивной конструкции. Чаще всего фундамент обустраивается сразу и для печи (камина), и для дымохода. Точного расчета конструкция не требует. Вполне достаточно знать общие правила монтажа фундаментов.

Фундамент для трубы дымохода: необходимость, расчет, монтаж своими силами Для тяжелых дымовых труб требуется сборка отдельного фундамента, который придаст конструкции устойчивость и дополнительную надежность. Как сделать фундамент своими силами, можно узнать, прочитав статью.

Требования к дымоходам

Дымовая труба отводит и рассеивает вредные продукты горения топлива в атмосферу

Важно правильно ее спроектировать и построить. В противном случае внутренние стенки будут забиваться сажей, пеплом, копотью, блокируя отводящий канал и предотвращая вывод дымных масс, делая невозможной работу котельной

Существуют технические нормативы, которые четко регламентируют параметры дымоотводов:

1. Кирпичные конструкции должны быть выполнены в форме конуса высотой от 30 до 70 м, диаметром от 60 см. Минимальная толщина стенки — 180 мм. В нижней части обязательно должны быть оборудованы газоходы с ревизиями для осмотра.
2. Трубы из металла, используемые для монтажа дымоходов, изготавливают из листовой стали 3-15 мм. Соединение отдельных элементов осуществляют методом сварки. Высота дымохода не должна превышать 40 м. Диаметр может быть от 40 см до 1 м.
3. Для обеспечения устойчивости металлических конструкций на расстоянии 2/3 от высоты трубы устанавливают кронштейны или анкеры, к которым крепят растяжки.
4. Высота дымохода (независимо от материала изготовления) должна быть на 5 м выше кровли зданий, расположенных в радиусе 25 м.

Размеры конструкции рассчитываются с учетом объема печи и климатических условий, чтобы при любой температуре воздуха обеспечивалась тяга.

Материалы дымохода для котлов

Выбор материала для дымохода это не только технический, но и эстетический вопрос: желательно, чтобы эти элементы не только не диссонировали, но даже подчеркивали общий стиль. И всё-таки основная задача, решаемая дымоходом – стабильная вытяжка продуктов сгорания. Надежная, не чадящая, пожаробезопасная, без подтеканий конденсата. Для этого нужно правильно выбрать сечение и материал труб, которые могут быть выполнены из:

• нержавеющей стали;
• сендвич-труб;
• керамики.

Нержавеющая сталь предпочтительнее других материалов подходит для дымоотведения от котлов с закрытой камерой сгорания. Сендвич-трубы – удобное решение, не требующее дополнительных работ по теплоизоляции, удачный элемент современного дизайна. Керамические дымоходы – высокая аккумуляция и стойкость к едкому конденсату. Керамика дымохода может стать отдельным дизайнерским объектам в классическом интерьере.

У каждого материала есть свои преимущества, слабые стороны, своя ценовая категория. Задать вопросы о целесообразности выбора материала или конструкции дымохода для котла, комплектности его составных частей, можно у наших менеджеров.

Проектирование сооружения: правила и подходы

В основе всех проектных работ находятся функциональные требования, предъявляемые к дымоходам котельных:

• режимы работы должны соответствовать экологическим нормам;
• обеспечение хорошей проходимости газов и выбросов с последующим рассеиванием их в атмосфере;
• создание естественной тяги.

Установка дымоходных систем производится согласно проекту, разработанному в соответствии с правилами

Правильность выбора типа трубы, вычисления её диаметра, высоты, аэродинамики коренным образом влияет на выполнение вышеуказанных требований. Грамотный процесс проектирования предполагает проведение расчётов по определению устойчивости, прочности всех компонентов конструкции с учётом, как фундамента, так и механизмов крепления.

Последовательность этапов проектирования труб дымовых котельных выглядит следующим образом:

1. Определение типа конструкции. Критериями служат такие факторы:

• предполагаемое месторасположение трубы;
• существует ли необходимость в дополнительном креплении;
• технические характеристики котельного оборудования.

2. Расчёт аэродинамики конструкции. В учёт принимаются такие параметры, как вид тяги (она может быть нагнетаемая искусственно или естественная) и ветровая нагрузка.

3. Расчёт высоты дымовой трубы и её диаметра. Исходными данными для этого служат тип и объём сжигаемого топлива.

4. Расчёт устойчивости и прочности, определение типа и способа крепления.

5. Составление чертежа, технической документации и определение сметы затрат.

Для частного строительства возможно проведение самостоятельного расчёта дымохода, но получить паспорт, а также техническую документацию такой подход к решению вопроса не позволит.

Устройство дымохода

Все дымовые трубы вне зависимости от применяемого материала, места расположения и конструкции имеют схожее устройство.

В их составе всегда присутствуют следующие компоненты:

1. Дымоход — вертикальный или частично наклонный канал (трубопровод) прямоугольного, квадратного или круглого сечения для отвода продуктов горения. Изготавливается из прочного огнестойкого материала.
2. Конденсатосборник – расположен в нижней части дымовой трубы после врезки газохода котла и служит для сбора сконденсировавшихся паров, содержащихся в дымовых газах. Оснащается краном для сброса. Отсутствует в насадных дымоходах, выполняемых двустенными с теплоизолирующим слоем.
3. Устройство регулировки тяги – поворотная или выдвижная заслонка.

Расчет параметров дымохода

Правильно подобранная высота и площадь сечения дымовой трубы — залог ее надежной работы. Практически все котлоагрегаты промышленного производства имеют рекомендации в отношении этих величин.

Для оборудования тепловой мощностью до 90 КВт рекомендуются принять следующие значения:

Производительность котла, КВт	Диаметр дымовой трубы, см	Площадь сечения трубы, см2	Высота трубы, м
20	13	196	7
30	15	196	8
45	18	378	9
65	20	540	10
90	25	729	12

Что это такое и для чего он нужен

Самая большая дымовая труба находится в Казахстане и ее высота (только представьте) — целых 420м! ГРЭС, на которой она расположена, возведена на угольном разломе, и могла бы обеспечивать электроэнергией половину республики. В российских городах таких масштабных дымоходов не встретишь, но это не уменьшает их роль для нашего комфортного существования.

Дымовая труба – конструкция, предназначенная для отвода и рассеивания в атмосфере продуктов сгорания топлива. Без грамотно спроектированной и установленной трубы невозможна правильная работа котельной.

Кроме того, дымоотвод центрального и автономного отопления создает естественную тягу. Тяга возникает за счет разницы температур горячих газов внутри трубы и наружного воздуха.

Расположение на возвышенности

При расположении наружного выхода канала на плоской кровле элемент должен возвышаться над покрытием не менее чем на 0.5 м. Если расстояние между выходом и коньком скатной кровли менее 1.5 м, эксплуатация газоходов осуществляется при выступе элемента на 0.5 м выше конька. Когда расположение выхода превышает указанное расстояние, в силу вступает новое правило. Высота верхней точки конструкции должна соответствовать высоте верхушки крыши объекта. Соединения труб выполняются обжимными хомутами с использованием температурных герметиков. Наружные крепления обеспечиваются кронштейнами на дюбелях или анкерах с расстоянием 2 м.

О чем стоит знать

Приведенные выше расчеты будут правильными только тогда, когда рядом с домом не растет никаких очень высоких деревьев и не расположено больших зданий. В этом случае дымоход высотой менее 10.5 м может попасть в зону так называемого «ветрового подпора».

Чтобы такого не произошло, отводную трубу котельной частного дома, расположенного в таком месте, стоит нарастить. При этом, чтобы выбрать оптимальный вариант высоты трубы, следует:

• найти самую высокую точку расположенного рядом большого здания;
• провести от нее вниз условную линию под углом 45° до самой земли.

В конечном итоге верхний край собранного дымохода должен располагаться выше найденной таким образом линии. В любом случае проектировать загородное здание следует таким образом, чтобы отводящая отработанные газы труба котельной в дальнейшем располагалась не ближе двух метров к высоким деревьям и соседним зданиям.

Увеличивают высоту дымохода обычно и в том случае, если кровля дома обшита горючим материалом. В таких зданиях отводящую трубу чаще всего наращивают еще на полметра.

Высота над коньком

Чтобы отопительный прибор функционировал без проблем, при монтаже трубы дымохода следует учитывать влияние ветрового подпора. Что это такое? Ветры, конструкция крыши и её неравномерный нагрев вызывают возникновение над зданием турбулентных потоков воздуха. Эти воздушные завихрения способны «опрокинуть» тягу, или вовсе вызвать противотягу. Чтобы этого избежать, следует делать высоту трубы не ниже 500 мм от конька.

Кроме расположения конька, необходимо учитывать также высокие конструкции на крыше или рядом со строением, и растущие около дома деревья.

Если расстояние от трубы до конька три метра, то допустимо делать высоту дымохода вровень с коньком. В случае если расстояние более трёх метров, высоту можно определить, пользуясь схемой, представленной на фото.

Избегайте поворотов и горизонтальных участков. Проектируя расположение дымохода, следует делать не более трёх колен поворотов, а также избегать горизонтальных участков длиннее одного метра. Если горизонтального участка не избежать, следует прокладывать канал хотя бы с небольшим уклоном.

Эксплуатация дымоходов

Правильное проектирование и грамотный монтаж труб — и котельная работает, как часы. Но выбрать дымоход и качественно его смонтировать – только полдела. Не зависимо от того, кирпичный дымоход, керамический или из стальных модульных элементов, необходимо регулярно производить чистку, удаляя осевшую на стенках сажу.

При регулярной эксплуатации прибора, профилактическую чистку следует производить не реже двух раз в год – при смене сезонов. Кирпичные дымоходы более подвержены накоплению сажи из-за шероховатой внутренней поверхности и прямоугольного сечения канала. Для чистки и ремонта необходимо предусмотреть прочистные люки.

Если котельная работает на жидком или газообразном топливе, то температура отходящих газов может быть недостаточно высока и образуется конденсат. Для его удаления следует в канале дымоудаления предусматривать монтаж конденсатосборника.

Устройство дымовой трубы по всем правилам и правильная эксплуатация способствуют теплу в доме и пожарной безопасности.

Основные виды расчетов для промышленных дымовых труб

Проектирование промышленных дымовых труб требует сложных, многоступенчатых расчетов

Расчет аэродинамики трубы

Данная часть проектирования нужна, чтобы определить минимальную пропускную способность сооружения.

Она должна быть достаточной, чтобы обеспечить беспроблемное прохождение и дальнейшее удаление продуктов сгорания топлива в атмосферу, при эксплуатации котельной в режиме максимальной нагрузки.

Следует отметить, что просчитанная неправильно пропускная способность трубы может стать причиной скопления газов в тракте либо котле.

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

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

Определение высоты сооружения

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

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

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

Последняя характеристика зависима от:

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

В ходе данной стадии проектирования определяется:

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

Прочность и устойчивость трубы

Расчеты нужны и для определения конструкции трубы

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

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

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

Учитываются и эксплуатационные факторы:

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

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

Тепловой расчет

Теплотехнический расчет необходим:

• для нахождения температурного расширения материала дымовойпромышленной трубы ;
• определения температуры ее наружного кожуха;
• выбора типа и толщины утеплителя для труб.

Расположение газоходов

Максимально приближенный к коньковому ребру дымоход – оптимальное решение для эксплуатации. Коньковый барьер не станет преградой для воздействия воздушных потоков на изделие. Положительный результат: финансовая экономия при установке и эксплуатации дымового канала. Требования пожарной безопасности допускают любое оптимальное расположение газохода относительно конька. Владелец помещения, с учетом требований безопасности, самостоятельно определяет расстояние. На практике реализуются варианты использования котлов с дымовыми трубами практически в центре объекта, на значительном удалении от конька. Характерны они, в основном, при обустройстве помещений с промышленными печами. На промышленных, оборудованных котлами объектах практикуется минимальное удаление дымохода от конькового ребра.

Общие критерии

Совокупные требования к дымоходным трубам для газовых котлов таковы:

1. Участки конструкции должны иметь уклон не более 30 градусов.
2. Предельная длина любого ответвления в сторону – 1 м.
3. Отсутствие уступов и поперечных сечений.
4. Предельное число колен – 3.
5. Разрешённый радиус закруглённой части не уступает диаметру задействованной трубы для устранения дыма.
6. Наличие ревизионного люка на поворотах. Через него сбрасывается конденсат, и очищается система.
7. Если форма дымохода прямоугольная, то одна его сторона должна по ширине вдвое превосходить вторую сторону, т.е не допускается вытянутая конфигурация изделия.
8. Обустройство капельника и ревизии в нижней части трубы.
9. Исключены любые прогибы составляющих конструкции.
10. Если дымоотвод увеличивается, одно конструкционное звено нанизывается на второе хотя бы на половину диаметра трубы.
11. Отсутствие зазоров между компонентами конструкции.
12. Не допускаются стыки в тех местах, где труба проходит перегородки и перекрытия. Здесь должна быть мощная теплоизоляция.
13. Все составляющие системы соединяются очень плотно.
14. Минимальной возможный наклон трубы по отношению к котлу составляет 0,01 градуса.
15. Отсутствие неровностей и шероховатостей на внутренних стенках трубы.
16. Горизонтальные элементы дымохода должны иметь общую длину не более 3 м для возводящихся строений и 6 м для построенных домов.
17. Минимальная дистанция, отделяющая трубу от поверхностей из легко загорающихся материалов, составляет 25 см, из невоспламеняющихся – 5 см.

Отдельным вопросом является высота установки дымовой трубы по отношению к коньковому элементу кровли. Здесь есть такие варианты:

1. При наличии горизонтального отдаления от конька более 3 м труба ставится выше абстрактной линии, проложенной вниз от него к горизонту под уклоном в 10 градусов.
2. При нахождении дымохода в 1,5 – 3 м от конька, труба располагается на одном уровне с ним (коньком).
3. При показателях горизонтального отдаления не более 1,5 м, трубу необходимо ставить минимум в 50 см от конька.

Дымоотвод должен превосходить прилегающую зону крыши минимум на полметра. При наличии плоской кровли этот параметр развивается до 2 м.

Виды

Конструкционно дымоходы для различных типов котлов могут отличаться.

Речь идет о следующих вариантах дымоходов.

• Вертикальный канал, сделанный обычно из кирпича, что встраивается во внутреннюю стену дома вместе с вентиляционными шахтами.
• Вертикальная труба из металла, что проходит внутри постройки и выходит на кровлю. Такой вариант можно охарактеризовать, как внутренне-приставной.
• Приставные решения, что пристроены с наружной стороны в домовой стене. Обычно они выполняются из кирпича.
• Стальные трубы, которые располагаются с внешней стороны дома. Они могут крепиться к стене или прикрепляться к специальной металлопрокатной мачте решетчатого типа.

Дом может быть даже бездымоходный, но тут уже все будет зависеть от вида котла.

Существует две категории котлов:

• с открытой камерой сгорания;
• с закрытой камерой сгорания.

Для котла с открытой сгорательной камерой обычно нужен дымоход, особенно если она работает на твердых типах топлива. Хотя такая необходимость будет для любого котельного оборудования, что для твердотопливного, что для работающего на газу. Правда, в варианте с последним, надобность в нем будет не столь большой.

Для настенного или напольного решения с закрытой сгорательной камерой, дымоотвод нужен не столь сильно по причине герметичности самой камеры. То же самое будет и в случае, если используются дымоходные котлы-печи.

Теперь следует рассказать о некоторых характеристиках каждого варианта дымоходов.

Рассмотрим минусы отводящих кирпичных устройств.

• Внутренняя поверхность кирпичных решений является крайне неровной, что будет причиной сильного сажного отложения от сжигания топлива, особенно твердого.
• Влага в виде конденсата, которая будет образовываться на кирпиче, рано или поздно начнет проникать в структуру материала, и он начнет разрушаться из-за разницы температур.
• Обычно кирпичные дымоходы выполнены в форме прямоугольника, что существенно снижает характеристики аэродинамического толка, если сравнивать с круглой формой, и существенно повышает сопротивление газовому потоку. Сила природной тяги тоже будет меньше.
• Если дымоход пристроен с внешней части постройки, то из-за температурной разницы он может начать отделяться от стены и между ними образуется трещина. А если дымоход строился позже, чем сам дом, то размеры трещины могут оказаться существенно больше. Хотя подобная труба вполне пригодна для применения с твердотопливным котлом, ведь имеет хорошую долговечность, а также неплохо будет смотреться на фоне дома из кирпича. В целом, если доработать такую конструкцию, то можно практически все указанные минусы исправить.

Вариант из двух труб из стали либо сэндвич с утеплительной прослойкой – это отличное решение на сегодняшний день. Создается подобный дымоход обычно из нескольких секций длиной в один–два метра, которые имеют небольшую массу. Это позволяет выполнить их установку даже одному человеку без посторонней помощи. Преимуществом такого варианта является то, что внутренняя часть будет гладкой, на которой вообще не остается сажа и любые другие продукты сгорания, а конденсат станет свободно стекать в специальный патрубок.

Неплохим решением будет коаксиальный дымоход из металла. Через сечение внутреннего типа выходят различные продукты сгорания, а между стенками в сгорательный отсек снаружи попадает кислород.

Прочностные характеристики дымовой трубы: инструкция по эксплуатации и монтажу коммуникации любого диаметра с фундаментом

От того какой материал использован в строительстве котельной трубы, определяется корреляция габаритов. Например, кирпичные сооружения не требуют отдельного фундамента, так как последний закладывается на стадии разработки печи. Этого нельзя сказать о тяжелом сырье для производства. Расчет металлоконструкции на прочность напрямую зависит от количества топлива сжигаемого за 1 час. Чтобы правильно рассчитать безопасные габариты стальных и железобетонных конструкций, учитывают следующие характеристики:

Тип фундамента – площадь подошвы, глубина заливки. Для тяжелых конструкций устраивается монолитная заливная площадка или стелятся бетонные плиты с петлями для крепления стальных тросов

Важно учитывать сейсмические особенности местности и сезонные подвижки грунта.
Климатические условия – скорость ветра, количество осадков. В зонах с повышенными показателями, толщина стен котельного дымохода и упор увеличены на несколько порядков, в отличие от спокойных регионов станет нюансом и конструктивной особенностью труб – рассчитать пропускную способность придется с данными показателями.
Скорость дымовых газов

В зависимости от вида топлива, материал трубы и, соответственно, прочность рассчитываются исходя из веса продуктов распада. Тяжеловесные угольные отходящие газы, содержащие еще и сажу, требуют максимальной жесткости конструкции. Кроме того, их температура способна влиять на внутреннюю поверхность дымохода.
Наличие принудительных тяговых вентиляторов. Сила извне, помимо естественной тяги влияет на конструктивные особенности дымоходной трубы и прочность. Учитывается мощность агрегатов и от них ведется расчет дымовой трубы котельной.

Для кирпичных и железобетонных дымовых труб, минимальный диаметр равен 1,2 м. Для стальных конструкций параметр – 3,6 м.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик с наглядной демонстрацией процесса расчета высоты дымового канала для обустройства котельной:

Здесь автор видео поделился собственным опытом расчета и монтажа дымохода для котла на твердом топливе:

Еще одно видео в помощь проектировщику-любителю:

Не столь важно, на каком топливе работают котлы в котельной. В любом случае не обойтись без системы отвода дымовых газов

Главные требования, которым должны соответствовать дымоходные трубы — хорошая тяга и пропускная способность, выдержанные нормы экологии.

Хотите задать вопрос по спорному или неясному моменту, который встретили при ознакомлении с информацией? Есть полезные сведения по теме статьи, которыми желаете поделиться с посетителями сайта? Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке.

Как вам статья?