Дымовая труба для котельной: как сделать расчет размеров

Дымоход — это составная часть единой системы, включающей теплогенерирующую установку, воздуховоды и газоходы.

Дымовой трубой обеспечивается рассеивание в атмосфере вредных выбросов, содержащихся в дымовых газах.

Аэродинамический расчет параметров дымовой трубы котельной необходимо проводить для того, чтобы система эффективно выполняла свои функции и не несла угрозы человеческому здоровью.

Выбор трубы для котельной и ее установка производятся только в соответствии с результатами предварительных расчетов, для которых используются специальные формулы или компьютерные программы

Как производится расчет параметров дымовой трубы котельной с помощью компьютерных программ

Проведение аэродинамического расчета дымовой трубы для промышленной котельной является весьма сложным и хлопотным процессом. В настоящее время подобные расчеты производятся с использованием разных компьютерных программ, учитывающих многие условия работы оборудования.

Проведение вычислений нацелено на то, чтобы при максимальной загрузке котельной выброс остатков сгорания переработанного топлива беспрепятственно уходил через трубу для последующей утилизации в атмосферном пространстве. При помощи компьютерного расчета удается достоверно определить минимальную пропускную способность дымовых труб.

Ошибки при проведении подобных расчетов крайне нежелательны, так как могут обернуться опасным скоплением газов.

Расчет дымовой трубы посредством компьютерной программы предполагает введение в систему заявленных показателей, относящихся:

• к мощности котла;
• указанной в паспорте температуре газообразования на выходе. Если эти данные отсутствуют, принято пользоваться значением в 200º С;
• температуре на улице. Для включения отопления она достичь +8º С, подачи горячей воды — +20º С;
• КПД котлов данного типа. При отсутствии этих данных, содержащихся в паспорте оборудования, расчет ведется со значением, равным 0,92;
• коэффициенту излишка воздушной массы для фитиля. Если данные не предоставлены, то пользуются показателем 1,4;
• виду топлива;
• длине дымоходов, идущих от котельного оборудования;
• материалу, использованному для изготовления дымовой трубы;
• температуре помещения;
• форме дымохода;
• размерам дымохода и т. д.

Тип трубы и ее размеры зависят от вида отопительного котла и его мощности

После введения всех данных компьютерной программой производится выполнение расчета естественной тяги (самотяги). Если окажется, что происходят большие потери, то требуется внести изменения в конструкцию, относящиеся к ее форме, диаметру, высоте.

Показатели для практического аэродинамического расчета дымовой трубы

Дымовые трубы котельных и частных домов с твердотопливным котлом (каминами) требуют проведения тщательного вычисления с учетом ряда показателей:

• климатических особенностей данной местности;
• рельефа местности и типа грунта, на котором возводится постройка;
• региональной сейсмической активности;
• скорости ветров и норм выпадения осадков, а также критических величин;
• типа кладки печи;
• динамических колебаний оборудования;
• материала, из которого построят дымовую трубу, и его температурного расширения;
• вида топлива, его теплоотдачи;
• технических характеристик, присущих котлу;
• температуры газов на выходе.

Оперируя такими данными, можно просчитать:

• высоту сооружения;
• оптимальный диаметр;
• допустимую массу, которую может иметь возводимая дымовая труба и, следовательно, выбрать материал, подходящий для обустройства конструкции.

Результаты расчетов позволят определиться с диаметром будущего дымохода, его высотой и массой

Правильно просчитанная высота и проходимость, подбор формы и материалов поспособствуют естественной тяге, обеспечивая хорошую теплоотдачу. Правильному расчету способствует привлечение профессиональных специалистов. Проявление небрежности обернется конструкционными ошибками, вследствие которых:

• внутренние поверхности будут подвергаться чрезмерному оседанию сажи и золы;
• внутреннее сечение будет постепенно уменьшаться, что приведет к ослабеванию тяги и проникновению угарных газовых образований во внутренние помещения;
• возрастет возможность возгорания накапливающихся смол и деформации трубы, вызванной температурными перепадами;
• повысится пожароопасность.

Дымовая труба для котельной: конструкция и виды (типы)

Проведение расчета высоты дымовой трубы котельной и прочих ее параметров невозможно без учета особенностей ее конструкции, составляемой:

• фундаментом и опорой;
• газоотводящим стволом;
• теплоизоляцией;
• антикоррозионной защитой;
• приспособлением, вводящим газоходы.

Для устройства дымохода используется кирпич, керамические, оцинкованные или нержавеющие трубы

Дымовой газ, охладившись в очистительном устройстве – скруббере, до 60º С, проходит очистку в абсорберах и выбрасывается в атмосферу.

Для возведения дымовых труб могут быть использованы:

• кирпич. Кирпичная конструкция, установленная профессиональным печником, практически не накапливает сажи. Ей присущи достаточная пожаробезопасность, механическая прочность и теплоемкость. Ввиду разрушения кирпича реакциями, наступающими при контактировании оксидов серы, оседающих на стенках, с водой использование кирпичных конструкций резко сократилось;
• сталь. Позволяет моделировать конфигурацию трубы. Прослужит около десяти лет при условии использования топлива с невысоким содержанием серы;
• керамика. Устойчива к воздействию конденсата, отличается огнеупорностью. Но конструкции, отягощенной металлическими стержнями, присуща чрезмерная массивность, затрудняющая монтаж;
• полимеры. Используются для установки на газовые колонки и в котельную с температурой не более 250º С.

В зависимости от особенностей несущей конструкции дымовые трубы могут быть:

• самонесущими, изготовленными из сендвич-труб. Легко монтируются на крышах с закреплением внутри строения и, при необходимости, перевозятся, но имеют значительные ограничения в применении – по температуре (350º С), снеговой и ветровой нагрузке, уровню химической агрессивности продуктов сгорания;
• колонными. Возможна установка многоствольной стальной конструкции с диаметром, доходящим до трех метров при подключении к нескольким котлам;
• (около)фасадными. Конструкция считается самой экономичной, так как не требует мощного фундамента и использования несущих элементов, а применение модулей обеспечивает простоту замены;
• фермовыми. Применяются, как правило, в зонах с повышенной сейсмической активностью;
• мачтовыми. Использование стальных оттяжек придает дополнительную устойчивость опорной башне из трех-четырех мачт с прикрепленными дымоходами.

Высокие трубы подвержены ветровой нагрузке, поэтому нужно позаботиться о дополнительном креплении

Как проводится расчет высоты дымовой трубы

Правильность расчета высоты дымовой трубы сказывается на работоспособности отопительного агрегата, выражаясь в достижении необходимой величины естественной тяги. По нормативам, задаваемым СНиП, высота не может быть менее пятиметровой. Пренебрежение этим указанием приводит к падению уровня естественной тяги и неэффективной работе отопительной системы.

Устанавливая слишком высокую трубу, также снизим естественную тягу, потому что дым, проходящий по чрезмерно удлиненному каналу, будет остывать и перемещаться с падающей скоростью. Неправильные подсчеты приводят к возникновению воздушных завихрений и проблемам, связанным с зоной ветрового подпора. Сильными порывами ветрами может быть даже погашен огонь в топке.

Вычисления, производимые в ходе возведения объектов промышленного строительства, весьма сложны и сопряжены с введением большого количества различных показателей. Определяясь с высотой дымохода для объекта частного строительства, желательно соблюдать следующие рекомендации:

• длина должна составить не менее пяти метров на отрезке, соединяющем основание и самую высокую точку. При такой длине обеспечивается достаточная безопасность от возгорания;
• дымоход, устанавливаемый на плоской крыше, должен возвышаться над ее поверхностью не менее, чем на полметра;
• при возведении дымохода на скатной крыше труба, расположенная на расстоянии менее полутора метров от конька, устанавливается выше него на полметра. Обязательным в этом случае является дополнительное укрепление конструкции растяжками для повышения устойчивости, иначе она может быть повреждена сильными порывами ветра. При расстоянии до трех метров от конька труба устанавливается на одной высоте с ним. Если расстояние превышает три метра, то угол между горизонтальной линией крышного конька и виртуальной линией, проведенной между коньком и верхним срезом дымохода, должен составить 10º;
• расстояние между трубой и высокими деревьями и постройками должно составить более двух метров;
• если материал кровли горюч, то высоту дымохода следует дополнительно увеличить на полметра;
• на многоуровневой крыше с перепадами высот при проведении расчетов опираются на высоту конька;
• при расположении котельной в домовой пристройке оголовок трубы должен подняться над зоной ветрового подпора, располагающейся в пространстве, заданном проведенной под углом в 45º линией от верхней точки дома до поверхности земли.

Если материал кровли не имеет огнеупорных свойств, длину наружной части дымохода нужно увеличить

• Документация, прилагаемая к отопительному оборудованию, содержит значения параметров, оказывающих влияние на подбор высоты дымовой трубы.
• Проведение вычислений связано с применением формулы:
• Hmin = √A*Mi*F/(Спдкі*Сфі*√V*T)
• Этой формулой предусматривается использование таких параметров: A – коэффициента, характеризующего региональную метеорологическую обстановку; Мi – массы газовых образований, проходящих по дымоходу за единицу времени; F – скорости оседания частиц, образующихся при горении; Спдкi и Сфi – показателей, отображающих уровень концентрации веществ, которые содержит дымовой газ; V – объема газа; T – разницы значений температуры воздуха при поступлении в трубу и при выходе из нее.

Как рассчитывается диаметр дымовой трубы

Определение необходимого диаметра дымовой трубы выполняется для того, чтобы произвести расчет тяги. При известной мощности отопительного агрегата можно положиться на рекомендации, согласно которым:

• если мощность ниже 3,5 кВт, то будет достаточно дымохода сечением 0,14х0,14 м;
• при мощности в четыре-пять кВт оптимальным будет сечение 0,14х0,2 м;
• при мощности в пять-семь кВт – 0,14х0,27 м.

Проведение расчета сечения дымовой трубы требует следующих данных:

• количества топлива, потребляемого за один час (сведения содержатся в паспорте оборудования). Этот параметр рассматривается как основной;
• показателей температуры газа, входящего в трубу (также паспортные данные, порядка 150-200º С);
• высоты дымохода;
• скорости движения газа в трубе, обычно принимаемой за 2 м/с;
• показателя естественной тяги, принимаемого, по общему правилу, за 4Па.

Рассчитать его несложно, умножив высоту дымовой трубы на разность плотностей атмосферного воздуха и дымового газа.

Воспользоваться можно такой формулой:

d2 = 4V/πW, в которой:

d2 – искомая величина площади поперечного сечения; V – объем газа; W – скорость движения газа в трубе.

Формула расчета диаметра:

S = m/ρw, в которой:

S – площадь сечения; m – величина расходуемого в течение часа топлива; ρ – плотность газов в дымовой трубе. Как правило, упрощая расчеты, ее принимают как равную плотности воздуха; w – скорость газов в дымовой трубе.

В случаях, когда величину диаметра дымовой трубы необходимо определить с высокой точностью, лучше прибегнуть к помощи специалистов, обладающих необходимой квалификацией.

Для обустройства дымохода для частного домовладения вполне достаточно будет придерживаться рекомендаций самого общего характера.

Проведение аэродинамического расчета дымовой трубы, осуществленное достаточно квалифицированно, позволяет рассчитывать на многолетнее успешное функционирование отопительной системы. Добившись хорошей естественной тяги и высокой пропускной способности, можно не беспокоиться, что дымоход будет забиваться сажей и требовать ремонта.

Грамотно проведенные расчеты обусловят работу котельного оборудования в полном соответствии с требованиями экологических норм.

Будет достигнуто сочетание двух факторов, обеспечивающих существование, соответствующее нормам современной цивилизации – комфортной температуры в отапливаемых помещениях и отсутствия ущерба окружающей среде и человеческому здоровью.

Читайте также:  Тепловое реле для электродвигателя: принцип работы, устройство, как выбрать

Дымовая труба котельной: принцип работы, виды и конструкции, расчет, установка и демонтаж

Добрый день, дорогой читатель.

Даже ребенок знает — тепло наших квартир обеспечивается котельными. Все мы периодически видим большие красно белые или конусообразные трубы, но мало кто задумывается о важности их правильной эксплуатации. Поэтому сегодня предлагаю узнать, для чего служит дымовая труба котельной и чем грозит ее неправильная работа для простых жителей города или поселка.

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.

Как устроен дымоход

В случае, если конструкция дымохода не соответствует техническим требованиям, сажа, пепел, дым, копоть оседают на стенках канала, забивают его и  затрудняют отвод газов. Избежать данной ситуации можно только соблюдая все нормы и правила устройства промышленных дымоходов.

Основные элементы котельной с кирпичной трубой:

Фундамент (цоколь);

Ствол;

Молниеотвод;

Футеровка.

Кладка ствола выполняется поэтапно, по 5-7м. Толщина стенок уменьшается в направлении снизу вверх. Ее минимум -180мм. Трубы имеет форму конуса (для придания устойчивости). Низ конструкции изнутри футеруют огнеупорным кирпичом. Между футеровкой и трубой оставляют зазор, компенсирующий тепловые расширения материала.

В цоколе обычно устраиваются окна для газоходов (их называют боровами). В газоходах организовываются проходы для осмотра.

Общая высота кирпичных дымоотводов 30-70м, диаметр – от 0.6м.

Элементы котельной с  металлической трубой:

Ствол;

Растяжки;

Чугунная плита;

Фундамент.

Стальные трубы для  котельных производятся из листовой стали, толщиной от 3 до 15мм.  Отдельные участки трубы соединяются с помощью сварки. Чугунная плита закрепляется на фундамент, к ней монтируется ствол. Для обеспечения устойчивости конструкции на высоте равной 2/3 от высоты общего дымохода, устанавливают растяжки. Растяжка — это стальной канат, из проволоки диаметром 5-7мм.

Высота металлической трубы – не более 30- 40м. Диаметр – 0.4-1м. Основное достоинство – легкость, простота монтажа и демонтажа и низкая цена элементов конструкции. Основной недостаток стали — весьма короткий срок службы (обычно до 10-25лет).

Кроме металлических и кирпичных, дымовые каналы для котельной могут быть железобетонными. Железобетонные трубы прочны, но обладают низкой коррозионной стойкостью, поэтому выполняются с укладкой внутренней отделки, защищающей внутренние стенки канала от агрессивных газов.

Согласно СНиП высота любой трубы котельной должна быть на 5м выше конька кровли любого здания, находящегося на расстоянии до 25 метров. Эту величину можно увеличивать, но уменьшать нельзя.

Принцип работы

Для обеспечения непрерывного процесса горения топлива в топку котлоагрегата должен постоянно поступать воздух, а продуктам сгорания следует беспрепятственно выходить и рассеиваться в атмосфере.  Оба этих процесса происходят под воздействием тяги. Труба котельной обеспечивает естественную тягу.

Принцип действия дымоотвода – закон сообщающихся сосудов. Вес холодного воздуха больше, чем вес  столба такой же высоты горячего газа в котельной. Происходит круговорот воздуха – атмосферный поступает в топку, а отработанный – выходит через дымоход.

Тяга напрямую зависит от высоты конструкции, а так же внешней и внутренней температур и атмосферного давления.

Виды и конструкции

Как было сказано выше — трубы для дымоотводов котельных изготавливают из разных материалов. Трубы из кирпича или железобетона  имеют общее конструктивное решение. А вот стальные – различаются на несколько типов.

Типы конструкций дымоходов:

• Колонные, классические. Самый популярный тип. Представляет собой колонну из стали с залитым в фундамент цоколем.
• Усиленные фермами. Используются для крупных промышленных котельных и ТЭЦ. Здесь ферма — металлическое сооружение из продольных и поперечных стержней – стыкуется с анкерной корзиной и поддерживает дымоход большого диаметра и массы в вертикальном положении;
• Бескаркасные (упрощенные). Пример такой конструкции можно встретить в любом частном доме, оборудованном печью или отопительным котлом. Этот вариант отличается простотой в сборке и низкой стоимостью,   состоит из самого дымоотвода и боровка-элемента, соединяющего  его  с камином или печью.
• Конструкции мачтового типа. Отличаются самой большой высотой и устанавливаются обычно в черте города. Ствол дымохода крепят к каркасу – колонне, усиленной металлическими растяжками;
• Встроенные. Выполняются в стене дома, чаще всего со стороны фасада. Роль поддерживающего каркаса и фундамента выполняет стена здания. Дымопровод крепится к каркасы специальными кронштейнами.

Любой из перечисленных вариантов может быть одноствольным (с одной выводящей трубой) и многоствольным.

Срок службы такого дымохода

Срок службы дымохода  зависит от материала, из которого он выполнен.

• Железобетонные трубы при правильной эксплуатации прослужат не менее 50лет;
• Кирпичные — самые долговечные. «Живут» до 100лет;
• Металлические. Изделия с самым маленьким сроком службы. В зависимости от условий эксплуатации и наличии внутренней защиты он составляет 10-30лет.
• Железобетонные и кирпичные трубы получили широкое распространение для отвода как обычных, так и агрессивных газов.

Строительные нормативы

Основные нормативные документы для дымоходов в котельных:

• СНиП ІІ-35-76 «Нормы проектирования. Котельные установки»;
• СП13-101-99 «Правил надзора, обследования, проведения технического обслуживания и ремонта промышленных дымовых и вентиляционных труб»;
• Правила эксплуатации и ремонта металлических труб котельных регламентируются инструкцией РД-34.0-21.562-93, железобетонных — РД34.21.562-93;
• ОНД №86 –для расчета высоты;
• СНиП 2.01.07-85 «Определение ветровых нагрузок»;

Дымовая труба для котельной как сделать расчет размеров

Трубу для отвода дыма можно сделать из различных материалов:

Кирпича.

Стали.

Асбеста.

Керамики.

Каждый из этих материалов имеет разную теплопроводность. Дымовые газы в дымоходе охлаждаются по-разному, что влияет на тягу. Это будет учитываться при расчете высоты и диаметра дымохода.

На тягу влияет и форма поперечного сечения дымохода. Она может быть круглой, квадратной и прямоугольной. Наиболее удобной является круглая форма.

Этот показатель зависит от конструктивных особенностей дома и высоты прилегающих домов или деревьев. Возможны 3 варианта:

Если дымоход расположен не дальше чем 1,5 м от конька крыши, то его высота должна быть больше на 50 см от всей высоты дома. При расстоянии 10 м от низа дома до его верха высота используемой дымоходной трубы Нт = 10 0,5 = 10,5 м.

Если дымоотвод находится на расстоянии 1,5-3 м от конька крыши, то его высота может быть равна высоте дома.

Если расстояние от конька больше 3 м, то нужно использовать формулу Нт = П – D*0,1763:

• где П – высота дома;
• D является ближайшим расстоянием от дымохода до линии, которая опускается с конька крыши вниз дома (должна быть перпендикулярной горизонту);
• 0,1763 – числовое выражение tg(10°).

По этой формуле Hт = 10 – 3*0,1763 = 9,47 м.

Эти три варианта возможны, если рядом нет ниодного высокого дома или дерева. В обратном случае дымоход с высотой 10,5 м может попасть в зону ветрового подпора. Это значит, что тяга будет плохой. В таком случае нужно наращивать дымоотвод.

Чтобы определить величину наращивания, нужно найти самую высокую точку прилегающего дома и провести от нее условную линию так, чтобы она образовала с землей угол 45°.

Верх дымохода должен быть над этой линией, поскольку все пространство под ней является зоной ветрового подпора.

Многие производители котлов на твердом топливе продают таблички, в которых определенной мощности соответствуют размеры дымовой трубы и величина необходимой тяги.

S = m/(ρг*w), где

• m является массовым расходом продуктов сгорания за час;
• w – скорость движения угарных газов.

• S = 0,00556/(0,6881*2) = 0,00404 м² = 40,4 см².
• Диаметр круглой трубы будет составлять 
• где r является коэффициентом, который зависит от вида топлива. Его значения являются такими:

• 0,045 для дров;
• 0,03 для угля.

Конструктивно любая дымовая труба котельной состоит из фундамента, цоколя и ствола. Ствол изнутри защищается футеровкой, для обустройства которой используется жаростойкий кирпич.

Важный пункт, который необходимо отметить сразу – санитарные нормы и правила предусматривают прямую зависимость между высотой дымовой трубы и расходом топлива. Кроме того, должна также учитываться степень выделения золы из топлива и количество выделяемой серы.

Установка котельных труб должна выполняться в соответствии с определенными стандартами:

• Конструкции, выполненные из кирпича, должны иметь высоту от 30 до 70 м при диаметре, варьирующемся в пределах от 0,6 м до 8 м;
• Высота железобетонных дымовых труб может достигать 300 м, а диаметр – 10 м;
• Стальные дымовые трубы котельных, выполненные из листовой стали толщиной от 3 до 15 мм, в высоту не могут быть больше 40 м, а в диаметр – от 0,4 до 1 м.

Для металлических сооружений есть и дополнительное правило: если расход многозольного топлива не превышает 5 тонн в сутки, то высота трубы котельной может быть меньше 30 м. Несоблюдение этого правила основательно сократит срок службы дымовой трубы.

Работоспособность системы напрямую зависит от того, как было выполнено проектирование дымовых труб котельных, включающее в себя следующие действия:

• Анализ постройки;
• Аэродинамический расчет трубы и газового путепровода, расположенного в котельной;
• Подбор оптимальных размеров трубы, необходимых для ее функционирования;
• Расчет скорости движения газов в здании и сравнение полученных результатов с нормативами;
• Расчет естественной тяги в дымовой трубе;
• Проведение расчетов, определяющих прочность и стойкость конструкции;
• Расчет теплотехнических характеристик;
• Выбор типа и способа фиксации трубы;
• Отображение будущей конструкции на чертеже;
• Составление сметы.

Монтаж котельных труб должен выполняться в точном соответствии с требованиями, предъявляемыми нормативными документами:

• Высота конструкции – ОНД №86;

Дымовая труба для котельной: как сделать расчет размеров

Основная функция, которую должна выполнять дымовая труба для котельной — отводить в атмосферу дымовые газы от котлов и рассеивать их в этом пространстве. Есть у нее и дополнительная функция: они должны создавать естественную тягу, возникающую в результате разницы между температурой в топке и снаружи.

Мы познакомим вас с разновидностями дымовых каналов, классификация которых производится на базе конструктивных особенностей и материала труб. У нас вы узнаете, как производится расчет геометрических параметров на конкретном примере. Наши советы помогут определиться с видом и размерами дымохода.

Читайте также:  Искрогаситель на дымоход: виды, как сделать своими руками

Типы дымовых труб

В больших котельных естественная тяга не может обеспечить полноценное горение, здесь ее создают принудительно при помощи дымовых насосов. Процесс горения и сброс его продуктов в атмосферу должен приносить как можно меньше вреда окружающей среде и не вызывать аварийных ситуаций в результате возникновения в топках давления, превышающего норму.

Конструкционно трубы для котельных очень отличаются друг от друга и по виду несущей конструкции, и по материалу изготовления. По первому признаку выделяют несколько типов труб.

Самонесущие трубы котельных

Такие вертикальные конструкции бывают одно- или многоствольными. Они отводят продукты сгорания от котельных и котлов.

Используют их независимо от вида топлива, но при соблюдении некоторых требований:

Температура дымовых газов, проходящих по самонесущим трубам, не должна превышать 350 градусов С.

Продукты сгорания не должны быть химически агрессивными.

Оптимальная снеговая нагрузка для самонесущих конструкций – 250 кг на кВ. см, ветровая – 30 кг на кВ. см в условиях II ветрового района.

Устанавливают самонесущую трубу на крыше, а закрепляют внутри здания. Ее конструкционные особенности обеспечивают возможность перевозки и монтажа по месту, т.к. состоит она из отдельных секций, представляющих собой 3-слойные сандвич-трубы. К фундаменту сооружение крепится с использованием анкеров.

Внутри трубы находится слой, изготовленный из прочной стали, не поддающейся воздействию веществ, выделяемых при сгорании. Наружный слой защищает от атмосферных воздействий.

Дымовые трубы для крупных котельных чаще всего самонесущие. Это сооружение, возведенное по индивидуальному проекту и имеющее собственную инфраструктуру

Параметры дымовых конструкций должны соответствовать требованиям, изложенным в нормативных документах.

Расчет их основан на таких факторах, как количество котлов, мощность, вид топлива. Обязательно должны быть учтены нормы по выбросам в атмосферу. В некоторых случаях дымовые трубы комплектуют площадкой, лестницей, люком для ревизии, световым ограждением.

Колонные дымовые конструкции

Труба этого вида состоит из наружной обечайки из высокоуглеродистой стали и вставленных в нее внутренних стволов разных диаметров из нержавеющей стали для отвода газов. Конструкцию закрепляют в залитую в фундамент анкерную корзину. Их может быть как 1, так и несколько. Чтобы внутри не оседал конденсат, используют термоизоляцию.

Часть колонной трубы. Здесь в разрезе видно, что внутри размещено несколько стволов различных диаметров из нержавеющей стали

Преимуществом такого конструктивного решения является большой эксплуатационный срок, перспектива подключения нескольких котлов. Толщину стали и марку выбирают, отталкиваясь от температуры и агрессивности продуктов сгорания.

Диаметр каждого ствола может достигать полутора метров, а если общий газоход планируют использовать для нескольких котлов, то необходим диаметр около 3 м. Чтобы не появлялся конденсат, стволы покрывают термоизоляцией.

Особенности околофасадных и фасадных дымоходов

Устанавливают околофасадные дымоходы для котельных, пристроенных к дому или встроенных. Крепят их к стене здания с использованием кронштейнов. Составляющими дымохода являются стволы и рама или анкерные крепления.

Ствол имеет 3 слоя: внутри нержавеющая сталь, затем теплоизоляция и оцинкованная сталь. Трубы предназначены для котельных, где котлы работают на газе или жидком топливе.

Наиболее часто фасадные трубы располагают вдоль наружной стены постройки.

При выборе марки стали и толщины стенки трубы учитывают химический состав отводимых газов и их температуру

Околофасадные и фасадные трубы передают весовую нагрузку через дополнительный нижний фундамент и ветровую через виброизолирующие крепления. Этот вид дымоотводов, с точки зрения материальных затрат, самый экономичный из-за отсутствия несущих конструкций и прочного фундамента.

Модульная система, использованная при создании газоотводящих стволов, обеспечивает легкую замену поврежденных частей.

Трубы фермового вида

Такая металлоконструкция состоит из труб, закрепленных на прочной самонесущей колонне фермового типа. Ферма, в свою очередь, закреплена в анкерной корзине, залитой в фундамент. Дымоходы фермового типа подходят для использования в регионах с опасной сейсмологической обстановкой.

Конструкция фермового типа включает от 1 до 6 стволов. Колонна изготовлена из трубного проката. Профильная труба может иметь в сечении квадрат или треугольник. Зависит это от количества стволов

Для предотвращения коррозии газоотводы покрывают грунтовкой, затем окрашивают.

Ствол для отвода газов составлен из модулей, состоящих из 3 слоев:

• внутреннего, контактирующего непосредственно с продуктами сгорания и выполненного из нержавейки специальных сортов;
• толщиной 5-6 см, выполняющего роль теплоизоляции;
• наружного, защищающего теплоизолирующий слой от негативных воздействий окружающей среды.

Для антикоррозионного покрытия используют краски, содержащие большой процент цинка. В отдельных конструкциях внутри колонны могут присутствовать лестницы и площадки, облегчающие обслуживание. Конструктивные элементы труб этого типа относительно легкие и это облегчает как их транспортировку, так и работы по монтажу.

Мачтовые трубы дымоходные

Центральным элементом мачтовой трубы является опорная башня – трех- или четырехмачтовая, к которой прикреплены дымоходы. Все узлы конструкции собирают на основе в виде бетонной подушки, начиная снизу и постепенно продвигаясь вверх. Используют при сборке заклепочное соединение или применяют саморезы.

Опорная конструкция мачтовой трубы собрана из стальных профилей, соединенных между собой раскосами и уголками.

Своим основанием колонна опирается на фундамент, а фиксируют ее анкерными креплениями

Обычно отдельные элементы перевозят на место монтажа и собирают, как конструктор. Занимает этот процесс совсем немного времени – несколько часов.

По высоте дымоход может достигать 28,5 м максимум. Устойчивость дымоходу обеспечивают ребра жесткости – оттяжки стальные с сечением от 1,6 до 2 см. Они компенсируют действие поперечных сил.

Материалы для возведения труб котельных

Системы для отвода дыма возводят из разных материалов – кирпича, стали, керамики, полимера. Дымоход из кирпича, сооружаемый над кирпичными печами и каминами, отличается хорошей механической прочностью, отличной теплоемкостью, достаточно высокой степенью пожаробезопасности.

Недостатков у этих конструкций тоже немало, поэтому в современном строительстве полностью кирпичные дымоходы встречаются все реже. Нормативные документы ограничивают высоту кирпичных труб 30-70 м, а диаметр 0,6-8 м.

На стенках кирпичной трубы со множеством выступов и углублений внутри, всегда оседает много конденсата, копоти, содержащей оксиды серы. Последние, вступая в реакцию с водой, образует кислоты, активно разрушающие кирпич.

Неровности поверхности, сужение прохода в результате постепенного нарастания слоя сажи, становятся причиной снижения скорости прохода дыма и опрокидывания тяги в дымоотводном канале.

Более устойчивы к конденсату и воздействиям внешних факторов дымоходы из керамики, у них высокая огнеупорность. Но эта система имеет большой вес, т.к. внутри находятся металлические стержни, придающие ей дополнительную прочность. Отсюда вытекают требования по обязательной устройству отдельного фундамента, опор, что повышает трудоемкость и стоимость монтажа.

Полимерные дымоотводные трубы уместны в котельных с максимальной температурой 250 градусов С, при монтаже газовых колонок. Они легкие, гибкие и долговечные, но актуальны только для газового оборудования.

Устройство для отвода дыма из нержавеющей стали – сборка, состоящая из отдельных элементов дымохода, соединенных между собой при помощи фасонных деталей: тройников, патрубков, дефлекторов, тройников, отводов. Стальными дымовыми трубами оснащают преимущественно газовые котлы.

Монтаж такого дымохода может быть выполнен и после постройки здания в короткие сроки. Существует большой ассортимент соединительных деталей, поэтому трубе можно придать любую конфигурацию.

Модульный дымоход можно без особого труда демонтировать и перенести в другое место. Преимуществом конструкции является и ее небольшой вес, что позволяет обойтись без фундамента, устойчивость к воздействию влаги, незначительное отложение копоти на внутренних стенках, высокая скорость прохождения дымовых газов.

Санитарно-технические нормы разрешают применять стальные трубы для сооружения дымоходов высотой более 30 м, исключение возможно только в том случае, когда за сутки расходуется менее 5 т многозольного топлива. Причина в том, что срок службы таких сооружений составляет 10 лет, а если используется высокосернистое топливо, он существенно сокращается.

К разновидностям, корпус которых выполнен из стального сплава, относятся коаксиальные дымоходы, с конструктивной спецификой и особенностями эксплуатации которых рекомендуем ознакомиться.

Расчет параметров трубы

Для определения высоты и диаметра дымовой трубы для котельной необходимо выполнить аэродинамический расчет конструкции. Диаметр зависит от мощности отдельных котлов или в целом котельной.

На горение топлива и эффективное удаление дыма огромное влияние оказывает тяга, для создания которой необходима постоянная подача воздуха в топку. Это обеспечивается как естественным, так и искусственным путем.

Если в систему встроен дымовой насос, то высота трубы решающего значения не имеет. Важен этот параметр в основном для учета вредных выбросов в атмосферу. Чтобы определить самотягу, нужен обязательный расчет и высоты, и сечения трубы.

Определение высоты трубы при естественной тяге

Чтобы создать нормальную естественную тягу необходимо соблюсти условие равенства силы тяги и суммарного сопротивления, которое возникает во время продвижения дымовых газов по газоводным каналам котла и тракту дымовой трубы. Обеспечить такую тягу возможно при условии небольшого газового сопротивления, когда высота трубы не превышает 60 м.

Эта схема упростит процесс расчета основных параметров трубы для отвода продуктов сгорания любого топлива в топках котельной

Нормативными документами, регламентирующими расположение и расчет дымовых труб по высоте, являются СНиП41-01-2003, СП 7.13130.2009.

Следует учитывать также рекомендации, изложенные в инструкции к котлу, в частности, следующие их требования:

От колосников до верхней точки трубы не должно быть меньше 5 м.

Над плоской кровлей без высокого ограждения труба должна возвышаться не менее чем 0,5 м.

По отношению к высоте ограждения и конька крыши труба должна превышать их уровень на 0.5 м, если она находится в пределах полутора м от этих конструкций.

Когда дымоход удален от парапета и конька на расстояние от 1,5 до 3 м, его верхняя точка должна совпадать с их уровнем по высоте.

При неправильно подсчитанной высоте дымохода может возникнуть много проблем и главная – воздушные завихрения или зона ветрового подпора. Огонь в топке могут погасить сильные порывы ветра.

При устройстве дымовой трубы необходимо учитывать конструкцию кровли, толщину кровельного пирога, расстояние до ограждающих элементов и конька, правила пожбезопасности (+)

Выполнение правил пожарной безопасности также обязательное условие при проектировании трубы котельной. Необходимо изолировать конструкции, прилегающие к трубе.

Чтобы искры из вентиляционных отверстий на трубе не попадали на кровлю в случае, когда она выполнена из горючего материала, высоту конструкции увеличивают на 0,5 м. Труба котельной должна быть удалена от высоких построек и деревьев минимум на 2 м.

Читайте также:  Обслуживание газовых котлов: технический осмотр и ремонт

Высоту трубы определяют в зависимости от конструкции крыши. Если кровля многоуровневая, в расчете учитывают перепады высот, но база во всех случаях одна – высота конька (+)

Так как оптимальная тяга возникает за счет разности между суммарной плотностью газов, уходящих в дымоход и столбом воздуха снаружи равным по высоте, расчет выполняется по формуле:

Высоту дымового канала самостоятельно вычисляют по этой формуле. Все значения можно взять из документации, прилагаемой к отопительному оборудованию

Расчет довольно сложный, лучше, если его выполнят специалисты. Параметры, влияющие на высоту трубы:

Коэффициент А характеризует метеорологическую обстановку региона.

Мi – масса дымовых газов, которые проходят через трубу за единицу времени.

F – скорость с которой оседают частицы, образующиеся во время горения.

Спдкi и Сфi – показатели концентрации разных веществ в дымовом газе.

V – объем газа.

T – разница между температурами воздуха, поступающего в трубу и выходящего из нее.

Если котельная расположена в пристройке к дому, последний становится помехой. Необходимо, чтобы в этом случае оголовок трубы располагался выше зоны ветрового подпора. В противном случае функционировать нормально отопительное оборудование не сможет.

Чтобы определить, на какую величину нужно нарасти трубу, находят самую высокую точку на доме, проводят через нее прямую образовывающую угол 45 градусов с поверхностью земли. Пространство под этой линией – зона ветрового подпора, а дымоход должен располагаться над ней.

Вычисление диаметра трубы

Для расчета диаметра трубы существует формула:

S = m/(ρr х w),

Здесь m – расход топлива за 1 час, w – скорость движения дымовых газов, ρr — плотность воздуха в условиях работы, определяют его по формуле: pв = pBну х 273⁄273 х tос. Где tо – температура воздуха снаружи, pBну – плотность воздуха в нормальных условиях = 1,2932 кг/м3.

Таблица поможет определить значение плотности воздуха ρг в рабочих условиях без выполнения сложных вычислений.

Значение плотности дымовых газов для упрощения расчетов принимают равной плотности воздуха (+)

Пусть в котле сгорает 50 кг твердого топлива за час, тогда за секунду это будет 50 : 3600 = 0,013888 кг. Скорость движения дымовых газов – 2 м за сек.

При температуре воздуха -4 градуса С плотность воздуха равна 0,6881кг на 1 куб. м. Тогда S = 0,013888 : (0,6881 х 2) = 0,010092 кв. м = 92 кв. см. Для круглого сечения d = √4 x 92 : 3,14 = 10,83 см.

Диаметр цилиндрического дымохода можно рассчитать и по другой формуле: d = 1000/1,163 x (r x Q√H), где r — коэффициент, зависящий от вида используемого топлива. Для угля это 0,03, для дров 0,045, для газа 0,016, жидкого топлива — 0,024.

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.

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

В промышленных котельных для отвода продуктов сгорания топлива от нагревательных агрегатов могут использоваться трубы кирпичные, стальные очень сложной конструкции, бетонные и т.д. Расчеты дымоходов в данном случае производятся исключительно специалистами с применением сложных формул.

В котельных частных домов, конечно же, устанавливаются гораздо более простые трубы из стали или керамики. Рассчитать высоту и диаметр таких дымоходов при необходимости можно и самостоятельно.

Дымоходы в загородных жилых зданиях могут использоваться для отвода продуктов сгорания топлива в нагревательных агрегатах:

• газовых;
• твердотопливных;
• жидкотопливных.

Не устанавливаются дымоходы, таким образом, в частных домах только для электрических котлов.

Чаще всего в бытовых котельных монтируется всего одна отводящая газы труба. Чтобы дымоход в последующем выполнял свои функции максимально эффективно, при его проектировании для таких помещений обязательно следует определиться:

• с общей высотой трубы;
• ее сечением:
• толщиной теплоизолятора (для «сэндвич»-трубы).

Также, конечно же, нужно выбрать наиболее подходящий способ прокладки дымохода по конструкциям здания.

При проектировании отводной трубы домашней котельной, помимо всего прочего, следует принимать во внимание и то, что, согласно нормативам СНиП:

• для нагревательного агрегата с теплоотдачей меньше 3000 юсал/ч оптимальным вариантом считается дымоход диаметром 140х140 мм;
• при большей теплоотдаче следует использовать трубы не менее чем на 140х270 мм;
• минимальное сечение отводящей трубы бытовой котельной в любом случае — 10 см.

Наличия каких-либо сужений на всей длине дымохода нормативы не допускают.

Устанавливаться трубы, отводящие отработанные газы от оборудования домашних котельных, должны строго вертикально. СНиП допускает не более двух отклонений по высоте дымохода на угол максимум в 30° с относом до 1 м.

Минимальная высота отводящей газы трубы рассчитывается в зависимости от высоты здания. В том случае, если дымоход выходит из ската на расстоянии до 1.5 м от конька кровли, для измерения его общей длины используется следующая формула:

Нд — высота жилого здания с котельной, Нт — искомая длина трубы. Вычисления по этой формуле выполнить очень просто. К примеру, если высота частного здания до конька равна 5 м, необходимой общей длиной дымохода будут 5 + 0.

5 = 5.5 м. При выполнении расчета высоты трубы, помимо всего прочего, учитывают и то, что этот показатель в любом случае должен превышать 5 м, если считать от уровня колосника твердотопливного или горелки газового котла.

Если труба находится от конька здания в 1.5-3 метрах, для расчета ее высоты никаких формул обычно не используется. В данном случае необходимая длина дымохода будет равна высоте здания (но не меньше 5 м).

Если труба отстоит от конька на расстоянии более чем в 3 м, для расчета ее высоты применяется такая формула:

Здесь D — ближайшее расстояние от конька до дымохода, 0.1763 — тангенс угла 10°. Таким образом, к примеру, при высоте жилого дома в 10 м и расположении трубы на расстоянии в 3.5 м от конька ее высота будет равна:

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.

Этот показатель очень важен для котлов, работающих на твердом топливе. Минимальную необходимую высоту дымохода для создания нормальной естественной тяги производители такого оборудования обычно указывают в инструкции по его монтажу. Однако в случае необходимости расчет высоты дымохода по тяге можно выполнить и самостоятельно.

• Использовать для этого нужно такую формулу:
• Здесь H — высота дымохода от патрубка твердотопливного агрегата, pв — плотность воздуха, pг — плотность СО.
• Плотность воздуха для расчета по этой методике определяется так:

• pв =273/(273 + t)*1.2932, где

1.2932 — плотность воздуха при принятых стандартных условиях, а t — температура в котельной (обычно +20 С°).

Параметр ρг же из формулы определяется по специальным таблицам с использованием такой формулы:

Y1 — t угарных газов на входе в дымоход, согласно технологической документации, а Y2 — t газов на выходе из трубы. Последний параметр определяется по следующей формуле:

• θ2=θ1 — НВ/√(Q/1000), где

Q — мощность нагревательного агрегата, а коэффициент В имеет значение:

• для «сэндвич»-трубы оцинкованной — 0.85;
• для обычной стальной — 0.34;
• для кирпичной — 0.17.

Минимальным сечением для отводящих отработанные газы из бытовых котельных труб, таким образом, являются 10 мм. Однако в большинстве случаев котлы отопительных систем загородных домов оснащаются дымоходами большего сечения.

Расчет диаметра дымовой трубы домашней котельной выполняется с использованием двух формул:

m — расход отработанных газов за час, w — скорость движения CO, D — искомый диаметр.

Конечно же, приведенные выше формулы позволяют рассчитать сечение дымохода с высокой точностью. Однако для небольшой котельной вычисления можно сделать и по упрощенной схеме. В этом случае сечение трубопровода определяется просто с учетом размеров топки.

Считается, что сечение прямоугольных отводящих труб в маленьких котельных должно быть равно 1/15 объема топки котла. Для круглых дымоходов этот показатель будет составлять 1/10.

В любом случае диаметр отводящей трубы по нормативам не может быть меньше диаметра того патрубка котла, к которому она присоединяется. При этом, согласно СНиП, котлы, оборудованные верхним патрубком, должны присоединяться к дымоходу вертикальным отрезком трубы длиной не менее 25 см;

Зачатую для отвода отработанных газов котлы оснащаются не обычными одностенными дымоходами, а моделям «сэндвич». Производители предлагают в основном два вида подобных труб:

• с толщиной утеплителя 5 см;
• с утеплителем на 10 см.

Выбор дымохода в данном случае будет зависеть от того, в каком регионе располагается дом с котельной.

Считается, что в большинстве районов России достаточно использовать отводные «сэндвич»-трубы с толщиной утеплителя на 5 см.

Дымоходы, изолированные десятисантиметровой базальтовой ватой, устанавливаются при сборке системы отопления обычно только в домах, расположенных в северных регионах страны.