Печные трубы и дымоходы

Конечно современный дом с печкой – это анахронизм. Рачительный хозяин ставит себе комплексную экономичную систему отопления.

разновидности труб для дымохода

Однако, что может быть лучше, чем посидеть холодным вечером перед камином или попариться в русской бане? А ведь и камину, и хорошей печке в русской бане не обойтись без печные трубы дымоходы. Это оборудование также будет актуально при строительстве стационарных мангалов и барбекю. Устройство печных труб и дымоходов досточно простое, но имеет некоторые нюансы.

Виды дымоходных труб

Разделить печные трубы дымоходы можно на несколько больших групп в зависимости от материала их изготовления. Так их можно изготавливать при помощи кирпичной кладки, из металлических труб различных типов, а также из многослойных материалов.

Кроме того печные дымоходы могут отличаться по способу их установки:

• Стеновые дымоходы монтируются непосредственно в толще стен здания, наружных или внутренних. При этом печи и камины могут также монтировать непосредственно в стенах зданий.
• Подвесные дымоходы монтируются на наружных стенах зданий.
• Существуют и коренные дымоходы. Такие конструкции монтируются отдельно, рядом с печью.

Требования СНиП к печным трубам и дымоходам

К строящимся печным трубам дымоходам существующими СНиПами предъявляются определенные требования:

• Они должна эффективно отводить продукты сгорания.
• Они должны иметь достаточную высоту над коньком крыши.
• Их внутреннее сечение должно быть достаточным для полного удаления дыма.
• Трубы должны быть устойчивы к большим температурам.
• Они должны быть прочными, верхняя часть дымохода должна выдерживать порывы ветра

высота печной трубы

Начнем с высоты дымоходной трубы. Достаточная высота дымохода обеспечивает хорошую тягу и эффективно удаляет продукты сгорания, не позволяя помещению задымляться и поддерживая тягу. Однако чрезмерная высота трубы может привести к образованию конденсата и к снижению тяги.

Диаметр дымохода или его внутренне сечение рассчитывается исходя из размеров топки. Оно увеличивается вместе с объемом топочного пространства, пропорционально ему. Недостаточное сечение дымохода приводит к задымлению, а вот чрезмерный диаметр приведет, наоборот, к уменьшению тяги.

Из чего должна быть сделана печная труба, какие материалы запрещено использовать?

Главное требование к материалу изготовления печных труб дымоходов – это термостойкость. Минимальный порог пожаробезопасности материала печных труб определен на уровне 30 минут и 1000 градусов. В постоянном режиме работы материал трубы должен без ущерба выдерживать температуру в 500 градусов, так как температура продуктов сгорания редко опускается ниже 300 градусов.

Запас в 200 градусов связан с тем, что сажа, накапливающаяся в трубах имеет тенденцию к самовозгоранию.

Жесткие требования предъявляются и к теплопроводности. Температура наружного слоя труб дымоходов не должна превышать 90 градусов, а в местах сопряжения с легковосламеняющимися конструкциями – не выше 65 градусов.

устройство трубы на крыше

Особо отметим, что материалы сгорания имеют агрессивный химический состав и материал, из которого изготовлены трубы печных дымоходов должен эффективно выдерживать неблагоприятную химическую среду. Кроме того, часть трубы, выходящая за пределы помещения подвергается воздействию климатических условий и должна не разрушаться вследствие температурных перепадов.

Традиционным материалом изготовления печных труб является огнеупорный кирпич. Он практически идеально соответствует всем требованиям, предъявляемым к материалам печных труб. Однако строительство печных труб дымоходов из кирпича требует определенных навыков.

Кроме того, кирпич нужно индивидуально подбирать для каждого отопительного устройства. Так в печах температура продуктов сгорания держится обычно на уровне 250 градусов, а вот в каминах, в условиях воздействия прямого огня может достигать 400 градусов. Таким образом стенки кирпичной трубы для камина рекомендуется выполнять из шамотного кирпича, закладывая толщину стенок более 15 сантиметров с швами в 5 мм. Это существенно увеличивает стоимость изготовления труб дымоходов для каминов, а также требования, предъявляемые к прочностным характеристикам фундаментов под камином.

кладка кирпичной трубы

Печные трубы и дымоходы из асбестоцемента

Сравнительно дешевым, но и надежным материалом для изготовления труб дымоходов являются асбестоцементные трубы. Их можно использовать для строительства дымоходов в стационарных мангалах, легких строениях, банях. При монтаже таких труб следует обращать особое внимание на участки сопряжения с легковоспламенимыми материалами, так как асбестоцементная труба в ходе службы может давать трещины.

Дымоходы из нержавеющей стали

Как правило, печные дымоходы, изготовленные из нержавеющего металла могут применяться при строительстве систем обогрева с газовыми котлами. Такая труба очень сильно нагревается от прохождения продуктов сгорания и поэтому ее необходимо надежно оборудовать. Кроме того, необходимо обращать особе внимание на качество трубы, из которой изготовлен дымоход. Тонкий нержавеющий металл, особенно в некачественных трубах может давать трещины, который легко станут причиной пожара.

дымоход из нержавейки

Также недостатком такой модели труб является сильное образование конденсата на их поверхности.

Трубы и дымоходы из многослойных композитных материалов

Новые модели труб, также называемые «сэндвич-трубами» появились на рынке сравнительно недавно, но уже успели хорошо себя зарекомендовать. Многослойные трубы изготавливаются в промышленных условиях, обычно в виде метровых отрезков, в ходе монтажа дымоходы их необходимо просто соединить. Такая труба надежна в прочностном отношении, отличается высокой устойчивостью к большим температурам и к агрессивной химической среде.

Обычно сэндвич-труба имеет три слоя. Внутренняя поверхность производится из нержавеющей стали, верхняя – из оцинковки. Между ними размещается изолирующий материал.

Такая труба имеет небольшой вес и достаточно нетребовательна к монтажу. Она не дает большой нагрузки на печь. Как недостаток можно отметить высокую стоимость таких конструкции и сравнительно невысокий срок службы. Впрочем, время безаварийной работы сэндвич-трубы зависит от конкретного изготовителя. В ходе эксплуатации такая труба подвергается температурным деформациям, что может нарушить ее целостность.

Многослойные трубы могут иметь и другой состав. Так внутренняя часть может изготавливаться из огнеупорной глины, а между ней и верхней оболочкой из легкого бетона может размещаться базальтовая вата. Такая комплектация многослойных труб существенно увеличивает их срок службы. Кроме того, на внешнюю часть такой трубы можно наклеивать различные декоративные покрытия.

Модульные печные трубы

Современная промышленность предлагает уже готовые комплекты-конструкторы для самостоятельной установки печных труб дымоходов. Все составные части производятся на промышленных предприятиях, а затем легко собираются по месту установки.

Как обустроить проход дымохода через кровлю?

монтаж печной трубы

1 — дымовая печная труба, 2 — нога стропила, 3 — пожаробезопасный теплоизоляционный материал, 4 — несущая балка

Обычно монтаж печных труб дымоходов производится во время строительства здания или сооружения, одновременно с монтажом печи или отопительной системы.

При таком подходе вы легко можете подогнать взаимное расположение стропил под печную трубу и создать необходимые зазоры между деревянными материалами и дымоходом. Они должны оставлять не менее 15 сантиметров и прокладываются пожаробезопасным материалом, например базальтовой ватой.

При строительстве печи или камина, при расчете их фундаментом необходимо учитывать и вес трубы дымохода.

Верхняя часть трубы может снабжаться защитным устройством, предотвращающим с одной стороны разлет искр, а с другой стороны – попадание в трубу дождя.

Кладка печной трубы из кирпича — обучающее видео

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Дымовая труба: расчет высоты и сечения

Одно из важнейших требований обеспечения безопасности эксплуатации твердотопливного отопительного оборудования – это правильная организация отведения продуктов сгорания. С тем расчетом, чтобы они своевременно и полностью выходили наружу, не проникая в помещение, и уступали место притоку свежего воздуха, необходимого для непрерывного горения топливной закладки. Нарушение этих правил приводит, в лучшем случае, к неэффективной работе печи или котла. Но гораздо страшнее – это вероятность отравления угарным газом или же возникновение пожароопасной ситуации.

Дымовая труба: расчет высоты и сечения

В настоящей статье мы не станем рассматривать возможные варианты возведения дымоходных труб – об этом немало информации в других публикациях нашего портала. Разговор пойдет об основных параметрах трубы – ее сечении, обеспечивающем своевременный отвод продуктов сгорания с оптимальной скоростью, и высоте, обеспечивающей создание необходимой естественной тяги.

Итак, тема сегодняшнего разговора — дымовая труба: расчет высоты и сечения, обоснования и удобные онлайн-калькуляторы.

Почему рассматриваются именно твердотопливные приборы?

Всё просто – с ними в этих вопросах всегда больше проблем, если сравнивать с газовыми. Поясним почему:

• Прежде всего, газовые отопительные приборы – это практически всегда изделия заводского производства. То есть обязательно имеют патрубок определенного сечения для подсоединения к дымоходу. Оговаривается площадь сечения канала и в технической документации модели. То есть все довольно просто – ни на одном из участков уходящего вверх дымохода зауживать канал не допускается.

Котлы или печи заводской сборки всегда имеют патрубок для подключения дымохода. То есть проблема с сечением дымохода уже не стоит – оно должно быть не меньше указанного в технической документации.

• Температура выходящих в дымоход продуктов сгорания газа несоизмеримо меньше, чем у образующихся при сгорании древесины или иного твёрдого топлива.
• Трудно сравнить и объёмы образующихся при сгорании «голубого» и твердого топлива газовых смесей. Разница здесь – весьма существенная!

А вот твердотопливные отопительные приборы, печи или котлы, очень часто создаются самостоятельно. Или же достаются «в наследство» от бывших владельцев дома. И вот здесь никогда не лишней будет проверка параметров подключённого к такому прибору дымохода.

Впрочем, то, что касается высоты трубы и проверки тяги – наверное, можно в полной мере отнести и к газовому отопительному оборудованию. Сечение-то известно, но остальное проверить не помешает.

Но начнем именно с сечения.

Как рассчитать площадь сечения дымовой трубы?

Существует несколько методик расчета оптимального сечения. Например, от размеров топочной камеры очага или от площади поддувального окна печи. Но в этой публикации внимание будет сконцентрировано на той методике, которая основана на оценке объема образующихся в процессе сгораний дымовых газов.

Горение древесины и другого твёрдого топлива всегда сопровождается весьма значительным дымообразованием. И дымоходная труба должна быть в состоянии своевременно отводить эти объемы наружу.

На основе расчётов и опытов специалистами давно уже составлены таблицы, из которых можно получить информацию об удельном дымообразовании для разных типов твердого топлива. То есть какой объем продуктов сгорания образуется при сжигании, скажем, одного килограмма дров, угля, торфа и т.п.

Приведем и мы такую таблицу (в сокращенном варианте). В ней, помимо удельного дымообразования, показаны калорийность топлива (количество тепла, выделяемого при сжигании одного килограмма) и примерная температура продуктов сгорания на выходе из дымоходной трубы. Первая из указанных характеристик нас в заданный момент особо не интересует — просто дает общее представление об эффективности топлива. А вот температура, да, понадобится для расчетов.

Тип топлива	Удельная калорийность топлива, кКал/кг, усредненно	Удельный объем выделяемых продуктов сгорания от сжигания 1 кг, м³	Рекомендуемая температура на выходе из дымохода, °С
Дрова со средним уровнем влажности — 25%	3300	10	150
Торф кусковой (россыпью), воздушной просушки, со средним уровнем влажность не выше 30%	3000	10	130
Торф — брикеты	4000	11	130
Уголь бурый	4700	12	120
Уголь каменный	5200	17	110
Антрацит	7000	17	110
Пеллеты или древесные топливные брикеты	4800	9	150

Как видите, объемы впечатляют. Даже дающие минимальную дымность типы топлива – это уже около 10 кубометров на каждый сожженный килограмм. Значит, просто из соображений физики и геометрии сечение дымоходного канала должно быть в состоянии постоянно отводить эти немалые объемы наружу.

От этого и «пляшем» при расчёте.

Цены на дымовую трубу

Объем продуктов сгорания, выделяемых при сжигании твёрдого топлива в течение часа можно определить по следующей формуле (с учетом температурного расширения газов).

Vgч = Vуд × Мтч × (1 + Тд/273))

Vgч — объем продуктов сгорания, образующийся в течение часа.

Vуд — удельный объем образующихся продуктов сгорания для выбранного типа топлива, м³/кг (из таблицы).

Мтч — масса топливной закладки, сгораемой в течение одного часа. Обычно находится отношением полной топливной закладки ко времени ее полного прогорания. Например, в печь загружается разом12 кг дров, и они прогорают за 3 часа. Значит, Мтч = 12 / 3 = 4 кг/час.

Тд — температура газов (℃) на выходе из дымоходной трубы (из таблицы).

273 — константа, для приведения температурных параметров к шкале Кельвина, использующейся в термодинамических расчетах.

Так как единица времени в нашей системе исчисления — секунда, то узнать объем, получающийся за секунду, несложно – результат просто делится на 3600:

Vgс = Vgч / 3600

Чтобы узнать площадь сечения канала, который гарантированно пропустит через себя этот объем при определенной скорости движения газов, надо найти их отношение

Sc = Vgс / Fд

Sc — площадь поперечного сечения канала дымохода, м².

Fд — скорость потока газов в дымоходной трубе, м/с

Несколько слов об этой скорости. Для отопительных приборов и сооружений бытового класса обычно стремятся остановиться в диапазоне от 1,5 до 2.5 м/с. При такой, с одной стороны – невысокой скорости не наблюдается значительного сопротивления потоку, не возникает сильных завихрений, тормозящих движение газов. Минимизируются тепловые потери, снижается до нормальных величин температура газов на выходе из трубы. Вместе с тем, скорость в достаточной степени большая для того, чтобы уменьшить образование конденсата и оседание золы на внутренних стенках канала.

Если найдено сечение (а это – минимальная его величина), то по известным геометрическим формулам можно найти или диаметр для трубы круглого сечения, или длину стороны – при квадратном сечении, или подобрать длины сторон при прямоугольном.

Ниже предложен калькулятор, который до предела упростит проведение этих вычислений. В нем необходимо указать тип топлива, примерный расход его расход (точнее, массу и время прогорания полной загрузки) и ожидаемую скорость потока газов в дымоходе. Остальное программа выполнит сама.

Итоговый результат показывается в трех представлениях:

— минимальный диаметр для круглого сечения;

— минимальная длина стороны для квадратного сечения;

— площадь сечения, по которой можно, например, подобрать размеры сторон для прямоугольного сечения.

Калькулятор расчета параметров сечения дымоходной трубы

Высота дымоходной трубы.

Здесь нам удастся обойтись без сложных расчетов.

Да, конечно, существуют довольно громоздкие формулы, по которым с большой точностью можно рассчитать оптимальную высоту дымовой трубы. Но они становятся действительно актуальными при проведении проектирования котельных или иных промышленных установок, где оперируют совершенно другими уровнями мощности, объемами потребляемого топлива, высотами и диаметрами труб. Тем более что в эти формулы включена еще и экологическая составляющая по выбросу продуктов сгорания на определенную высоту.

Нет никакого смысла приводить эти формулы здесь. Практика показывает, и это еще, кстати, оговорено в строительных нормах, что для любого из теоретически возможных в частном доме твердотопливного прибора или сооружения будет достаточно дымоходной трубы (с естественной тягой) высотой не менее пяти метров. Можно встретить рекомендации ориентироваться все же на показатель в шесть метров.

При этом имеется в виду именно перепад высот между выходом из прибора (для печей часто считают – от колосниковой решетки) до верхнего обреза трубы, без учета надетого зонта, флюгарки или дефлектора. Это важно для тех дымоходов, на которых имеются горизонтальные или наклонные участки. Повторим – не общая длина используемой трубы, а только разница высот.

Высота дымохода – это именно разница высот между его входом и выходом, а не общая длина трубы, на которой могут быть горизонтальные или наклонные участки. Кстати, следует всегда стремиться к минимизации количества и длины подобных участков.

Итак, минимальная длина понятна – пять метров. Меньше – нельзя! А больше? Конечно, можно, и бывает даже — нужно, так как могут вмешаться дополнительные факторы, обусловленные спецификой здания (банально – высота дома) и расположением оголовка трубы относительно кровли или соседствующих объектов.

Это обусловлено и правилами противопожарной безопасности, и тем, что оголовок трубы не должен попасть в так называемую зону ветрового подпора. Если этими правилами пренебречь, то дымоход станет крайне зависимым от наличия, направления и скорости ветра, и в ряде случаев естественная тяга через него может вовсе пропасть или смениться на обратную («опрокинуться»).

Правила это – не столь сложны, и с их учетом уже можно точно намечать высоту дымоходной трубы.

Цены на дымоходную трубу

— Труба, расположенная от конька на удалении до 1500 мм, должна своим обрезом подниматься над ним минимум на 500 мм.

— При удалении от 1500 до 3000 мм верхний край трубы должен быть не ниже уровня конька.

— Если расстояние до конка больше 3000 мм, минимально допустимое расположение обреза трубы определяется линией, проходящей через вершину конька, проведенной под углом в -10 градусов от горизонтали.

Для снижения зависимости тяги от ветра применяются специальные колпаки, дефлекторы, флюгарки. В ряде случаев требуется и использование искрогасителя – это особо актуально именно для твердотопливных приборов.

Остается засесть за чертеж своего дома (имеющегося или планируемого), определить место трубы и затем уже окончательно остановиться на какой-то ее высоте – от 5 метров и более.

Проверка планируемой трубы на величину естественной тяги

По сути, основные параметры дымовой трубы мы уже определили – достаточное сечение ее канала и высоту. Но для приборов с естественной тягой никогда не лишним будет проверить силу этой самой тяги. Чтобы не получилось, что построенный дымоход вдруг отказывается выполнять свои основные функции.

Тяга – это, по сути, разница давлений горячих газов в трубе и наружного воздуха. Именно эта разница и стимулирует движение газового потока по каналу дымохода.

Считается, что для нормальной работы дымохода с естественной тягой эта разница должна составлять не менее 4 паскаль на каждый метр высоты трубы (0,408 мм водяного столба или 0,03 мм ртутного столба). То есть для пятиметровой трубы (наш минимум) тяга должна быть не менее 20 Па. Это обеспечивает и нормальный отвод газов, и необходимый приток воздуха для непрерывного горения топлива.

Как просчитать эту тягу. Естественно, она во многом зависит от плотностей газов, которые, в свою очередь, тесно взаимосвязаны с температурой. В этом можно убедиться взглянув на формулу, с которой мы и будем работать:

ΔP = Hтр × g × Pатм × (1 / Тв – 1 / Тдс) / 287,1

ΔP — естественная тяга в трубе, Па.

Hтр — высота дымовой трубы, м.

g — ускорение свободного падения (9.8 м/с²);

Pатм — атмосферное давление. Нормальным считается значение в 750 мм ртутного столба. Однако, местность, для которой проводится расчет, может иметь и свою специфику. Надо правильно понимать, сто нормой считается уровень моря. А с ростом высоты эта норма начинает снижаться. Причем – довольно значительно. Так что при расчетах необходимо будет руководствоваться нормой для своего региона проживания.

Атмосферное давление обычно измеряется в миллиметрах ртутного столба. Однако, для расчета в системе СИ требуется перевести его в паскали. Это несложно, если знать, что 1 мм рт. ст. = 133,3 Па.

Тв — температура воздуха на улице. Причем, приведенная к шкале Кельвина, то есть С° + 273.

Тдс — средняя температура газов в дымоходе. Определяется как среднее арифметическое показателей на входе и выходе, с последующим приведением к шкале Кельвина.

287,1 — газовая постоянная воздуха. Правильнее было бы подобрать эту величину под конкретный химический состав отводимых газов. Но в нашем случае ошибка значительной, сильно влияющей на конечный результат, не станет.

Несколько важных замечаний по температуре на входе и выходе.

Всегда следует стремиться к оптимальным ее значениям. Статистика показывает, что большинство возгораний происходит с банными печами, в который практически отсутствует теплоотвод, в короткие сроки нагоняется жар в парилке, и при этом дымоход обычно раскаляется до опасных температур. Поэтому нужно уметь управлять температурами в трубе, используя доступные средства – шиберы, задвижки, устройства дополнительной утилизации тепла (например, водогрейные баки).

В бытовых и отопительных печах с этим попроще, но все равно контроль необходим. В котлах, где сама суть работы заключается в постоянной отдаче тепла циркулирующему теплоносителю, эти вопросы так остро не стоят.

Режим 900 ÷ 600 ℃ (вход и выход), встречающийся у некоторых на банных печах — чрезвычайно опасен во всех отношениях, и даже не должен рассматриваться! Разумные рамки (и то – верхний их предел) это 600 ÷ 400 градусов для бытовых кирпичных и металлических печей. Обычно же стараются выдерживать в диапазоне 400 ÷ 200 ℃. Для газового оборудования нижняя граница может падать и ниже 100 градусов.

Если все исходные значения для подстановки в формулу известны – можно переходить к расчёту. Для этого опять предлагаем воспользоваться возможностями специального онлайн-калькулятора.

Калькулятор расчета естественной тяги дымовой трубы.

Если полученная разница давлений попадает в нормы (более 4 Па на метр высоты трубы) – то проверку можно назвать успешной.

Основные параметры дымовой трубы получены – можно переходить к выбору материалов и детальному проектированию.

О многих других тонкостях самостоятельного проектирования дымохода расскажет предлагаемое видео:

Видео: Что важно знать для самостоятельного строительства дымохода?