Проектный расчет трубы для отвода дыма

Как выполняется расчет дымовой трубы – правила и порядок проведения

Проектирование любой котельной промышленного или бытового назначения предполагает монтаж одной дымоходной трубы для всего оборудования. Самым важным моментом при составлении проекта являются расчеты аэродинамических параметров дымовой трубы.

Трубная конструкция может быть кирпичной, стеклопластиковой или железобетонной. Сталь для ее изготовления используются только в том случае, если подобный выбор оправдывается технической и экономической выгодой.

Основные параметры дымовой трубы промышленного назначения

Составление проектной документации дымовых труб промышленного назначения сопровождается поэтапным выполнением сложных расчетов.

Вычисление аэродинамических показателей

На этом этапе проектирования определяется минимальные показатели пропускной способности конструкции. Этот параметр должен иметь такое значение, которое позволяет беспрепятственно проходить и удаляться в атмосферу продуктам сгорания топлива при работе котельной с максимальными нагрузками.

Неправильные расчеты пропускной способности могут спровоцировать скопление газов в каком-либо котле или в тракте.

Аэродинамические расчеты дымовой трубы, выполненные на профессиональном уровне, позволяют дать объективную оценку эффективности дутьевой, тяговой системы, перепадам давления в воздушном и газовом тракте.

Результатом проведенных расчетов становятся профессиональной определение оптимальной высоты и диаметра дымовой трубы, а также наиболее выгодные параметры отдельных участков и элементов на газо-воздушном тракте.

Размер конструкции по высоте

Расчет высоты трубы котельной должен быть экологически обоснован. Этот параметр высчитывается на основании данных, которые показывают рассеивание в атмосферных слоях вредных продуктов, образующийся в процессе сгорания топлива. Читайте также: «Какой должна быть дымовая труба котельной – виды, особенности, стандарты и преимущества вариантов».

Выполнение расчетов высоты дымовой трубы при естественной тяге необходимо проводить с соблюдением определенных Санитарных Норм и Правил для предприятий коммерческого и заводского типа. При этом особое внимание уделяется фоновой концентрации вредных выбросов. Читайте также: «Какая высота дымовой трубы нужна над крышей – нормы и правила».

Последний параметр зависит от следующих факторов:

• Метеорологический режим атмосферы в определенном регионе.
• Скорость движения воздушного потока.
• Рельефные особенности местности.
• Температурные значения отводимого газа.

В процессе проектирования конструкции для отвода вредных продуктов сгорания топлива определяются такие показатели:

• Оптимальный размер трубы по высоте.
• Максимальное допустимое значение объема вредных выбросов в атмосферный слой.

Показатели прочности и устойчивости трубы

Конструкция трубы также определяется соответствующими расчетами, которые предусматривают комплексное вычисление оптимальной устойчивости и прочности конструкции.

Эти расчеты необходимо проводить для того, чтобы определить способность дымовой трубы противостоять воздействию следующих факторов:

• Сейсмическая активность.
• Поведение почвы.
• Нагрузки от ветра и снега.

Во внимание принимаются и другие функциональные особенности трубы:

• Масса конструкции.
• Колебание оборудования динамического характера.
• Расширение под воздействием определенной температуры.

Определение прочностных характеристик позволяют сделать правильный выбор конструкции и формы дымовой трубы. В соответствии с поведенными вычислениями выполняют расчет основания под возводимое сооружение: определяется его конструкция, величина заглубления и площадь подошвы.

Тепловые расчеты

Теплотехнические расчеты проводятся с определенной целью:

• Определить показатели расширения исходного материала под воздействием определенной температуры.
• Установить температуру наружной оболочки.
• Выбрать тип и толщину утеплительного материала.

Расчет размеров бытовой дымовой трубы

Важный параметр бытового устройства для отвода вредных продуктов сгорания топлива – это диаметр устья дымовой трубы, то есть размер ее верхней части. Для определения значений этого показателя не нужно выполнять сложных расчетов, достаточно учесть некоторые данные и выполнить расчеты по несложной схеме.

При известном количестве сжигаемого топлива по специальной формуле можно определить объем входящих в трубу газов.

Зная, с какой скоростью газы передвигаются по трубе, можно вычислить площадь ее сечения. А воспользовавшись формулой определения площади круга, не сложно найти наружный диаметр трубы.

Основное значение имеет мощность котла, другими словами, какое количество топлива может сгорать за час в определенном устройстве. Такие данные обязательно указывает производитель в паспорте оборудования.

Другие данные для бытовых конструкций, необходимые для выполнения расчетов, имеют примерно одинаковое значение:

• Температурные показатели входящих в трубу газов – 150-200 0 С.
• Скорость движения газов по дымоходу – 2 м/с и более.
• Размер по высоте дымовой трубы на бытовой котельной должен быть не менее 5 метров от колосника. Эта величина контролируется Санитарными Нормами и Правилами.
• Естественный напор отводимого газа – не менее 4 Па на 1 метр.

В некоторых случаях возникает необходимость произведение расчета тяги дымовой трубы. Эта величина определяется произведением высоты сооружения на разность между плотностью воздуха и аналогичным параметром дымового газа.

Зная количество сжигаемого топлива, рассчитывается мощность котла или другого оборудования.

Принимая во внимание определенное значение теплового коэффициента, высчитывают тепловые потери трубы на 1 метр.

На основании постоянных значений и полученных результатов вычисляют значение естественного напора выходящего газа.

Исходя из выше сказанного, можно сделать вывод, что методика расчета дымовой трубы и бытового, и промышленного назначения позволяет определить важные параметры возводимой конструкции.

Расчет дымовой трубы своими руками

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

Дымовая труба в частном доме

Для чего требуется расчет дымохода

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

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

Обратная тяга в дымоходе, способная нанести вред здоровью

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

Отопительный прибор с правильно рассчитанным и установленным дымоходом

Какие параметры требуется вычислить

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

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

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

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

Дымоходная труба на производственном помещении

Как рассчитать параметры дымохода

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

Определение высоты дымохода

Расчет высоты дымохода основывается на рекомендациях специалистов, которые предельно точно описаны в СНиП 2.04.05-91 (при необходимости с текстом можно ознакомиться, пройдя в раздел «Документы»).

Расчет высоты дымовой трубы должен основываться на следующих правилах:

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

Определение высоты дымохода для плоской крыши

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

Определение высоты дымоотводящего канала в зависимости от места его расположения

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

Высота трубы в зависимости от ветра и окружающих условий

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

Определение сечения дымового канала

Расчет диаметра дымохода основывается на вычислениях:

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

Вычисление объема выходящего газа

В указанной формуле:

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

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

d²=(4 * Vr) / (π * W).

Расчет оптимального показателя тяги

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

Расчет тяги дымовой трубы производится по следующей формуле:

Формула для самостоятельного определения тяги дымоотводящего канала

Для определения показателя необходимо знать:

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

Пример расчета печи

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

Топливом для печи являются дрова

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

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

1. объем выходящего газа;

1. квадрат диаметра трубы;

1. диаметр дымоотводящей трубы.

Расчет тяги производится в следующем порядке:

1. мощность нашего отопительного оборудования;

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

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

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

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

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

Проектирование промышленных дымовых труб

Хотите купить дымовую трубу или проект?

Каждая дымовая труба для котельной или промышленного предприятия разрабатывается в индивидуальном порядке с учетом специфики производства, состава отводимых газов и климатических особенностей района строительства.

Рекомендуем ознакомиться

• Ремонт дымовой трубы
• Нержавеющие дымовые трубы
• Дымовая труба котла
• Стальные дымовые трубы
• Высота дымовой трубы
• Дымовая труба сэндвич
• Металлические дымовые трубы
• Вантовые оттяжки дымовой трубы
• Мачты для дымохода
• Дымовые трубы для котельных
• Типовые проекты и чертежи дымовых труб
• Промышленные дымовые трубы
• Расчет дымовой трубы

Промышленные дымовые трубы – сложные специальные сооружения башенного типа. Выполняя проектирование дымовых труб, мы учитываем условия работы на разных режимах, воздействие уходящих газов, влияние сейсмических воздействий, ветровых нагрузок (по СНиП 2.01.07-85), а также архитектурно-композиционные и другие требования. Мы разработали и осуществили монтаж для десятков проектов промышленных дымовых труб, имеем нужное высокотехнологическое оборудование и выполняем все работы по СНиП и ОНД.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Этапы проектирования промышленных дымовых труб
2. Производство дымовых и вентиляционных труб
3. Комплексное проектирование промышленных дымовых труб
4. Важные рекомендации и особенности проектирования
5. Готовые проекты и чертежи дымовых труб
6. Нормативные документы

Этапы проектирования промышленных дымовых труб

Проектирование является сложным процессом, в котором взаимосвязано большое количество исходных и расчетных данных, увязка технических параметров и характеристик, обеспечение соблюдения необходимых требований и норм, результатом которого становится проектная документация, прошедшая все необходимые согласования и утверждения. Можно выделить следующие основные этапы проектирования дымовых труб:

Этап 1: Сбор исходных данных для составления Технического Задания – на этом этапе происходит выяснение потребностей Заказчика, требований к конструкции, высоте, производительности и других значимых характеристик, в том числе и требований региональных надзорных органов, требований территориальных строительных норм и иных обстоятельств, имеющих влияние на проектирование, и, как результат, изготовление и эксплуатацию дымовой трубы.

Этап 2: Предварительные расчеты – этап определения основных технических, высотных, габаритно-массовых характеристик предполагаемой дымовой трубы, вследствие которого и достигается понимание целесообразности изготовления дымовой трубы того или иного типа, а также качественного выполнения проекта.

Выполнение предварительных расчетов представляется возможным разделить на некоторые составляющие стадии, например:

Определение типа конструкции дымовой трубы.

Расчет дымохода для котла

Одним из аспектов безопасной эксплуатации отопительного котла является полное удаление продуктов горения. Чтобы данное требование выполнялось, необходимо правильно спроектировать и смонтировать систему отвода газов. В частности, провести корректный расчет дымохода для котла отопления, устанавливаемого в частном доме.

Разновидности дымоходов

На долговечность любой системы, устанавливаемой в частном доме или на предприятии, влияют строительные материалы, из которых она сконструирована. Дымоход для отопительной печи или котла должен выдерживать высокую температуру, воздействие влаги и кислот, образующихся при сгорании газа или иного топлива. Не меньшее значение имеет вес; после монтажа системы не должна возникнуть необходимость в укреплении несущих стен или фундамента.

Наиболее популярные материалы для обустройства дымохода — это:

• нержавеющая сталь (легкая, стойкая к коррозии, со сроком службы 15-20 лет);
• оцинкованная сталь (более чем бюджетный, но недолговечный вариант в силу быстрого износа цинкового покрытия);
• алюминий (долговечный материал, но не особо прочный; обычно применяется лишь во внутренней отделке дымохода);
• керамика (прочный и надежный, но достаточно тяжелый материал со сроком службы более 30 лет).

Для монтажа системы отвода газов также применяют эмалированные трубы, потому что они монтируются быстрее других, поскольку имеют встроенную систему теплоизоляции.

Зная свойства вышеперечисленных материалов, легко сделать вывод: лучшими из них являются нержавейка либо обычная толстостенная сталь, покрытая снаружи слоем нержавеющей.

Выполнять расчет дымохода для газового котла (или твердотопливного) следует на том этапе, когда определена конструкция устройства. Основные ее виды перечислены ниже:

1. Сэндвич-дымоходы. Конструктивно представляют собой маленькую трубу, вложенную в большую. Между ними прокладывается утеплитель. Двойной металлический слой — залог надежности и долговечности.
2. Коаксиальные дымоходы. Конструкция схожа с «сэндвичем», но между трубами нет утеплителя — в пространство подается уличный воздух. Наиболее часто коаксиальные дымоходы используются в газовых котлах закрытого типа. Выпускаются в удобных для сборки модулях.
3. Кирпичные дымоходы. Самые тяжелые конструкции. Тяга может быть низкой из-за шероховатости внутренних стенок, кроме того высок риск скопления сажи и затруднения отвода газов. К тому же, кирпич хорошо впитывает влагу, из-за чего быстро разрушается.
4. Асбестоцементные дымоходы. Изготавливаются из смеси асбеста и цемента. Такие конструкции пользуются популярностью в силу очевидной дешевизны, но даже при незначительном нагреве растрескиваются и выделяют вредные вещества.

Еще один критерий классификации отводящих систем — способ монтажа. По этому признаку дымоходы делятся на два вида:

• наружные;
• внутренние.

Первые выводятся на улицу горизонтально, крепятся к наружным стенам. Легко монтируются, с их помощью несложно соблюсти правила пожарной безопасности. Недостатки — усиленное утепление труб и обязательная установка конденсатосборника.

Внутренние дымоходы выводятся наружу через потолочные перекрытия и крышу. Плюс — на втором и последующих этажах зимой будет сохраняться плюсовая температура за счет прохода через них нагретой газами трубы. Для помещений технического назначения — оптимальный вариант. Минус — необходимость обустройства проходных узлов для обеспечения требований пожарной безопасности.

Немаловажно знать и нормативные требования, относящиеся к обустройству дымохода. Ниже мы перечислим основные из них.

Двойной металлический слой в сэндвич-трубах — залог надежности и долговечности.

На что обратить внимание при выборе дымохода

Максимальная температура продуктов горения, проходящих через системы отведения, составляет 150-160° С. Эта характеристика актуальна для большинства дымоходов.

Большинство марок стали с легкостью выдержат температуру, но воздействие серных кислот, образующихся при сгорании газа, перенесут далеко не все. Химические соединения разъедают стенки кирпичных, металлических, асбестоцементных дымоходов. Рекомендуется отдать предпочтение продукции из кислотостойких марок.

Второй нюанс, о котором нужно знать — образование точки росы внутри дымохода. При прохождении воздуха через трубы со временем на внутренней их поверхности образуется конденсат. Из-за него затрудняется или останавливается процесс отвода дымовых газов.

Обычно такая проблема наблюдается у кирпичных дымоходов, внутренние стенки которых отличаются шероховатостью. Почти не появляется конденсат на дымоходах из нержавеющей стали. Так же редко — на керамических и асбестоцементных. Однако мы помним, что последние образуют вредные вещества при сгорании, поэтому не рассматриваем их в дальнейшем.

Оптимальная конструкция дымохода — «сэндвич». Наличие утеплителя между трубами выравнивает наружную и внутреннюю температуры. За счет этого образуется меньше конденсата.

Прежде, чем произвести расчет дымохода котлов, нужно еще определиться с типом самой отопительной системы. Рассмотрим на примере устройств, работающих на газе.

Наружный и внутренний варианты вывода дымохода газового котла.

Виды газовых котлов

От отопительного устройства напрямую зависит тип подбираемого дымохода, а также его эксплуатационные показатели. Все газовые котлы по конструкции делятся на две крупные группы:

С горелками открытого типа. Достаточно громоздкие котлы, по размерам сопоставимые с камином и устанавливаемые на пол. Работающий прибор потребляет кислород из помещения. Для стабильного функционирования нужен постоянный качественный воздухообмен. Если воздуха в помещение попадает недостаточно, внутрь дома из котла просачивается углекислый газ, выделяемый по ходу горения.

Для котлов с открытой горелкой рекомендуется использовать дымоход вертикального типа. Такая система под прямым углом выводится на участок крыши, под которым расположена котельная.

С горелками закрытого типа. Подобные устройства ставят на компактных маломощных котлах (до 40 кВт). Горение топлива происходит в герметичной камере. Для такого котла оптимально подойдет дымоход коаксиального типа. Монтируется дымоход в горизонтальной плоскости.

Общие требования к монтажу конструкций

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

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

Требования к дымоходам на котлах с закрытым воздухообменом:

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

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

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

Настало время перейти непосредственно к самим вычислениям.

Схема монтажа сэндвич-дымохода.

Расчет дымоходов для отопительных котлов

При установке дымоходных систем используется десяток формул, в которых учитываются:

• физические процессы сгорания топлива (движение углекислого газа, температура снаружи и внутри трубы);
• геометрические характеристики дома и котла (высота потолков, форма сечения выходного патрубка, площадь канала);
• постоянные величины (например, ускорение свободного падения при расчете скорости движения газа или коэффициент гладкости труб, зависящий от материала).

Точные расчеты по всем невозможно выполнить самостоятельно. Лучше обратиться к специалистам, однако некоторые выводы можно получить, пойдя более дешевым и коротким путем.

Так, различают три способа монтажа дымохода в зависимости от удаленности его от конька крыши:

1. Дымоход удален от конька более чем на 3 м. В данном случае высшая его точка может устанавливаться ниже уровня конька на угол, не превышающий 10°. Актуальное требование, если хочется сэкономить на элементах дымохода.
2. Дымоход удален от конька на 1,5-3 м. Высота канала равняется высоте дома, т. е. конек и верхняя точка дымоотводящей системы расположены на одном уровне.
3. Между дымоходом и коньком — менее 1,5 м. Высшая точка трубы располагается минимум на 50 см выше конька.

С длиной дымохода определились, остается вычислить достаточное сечение для трубы. Наиболее точно это делается по формуле F=(AxB)/4,19xC, где:

• F — сечение (кв. м);
• A — табличный коэффициент от 0,02 до 0,03;
• В — мощность котла (кВт);
• С — высота дымохода (м).

Если взять усредненные характеристики из упомянутого документа, мы получим рекомендованное округлое сечение диаметром 200 мм для трубы высотой 7 м, отводящей газ от котла мощностью 16 кВт, или диаметр 150 мм для котла на 32 кВт и отвода длиной 20 м.

Вы можете провести расчет дымохода для газового котла онлайн на сайте компании «Теплодар». Если известна конструкция отводящей системы и примерная схема ее реализации, вычисления займут меньше минуты.

Наши специалисты всегда готовы произвести необходимые расчеты, дать рекомендации по выбору элементов дымохода и озвучить точную их стоимость.

Проектирование и монтаж системы дымоотведения можно делегировать профессионалам, но об уходе за ней придется думать вам. Не перегревайте газовые и твердотопливные котлы, не используйте их на максимальной мощности и чистите хотя бы раз в год. Тогда выбранный дымоход прослужит не одно десятилетие.

Проектный расчет трубы для отвода дыма

При строительстве жилых сооружений, а также промышленных зданий, где требуется отопление, предусматривается проектирование системы отвода дыма. Конструкция этого устройства должна обеспечивать выведение продуктов горения, иметь долгий срок службы, должна осуществляться естественная тяга и так далее. При этом необходимо выполнить расчет высоты дымовой трубы, подобрать оптимальный диаметр и другие проектные вычисления.

Одной из важнейших задач при строительстве и ремонте загородного дома является установка в нем дымохода.

Виды дымовых труб и их особенности

Традиционный вариант дымохода является вертикальным, когда направление идет вверх от печи к кровле. В некоторых случаях допустимы наклонные и небольшие горизонтальные отрезки в этой системе. По расположению дымовые трубы разделяют на внутренние элементы и наружные. При первом варианте стены, смежные к этим устройством, должны выполняться из негорючих материалов. В случае наружного проектирования трубы, делая расчет, необходимо предусмотреть теплоизоляцию дымохода. Как правило, для котельной проектируют одну трубу, при этом можно отметить, что тяга в устройстве возникает естественным путем.

Системы для отвода дыма могут изготавливаться из таких материалов:

Вертикальные отрезки дымохода из металлических труб располагают внутри помещений с переходом сквозь крышу.

1. Кирпичное устройство. При этом кладка сырья (т. е. толщина стенок) может выполняться в 1 или 2 слоя. Осуществляя расчет, здесь необходимо предусмотреть фундамент и в качестве раствора для соединения материала лучше использовать состав с известью. Это сократит возникновение конденсатного осадка и разрушение стенок дымовой трубы. Также можно отметить, что в последнее время стало популярным использование комбинированных элементов, когда в кирпичную кладку вставляют металлическое изделие.
2. Сборная система из нержавеющей стали. Это устройство состоит из нескольких элементов дымохода и фасонных деталей (тройников, переходников, колен и других). Возможно их размещение в предварительно выполненном канале из кирпича или отдельная их установка. В качестве преимуществ данной системы для отвода дыма можно отметить возможность применения элементов, диаметр которых может приниматься в широком диапазоне (100-300 мм), и установка без фундамента. Кроме того, в расчет идут такие показатели, как устойчивость к воздействию конденсатов, малое отложение сажи внутри трубы, отсутствие необходимости дополнительной теплоизоляции, хорошая тяга и другие.
3. Керамическая система дымоотвода для котельной. Этот материал отличается высокой устойчивостью к окислительным воздействиям конденсатов, однако такие элементы имеют недостаток – значительный вес. Поэтому котельная возводится с закладкой отдельного фундамента для установки этого вида дымохода.
4. Полимерный дымоход. Данный вид отвода продуктов горения применяется при установке газовых колонок и котельной, где температура не поднимается выше 250°С, это устройство отличается легким весом конструкции и долгим сроком службы.

Основные расчеты для подбора дымовой трубы

В качестве основных параметров для подбора дымовой трубы выступают расчет высоты и диаметр этого элемента.

Определяется предварительная минимальная высота дымовой трубы (м).

Высота устройства отвода дымы для котельной зависит от равенства значения силы естественной тяги и сопротивления газов в трубе и газоотводных каналах. В зависимости от сырья, из которого изготавливается это приспособление, некоторые вычисления могут различаться. Поэтому приведем общий расчет высоты трубы, ее можно найти по формуле H = √g. Подкоренная величина представляет собой сложное математическое выражение, вследствие чего приведем нахождение g в несколько этапов, для этого условно примем g = z×с, тогда z = (А×F×m×n×η(M(SO₂)+5,88M(NO₂)))/ПДК(SO₂). Значение с является кубическим корнем от отношения N/(V₁×∆T),

где А – принимается равным 200 (для Европы и некоторых регионов России (южнее 500 с. ш.));

F – коэффициент для учета скорости осадка зольных вредных веществ, равный 1;

m – показатель условий выхода дыма из трубы;

n – тоже принимается равным 1;

m = 1/(0,67+0,1×√f+0.34b, где b – кубический корень от f;

ПДК (SO2) = 0,5 кг/м 3 ;

N – число одинаковых труб;

V1 – объем газов, образованных в результате горения;

∆T – разница температур нагретого дыма и воздуха атмосферы;

Расчет f проводят по этой формуле f = 1000(ῳ 2 ×D)/(H 2 ×∆T).

ῳ – среднее значение скорости прохождения дыма по трубе;

D – диаметр устья трубы.

Требования при установке элемента дымоотвода

К расположению дымовой трубы над кровлей применяются требования, регламентированные СНиП от 1991 года.

Основные из них приведены ниже:

Устройство традиционного кирпичного дымохода.

1. Труба должна возвышаться от решетки колосника до отверстия на длину около 6 м.
2. На плоских кровлях, где установлен небольшой парапет, высота трубы не должна быть менее 0,5 м, это делается, чтобы тяга не нарушалась завихрениями воздушных потоков.
3. При расположении элемента отвода дыма на расстоянии от парапета или конька не далее чем 1,5 м, предусматривают высоту этого элемента такой, чтобы край его возвышался на 0,5 м над уровнем самой высокой точки кровли, чтобы была обеспечена естественная тяга.
4. При большем расстоянии дымовой трубы от конька (до 3 м) допускается установка элемента отвода дыма на одном уровне с самой высокой точкой крыши.
5. Уровень верхнего края трубы можно расположить ниже на 10°, чем вершину кровли, при расположении этого элемента на расстоянии более 3 м, в противном случае естественная тяга не будет осуществляться.
6. Диаметр отверстий на выходе для дымовых устройств из кирпича принимается не менее 1,2 м, эта величина для железобетонных монолитных приспособлений для отвода дыма – 3,6 м;
7. Расстояние между несколькими приспособлениями для отвода дыма должно быть не менее величины, в которую входит диаметр устья трубы, умноженный на 5;
8. Для того чтобы продукты горения не попадали во внутренние слои кирпичных и железобетонных приспособлений отвода дыма и была хорошая тяга, необходимо каналы дымохода в месте примыкания к трубе выполнить в форме прямоугольника.

Правильный расчет размеров элементов дымоотвода, в частности, высоты и диаметра трубы для котельной, позволит выполнить качественные работы по возведению отопительной системы. Помимо этого, немаловажным моментом является и выбор котла и других дополнительных элементов, при этом будет обеспечена естественная тяга при нормальных условиях.

Проект дымовой трубы

Для того, чтобы обеспечить качественный отвод дыма и сгоревших газов от котельных необходимо наличие правильно спроектированных дымовых труб. Поэтому, прежде, чем приступать к строительству, необходимо иметь на руках грамотно составленный проект дымовой трубы котельной.
Сегодня вы можете либо скачать в интернете типовой проект дымовой трубы, либо заказать его в проектной организации. В последнем случае вы получите так же всю проектную документацию, которая необходима для согласования проекта.
Какие бывают виды дымовых труб
Прежде, чем создавать дымовая труба проект, вам необходимо определиться с видом дымоотвода. Рассмотрим, какие виды дымоходов бывают на сегодняшний день:
1. Самонесущие, которые являются свободностоящими конструкциями мачтового типа.
2. Фермовые, опирающиеся на специально смонтированные каркасы.
3. Фасадные, которые фиксируются на стенах зданий с использованием специальных кронштейнов и хомутов.
4. Трубы на растяжках, которые удерживают конструкции.
Если вы хотите скачать типовой проект дымовая труба, то вам следует определиться, из какого материала будет сделана будущая конструкция. Она может быть изготовлена из стеклопластика, металла или бетона.
Расчет дымовой трубы
Проект кирпичной дымовой трубы предполагает проведение тщательных расчетов, которые должны учитывать экологическую безопасность окружающей местности. Высота таких труб должна минимум на пять метров превышать высоту близ стоящих строений, находящихся в радиусе 25 метров от котельной.
Также при создании проекта необходимо учесть метеообстановку в районе котельной, температуру горения используемого топлива и рельеф местности. К тому же, чем сильнее будет тяга в дымовом канале, тем более качественно будет сгорать топливо. Поэтому, если вы решили проект дымовой трубы скачать, то его обязательно нужно будет показать специалисту.

11,7 м) и транспортирования на автотранспорте (полуприцеп

Расчет дымовой трубы

Главная » Статьи » Расчет дымовой трубы

Расчет дымовой трубы

Элементарное объяснение явления тяги в котле было дано в предыдущей статье. Если обозначить разность давлений наружного воздуха и горячих газов у корня трубы через Δр, последнее будет равно разности веса двух столбов газа с разными температурами и одинаковой высотой, т. е.

В этой формуле удельный вес воздуха и уходящих газов γ_в и γ_г принят при 0° и 760 мм и сделаны пересчеты, учитывая расчетные температуры и принятое барометрическое давление.

Упрощая в дальнейшем уравнение (267) (приравниваем γ_г = γ_в=1,3 кг/нм 3 , ошибка получается ничтожной), получают

Когда шибер открыт и по трубе проходят газы, то на создание выходной скорости, на преодоление сопротивления трения о стенки трубы, а также в связи с охлаждением ствола трубы придется израсходовать часть теоретической тяги, и у основания расчет дымовой трубы будет наблюдаться разрежение меньшее, равное

По табл. 51 можно определить величину теоретической тяги, зная температуру отходящих газов у основания расчет дымовой трубы, а также задаваясь температурой наружного воздуха. Барометрическое давление и влажность воздуха приняты в таблице отвечающими средним условиям b =750 мм рт. ст. и φ = 70%.

Охлаждение газов в трубе, считая на 1 м высоты, может быть подсчитано по следующим эмпирическим формулам:

а) для железных нефутерованных труб

где D — суммарная максимальная паропроизводительность всех котлов, присоединенных к трубе, в т/час.

Определив таким образом ΔТ, можно в формуле (268) заменить Т_тр значением (Т_тр-ΔТН/2), тогда поправка в формуле (269) на охлаждение трубы исключается.

Обыкновенно в трубах небольшого диаметра скорость по выходе газов из трубы принимается равной 4-6 м/сек, при больших диаметрах (2 м и более) скорость повышается, доходя до 8- 10 м/сек. При дымососах скорость газов по трубе может доходить до 10-15 м/сек, лишь бы обеспечить разрежение в выхлопных газоходах после дымососа во избежание выбивания из них газов.

Площадь выходного сечения трубы подсчитывают, задаваясь скоростями выхода газов:

откуда определяется верхний внутренний диаметр расчет дымовой трубы.

Потеря тяги, связанная с наличием выходной скорости, подсчитывается по формуле

Сопротивление трения определяется по приближенной формуле :

Расчет дымовой трубы для водогрейного котла, так же как и дымосос, рассчитывают на максимальную нагрузку. В отопительно-производственных и модульных котельных максимальная нагрузка совпадает с хорошими условиями тяги (морозные дни). Поэтому, рассчитав трубу по максимальной нагрузке при зимней температуре наружного воздуха, надо произвести поверку для условий летней работы при t_в= 20-30°, когда из-за понижений нагрузки будут меньше газовые сопротивления газоходов, но зато и ухудшится тяга.

Для возможности регулирования тяги в дымовой трубе должен создаваться запас тяги; поэтому сумма газовых сопротивлений обычно увеличивается на 20%.

В соответствии с санитарными нормами проектирования промышленных предприятий, утвержденными Советом Министров СССР 6 января 1951 г., высота дымовых труб принимается по табл. 52.

Радиус санитарно-защитных зон в метрах для промышленных котельных с расходом топлива от 3 т/час и более дан в табл. 53.

Способы расчета правильного диаметра дымохода

Печка и дымоход – единые компоненты системы. Если топка сложена неправильно, она может дымить, плохо прогреваться, то же самое можно сказать о трубе. Одно из главных условий правильного функционирования канала для отвода газов – диаметр дымохода. В нем должна создаваться определенная тяга, этого можно добиться только путем согласования мощности котла и самого дымаря.

Как устроен дымовывод

Устройство канала для отвода дыма состоит из трубы, которая может быть круглого сечения разного диаметра или квадратной, прямоугольной формы. Система подключается к котельному оборудованию через выходное отверстие. Кроме отвода газов часть кислорода проникает в топку через дымарь, что способствует процессу горения.

Основные части дымовывода:

• Трубный канал. Это основная часть конструкции. Как правило, внутри устройства должны быть гладкие стенки, чтобы на них меньше оседала сажа и не было дополнительного сопротивления току воздуха.
• Шиберная заслонка. Этот элемент устанавливают в начале хода, с помощью него можно частично или полностью перекрывать канал, добиваясь определенной силы тяги. Заслонка помогает удержать тепло внутри помещения при хорошо разогретой печке.
• Конденсатосборник – необходимая часть дымохода, куда попадает влага, осаждающаяся на внутренних стенках при охлаждении пара, который всегда присутствует в дыме. Расположение этого устройства в общей схеме обычно внизу вертикального стояка.
• Окно для проведения ревизии – небольшое отверстие в дымовыводе прикрытое дверцей, чтобы можно было просмотреть канал на наличие в нем сажи, смолянистых отложений и посторонних предметов и по надобности удалить их.

Тяга внутри системы газоотведения происходит за счет того, что вверху и внизу канала давление разное. Чем больше размеры дымохода, тем быстрее дым выходит наружу из печки.

Если все правильно собрано, продукты сгорания не могут попасть внутрь отапливаемого помещения.

Из чего изготавливают трубы

Четыре основных строительных материала, из которых изготавливают дымоотводные трубы: сталь оцинкованная, керамика, нержавеющая сталь, кирпич на основе глины.

Дымоходы квадратные, возведенные из кирпича по всем нормам выполнения печных работ, отличаются высокой пожаробезопасностью и отсутствием способности накапливать на стенках отложения сажи. Кроме этого материал достаточно теплоемкий и крепкий по механическим меркам. Единственным недостатком кирпича является его подверженность разрушению за счет деструктивного воздействия химических реакций между водой и оксидом серы.

Стальные дымоотводы удобны тем, что позволяют получить канал любой конфигурации. Недостатком является непродолжительный срок службы, так как металл имеет свойство прогорать и подвергаться коррозии. Более устойчивыми являются нержавеющие элементы.

Трубы из керамического материала спокойно выдерживают повышенную температуру и агрессивную среду оседающего конденсата. Сборку такой конструкции сложно проводить по причине большой массы элементов, где для прочности применен каркас из стальных стержней.

Разновидности систем

Тип несущей конструкции определяет категорию того или иного дымовывода. По этому показателю можно выделить:

• Самонесущие строения. Основу здесь составляют сэндвич-дымоходы. Особенностью последних является легкость монтажа на кровельном покрытии, где основание трубы опирается и закрепляется во внутреннем помещении здания. Системы имеют множество ограничений по применению начиная от температуры сгорающих продуктов и заканчивая химической неустойчивостью.
• Околофасадные конструкции закрепляют непосредственно на несущие стены строения, поэтому здесь не нужен дополнительный фундамент. Модули, из которых состоит труба, легко поддаются замене, поэтому такой вариант дымоотвода считается наиболее экономичным.
• Дымовыводы в виде колонн представляют собой кирпичные строения, в основании которых заложен мощный фундамент, обычно это круглые либо квадратные массивы, вертикально идущие вверх. Бывают колонны из металла, где в единый ансамбль собрано несколько строений, так называемая многоствольная система.
• Дымоотводы, собранные по принципу ферм, нашли применение в областях с неустойчивой сейсмической обстановкой, они имеют дополнительные опоры.
• Мачтовые строения состоят из опорной башни, растянутой на тросах, где внутри проходит одна или несколько труб.

Дымари, имеющие большую высоту, испытывают на себе колоссальные ветровые нагрузки. Чтобы сделать такие конструкции более устойчивыми, обязательно нужно закреплять их в средней и высшей точке либо по всей длине кронштейнами, если труба вблизи несущей стены дома.

Параметры дымовывода

К основным параметрам дымоотвода относят его внутреннюю конфигурацию, диаметр или площадь поперечного сечения и высоту. Все эти параметры подбираются в комплексе, чтобы создать необходимую тягу для того или иного котельного оборудования.

Сечение овальной формы обладает свойством закручивать продукты сгорания в спиральном направлении за счет неравномерного прогрева вертикальных стенок, при этом они получают дополнительное ускорение.

Сечение прямоугольной формы работает хорошо, но при условии, что внутри поверхность приближена к идеальной по гладкости. Иначе шероховатости и неровности приводят к торможению потока внутри.

Диаметр и высота конструкции должны соответствовать мощности отопительной установки, при помощи которой предполагается обогревать дом.

Как рассчитать диаметр дымохода

У разных отопительных приборов требования к тяге свои. Нельзя применять одинаковый метод проведения расчета для камина, печи и газового котла, так как объем и конструкция топок у них разные, количество продуктов сгорания и скорость их образования отличаются. Для практического определения диаметра трубы для всех типов оборудования разработаны свои формулы и правила.

Для банной печи

Так как проектируемая печь бани имеет топку, проще всего рассчитать диаметр дымоотвода для нее, отталкиваясь от размера топочного отсека. Экспериментально выведена закономерность, что при сгорании топлива выделяется определенное количество газов, объем которых будет эффективно выходить наружу, если соблюдена пропорция 10 к 1, где первое количество единиц характеризуют величину топки, а второе число – площадь поперечного сечения круглой трубы.

Если речь идет о дымаре, возведенном из кирпича, неважно квадратной или прямоугольной формы, его внутренний проход должен быть больше дверцы поддувала или камеры зольника. Превышение должно быть где-то в 1.5 раза.

Минимально допустимый размер квадратного канала для маломощной топки должен быть 140 мм/140 мм. Длина дымохода для печи на дровах в бане может быть произвольной.

Для котельного газового оборудования

Газовый котел, как и другие отопительные установки, характеризуется мощностью, выраженной в киловаттах тепловой энергии на единицу площади. Диаметр или внутренний размер трубы напрямую зависит от этой мощности.

Норма дымохода для газового котла прямоугольной формы канала должна соответствовать правилу, что на 1 киловатт мощности агрегата приходиться 5.5 см² прохода. Диаметр круглого дымохода не должен быть заужен по сравнению с диаметром выходного отверстия камеры сгорания на газовой установке.

Расчет дымохода для печи на дровах

Вначале находят объем продуктов сгорания, попадающих в дымоканал, по формуле

где, B – скорость, при которой сгорают дрова (зависит от породы древесины и определяется по таблицам), V – объем необходимого для процесса горения воздуха, t – температура газов в трубе;

Затем проводят расчет дымохода, по формуле:

Определив общую площадь прохода, исходя из полученного диаметра, несложно рассчитать внутренние стороны квадратного или прямоугольного дымаря.

Здесь также актуально правило, что внутренний размер не может быть меньше размера дверцы поддувала.

Подключение коллективного дымоканала

Необходимость иметь один дымарь на несколько домохозяйств возникает, если есть необходимость в экономии средств, площадей либо нет возможности по-другому организовать систему вывода отработанных газов. С технической точки зрения это вполне допустимый вариант и такие конструкции эффективно эксплуатируются. В этом случае необходимо рассмотреть два варианта задач:

• Подключение к устройству однотипных отопительных устройств.
• Подсоединение к линии принципиально разных тепловых установок, например, газовый котел и камин из кирпича.

В первом случае нет никакой сложности для включения оборудования в общий канал, так как для таких устройств можно рассчитать дымоканал на один показатель тяги, при котором все агрегаты будут правильно работать.

Во втором варианте согласовать устройства не получится, так как дымоотвод для камина должен занимать 1/10 площади топки, а это чрезмерно много для котла. В результате получается либо избыточная, либо недостаточная тяга для одного из устройств, что чревато негативными последствиями.

Самым правильным решением будет применить двухканальную систему. Суть ее в том, что внутреннее пространство трубы разделено на два канала, каждый из которых рассчитан на свое отопительное оборудование.

Расчет дымохода. Определение сечения, высоты и материала трубы

В настоящее время применяются самые разнообразные дымоходы – кирпичные, керамические, полимерные и даже стеклянные. Каждый из этих типов имеет как определенные достоинства, так и недостатки, связанные с ограничениями по использованию в конкретных условиях, а также с трудоемкостью и высокой стоимостью возведения. Неправильное определение размеров дымохода, его конфигурации, может привести не только к неоправданным тепло-потерям, но и стать угрозой для жизни человека.

Дымоотводящая конструкция должна не только безотказно выполнять свою функцию – отводить продукты сгорания, обеспечивая стабильную работу теплоэнергетической установки, но и соответствовать жестким нормам и правилам. Расчет дымохода включает подбор и анализ таких параметров как диаметр дымового канала, высота конструкции от дымоотводящего патрубка теплогенератора до оголовка, материал в соответствии с типом подсоединяемой к нему установки. Поэтому, необходимо учитывать следующие условия:

• Мощность установки (котла, камина, печи).
• Диаметр дымоотводящего патрубка установки
• Разряжение, необходимое для стабильной работы теплогенератора (величина разряжения указывается в паспорте производителя теплогенератора).
• Тип установки по виду топлива.

Диаметр дымохода

Диаметр дымоотводящей трубы зависит от мощности теплогенератора (котла, топки). Слишком малое сечение дымохода не обеспечит отвод полного объема продуктов сгорания. При слишком большом — уменьшится тяга, поскольку возрастет сопротивление отходящим газам со стороны холодного воздуха.

Говоря о каминах с открытой топкой, общепринятое соотношение сечения дымохода и размера проема топки камина (ширина/высота) составляет 1:10. При этом форма сечения должна быть круглой – это оптимальный вариант. В конструкциях с квадратным или прямоугольным сечением в прямых углах возникают завихрения, препятствующие максимальному удалению дыма и приводящие к образованию сажи. Если вы все же склоняетесь к прямоугольному сечению — следует выбирать, чтобы стороны были в соотношении 1 к 1,5, и даже в таком случае углы внутри необходимо закруглять.

В случае установки печи, диаметр трубы должен быть не меньше диаметра поддувала. Минимальное сечение составляет 100 мм. Когда теплоотдача меньше 3000 ккал/ч сечение по правилам составляет — 140×140 мм, в противном случае — 140×270 мм.

Дымовой ствол должен быть вертикальным, без заужений. Допускается не более двух отклонений от вертикали на угол не более 30°, относом не более 1 метра. В отдельных случаях допустим угол отклонения канала от вертикали до 45°, а относ – до 1,7 метра.

Высота дымохода

Чем выше дымовая труба, тем сильнее тяга. Однако слишком длинный дымоход создает большое аэродинамическое сопротивление движению продуктов сгорания. Отдавая стенкам дымохода тепло, газы остывают, их удельный вес увеличивается, а тяга снижается. Поэтому очень важно точно рассчитать высоту дымовой трубы.

Минимальная высота дымохода – 4 метра, максимальная зависит от высоты вашего дома.

Если дымоход находится ниже конька крыши, тяга будет зависеть от направления ветра. Завихрения за крышей уменьшат тягу. Над плоской или почти плоской крышей, а также над коньком кровли дымоход должен возвышаться не менее чем на 0,5 м. Если дымовая труба находится в 1,5-3 м. от конька или парапета, она должна быть не ниже конька кровли, при удалении от данных элементов на 3 м. и более – допускается понижение 10%.

Материал дымохода

В современных отопительных системах, работающих на газе и жидком топливе, температура отходящих газов существенно снизилась. В таких условиях кирпичный дымоход не может быстро прогреваться, и в момент запуска системы отопления это приводит к появлению в дымовой трубе большого количества конденсата. Он, в свою очередь, собираясь на стенках дымовых каналов и смешиваясь с продуктами горения природного газа, образует жидкость с кислотными свойствами, разрушающую кирпич.

Проблемы с конденсатом не имеют модульные дымоходы. Это конструкции, собранные из отдельных элементов. Для их изготовления применяют различные материалы: углеродистую и полированную высоколегированную нержавеющую сталь, алюминиевый сплав и керамику. Такие устройства могут быть смонтированы внутри уже существующих кирпичных труб при их реконструкции или представлять собой самостоятельные системы, функционирующие внутри или снаружи здания.

При сборке стального дымохода важно, чтобы модули собирались раструбом вверх, стыки были промазаны герметиком, а внизу установлен конденсатосборник.

Основными признаками хорошего дымохода является качественное сжигание топлива, идеальная тяга, быстрый прогрев стенок и быстрое преодоление порога точки росы. Второе условие соблюдается, если дымоотводящая система хорошо утеплена. Для этого при установке стального вкладыша внутри кирпичного канала советуют его оборачивать специальной минеральной ватой, либо оставлять вокруг воздушную прослойку. Не стоит заполнять пространство между вставкой и кирпичом раствором. В этом случае помимо стального вкладыша, необходимо будет еще согреть и раствор, который, к тому же, при нагреве бетон будет расширяться и давить изнутри на стену.

Прежде чем самостоятельно устанавливать дымоход, внимательно ознакомьтесь с рекомендациями. Параметры работы вашей отопительной системы — основа, от которой нужно отталкиваться при расчете. При желании, можно воспользоваться специализированными программами. Но, лучший вариант — довериться грамотным специалистам.