Дымовая труба: расчет высоты и сечения

Для чего требуется расчет дымохода?

Для того, чтобы ваша печь работала должным образом, важно, чтобы система дыма отведения была настроена, как положено. Огромную роль в этом играют два основных параметра, с которыми познакомимся немного ниже

От них будет зависеть, какая тяга будет, насколько эффективно будет удаляться дым из печи. Как правильно рассчитать трубу для дымохода будет зависеть не просто функционирование системы, но и безопасность людей живущих в помещении

Поэтому обращайте внимание на любые тонкости, изучайте теорию, чтобы потом можно было без проблем узнать и определить, как самостоятельно рассчитать дымоход

Значение параметров дымовой трубы

Причинами для того, чтобы правильно произвести расчет дымоотхода являются:

1. Правильный расчет увеличивает коэффициент полезных действий прибора, который отапливает дом. При верном расчете такие приборы очень быстро отдают тепловую энергию, а затраты на топливо расходуются минимально.
2. Главная причина – это обеспечить безопасную эксплуатацию отопительных приборов для человека. При неверном расчете высоты дымовой трубы вредные вещества могут попадать в жилище и наносить вред здоровью проживающих людей. Чтобы этого не случилось необходимо обеспечить дымоход оптимальной тягой.
3. Противопожарная безопасность. Газы, которые должны остыть в канале дымохода при неверном расчете высоты трубы не смогут остыть до нужной температуры. Этот фактор в несколько раз увеличивает пожароопасную эксплуатацию оборудования.

В соответствии со СНиПом 02. 04. 05 – 91 параметры должны быть следующими:

1. Самая маленькая высота канала для дымоотведения, начиная от колосника и заканчивая оголовком должна быть не меньше 5 метров.
2. Максимальная же высота равняется шести метрам.

Теперь разберемся с основными параметрами, которые оказывают максимальное влияние на высоту дымовода. Для правильного расчета профессионалы настаивают на использовании следующей формулы:

Давайте разберем формулу по пунктам, так как именно в соответствии с ней определяются основные значения, которые оказывают влияние на высоту дымовой трубы.

1. «А» — обозначает погодные параметры, которые окружают дом. Северные районы используют коэффициент 160, другие же могут использовать значение из инструкции к отопительному оборудованию.
2. « » — этот параметр означает, сколько веществ проходит через дымоотвод за определенное время. Этот параметр указан в инструкции к оборудованию.
3. « » — с какой скоростью оседают частицы, которые образуются в процессе работы оборудования. Зола, которая образуется при сгорании дров, равняется 25. Если же используется электрический прибор для отопления в помещениях, то этот параметр равен единице.
4. «Спдкi» и «Сфi» — эти параметры означают концентрацию веществ в газах, которые нужно удалить. Их данные необходимо взять из инструкции к оборудованию.
5. «V» — количество газа, который выводится при эксплуатации отопительного оборудования.
6. «Т» — обозначает разницу между двумя видами температур – поступательной и выходящей.

Лучшим вариантом для правильного расчёта будет обращение к специалистам, так как расчеты по выше указанной формуле достаточно сложны.

На что обращать внимание при расчете дымохода?

Заблуждаются люди, считающие, что наружный выход дымоходного канала никак не влияет на уровень комфорта в помещении. Ведь дымоход не только выводит вредные газы и дым наружу, но также влияет на производительность приборов отопления, их эффективность, расход используемого ими топлива.

Обратите внимание! Высота дымохода, равно как и его диаметр, при условии грамотного расчета посредством специального калькулятора нормализует работу системы отопления и уровень ее безопасности – как с точки зрения вреда для организма, так и пожаробезопасности. Ведь эти конструкции предотвращают попадание продуктов горения в дом

А чтобы расчет был действительно грамотным, учитывайте приведенные ниже важные моменты.

1. Материал для сооружения дымохода выбирается исходя из вида топлива. У каждого энергоносителя свои особенности топочных газов, у которых, в свою очередь, различная температура.
2. Все оборудование, в процессе работы которого выделяются газы, нуждается в хорошей вентиляции. А ввиду того, что сооружать под каждый прибор отдельную конструкцию подобного рода нецелесообразно, их зачастую совмещают в одном дымоходе.
3. Высота дымохода относительно конька крыши, особенности его конструкции и сечение зависят от функциональности приборов отопления в доме.

Разумеется, далеко не каждый способен правильно все рассчитать. И тут есть два возможных варианта: поручить эту процедуру профессионалам или же использовать для этого специальный онлайн-калькулятор.

Как рассчитать высоту конька двухскатной крыши

Искомая величина зависит от нескольких факторов, но, как правило, определяющим считается тип чердака.

Рекомендуем
Если предполагается устройство мансарды, то рассчитываемая величина равна сумме высот стоек под прогон и потолка помещения.

В общем случае учитывается уклон ската и размеры строения и, как производная, тип материала. В расчетах используют данные из специально разработанной таблицы, в которой через коэффициент связаны ширина строения и величина уклона.

Допустим, ширина строения равна 8 м, а уклон – 40°. Высоту конька двухскатной крыши рассчитывают по следующей схеме: половину ширины умножают на коэффициент, значение которого находят из таблицы. Таким образом, высота или расстояние между верхней точкой конька крыши и перекрытием составляет 4х 0,86= 3,44.

Методика самостоятельного расчета

Какой высоты должен быть дымоход? Этот параметр регламентируется СНиП 2.04.05-91 (с оригиналом документа можно познакомиться здесь).

Согласно данному документу:

• минимальная высота дымоотводящего канала от колосника до оголовка составляет 5 м;
• оптимальная высота – 6 м.

Параметры, влияющие на высоту дымохода

Как рассчитать высоту дымохода? Специалисты рекомендуют пользоваться следующей формулой.

Как самостоятельно вычислить высоту дымового канала

Исходя из представленной формулы, можно определить параметры, которые существенно влияют на высоту дымоотводящей трубы:

• метеорологические условия окружающей местности (параметр А). Для северных районов значение коэффициента принимается равным 160. Для других районов значение можно найти в описательных документах;
• масса вещества, проходящего через трубы за единицу времени (Мi). Данные можно определить на основании документации, прилагаемой к отопительному оборудованию;
• скорость оседания частиц, образующихся в результате горения (F). Для золы при дровяном отоплении данный коэффициент принимается равным 25, а при использовании электрического нагревательного прибора F=1;
• концентрация различных веществ в газе, который следует вывести (Спдкi и Сфi). Показатели берутся из описательной характеристики отопительного оборудования;
• объем выводящего газа (V);
• разница между температурой поступающего воздуха и выходящего из трубы (Т).

Произвести расчет самостоятельно достаточно трудно, поэтому рекомендуется обращаться за помощью к специалистам.

Оптимальная высота трубы на крыше

Высота дымохода над крышей также определяется СНиП 2.04.05 и формой крыши. Регламентируется данный показатель следующим образом:

1. Для плоской крыши высота дымоотводящей трубы определяется так:
   • при отсутствии парапетов и иных устройств минимальная высота дымовой трубы над кровлей составляет 120 см;
   • при наличии защитных бордюров и иного оборудования длина трубы должна быть увеличена. Рассчитать параметр можно, увеличив максимальную длину оборудования на 1 м;
   • если на крыше располагается вентиляционная труба, то высота дымоходного канала должна быть на 50 см больше высоты вентиляционного канала. При этом следует учесть, что дымоотводящая труба должна располагаться минимум в 5 м от вентиляционной шахты.

Определение высоты дымоотводящего канала для плоской крыши

1. Какая высота дымохода должна быть на скатной крыше? Параметр следует определять исходя из месторасположения дымовыводящего канала, а именно от его удаленности от конька крыши, то есть:
   • если труба от отопительного прибора выходит ближе 1,5м от конька крыши, то ее минимальная высота должна составлять 500 мм;
   • высота дымохода от конька при удалении трубы на расстояние 1,5 – 3 м должна быть равна максимальной высоте крыши;
   • если дымоотводящий канал выходит на крышу на расстоянии более 3 м от конька, то между горизонтальной линией конька и окончанием дымохода должен образовываться угол в 10º.

Определение длины дымового канала для скатной крыши

Высота дымовой трубы на крыше зависит от ее месторасположения и определяется нормативными документами.

Высота дымохода над коньком также определяется на основании сторонних факторов, таких как расположенные рядом высокие деревья или строения. При наличии сторонних помех образуется так называемая зона ветрового подпора, в которой невозможно обустроить тягу, достаточную для корректной работы отопительного прибора. Для улучшения тяги требуется минимум на 50 см увеличить высоту трубы для выхода из ветровой зоны.

Как рассчитать длину дымохода при наличии высоких предметов рядом с домом

Аналогичная ситуация складывается при установке отопительного оборудования в подсобном помещении, расположенном в пристройке к основному дому.

Расчет высоты трубы при расположении прибора отопления вне основного дома

Для улучшения тяги в дымоходе важно, чтобы оголовок дымовыводящего канала располагался выше зоны ветрового подпора. О том, как правильно рассчитать высоту дымовыводящей трубы в зависимости от вида крыши и места расположения канала, а также при образовании ветрового подпора можно посмотреть на видео

О том, как правильно рассчитать высоту дымовыводящей трубы в зависимости от вида крыши и места расположения канала, а также при образовании ветрового подпора можно посмотреть на видео.

Определение высоты дымового канала необходимо для корректной работы отопительного оборудования. Произведение расчетов желательно доверить опытным специалистам, так как неправильное определение параметра может привести к непоправимым последствиям и нанести вред не только имуществу, но и здоровью окружающих людей.

Толщина теплоизолятора

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.

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:

Полезный совет

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;

Нормативы дымовых труб

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.

Нормативы СНиП в отношении высоты дымоходов

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:

Нт = Нд + 0.5 м, где

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:

Нт = Нд — D*0.1763.

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:

10 — 3.5*0.1763 = 9.4 м.

Как правильно рассчитать параметры дымохода

Высота дымохода определяет безопасность для вас и ваших близких. Если при эксплуатации газового котельного оборудования дымоход играет роль дымоотводящего канала, с продуктами сгорания с низкой температурой, то для твердотопливных котлов, печей и каминов не допускается никаких компромиссов.

Расчет дымоотводящей трубы от места ее расположения

Следует придерживаться таких правил:

• Высота дымовой трубы не является единственным параметром, влияющим на работоспособность и безопасность системы отопления, с газовым или твердотопливным котлом в качестве теплового прибора. Проектирование дымохода начинается с определения рабочих параметров системы отопления. Это значит, что комплекс по просчету котельной должен учитывать и эти факторы в том числе. Хозяин помещения должен к этому моменту определиться с типом используемого топлива (газ, пеллеты, дрова или торф), определиться с помощью специалиста с тепловой мощностью котла. определиться с типами радиаторов или конвекторов. Вопросов масса, однако, упущение какого-то момента может пагубно повлиять на работоспособность всей системы отопления. Для примера, многие начинающие строители собственного жилья заблуждаются в том, что все дымоходы одинаковы. Это не так. Дымоход из кирпича подойдет хорошо для отопления твердым топливом, например дровами, однако он не предусмотрен для отопления помещений газовым котлом.
• В том, что касается рабочих параметров котлов, высота дымохода способна повлиять и на конечное КПД при отоплении. Не стоит забывать и о сечении трубы – диаметр влияет на минимальный и максимальный объем проходящих продуктов сгорания, обеспеченны естественной тягой.
• К процессу расчета дымохода камина или твердотопливного котла могут требоваться дополнительные вычисления и замеры. Это связано с использованием одного канала для дыма одновременно несколькими приборами в котельной. Самодеятельность может привести либо к непредвиденным параметрам работы отопления либо даже к печальным последствиям.
• Не существует системы дымоходов, которая бы могла быть универсальной для любого вида топлива, котельного оборудования и применяться как типовое решение. В связи с этим и возникает больше всего трудностей у застройщиков и владельцев частных домов и коттеджей.

Предлагаем ознакомиться Как почистить трубу печки от сажи

Искомая величина зависит от нескольких факторов, но, как правило, определяющим считается тип чердака.

Рекомендуем

Если предполагается устройство мансарды, то рассчитываемая величина равна сумме высот стоек под прогон и потолка помещения.

В общем случае учитывается уклон ската и размеры строения и, как производная, тип материала. В расчетах используют данные из специально разработанной таблицы, в которой через коэффициент связаны ширина строения и величина уклона.

Допустим, ширина строения равна 8 м, а уклон – 40°. Высоту конька двухскатной крыши рассчитывают по следующей схеме: половину ширины умножают на коэффициент, значение которого находят из таблицы. Таким образом, высота или расстояние между верхней точкой конька крыши и перекрытием составляет 4х 0,86= 3,44.

Зачем нужно знать диаметр?

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

Неопытные строители могут сделать трубу с большим или недостаточным сечением. В любом таком варианте работа отопительного прибора нарушается, и вы просто выбрасываете деньги на ветер

Для оптимальной работы системы отопления дома важно провести точный расчет и ознакомится с рекомендациями нормативных документов

Важно! Противопожарная безопасность дома, производительность работы, комфортная температура – решение всех этих вопросов зависит от правильного определения размеров и длины дымовой трубы. https://www.youtube.com/embed/S13oigbTl9I

Заключение

Если крыша плоская или имеет небольшой скат в 5-10о, то высота вывода системы вентиляции не принципиальна, достаточно 400-600 мм. Для двухскатных систем с крутыми скатами необходимо следовать рекомендациям нормативов. Для многоуровневых конструкций со слуховыми окнами и сложными ломаными скатами, помимо следования рекомендациям нормативного документа, придется потратить время в поисках места, где воздушные потоки имеют наиболее стабильную скорость движения. В противном случае воздух будет перемещаться в воздуховодах рывками, гудеть и временами прекращать движение, что явно не добавляет комфорта. В этом случае необходимо устанавливать дополнительные резонаторы и увеличивать количество выводов вентиляции. Производительность шести выводов будет соответствовать двум огромным стойкам, а равномерность потока в 2-3 раза выше, если, конечно, все стойки равномерно распределены по площади ската, а не собраны одним пучком.

Что еще почитать по теме?