Как рассчитать трубу для дымохода: Рассчитать дымоход — формулы для вычисления параметров

Выполнение расчетов высоты дымовой трубы: формулы и примеры

Печь или камин неспроста называют «сердцем дома». Но приручение огня внутри жилой постройки предполагает целый ряд действий и длинный свод правил. Ведь любые ошибки в проектировании дымохода обходятся слишком дорого, начиная с удушливого дыма внутри помещения и заканчивая пожаром. И чаще всего все начинается с нарушения тяги и разрушения стенок дымохода, а затем возгораются прилегающие строительные конструкции.

Сегодня выполнение расчетов высоты дымовой трубы зачастую производят через специальные программы, хотя опытные специалисты обязательно проверяют полученные значения вручную, при помощи формул, с которыми есть смыл познакомиться ради душевного спокойствия.

Они не сложны, для их понимания достаточно школьных знаний геометрии и умения подставлять значения в нужное место. А мы, в свою очередь, постараемся объяснить вам, почему так важен каждый показатель для определения высоты дымоходной трубы, и как именно он на нее влияет.

Согласно всем строительным нормам и правилам, дымоход должен возвышаться над кровлей на определенном расстоянии. Это необходимо для того, чтобы воздуха на выступающих частях крыши ввиду завихрений не вызывал обратную тягу.

Обратную тягу воочию можно встретить в виде дыма, который валит из камина прямо вовнутрь помещения. Но и лишняя высота дымохода тоже не нужна, иначе тяга станет слишком сильной и тепла от такого камина не дождаться: дрова будут испепеляться, как спичка, не успевая давать жар.

Вот почему так важно рассчитать высоту дымоходной трубы максимально точно, в особенности учитывая направление действующих на местности ветров:

Если труба оказалась расположенной слишком близко к густым деревьям или высокой стене, ее необходимо нарастить асбестоцементной или стальной трубой.

В этом видео вы также найдете ценные советы по устройству дымохода и решения проблем с его высотой:

На саму силу тяги оказывают воздействие сразу несколько важных факторов:

  • материал изготовления дымохода;
  • высота фундамента над уровнем моря;
  • температура дымовых газов на выходе из печи;
  • форма поперечного сечения дымоходной трубы;
  • гладкость или шероховатость внутренней поверхности;
  • нарушение внутренней герметичности дымохода;
  • температура и влажность наружного воздуха;
  • вентиляция помещения с котлом или печью;
  • полнота сгорания топлива;
  • степень загрязнения котла (или печи) и дымохода;
  • тип используемой горелки (модуляционная она или дискретная).

Первым делом вам нужно определить величину статической тяги дымохода, а измеряется в величине ∆p [Па]. Вот формула для расчета:

h[м]=(∆p·Tp·Tн)/(3459·(Tp-1,1·Tн))

Тр – это средняя температура в трубе, а Тн – наружная температура. Измеряют ее по умолчанию в градусах по шкале Кельвина, но можно указать и по Цельсию, добавив +273.

Вычислить среднюю температуру не сложно. Обычно ее сообщают в технических данных к котлу, но важно также учитывать охлаждение. Это 1 градус на каждый метр кирпичной трубы, 2 градуса на метр стальной изолированной и 5 градусов на неизолированной.

При этом значение наружной температуры желательно брать то, что характерно для лета как самого проблемного времени для тяги:

Сделайте аэродинамический расчет и узнаете точную необходимую высоту и диаметр дымовой трубы. Сама по себе величина тяги означает разницу плотностей воздуха и дымового газа, умноженные на высоту дома. Именно 5 метров дымохода обеспечивают разрежение и тягу для дыма

.

Но что делать, если высоту трубы уже выше ставить нельзя, а тяга по определенным причинам еще недостаточна? Такое нередко бывает, когда дымовые газы остывают слишком быстро, особенно в холодное время года. Тогда для восстановления тяги нужный участок трубы просто утепляют.

Также помните, что реальная тяга всегда меньше статической из-за сопротивления движения газов внутри стенок трубы. Чем уже проходное сечение дымохода, и чем больше в нем изгибов, горизонтальных участков и тому подобное – тем хуже будет тяга, ведь на тягу влияет потеря давления по всей длине трубы.

Еще одна проблема, связанная с высотой дымохода, заключается в холодном воздухе из камина. Так, когда он не работает, из него выпускают холодный воздух с улицы. Происходит это тогда, когда оголовок дымохода находится ниже окончания вентиляционной вытяжки, или когда мансарда слишком большая и плохо утеплена.

Идем дальше.

Какие дымоходы сегодня устанавливают чаще всего? Это кирпичные, керамические и из изолированной и неизолированной стали.

И в первую очередь, при проектировании дымохода, вычисляют его его минимальные показатели пропускной способности. Если здесь допустить ошибки, дымовые газы станут скапливаться внутри трубы и доставлять немало проблем.

Общая схема расположения дымохода выглядит так:

Если температура отходящих газов невысока, как у современных низкотемпературных котлов, тогда в верхней части дымохода устанавливают так называемые электрические дымососы.

Они представляют собой небольшой вентилятор с лопастями. Такое устройство принудительно убирает продукты сгорания из трубы, усиливая, тем самым, силу тяги. И тогда сила тяги уже не влияет напрямую на высоту дымохода, ведь ее добиваются другим способом, а не «ловлей ветра».

Если дополнительного приспособления нет, тогда ветер ловить все-таки придется. И в этом случае нужно отталкиваться от имеющейся мощности котла, печи или камина, которые можно узнать из технической документации.

Она выражается в том количестве топлива, которое сжигают за один час работы.

Если количество объема топлива известно, тогда объем газов рассчитывают по такой формуле:

Vг = B∙V∙(1+t/273)/3600

Результат получится в м3/с. Это – скорость движения газов в трубе. Сечение трубы вычисляем уже по такой формуле:

F = π∙d²/4

И полученное значение определяют в м2. Это – площадь сечения дымохода, а диаметр рассчитывают по формуле:

dт = √4∙B∙V∙(1+t/273)/π∙ω∙3600

Остальные характеристики почти одинаковы у большинства отопительных приборов. Так, скорость выхода газов в дымоходе обычно не меньше, чем 2 метра в секунду, а температура газов на входе в трубы – от 150 до 200 градусов.

Также стандартный напор газов на 1 метр – не менее, чем 0,4 мм Н2О, или 4 Па:

Поэтому, согласно СНиП, высота дымовой трубы от колосника должна составлять не менее 5 метров.

Имеет значение также сам кровельный материал, а именно – его горючесть. Так, при пожаробезопасном покрытии высоту трубы следует увеличить на 1-1,5 метра, чтобы искры не долетали до кровли:

Большое значение также имеет то, насколько близко сам дымоход расположен к коньку кровли, парапету или других его элементов:

Итак, что касается возвышения дымовых труб над крышей, существуют такие правила:

  1. Не меньше, чем 1,2 метра над плоской кровлей.
  2. Не меньше, чем 50 см над коньком кровли, если труба расположена до 1,5 метра от конька.
  3. Не ниже уровня конька, если труба расположена от 1,5 до 3 м от конька.
  4. Не ниже линии, которую можно провести от конька вниз к горизонту под углом 10 градусов, если труба расположена от конька более 3 метров.

При этом дымовой канал должен находиться от других элементов строения на определенном расстоянии, минимум:

  • 150 мм для труб с изоляцией;
  • 500 мм для труб без изоляции.

Минимальная разрешенная высота трубы – 50 см. Но это слишком низкие трубы, которые разрешено ставить только на плоских крышах без каких-либо выступов. Если же крыша с более сложной конфигурацией, придется повозиться и учесть все выступающие части.

Так, если все эти части находится на расстоянии от 1,5 метров от самой трубы, тогда трубе достаточно быть просто выше, чем все эти элементы. Если они ближе, чем 1,5 метров, тогда дымоход должен превышать их высоту минимум на 59 см:

Существуют также свои правила монтажа дымохода через крышу и стену. Вот пример монтажа трубы прямо через кровлю:

Выдержать высоту дымохода в 5 метров от колосника топки до верхнего среза трубы не сложно, если был построен одно- или двухэтажный дом. Но проблемы возникают, если камин был установлен на верхнем мансардном этаже – здесь недостаточна высота потолка и чердака.

Немного по-другому происходит монтаж дымохода через стену дома или бани:

Отметим, что печи к дымоходам следует присоединять при помощи дымоходных труб длиной не более 0,4 м.

Одним словом, пропускная способность дымоходной трубы должна обеспечить беспрепятственное прохождение дыма и его выход в атмосферу. Причем здесь немаловажен и экологический момент, а именно, правильно ли продукты сгорания топлива рассеиваются в атмосфере.

Так, при строительстве коммерческих и заводских предприятий учитывают определенные санитарные нормы. А они зависят от погодных условий местности, типичной скорости потока масс воздуха, рельефа ландшафта и многих других факторов.

Итак, какое значение получилось у вас и равно ли оно точно 5 метрам?

Будьте в курсе!

Подпишитесь на новостную рассылку

Как рассчитать диаметр трубы для дымохода для газового и твердотопливного котла

Как правильно рассчитать необходимый диаметр дымоходной трубы? При проектировании автономной отопительной системы этот вопрос должен решаться в первую очередь. В подавляющем большинстве случае дымоходная труба подбирается по примерным параметрам – почему-то считается, что чем больше ее диаметр, тем лучше. Но это далеко не так. Для того, чтобы система отопления работала в оптимальном режиме, необходимо сделать правильный расчет дымохода.

Содержание

  1. Исходные параметры
  2. Примеры расчета – точный и приблизительный
  3. Шведский метод

Исходные параметры

Существуют определенные параметры, которые прямым образом будут влиять на характеристики будущего дымохода. Наиболее важными из них являются:

  • Тип отопительного прибора. В большинстве случаев организация системы газоотведения нужна для твердотопливных печей и котлов. При этом в расчет берется объем камеры сгорания и площадь проема камеры поступления воздуха в топку – зольника. Нередко она рассчитывается и для самодельных котлов, работающих на газу или дизельном горючем.
  • Общая длина дымохода и его конфигурация. Оптимальной является 5 метровая конструкция с прямой магистралью. Каждый поворотный узел создает дополнительные вихревые зоны, которые отрицательно сказываются на тяге.
  • Геометрия сечения дымохода. Идеальный вариант – это цилиндрическая конструкция. Но для кирпичной кладки добиться такой формы очень сложно (хотите узнать, почему?). Поэтому квадратное (прямоугольное) сечение менее эффективно, но при этом и требует меньших трудозатрат.

Беря во внимание все эти факторы, можно приступать к расчетам.

Примеры расчета – точный и приблизительный

Точные вычисления базируются на довольно сложной математической платформе. Для них требуется знать основные физические характеристики дымохода, прибора отопления и топлива. В качестве примера можно привести расчет стандартной трубы круглого сечения без поворотных узлов, которая подключена к печи, работающей на дровах. Входными параметрами вычисления послужат:

  1. Показания температуры газов при входе в трубу t– 150°С.
  2. Средняя скорость их прохождения по всей длине – 2 м/с.
  3. Оптимальная высота дымохода – 5 м.
  4. Скорость сжигания топлива (дров) при одной закладке B= 10 кг/час.

Исходя из этих данных можно приступать непосредственно к вычислениям. На первом этапе необходимо узнать объем выходящих газов. Для этого существует формула:

Где V – объем воздуха, который понадобится для поддержания процесса горения со скоростью 10 кг/час. Он равен 10 м³/кг.

Подставляя значения получаем результат:

Далее подставляем это значение в формулу для вычисления диаметра трубы:

Как видно, для такого точного расчета необходимо знать все параметры будущей системы отвода газов. На практике эта схема применяется крайне редко, во всяком случае – для организации бытового автономного отопления. Существуют и другие способы узнать диаметр дымохода.

Можно руководствоваться габаритами камеры сгорания. Ведь от ее размеров зависит количество сжигаемого топлива, а следовательно – и объем выходящих газов. Для открытых топок и дымохода с круглым сечением принято соотношение 1:10. Т.е. если размер камеры сгорания составляет 50*40 см, то оптимальный диаметр дымохода будет равен 18 см.

Если планируется возведение кирпичной конструкции, то соотношение будет несколько другим — 1:1,5. В этом случае диаметр дымоходной системы должен быть больше, чем размер поддувала. Причем квадратное сечение будет не менее 140*140 мм. Как уже говорилось выше, это связанно с завихрениями, которые создаются в кирпичной трубе.

Шведский метод

Во всех вышеописанных методиках не берется во внимание высота газоотводной системы. Для нее применяется соотношение площади камеры сгорания к сечению трубы. При этом учитывается и ее высота. Основополагающим инструментом является представленный график.

В качестве расчетных данных потребуются:

  1. Площадь топки – F.
  2. Площадь дымохода — f.

Например, пусть F равно 77*35=2695 см, а f — 26*13=338. Следовательно, соотношение составляет (338/2695)*100%=12,5%. Сверив это значение по графику можно увидеть, что оптимальная высота трубы для таких параметров может быть около 5 м.

Но этот метод больше применим для каминных систем, так как не берется в расчет объем воздуха для топки.

Выбор метода расчета диаметра дымохода может быть различным, но при сложных системах отопления важен оптимально точная схема. В особенности это касается низкотемпературных отопительных приборов длительного горения.

дымоход

Поделиться с друзьями

расчет длины трубы дровяной печи и дымохода