Высота дымохода над крышей. Как рассчитать правильно? Как самостоятельно рассчитать диаметр и высоту дымохода, сделав печь безопасной

Зачем требуется вычислять высоту дымохода

Расчет высоты дымовой трубы необходимо производить по нескольким причинам:

Для увеличения коэффициента полезного действия отопительного прибора. Если высота трубы дымохода определена правильно, то оборудование будет максимально быстро отдавать тепло при минимальных затратах топлива.
Для безопасности здоровья людей. Если высота дымохода для котла или иного оборудования рассчитана неправильно, то продукты горения, вредные для здоровья человека, будут попадать внутрь помещения. Для обеспечения безопасности требуется нормальная тяга дымохода.

Наличие тяги обуславливает возможность использования отопительного прибора

Для исключения угрозы возникновения пожаров. При недостаточной высоте дымоходного канала горячие газы не успевают остывать до требуемой температуры, что увеличивает возможность возгорания.

Из-за малой высоты дымового канала может произойти пожар

Правильный подсчет длины дымовой трубы позволяет сэкономить топливные ресурсы и является залогом здоровья окружающих людей.

Выбор сечения трубы для печи

Специалисты не рекомендуют простукивать керамический кирпич дополнительно для того, чтобы он встал на место. В процессе простукивания происходит образование воздушного пространства, влияющего на тягу дымового газа. Если требуется уложить 4-6 рядов кирпичей изнутри трубы, то кладка дымохода из кирпича протирается влажной тряпкой, а все швы затираются. Шов кладки обычно составляет в горизонтальном направлении 0,5 см, а по вертикали — 1 см.

Форма кирпичного дымохода для металлической печи или камина влияет на уровень гидравлического сопротивления в трубе, поэтому ее поперечное сечение может быть в виде прямоугольника или квадрата. Оптимальный вариант представляет собой круглая форма дымохода, но выложить его из кирпича своими руками довольно трудно.

Печная труба не должна иметь повороты и наклоны, поскольку эти виды элементов приводят к созданию дополнительного сопротивления воздуха. Если нельзя обойтись без поворота, его несложно оборудовать под углом 60 °. Кладка трубы предполагает обустройство оголовника, выполняемого в 1 кирпич. Выкладка верхней части осуществляется на цементно-песчаный раствор.

От выбора сечения должен зависеть уровень теплоотдачи печи или камина. Сечение может находиться в пределах 260х260 мм. К примеру, если выбранное сечение составляет 130х130 мм, то теплоотдача равна 3,5 кВт, а при сечении 130х250 мм — более 3,5 кВт. Выбирать очень большое сечение трубы для котла, печи или камина не следует, поскольку при этом теряется эффективность отопления, что приводит к уменьшению теплоотдачи.

Разновидности труб для печей и каминов

Различают следующие виды печных труб:

Насадные трубы кирпичные — это массивные объекты, опирающиеся на кладку печки, выкладывать их требуется толщиной не менее, чем в полкирпича.
Коренные трубы — это отдельностоящие конструкции в виде стояков, выполнять их следует из асбестоцементной трубы диаметром 15-20 см.
Сборные трубы — это отдельные блоки, изготовленные из жаропрочного бетона.
Стеновые трубы — это конструкции, смонтированные в капитальной несущей стене, что позволяет экономить пространство в комнате.

Печная труба, встраиваемая в несущую стену, должна располагаться в самом доме. Специалисты не рекомендуют производить установку дымоходов в наружных стенах, поскольку воздух с улицы будет вызывать охлаждение дымового газа, а также понижать тягу. В результате это приведет к образованию конденсата внутри канала.

Получение высокого КПД от печи, имеющей такой тип трубы, не является возможным. Если иной способ расположения стеновой печной трубы не предусмотрен, проводятся соответствующие виды работ по обустройству пилястра с выступом, выходящим вовнутрь помещения. Монтаж осуществляется с выдержкой требуемых расстояний от дымохода до наружной стены:

2,5 кирпича (от 20 до 30 — 650 мм);
2,0 кирпича (от 20 и выше — 510 мм);
1,5 кирпича (от 20 и ниже — 380 мм).

Расположение печной трубы определяется строго по вертикали без отступов внутри. При наличии увода в конструкции, его размеры не должны быть больше 1 м. Кирпичная труба зачастую имеет внутри сечение, составляющее не меньше 140х140 мм. Нормальная тяга дымовой трубы достигается за счет высоты трубы, равной не менее 5 м. Если она меньше 5 м, тяга обеспечивается с помощью дефлектора-диффузора.

Оборудовав свой дом печным и каминным отоплением, следует монтировать 2 дымохода. Разная тяга одного из очагов способна привести к задымлению. В деревянном доме в местах, где есть примыкающая печная труба из кирпича, предусматривается утолщение в 1-1,5 кирпича. Легковозгораемая конструкция возле печной трубы должна быть закрыта от нее асбестоцементными либо металлическими листами.

Труба, исключающая занос дымохода снегом, должна располагаться выше кровли на 0,5 м. Для предохранения торца оголовка трубы применяется металлический колпак или окантовка из стального листа. На участке выхода печного дымохода монтируется узел прохода через кровлю, позволяющий исключить распространение влаги на чердаке. Узел прохода можно оборудовать из листа стали самостоятельно.

Технологический регламент и правила монтажа дымохода

Все нормативы для грамотного определения высоты газохода по отношению к коньку установлены СНиП 2-04-05/91.

Согласно требованиям стандарта:

Суммарная протяжённость дымоходной трубы обязана быть более 5.0 м. В строениях, где нет мансардного отделения, высота трубы принимается менее 5.0 м.
В этом случае будет выполнено условие по созданию рабочей тяги.
Высота части канала, какая выступает за границу крыши, обязана быть более 500 мм.
Над коньком она должна выступать на 500 мм и более, в случаях, когда промежуток между нею и коньком не превышает 1500 мм.
Длинна трубы принимается, равной высоте конька либо немного больше, если часть горизонтальной поверхности от нее до контура конька установлены в границах от 1500 до 3000 мм.
Максимальный уровень трубы обязан быть сверх линии, проведенной от конька к карнизу под наклоном 10 градусов.
Если расстояние дымохода от конька -1500 мм, то устанавливают высоту с учетом конфигурации строения.

Монтаж дымохода

Перед тем, как установить, какой высоты должен быть дымоход выполняют расчет:

На схеме наносят параллельную линию по отношению к уровню почвы. От данной линии, в точке, где крыша скрещивается с дымовым каналом, верх в аналогичном масштабе отмечают участок 500 мм.
В новообразованной точке наносят новую линию — это и будет наименьшая высота, на какой будет располагаться устье трубы.
По данному методу устанавливают максимальный размер высоты трубы, если расстояние между коньком и трубой более 1500 мм, но менее 3000 мм. От верха на кровельной конструкции откладывают горизонтальную линию, свидетельствующую о меньшем уровне участка трубы.
Необходимо запомнить, что увеличивать высоту трубы над кровлей с нарушением нормативов — запрещается. Большой ветровой напор запросто сможет обрушить такой дымоотвод.

Определяем оптимальную высоту дымовой трубы

Снижения температуры дыма увеличивает массу продуктов сгорания, тем самым уменьшая тягу.

Кроме высоты трубы на эффективность работы отопительных приборов оказывает влияние и место расположения дымохода на крыше относительно конька и близлежащих построек с высокими крышами, приоритетное направление ветров в данной местности.

Расчетные параметры расположения дымохода на крыше

Расположение и расчет высоты дымовых труб регламентируются СНиП 2.04.05-9, в котором говорится:

высота дымоходной трубы, считая от колосниковой решетки до верха, не должна быть менее пяти метров. Оптимальная высота дымохода 6 метров или несколько выше;
если дымоход выходит на плоскую кровлю без высокого ограждающего парапета, её высота должна быть не менее полуметра над плоскостью кровли;

Высота дымохода на плоской кровле

если труба дымохода находится в пределах 1,5 м от конька крыши или высокого ограждающего парапета, то её верхний обрез должен быть выше на 0,5м уровня этих конструкций;
дымоход, расположенный в пределах 1,5-3,0 м от конька крыши или парапета, должен быть вровень с ними;

Расчет высоты дымовых труб, при условии, что конструкция располагается дальше, чем 3 метра от конька кровли или парапета, производится следующим образом — высота верхнего обреза трубы должна располагаться так, чтобы горизонтальная линия, проведенная от конька и линия совмещающая верх трубы и конек, образовывали угол равный 10 градусам.

Расчет высоты дымовой трубы

Помимо расчета высоты относительно конька или парапета, нужно обратить внимание, как форма трубы и размер её сечения влияет на работу отопительных приборов. Идеальной считается округлая форма дымоходной трубы, в которой вывод газов происходит равномерно, без завихрений. Важным условием стабильной тяги является сечение дымоходной трубы, одинаковое на всем протяжении

Важным условием стабильной тяги является сечение дымоходной трубы, одинаковое на всем протяжении.

Если конструкция возводится из кирпича или другого материала, принимая прямоугольную форму, то соотношение сторон прямоугольного сечения должно выдерживаться 1:1,5. При этом углы внутреннего сечения должны принять округлые формы.

При прямоугольной форме дымоходной трубы площадь её сечения не должна быть меньше 10 Кв см. Дымоход круглой формы не может быть в диаметре меньше, чем 15 см, а в случае с каминной трубой -18 см.

Что касается высоты дымовой трубы котельной, то она, как правило, весьма значительная. При высоте превышающей 6-8 метров, такая конструкция должна дополнительно укрепляться растяжками, концы которых надежно фиксируются на некотором удалении от здания.

Если вы не знаете, как рассчитать высоту дымовой трубы при постройке своего дома, то следует обратиться к специалистам или воспользоваться бесплатными сервисами в сети интернет, где по вашим параметрам онлайн — калькулятор в считанные минуты выдаст результат.

Нужно помнить, что высота дымовой трубы над крышей должна быть рассчитана исходя из норм пожарной безопасности. Недопустимо располагать дымоходную трубу в непосредственной близости от окон, дверей, мансардных окон, поскольку вылетающие искры могут стать причиной пожара.

Минимальная высота дымовой трубы может быть достигнута её расположением вблизи конька. Такой вариант лучше тем, что основной ствол конструкции проходит по чердачному пространству, поэтому будет меньше подвергаться охлаждению, вследствие чего создается меньший риск образования конденсата внутри и ухудшения её тяги.

Как рассчитать высоту конька двухскатной крыши

Расчет высоты конька двускатной крыши производится двумя способами: схематическим и математическим. Точность получаемых результатов у них примерно одинакова, так как в их основе лежат аналогичные принципы тригонометрии.

Оба метода предполагают, что высота конька определяется по известным углам скатов и длине пролета крыши.

Математический расчет осуществляется с помощью формулы c = a × tan b, где:

C – это длина конька;
a – это половина длины пролета;
b – это угол наклона крыши.

Использование данной формулы обуславливается тем, что конструкция двухскатной крыши представляет собой равнобедренный треугольник, который разделяется своей высотой на два прямоугольных.

Схематический расчет предполагает построение треугольника с формой аналогичной форме крыши в строго выдерживаемом масштабе. Самый удобный масштаб для чертежей – это 1:100, где 1 сантиметру в графическом выражении соответствует 1 метр реальных показателей.

Сначала нужно провести линию пролета крыши, которая будет основанием треугольника. Затем находится ее середина, из нее проводится ось симметрии. С помощью транспортира от концов этой линии откладывается установленный угол ската. В соответствии с отмеченным углом нужно провести линию. Точка, в которой она будет пересекаться с осью симметрии, станет ориентировочным местом расположения конька.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

К полученным показателям добавляется толщины коньковой доски и других доборных элементов, устанавливаемых в верхней части конструкции.

Расстояние от основания до точки пересечения оси симметрии с линией ската измеряется и преобразуется в соответствии с масштабированием в реальную высоту конька.

Несмотря на возможные погрешности, связанные с неточностью выполненных чертежей, графический метод позволяет получить хорошие результаты.

Расчет высоты конька

Расчет параметров дымовой трубы в частном доме

Что нужно знать при вычислениях

Чтобы определиться с параметрами дымовой трубы бытовой котельной нет необходимости производить серьезные вычисления. Достаточно воспользоваться упрощенной схемой расчетов.

Остальные параметры для всех бытовых конструкций примерно одинаковы:

температура газов на входе в трубу – 150/200º;
скорость их в дымоходе — не меньше 2 м/сек.;
высота бытовой дымовой трубы, по СНиП, должна составлять не меньше 5м от колосника;
естественный напор газов на 1м — не меньше 4 Па (или 0.4ммН2О)

Чтобы узнать величину самотяги, стоит учесть, что это: разность плотностей, которую имеет воздух и дымовой газ, помноженные на высоту сооружения.

Иными словами: расчет диаметра дымовой трубы зависит от количества, сжигаемого за час топлива.

Допустим, что количество сжигаемого топлива вы уже знаете, тогда объем газов на входе в трубу, при определенной температуре t, таков:

Vг = B∙V∙(1+t/273)/3600, в м³/сек. Зная скорость, с которой газы должны передвигаться в трубе, вы можете вычислить площадь (F) ее сечения:

F = π∙d²/4, в м²

А, исходя из формулы определения площади круга, можно вычислить диаметр (d) круглой трубы:

dт = √4∙B∙V∙(1+t/273)/π∙ω∙3600, в метрах. Пример расчета трубы, находим нужный диаметр

Приведем конкретный пример, как производится расчет дымовых труб бытового назначения.

Пусть это будет металлическая изолированная труба.

Допустим, что на колоснике топки сжигается 10 кг дров в час, имеющих влажность в 25%.
Тогда объем газов (V) при нормальных условиях (учитывая коэффициент избытка воздуха), нужных для горения — 10 м³/кг.
Температура на входе в трубу равна 150º.
Следовательно, Vг = (10∙10∙1.55)/3600. Произведя вычисления, получим объем газов, в 0.043 м³/сек.
Приняв скорость газов за 2м/сек., вычисляем диаметр : d² = (4∙0.043)/3,14∙2, получаем значение 0,027.
Подставляем все цифры в формулу dт = √4∙0.34∙0.043∙(1+150/273)/3.14∙10∙3600. Сделав вычисления, получим необходимый диаметр в 0.165 м.

Определение самотяги

Определим, как охлаждается газ на 1 м сооружения. Зная, что сжигается 10 кг дров в час, производим расчет мощности: Q =10∙3300∙1.16, получаем цифру 38.28 кВт.
Тепловой коэффициент для нашей трубы равен 0.34.Значит, на один ее метр потери составят: 0.34:0.196=1,73º.
Поэтому, на выходе из 3 метрового ствола (из общих 5 м отнимаем 2 м печи) температура газов: 150-(1.73∙3)=144,8º.
Значение самотяги при определении плотности воздуха, в нормальных условиях при 0º = 1.2932, при 144,8º = 0.8452. Производим вычисления: 3∙(1.2932-0.8452). Получаем значение естественного напора газов, равное 1,34 ммН2О. Этого волне достаточно для нормальной эксплуатации трубы.

Как вы могли убедиться, расчет трубы дымовой бытового назначения не так уж и сложен, как могло бы показаться.

Задвижка в дымоходе камина

Как мы уже выяснили, «сэндвич» не вырабатывает тепло. Он лишь выступает в роли «шубы» удерживающей тепло. Но для этого необходимо чтобы через дымоход постоянно циркулировал тёплый воздух. Диаметр сечения дымохода зависит от размеров топки. Обычно это 180 мм.,200 мм..

Иногда попадаются дымоходы и большего размера. В любом случае, даже самая небольшая труба для камина – это довольно внушительные каналы, через которые способно улетучиваться приличное количество тепла. Думаю, что вы согласитесь со мной, что очень неразумно в холодный период, в буквальном смысле слова выбрасывать на улицу драгоценное тепло. А раз так, то на дымоходе, на случай простоя камина, предусматривается задвижка (шибер). То есть, при закрытой задвижке тепло не уходит в дымоход, при этом, «сэндвич» моментально остывает.

Штатная задвижка камина не может обогреть дымоход

Но и это ещё не всё. В готовых каминных топках имеется штатная задвижка, которую производитель каминов сознательно делает неплотной, со щелями. Того воздуха, который уходит в дымоход через эти не плотности в штатной задвижке, катастрофически не хватает, чтобы прогреть «сэндвич». Металлическая труба очень быстро остывает и тяга в ней опрокидывается. Металл имеет очень маленькую тепловую инерцию и из-за этого не в состоянии долго удерживать тепло под влиянием наружного холодного воздуха.

К тому же из-за постоянно поступающего теплого воздуха в железной трубе образуется конденсат, который соединяясь с продуктами горения, откладывающимися в трубе образует кислоту, способную насквозь разрушить металлическую трубу. У меня на даче из-за этого проржавела довольно толстая металлическая труба, отходящая от печки.

Проектирование дымохода в зависимости от конфигурации отопления

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.

Какая должна быть высота трубы дымохода для печи?

Расчет этого параметра позволяет избежать возникновения обратной тяги и других возможных неприятностей. Этот вопрос регламентируется правилами СНиП и других документов.

Зачем нужен этот параметр?

Для того чтобы понять важность этого фактора разберем подробнее несколько физических законов и последствия неправильно сделанных дымоходов. При прохождении нагретых газов, температура понижается, но теплый воздух или газы всегда поднимаются вверх. На выходе из трубы температура еще больше снижается

Отработанные газы, находящиеся в трубопроводе с надежным слоем теплоизоляции имеют высокую температуру и столб нагретого дыма, поднимаясь вверх увеличивает тягу в топке

На выходе из трубы температура еще больше снижается. Отработанные газы, находящиеся в трубопроводе с надежным слоем теплоизоляции имеют высокую температуру и столб нагретого дыма, поднимаясь вверх увеличивает тягу в топке.

Разберем ситуацию – уменьшаем внутреннее сечение трубы и увеличиваем высоту трубы над коньком крыши. Если вы думаете, что увеличивается объем нагретого газа, увеличивается время остывания дыма и увеличивается тяга – такое утверждение верно только наполовину. Тяга будет отличной, даже с большим излишком. Дрова будут быстро сгорать и расходы на покупку топлива возрастут.

Чрезмерное увеличение высоты дымохода может вызвать возрастание аэродинамических завихрений и понижения уровня тяги. Это чревато возникновением обратной тяги и выхода дыма в жилые помещения.

Требования СНиП

Длина трубопроводов вытяжки отработанных газов регламентируется требованиями СНиП 2.04.05. правила предписывают соблюдать несколько основных правил монтажа:

минимальное расстояние от колосниковой решетки в топке, до защитного козырька на крыше – 5000 мм. Высота над уровнем покрытия плоской крыши 500 мм;
высота трубы над скатом крыши или коньком должна соответствовать рекомендованной. Об этом расскажем в отдельной главе;
если на плоской крыше находятся постройки, труба должна быть выше. В этом случае, при большой высоте трубы, ее раскрепляют растяжками из проволоки или троса;
если здание обустроено системой вентиляции, их высота не должна превышать колпак трубопровода вывода отработанных газов.

Аэродинамический расчет параметров дымовой трубы котельной

Дымоход — это составная часть единой системы, включающей теплогенерирующую установку, воздуховоды и газоходы. Дымовой трубой обеспечивается рассеивание в атмосфере вредных выбросов, содержащихся в дымовых газах. Аэродинамический расчет параметров дымовой трубы котельной необходимо проводить для того, чтобы система эффективно выполняла свои функции и не несла угрозы человеческому здоровью.

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

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.