Расчет дымовой трубы методика расчета тяги высоты при естественной тяге диаметра устья

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

Проведение расчета параметров трубы позволить не только сэкономить на топливных ресурсах, но и обеспечить комфортное и безопасное нахождение людей в жилом помещении.

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

Для бытового дымохода, устанавливаемого в частных домах, достаточно вычисление трех основных параметров.

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.

Обратите внимание!

Чтобы сделать такой расчет надо знать мощность (теплоотдачу) котла или печи, иными словами: количество сжигаемого за час топлива. Данную цифру легко узнать, заглянув в паспорт оборудования.

Остальные параметры для всех бытовых конструкций примерно одинаковы:

  1. температура газов на входе в трубу – 150/200º;
  2. скорость их в дымоходе — не меньше 2 м/сек.;
  3. высота бытовой дымовой трубы, по СНиП, должна составлять не меньше 5м от колосника;
  4. 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:

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.

  1. Допустим, что на колоснике топки сжигается 10 кг дров в час, имеющих влажность в 25%.
  2. Тогда объем газов (V) при нормальных условиях (учитывая коэффициент избытка воздуха), нужных для горения — 10 м³/кг.
  3. Температура на входе в трубу равна 150º.
  4. Следовательно, Vг = (10∙10∙1.55)/3600. Произведя вычисления, получим объем газов, в 0.043 м³/сек.
  5. Приняв скорость газов за 2м/сек., вычисляем диаметр : d² = (4∙0.043)/3,14∙2, получаем значение 0,027.
  6. 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

  1. 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.
  2. Тепловой коэффициент для нашей трубы равен 0.34.Значит, на один ее метр потери составят: 0.34:0.196=1,73º.
  3. Поэтому, на выходе из 3 метрового ствола (из общих 5 м отнимаем 2 м печи) температура газов: 150-(1.73∙3)=144,8º.
  4. 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.

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:

Высота дымохода: технологический регламент

Теплотехнические и геометрические ошибки, допущенные при расчетах дымоотводящей трубы, угрожают неувязками в работе теплосилового оборудования, вызванных низкой тягой. В таком случае такой источник нагрева не просто, а порой и невозможно будет растопить. Опасным последствием неправильных расчетов конструкции — является процесс завихрения в газоходах, в результате чего дымовые газы смогут попасть в помещение, вызвав отравление угарным газом у домочадцев. Прежде чем приступить к постройке газохода, необходимо выполнить расчеты главных строительных параметров. Высота дымохода и его диаметр напрямую влияют на создание тяги в топочном пространстве.

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:

vysota-dymohoda3-7776808

  1. Суммарная протяжённость дымоходной трубы обязана быть более 5.0 м. В строениях, где нет мансардного отделения, высота трубы принимается менее 5.0 м.
  2. В этом случае будет выполнено условие по созданию рабочей тяги.
  3. Высота части канала, какая выступает за границу крыши, обязана быть более 500 мм.
  4. Над коньком она должна выступать на 500 мм и более, в случаях, когда промежуток между нею и коньком не превышает 1500 мм.
  5. 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.
  6. Максимальный уровень трубы обязан быть сверх линии, проведенной от конька к карнизу под наклоном 10 градусов.
  7. 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:

  1. 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.
  2. В новообразованной точке наносят новую линию — это и будет наименьшая высота, на какой будет располагаться устье трубы.
  3. 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.
  4. Необходимо запомнить, что увеличивать высоту трубы над кровлей с нарушением нормативов — запрещается. Большой ветровой напор запросто сможет обрушить такой дымоотвод.

Методы расчета высоты дымовой трубы

Все индивидуальные дома должны быть оборудованы отоплением с источниками нагрева, работающего на газовом, жидком или газообразном топливе. Такие устройства оборудуются дымовыми трубами для удаления угарных газов, образующихся в результате горения топлива.

Такие котлоагрегаты способны работать только в случае, когда имеется необходимая тяга для подачи дутьевого воздуха и удаления дымовых газов. Расчет параметров газоходов выполняют исключительно высококлассные профессионалы, итоги расчетов оформляются в виде таблиц и рекомендуются к использованию во время изготовления системы дымоотвода от котлов.

Графический метод

В основании метода определения высоты дымохода относительно конька лежит теорема Пифагора. Схему строят с соблюдением габаритов и соотношений строения в доступном масштабе:

vysota-dymohoda1-9210018

  1. На готовом эскизе наносят 2 симметрические оси: конек и запроектированное место трубы.
  2. Через верх кровли проводят горизонтальную линию и, применяя транспортир, к низу от нее, откладывают уклон, равный 10 градусам.
  3. Намеченную линию проводят до оси симметрии трубы.
  4. Усеченная линия даст требуемую величину.
  5. Ее нужно вымерить и просчитать в соответствии с принятым масштабом.
  6. Определенный размер и будет определять высоту.
  7. Потребуется узнать обеспечивает ли принятое значение государственным нормативам.
  8. План строения, если нужно, немного корректируют. Для чего ось дымопровода плавно перемещают по горизонтали, пока не будет определено оптимальное расположение дымовой трубы.

Графический метод расчета высоты дымохода

Математический метод

Данный порядок определения высоты дымохода относительно конька базируется на применении тригонометрии. Расчеты исполняют в такой очередности:

  1. Рисуют эскиз фронтальной части строения в нужном масштабе. Для техников без инженерного навыка принимают наиболее подходящий масштаб – 1:100. При переводе плана в натуральные размеры считают, что 1 см равен 1 м.
  2. На схеме фиксируют симметрическую ось дымоотводящейтрубы. Через верх кровли выполняют дополнительную линию и дальше ведут до ее перекрестка с трубной осью.
  3. Равным образом, как в процессе графического приема чертят остроугольный треугольник в 10 градусов, приложенный к ребру конька.

Имея сведения об одном из катетов, возможно, вычислить другой, по формуле a = b*tgL. В данном случае:

  • a– длинна от ребра до выхода дымоотвода;
  • b – длинна от оси строения до симметрической оси дымохода;
  • L -угол равный 80 градусам, восполняющий 10 градусов до 90.

Описанные способы применяются при расчетах домашних дымопроводов, которые конкретно обслуживают единственный источник нагрева. Для производственных котлоагрегатов теплопроизводительностью более 80 кВт, или нескольких таких установок рекомендуется обратиться к специалистам. Должный размер тяги может быть обеспечен только с применением подробных тепловых и аэродинамических расчетов котельного оборудования.

vysota-dymohoda2-6582175

Математический метод расчета высоты дымохода

Высота дымохода от конька крыши скатного типа может зависеть не только лишь от правил СниП, но равным образом и от внешней и внутренней конфигурации каналов, их сечения и прочих данных, которые конкретно, обусловливают эффективность работы нагревательного агрегата и его КПД. Для организации наиболее развернутых подсчетов применят online калькуляторы, на профильных веб сайтах.

Нюансы планировки и факторы, влияющие на параметры дымохода

Для проектирования безупречного варианта невообразимо обходиться только расчетами и схемами. Газоход пересекается с важными конструктивными частями дома, а это обозначает, что он, безусловно, воздействует на план. В том случае, когда владелец хочет выполнить монтаж поближе к коньку, он может столкнуться со многими сложностями. Поэтому дымопровод лучше располагать на большой дистанции.

Высота должна быть выбрана с учетом конструкционных особенностей:

  • Дизайн квартиры;
  • геометрия дымопровода;
  • число жилых этажей;
  • удобность монтажа дымоходных каналов;
  • потенциальная доступность для проведения работ по обслуживанию котлоагрегата и дымовентиляционной установки;
  • вид стройматериала, использующегося в период возведения перегородок и стропильной системы;
  • количество источников тепла, подключаемых к единственному дымоходу.

Необходимо обозначить, что в соответствии с нормами устройства систем теплоснабжения в индивидуальных жилищах, к одному газоходу допускается подключать только один котел. В особенных вариантах разрешается исполнять вывод котловых газов по одному дымоходу от 2-х агрегатов. Для грамотного функционирования теплотехнического оборудования, в середине такой конструкции надлежит ставить рассечку. Печи в многоэтажных домах до 3-х этажей размещают одну поверх иной, и их дымопроводы подобным манером, чтобы дымовые газы имели возможность уходить по одной шахте.

Дымоход, который не имеет возможность быть установленным в капитальной стене, устанавливают дымовентиляционные каналы как можно ближе к коньковому прогону.

Строительство стенового дымопровода выполняется с применением шаблона-буйка, обкладываемого со всех сторон кирпичной кладкой. Он выполнен в форме деревянного ящика, с сечением равным диаметру дымовой трубы. Достигнув верха шаблона, его передвигают выше, после чего снова обкладывают. Процесс продолжают до того момента, пока не будет закончено сооружение несущей стенки.

Нередко, кирпичные трубы располагают с внутренней части капитальных стенок, в этом случае может быть организован наиболее эффективный нагрев коттеджа, с низкими удельными расходами на отопление. Иной раз дымовые каналы размещают во внешних стенках, однако подобный способ будет наиболее затратным и вызовет значительные усилия при обслуживании дымовентиляционных каналов. В варианте закладки дымовентиляционной системы в наружной стене, ширина стены трубы получается большей.

Безукоризненный расчет дымовой трубы повышает КПД источника нагрева дома и гарантирует безопасную эксплуатацию источников отопления. В противоположном варианте токсичные газы смогут попадать в жилое помещение и принести вред здоровью жильцов.