Дымовая труба для котельной: расчет высоты и диаметра + молниезащита

Конструктивные решения

Электросварку производить электродами типа Э50А ГОСТ 9467-75. Высоту сварных швов принимать по наименьшей толщине свариваемых элементов, кроме оговоренных. Длину сварных швов принимать по всему периметру сопряжения деталей. Оговоренные в узлах сварные швы приняты из условия ручной сварки.

Антикоррозионную защиту металлических конструкций выполнить грунтованием огнестойкой грунтовкой «ЦЕРТА» в два слоя. Антикоррозионную защиту конструкций производить в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций. Нормы проектирования», СНиП 3.04.03-85 «Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии. Правила производства и приемки работ». Работы по антикоррозийной защите должны производится с соблюдением требований техники безопасности в соответствии с ГОСТ 12.3-005-75*.

При производстве работ выполнять СНиП 12-03-2001 «Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования», СНиП 12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство», СНиП «Безопасность труда в строительстве. Часть 3. Промышленность строительных материалов и строительная индустрия».

Дымовую трубу необходимо окрасить в маркировочную окраску. Дневная маркировка должна отчетливо выделяться на фоне местности, быть видна со всех направлений и иметь два резко отличающихся друг от друга маркировочных цвета: красный (оранжевый), и белый.

Крепление металлоконструкций башни к основанию осуществляется через опорную плиту, заанкерованную анкерами, собранными в анкерный блок. Анкерные болты, объединенные в блоки, устанавливать в фундамент до бетонирования на специальных съемных кондукторах, строго фиксирующих и обеспечивающих проектное положение болтов и анкерной арматуры при бетонировании фундамента. Анкерные болты должны быть затянуты на усилие равное 1,1хР, где Р — расчетная нагрузка на анкерный болт. Для предотвращения раскручивания на анкерные болты устанавливают контр-гайки. Затяжку анкерных болтов выполнить после устройства подбетонки, под опорной плитой, из бетона марки не ниже B25F75W4 на мелком заполнителе, выдержав после заливки не менее 7 суток.

К началу монтажа надземной части должны быть закончены и сданы по акту работы по нулевому циклу.

Грунт обратной засыпки тщательно и послойно уплотнить до плотности сухого грунта 1,6 т/м3.

По периметру фундамента после монтажа дымовой трубы выполнить отмостку с уклоном от конструкции не менее 0,03.

Все работы вести в соответствии с требованиями СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции»

Материалы для возведения труб котельных

Системы для отвода дыма возводят из разных материалов – кирпича, стали, керамики, полимера. Дымоход из кирпича, сооружаемый над кирпичными печами и каминами, отличается хорошей механической прочностью, отличной теплоемкостью, достаточно высокой степенью пожаробезопасности.

Недостатков у этих конструкций тоже немало, поэтому в современном строительстве полностью кирпичные дымоходы встречаются все реже. Нормативные документы ограничивают высоту кирпичных труб 30-70 м, а диаметр 0,6-8 м.

На стенках кирпичной трубы со множеством выступов и углублений внутри, всегда оседает много конденсата, копоти, содержащей оксиды серы. Последние, вступая в реакцию с водой, образует кислоты, активно разрушающие кирпич.

Неровности поверхности, сужение прохода в результате постепенного нарастания слоя сажи, становятся причиной снижения скорости прохода дыма и опрокидывания тяги в дымоотводном канале.

Более устойчивы к конденсату и воздействиям внешних факторов дымоходы из керамики, у них высокая огнеупорность. Но эта система имеет большой вес, т.к. внутри находятся металлические стержни, придающие ей дополнительную прочность. Отсюда вытекают требования по обязательной устройству отдельного фундамента, опор, что повышает трудоемкость и стоимость монтажа.

Полимерные дымоотводные трубы уместны в котельных с максимальной температурой 250 градусов С, при монтаже газовых колонок. Они легкие, гибкие и долговечные, но актуальны только для газового оборудования.

Устройство для отвода дыма из нержавеющей стали – сборка, состоящая из отдельных элементов дымохода, соединенных между собой при помощи фасонных деталей: тройников, патрубков, дефлекторов, тройников, отводов. Стальными дымовыми трубами оснащают преимущественно газовые котлы.

Монтаж такого дымохода может быть выполнен и после постройки здания в короткие сроки. Существует большой ассортимент соединительных деталей, поэтому трубе можно придать любую конфигурацию.

Модульный дымоход можно без особого труда демонтировать и перенести в другое место. Преимуществом конструкции является и ее небольшой вес, что позволяет обойтись без фундамента, устойчивость к воздействию влаги, незначительное отложение копоти на внутренних стенках, высокая скорость прохождения дымовых газов.

Санитарно-технические нормы разрешают применять стальные трубы для сооружения дымоходов высотой более 30 м, исключение возможно только в том случае, когда за сутки расходуется менее 5 т многозольного топлива. Причина в том, что срок службы таких сооружений составляет 10 лет, а если используется высокосернистое топливо, он существенно сокращается.

К разновидностям, корпус которых выполнен из стального сплава, относятся коаксиальные дымоходы, с конструктивной спецификой и особенностями эксплуатации которых рекомендуем ознакомиться.

Назначение искрогасителя на трубы дымохода

Искрогаситель для бани или другого сооружения предназначен для охлаждения раскаленных частиц, находящихся в дымоходе. Двигаясь по ровной трубе, они не остывают. И если их не охладить, частицы попадут на деревья или дом и воспламенятся. Поэтому на ободок дымоотвода монтируют искрогаситель. Конструкция дымохода устроена так, что охлаждение искр происходит поэтапно:

Специальные препятствия в виде горизонтальных отводов и турбулентных потоков помогают частицам контактировать с поверхностью трубы, передавая ей свое тепло.
В связи с этим происходит быстрое нагревание трубы и частицы перестают охлаждаться.
Тяга внутри дымохода становится слабее из-за турбулентного потока.
Установленный искрогаситель сдерживает частицы и охлаждает их. При этом в дымоходе сохраняется качественная тяга.

Нужно знать, что топливо высокого качества выделяет меньше несгораемых частиц, а топливо плохого качества — больше.

Как подобрать?

Если планируется сделать работу своими силами, целесообразно отказаться от любых решений с использованием кирпича. Он относительно практичен, но при этом монтаж весьма сложен. Плата за услуги профессиональных печников тоже окажется значительной для большинства людей. Применение металлических изделий оправдано не только простотой установки, но также сравнительной легкостью их (меньше будет нагрузка на перекрытия, стены и фундамент).

Но оцинкованный металл пропускает больше тепла, нежели кирпич, и потому нормальная работа его возможна только с изоляцией. Керамика объединяет в себе практические свойства кирпича и металла. При этом она дороже стали, но дешевле обожженной глины. Если предстоит создавать изгибающийся дымоход, керамическая конструкция вряд ли подойдет. Она хорошо ставится только на вертикальных участках.

Расположенные извне дома дымоходы создаются еще редко, поэтому они воспринимаются как проявление оригинальности и свежих дизайнерских изысков. Но при этом их применение ограничено случаями, когда в доме ставят нагреватель, не соответствующий ранее составленному проекту. Идеальная вертикаль проще всего создается при монтаже внутреннего дымохода. Если тяга не слишком хороша, лучше всего выбирать именно такой вариант. Придется примиряться с повышенной трудоемкостью и с необходимостью тщательно работать над профилактикой пожара.

Нежелательно делать дымовые каналы с горизонтальными участками (в сумме) более 1 м. Отклонение от этого правила резко уменьшает тягу. Ключевыми моментами при выборе труб и при оценке конфигурации их являются нормы пожарной безопасности и соответствие по характеристикам источнику тепла. Экстерьер, дизайнерское совершенство и занимаемая площадь в самом доме и за его пределами вторичны. Черная сталь вроде бы позволяет экономить, но ее практические характеристики заметно меньше, чем у нержавеющей, особенно это касается прочности.

Низкий уровень легирующих добавок хорош тем, что такой материал более стоек к коррозии. Дымоходы подобного уровня предпочтительны на дачах, в банях и тому подобных местах, поскольку регулярное использование их почти невозможно. Продлить ресурс можно, если брать конструкции с максимально толстыми стенками. Чем длиннее отрезки, тем лучше, поскольку даже безупречно выполненные швы и стыки заметно ускоряют деградацию дымохода. Сварка с нахлестом или вальцовка стыков противоречат технологическим стандартам.

При отборе труб следует внимательно проверять, нет ли на них вмятин. Если внутри размещен слой утеплителя, он должен быть исключительно плотным, чтобы не нарушались тепловые качества. Сам утепляющий материал тоже важен, от него зависит устойчивость к воспламенению и стабильность состава в сильно разогретом виде. Солидные и ответственные производители обязательно включают в комплекты поставки соединяющие муфты; также в них входят инструкции от изготовителей, а труба должна быть маркирована.

Пример расчета трубы

И, наконец, расчет дымовых труб на конкретном примере. Дымоход в нашем случае представляет собой металлическую изолированную трубу.

1.Предположим, что печи на 1 час работы требуется 10 кг дров, (влажность топлива 25%).
2. Объем газов (V) в нормальных условиях — 10 м³/кг (с учетом коэффициента избытка воздуха).
3.Температура на входе ─ 150 градусов. Значит , Vг = (10∙10∙1.55)/3600. После всех вычислений объем газов ─ 0, 043 м³/сек.
4. Если скорость газов за 2м/сек., можно вычислить диаметр трубы дымохода:

Все полученные результаты надо подставить: dт = √4∙0.34∙0.043∙(1+150/273)/3.14∙10∙3600. После всех вычислений, получаем необходимый диаметр: 0.165 м.

Вычисление самотяги

Определяем степень охлаждения газа на 1 м дымохода. Учитывая, что за час печь расходует 10 кг топлива, рассчитываем мощность: Q =10∙3300∙1.16 = 38.28 кВт.

Тепловой коэффициент нашей трубы ─ 0.34. Следовательно, потери на одном метре: 0,34:0.196=1,73 градусов.

Отсюда получаем газовую температуру у выхода из ствола 3 м (из 5 м общей трубы исключаем 2 м печи): 150-(1.73∙3)=144,8градусов.

Значение самотяги при определении плотности воздуха, при 0 градусов ─ 1.2932, при 144,8 градусов ─ 0,8452. Вычисляем: 3∙(1,2932-0,8452). Итак, естественный напор газов ─ 1,34 ммН2О. Для эффективного использования дымохода вполне достаточно таких характеристик.

Прочностные характеристики дымовой трубы: инструкция по эксплуатации и монтажу коммуникации любого диаметра с фундаментом

От того какой материал использован в строительстве котельной трубы, определяется корреляция габаритов. Например, кирпичные сооружения не требуют отдельного фундамента, так как последний закладывается на стадии разработки печи. Этого нельзя сказать о тяжелом сырье для производства. Расчет металлоконструкции на прочность напрямую зависит от количества топлива сжигаемого за 1 час. Чтобы правильно рассчитать безопасные габариты стальных и железобетонных конструкций, учитывают следующие характеристики:

Тип фундамента – площадь подошвы, глубина заливки. Для тяжелых конструкций устраивается монолитная заливная площадка или стелятся бетонные плиты с петлями для крепления стальных тросов

Важно учитывать сейсмические особенности местности и сезонные подвижки грунта.
Климатические условия – скорость ветра, количество осадков. В зонах с повышенными показателями, толщина стен котельного дымохода и упор увеличены на несколько порядков, в отличие от спокойных регионов станет нюансом и конструктивной особенностью труб – рассчитать пропускную способность придется с данными показателями.
Скорость дымовых газов

В зависимости от вида топлива, материал трубы и, соответственно, прочность рассчитываются исходя из веса продуктов распада. Тяжеловесные угольные отходящие газы, содержащие еще и сажу, требуют максимальной жесткости конструкции. Кроме того, их температура способна влиять на внутреннюю поверхность дымохода.
Наличие принудительных тяговых вентиляторов. Сила извне, помимо естественной тяги влияет на конструктивные особенности дымоходной трубы и прочность. Учитывается мощность агрегатов и от них ведется расчет дымовой трубы котельной.

Для кирпичных и железобетонных дымовых труб, минимальный диаметр равен 1,2 м. Для стальных конструкций параметр – 3,6 м.

Показатели для практического аэродинамического расчета дымовой трубы

Дымовые трубы котельных и частных домов с твердотопливным котлом (каминами) требуют проведения тщательного вычисления с учетом ряда показателей:

климатических особенностей данной местности;
рельефа местности и типа грунта, на котором возводится постройка;
региональной сейсмической активности;
скорости ветров и норм выпадения осадков, а также критических величин;
типа кладки печи;
динамических колебаний оборудования;
материала, из которого построят дымовую трубу, и его температурного расширения;
вида топлива, его теплоотдачи;
технических характеристик, присущих котлу;
температуры газов на выходе.

Оперируя такими данными, можно просчитать:

высоту сооружения;
оптимальный диаметр;
допустимую массу, которую может иметь возводимая дымовая труба и, следовательно, выбрать материал, подходящий для обустройства конструкции.

Результаты расчетов позволят определиться с диаметром будущего дымохода, его высотой и массой

Правильно просчитанная высота и проходимость, подбор формы и материалов поспособствуют естественной тяге, обеспечивая хорошую теплоотдачу. Правильному расчету способствует привлечение профессиональных специалистов. Проявление небрежности обернется конструкционными ошибками, вследствие которых:

внутренние поверхности будут подвергаться чрезмерному оседанию сажи и золы;
внутреннее сечение будет постепенно уменьшаться, что приведет к ослабеванию тяги и проникновению угарных газовых образований во внутренние помещения;
возрастет возможность возгорания накапливающихся смол и деформации трубы, вызванной температурными перепадами;
повысится пожароопасность.

Как обеспечить эффективную молниезащиту?

Объем работы, необходимый для проведения молниезащиты котельной, определяется нормативно-правовым документом РД 34.21.122-87. Выбор оптимального варианта молниезащиты сооружения зависит от конструкции дымовой трубы, а также от материала ее изготовления.

На неметаллические дымовые трубы устанавливают метровые стержневые молниеприемники, количество которых зависит от высоты сооружения. Одного молниеприемника достаточно для трубы, высотой 15-50 м, двух – для сооружения, высотой 50-150 м, трех – для объекта, превышающей отметку в 150 м. В последнем случае молниезащита дымовой трубы котельной может быть выполнена в виде стального кольца, укладываемого по ее верхнему торцу.

Можно использовать активный молниеприемник, но если у вас металлический дымоход, то достаточно грамотно его заземлить и этого хватит

В конструкциях, изготовленных из железобетона, в качестве токоотводов выступают стержни арматуры, которые соединяют в самой верхней части конструкции с помощью сварки или скрутки. Металлические трубы сами являются молниепремниками, потому в установке дополнительных элементов молниезащиты не нуждаются.

Во всех случаях несущую конструкцию дымоотводящего сооружения соединяют с заземлителем молниезащиты с помощью токоотвода, выполненного из круглой стали, диаметр которой составляет 12 мм.

Как видите, расчет габаритов дымовой трубы, а также проектирование элементов ее молниезащиты является сложной задачей, решение которой лучше доверить специализированным фирмам. Монтаж сооружения ведется в соответствии с проектом и принимается в эксплуатацию комиссией, в которую обязательно входит представитель компании, разрабатывающей проект сооружения.

Заземление – это.

Вообще заземление – это простой металлический предмет, лучше всего большой площади и закопанный на большую глубину.

Металлическим предметом для заземления может выступать труба или уголок. Иногда изготавливают специальную конструкцию из нескольких уголков в виде перевернутой буквы «Ш».

Глубина закапывания заземления не должна быть меньше двух метров. Но труба и уголок не имеют большую площадь, поэтому рекомендуется укладывать другие предметы.

Например, бочка, спинка от металлической старой кровати, толстый металлический лист, сетка из толстой проволоки или арматуры.

Сезонная пора вносит свои коррективы в обслуживание громоотвода. Летом сухой грунт непременно необходимо увлажнять, так как электропроводимость и сухая почва не дружат.

Обычно для подобных целей к земле, на который заземлен громоотвод, делают сток, по которому идет вода с крыш или устраивают в этом районе сливной умывальник, или сливают туда вручную небольшое количество воды. Если место для громоотвода уже несколько продолжительных лет служит верой и правдой, его необходимо «подкармливать».

Монтаж молниезащиты

Делать это просто:

в земле делают несколько дырочек, которые высверливаются на поверхности,
в них засыпают техническую соль или селитру.

Не нужно опасаться того, что такая процедура может навредить зеленым посадкам. Соль быстро рассосется и проникнет глубоко в землю, устремляясь к грунтовым водам. Именно соль способствует увеличению электропроводимости и хорошему функционированию громоотвода.

Устройство заземления

Заземление обеспечивается при помощи кабеля или толстого провода.
Если вы выбираете для заземления кабель, то возьмите такой, у которого самое большое сечение.

Вам повезет, если в руки попадется витой провод из алюминия. Он прекрасно справиться со своей задачей, только при условии его полной изоляции, которая убережет все имеющиеся постройки. Такой кабель крепится при помощи жестяных или пластиковых скоб.

Типы дымоходов для котельных

Существует несколько типов дымоходов для котельных:

кирпичные,
железобетонные,
стальные.

Кирпичные дымоходы строятся в виде конуса для обеспечения устойчивости. Нижние части обкладываются огнеупорным кирпичом с зазором между стенками для компенсации расширения материала под воздействием высоких температур.

Железобетонные конструкции достаточно прочные, но менее стойкие к коррозии. При их строительстве выполняют внутреннюю укладку для защиты от действия агрессивных газов.

В отличие от первых двух типов, труба металлическая дымовая для котельной может быть нескольких типов:

Классические колонные представляют собой бетонный фундамент с выходящей из него стальной трубой.
Усиленные фермами предназначены для использования на крупных котельных. Ферма состоит из металлических стержней, расположенных вдоль и поперек. Они соединены с анкерной корзиной, удерживающей дымоход вертикально.
Мачтовый тип представляет собой ствол дымохода, усиленный каркасом, прочно удерживающимся растяжками.
Бескаркасные предназначены для обеспечения дымоотвода в частных домах. Конструкции отличаются простотой монтажа и небольшой высотой.
Встроенные дымоходы оборудуют в стенах дома и усиливают кронштейнами.

В зависимости от сложности системы отопления все типы могут быть одноствольными или многоствольными.

Принцип работы

Для того чтобы поддерживать постоянный огонь в топке котельной, к нему непрерывно должен поступать воздух. При этом происходит вывод продуктов сжигания топлива с дальнейшим их рассеиванием в атмосфере. Оба этих процесса обеспечиваются естественной тягой.

Дымовые трубы для котельных работают по принципу физического закона сообщающихся сосудов — масса воздуха низкой температуры больше, чем разогретого в форме столба такой же высоты. Таким образом происходит круговорот, при котором чистый воздух поступает в котел, выталкивая обработанный через дымоход.

В обеспечении тяги большую роль играют высота конструкции, температура внутри и снаружи, а также давление атмосферы.

19.12.2018
Добрый день! Есть в организации дымовая труба от котельной… сама котельная и дымовая труба не эксплуатируются – в котельной все оборудование демонтировано.. дымовая труба на вид в исправном состоянии.. хотим на ней разместить антенны сотовой связи… требуется ли на эту установку какие-либо разрешения?
Александр
06.08.2019
Добрый день. Для обследования промышленных дымовых труб применяется РД 03-610-03, СП 13-101-99, ПБ 03-445-02 и руководство по эксплуатации промышленных дымовых и вентиляционных труб. Какие из этих документов носят обязательных характер, какие рекомендательный? 1) Допуски кренов так же разные, по какому документу ориентироваться? 2) Так же периодичность обследования в РД 03-610-03 стоит 5 лет, в остальных документах она зависит от типа трубы (кирпичная, металлическая, ЖБ и т.д.), чем руководствоваться? 3) Какие все-же нормативные документы при обследовании использовать, на какие можно ссылаться при указании предельно допустимых дефектов и повреждений, при рекомендации методов восстановления и ремонта?
Ксения
18.11.2019
Здравствуйте! Строим завод по производству пелетов (брикетов) установили на производстве дымоотводную трубу 30 метров из печей обжига пелетов, нужно ли где то регистрировать, ставить на учет данную трубу?
Саян
30.01.2020 Сами по себе дымовые трубы не регистрируются. Регистрируется опасный производственный объект – цех, котельная, производство, если он обладает признаками опасности согласно 116-ФЗ.
Менеджер: позвонить | написать письмо
30.01.2020
Добрый день! Организация эксплуатирует газовую котельную, зарегистрированную в Ростехнадзоре как ОПО. Компания сотовой связи обратилась к нам с просьбой размещения своего оборудования на дымовой трубе газовой котельной. Подскажите, пожалуйста, чем мотивировать отказ? Или монтаж оборудования сотовой связи на трубе газовой котельной, ОПО, возможно?
Наталья
28.11.2020
Добрый день. У нас в организации используются дымовые трубы высотой 16 метров. Попадают ли они под действие СП 13-101-99?
Юрий
25.03.2021

Добрый день. с 1 января 2021 г. РД 03-610-03 Методические указания по обследованию дымовых и вентиляционных промышленных труб отменен. Подскажите пожалуйста, каким НД руководствоваться эксперту?
Наталья
02.04.2021 Добрый день. На настоящее время к числу действующих НТД можно отнести СП 13-101-99. “Правила надзора, обследования, проведения технического обслуживания и ремонта промышленных и вентиляционных труб”.
Ольга
19.04.2021
Добрый день. У нас есть труба Н=100,0 м хотим её в этом году покрасить, последний раз её красили в 2006 году, а в 2007 вышел приказ к Федеральным авиационным правилам от 28.11.2007 г. №119, где нужно перекрашивать её по 1/7 от высоты ( ширина полос), если мы покрасим по старому покрытию, могут ли нас оштрафовать? И если да, то в каком размере штраф?
Светлана
26.04.2021 Непонятно, что за труба, какой объект и т.д.
Ольга
24.08.2021
Добрый вечер. Разъясните пожалуйста какие требования предъявляются к дымоотводящим устройствам промышленных котелен.
Алексей

Общие нормы

Согласно Санитарным Правилам и Нормам, высота труб дымовых котельных находится в прямой пропорциональной зависимости от количества расходуемого в час топлива, его зольности и концентрации в нём серы.

Дымовая труба должна возвышаться над коньком крыши на расстоянии, которое определено СНИП

К основным элементам подобных конструкций относятся сам ствол, цоколь и фундамент. В большинстве случаев ствол внутри защищён футеровкой, для сооружения которой используется огнеупорный кирпич. Основное требование к высоте труб дымовых котельных формулируется так: она должна быть выше минимум на 5 метров конька крыши домов, располагающихся от дымоходного сооружения в радиусе 25 метров.

Размеры промышленных сооружений – диаметр выходного отверстия, а также высота, стандартизованы:

трубы дымовые котельные, производимые из листовой стали толщиной 3…15 миллиметров, могут иметь диаметр 0,4…1 метр и высоту не более 30…40 метров;
железобетонные конструкции больших предприятий современной промышленности могут обладать диаметром до 10 метров, а высотой до 300 метров;
кирпичные трубы дымовые котельные имеют диаметр 0,6…8 метров, а высоту 30…70 метров.

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.

Расчет параметров дымовой трубы в частном доме

Чтобы определить параметры бытовой дымовой трубы, сложные расчеты не нужны

Что нужно знать при вычислениях

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

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:

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:

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 трубы для дымохода: 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.

Проектирование сооружения

Чертеж дымовой трубы

Этапы расчетов

Промышленные дымовые трубы котельных требуют многоступенчатого проектирования.

Данный процесс включает в себя нижеследующие пункты.

Определение типа сооружения.
Аэродинамические расчеты самой трубы, а также газового тракта в котельной.
Нахождение оптимальной высоты конструкции.
Определение диаметра трубы.
Вычисление скорости газов в проектируемом сооружении, и ее сравнение с допустимыми значениями.
Определение самотяги, которую будет иметь труба.
Расчет сооружения на прочность и устойчивость, с последующим составлением техзадания на его фундамент.
Теплотехнический расчет конструкции.
Определение метода и вида крепления трубы.
Создание чертежей сооружения.
Составление сметы.

Для чего необходимы вычисления

Аэродинамические расчеты нужны, чтобы определить высоту и диаметр, которые должна иметь дымовая труба для котельной, обеспечивая ее эффективную работу.

Данная часть проекта дымовой промышленной трубы определяется мощностью либо отдельных котлов, либо всего котельного оборудования, в целом, для прохождения заданного количества дымовых газов из агрегатов при определенной их температуре.

В последнем случае, данный параметр нужен, в большей степени, для экологического обоснования, чтобы учесть рассеивание вредных веществ. После вычисления сечения и высоты, которые будет иметь труба дымовая для котельной, следует новый этап проекта промышленной дымоходной трубы.

Это составление технического задания на подсоединение к ней газоходов котельного оборудования и разработка ее чертежей.

Пакет данной документации дает возможность создать техническое задание на проекты фундамента трубы, ее молниезащиты и заземления. Если будет устанавливаться нестандартное сооружение, то параллельно разрабатываются и индивидуальный паспорт на него, а также инструкция по эксплуатации.

Типы конструкций

Бескаркасная самонесущая труба

На данный момент, дымовые трубы для котлов могут иметь следующие конструкции.

Дымовые колонные трубы, по сути, являются самостоятельными свободностоящими сооружениями. Несущая конструкция подобной трубы представляет собой обечайку из высокоуглеродистой стали и закрепляется к анкерной корзине, заливаемой в фундамент.
Фермовые дымовые трубы котельных промышленные закрепляются на прочной и надежной самонесущей ферме. Та, в свою очередь, фиксируется к анкерной корзине, заливаемой в фундамент.
Околофасадные и фасадные сооружения крепятся на раме к стене строения с помощью настенных кронштейнов. Подобная конструкция передает ветровые нагрузки на фасад через специальные виброизолирующие элементы. Околофасадная труба дополнительно обладает своим нижним фундаментом, передавая на него весовую нагрузку.
Бескаркасная самонесущая труба для котельной дымовая ставится на крыше здания и закрепляется внутри помещения.
Мачтовое сооружение на растяжках является свободностоящей конструкцией, закрепленной на анкерной корзине, которая заливается в фундамент. Газоход такой трубы крепится хомутами к колонне.
В котельной дымовая труба может быть как одноствольной, так и многоствольной.

Необходимая документация

Свод нормативно-технической документации по дымовым трубам

Проектирование, изготовление и сооружение дымовых труб должно производиться в соответствии с существующей нормативно-технической документацией.

Расчет высоты сооружения осуществляется по ОНД №86.
Определение ветровых нагрузок — по СНиП №2.01.07-85.
Прочность конструкции рассчитывается по СНиП №II-23-81.
Проектирование фундамента осуществляется по СНиП №№2.03.01-84 и 2.02.01-83 .
Если сооружается дымовая труба для газового котла, нужно использовать СНиП №II-35-76 «Котельные установки».
При использовании электрического аналога руководствуются СНиП №11-01-03 «Корпуса, оболочки и кожухи для монтажа электрического оборудования».
При изготовлении бетонной трубы применяется СНиП №2.03.01-84 «Железобетонные и бетонные конструкции».
Сооружение стального аналога требует соблюдения СП №53-101-98 «Изготовление и контроль над качеством стальных конструкций».
Помимо этого используется ГОСТ 23118-99 «Стальные строительные конструкции».

Следует помнить, что какой бы ни была труба дымовая для газового котла по конструкции, только точные расчеты, грамотное изготовление и правильный монтаж позволят эксплуатировать ее продолжительное время.

Дымовая труба для котельной: расчет габаритов и проводка молниезащиты