Кирпичные трубы котельных. расчет высоты трубы при естественной тяге. общие нормы для дымовых труб

Варианты монтажа дымоотводов

Под внутренний дымоход необходимо возводить фундамент. Если добавить еще и защитный кирпичный канал, то это сведет к минимуму количество конденсата. Иногда дымоходы пристраивают снаружи к стене, за которой находится агрегат.

Внутреннее исполнение дымохода

Прежде чем приступить к монтажу дымохода под него выбирают место. Затем размечают места, где он будет проходить через перекрытие и кровлю. Тщательно проверяют точность разметки и делают проемы. Следующий шаг — выполнение подсоединения патрубка котла к дымоходу, а далее монтируют ревизию и тройник.

Закрепляют лист из стали, устанавливают главный кронштейн, трубу наращивают, если требуется, применяют «колени». В районе контакта с перекрытием используют патрубки. Берут лист оцинкованной стали с таким отверстием, чтобы через него свободно проходила труба, крепят его к перекрытию. Для усиления стыков применяют хомуты. Каждые 2 м дымоход закрепляют хомутами, а каждые 4 м — кронштейнами.

Работу завершают проверкой швов на герметичность. Для этого берут мыльный раствор, наносят его на все стыки. Если все выполнено качественно, то при подключении агрегата к дымоходу, пузыри в этих местах не появятся.

Устройство наружной конструкции

Для выносного дымохода в глухой стене делают отверстие такого диаметра, чтобы через него свободно проходила труба с изоляцией. Установив в отверстие первый элемент будущего дымохода, закрепляют его, обматывают изоляцией. Следующие секции добавляют со стороны улицы, контролируя вертикальность при помощи отвеса.

Наружный дымоход — более безопасный, но его нужно хорошо утеплять. У покупной конструкции все элементы хорошо подогнаны, так что сборка не создаст проблем

Трубу к стене фиксируют кронштейнами до достижения ею нужной высоты. Завершают процесс креплением трубы к патрубку котла и герметизацией стыков. Чтобы наружный дымоход прогревался быстро, его по всей длине утепляют базальтовой ватой.

Установка коаксиального дымоотвода

Дымоход этого типа выводит продукты горения наружу и одновременно снабжает горелку котла воздухом, богатым кислородом. При наличии такой конструкции не нужна дополнительная вентиляция.

Дымоход изготовлен из круглых труб — наружная стальная сечением 10 см и толщиной стенок 0.1 – 0.2 см и внутренняя алюминиевая диаметром 6 см. Трубы не соприкасаются т.к. между ними имеются перемычки.

Монтируют коаксиальные дымоходы для котлов с закрытой камерой сгорания, выполненных для установки на стену и на пол, а также для колонок и других газовых агрегатов.

Такой газоотвод имеет несколько преимуществ:

• конструктивно труба устроена так, что одновременно с нагревом поступающего воздуха, происходит охлаждение отработанных газов;
• дымоход увеличивает КПД оборудования;
• имеет компактные габариты, поэтому используют его не только в частных домах, но и в городских квартирах;
• безопасен — выводящиеся газы не контактируют с воздухом помещения и выходят не через вентиляционный канал а прямо в атмосферу;
• прост в монтаже.

Устанавливают коаксиальный дымоход как горизонтально, так и вертикально. Независимо от способа установки наибольшая длина дымохода не должна быть больше 4 м. Существуют модели с основательными параметрами, созданные специально для дымоотвода на большое расстояние.

Непосредственно под монтаж коаксиального дымохода производители выпускают адаптеры специальной конструкции, используемые для вертикальных переходов через перекрытия и кровлю. Для предохранения системы от осадков и обеспечения герметичности в районе прохождения трубы сквозь перекрытие существуют специальные оголовки.

На рисунке отображены советы и обязательные требования к монтажу дымохода коаксиального типа. Все они касаются газоотводов для котлов, мощность которых не превышает 70 кВт

В случае применения коаксиального дымохода для котла, установленного на стене, его располагают горизонтально. При этом необходимо обеспечить 3-5% уклон, иначе в котел будет попадать конденсат.

Нормы регламентируют не только размеры самого дымохода для газового котла, но и расположение отверстия в стене. Оно должно быть удалено от окна, находящегося рядом, минимум на 50 см и не менее 25 см, если находится над окном.

Расчет параметров трубы

Для определения высоты и диаметра дымовой трубы для котельной необходимо выполнить аэродинамический расчет конструкции. Диаметр зависит от мощности отдельных котлов или в целом котельной. На горение топлива и эффективное удаление дыма огромное влияние оказывает тяга, для создания которой необходима постоянная подача воздуха в топку. Это обеспечивается как естественным, так и искусственным путем.

Если в систему встроен дымовой насос, то высота трубы решающего значения не имеет. Важен этот параметр в основном для учета вредных выбросов в атмосферу. Чтобы определить самотягу, нужен обязательный расчет и высоты, и сечения трубы.

Расчет высоты трубы при естественной тяге

Чтобы создать нормальную естественную тягу необходимо соблюсти условие равенства силы тяги и суммарного сопротивления, которое возникает во время продвижения дымовых газов по газоводным каналам котла и тракту дымовой трубы. Обеспечить такую тягу возможно при условии небольшого газового сопротивления, когда высота трубы не превышает 60 м.

Нормативными документами, регламентирующими расположение и расчет дымовых труб по высоте, являются СНиП41-01-2003, СП 7.13130.2009, рекомендации изложенные в инструкции к котлу, в частности, следующие их требования:

От колосников до верхней точки трубы не должно быть меньше 5 м. Над плоской кровлей без высокого ограждения труба должна возвышаться не менее чем 0,5 м. По отношению к высоте ограждения и конька крыши труба должна превышать их уровень на 0.5 м, если она находится в пределах полутора м от этих конструкций. Когда дымоход удален от парапета и конька на расстояние от 1,5 до 3 м, его верхняя точка должна совпадать с их уровнем по высоте.

При неправильно подсчитанной высоте дымохода может возникнуть много проблем и главная – воздушные завихрения или зона ветрового подпора. Огонь в топке могут погасить сильные порывы ветра.

Выполнение правил пожарной безопасности также обязательное условие при проектировании трубы котельной. Необходимо изолировать конструкции, прилегающие к трубе. Чтобы искры из вентиляционных отверстий на трубе не попадали на кровлю в случае, когда она выполнена из горючего материала, высоту конструкции увеличивают на 0,5 м. Труба котельной должна быть удалена от высоких построек и деревьев минимум на 2 м.

Так как оптимальная тяга возникает за счет разности между суммарной плотностью газов, уходящих в дымоход и столбом воздуха снаружи равным по высоте, расчет выполняется по формуле:

Расчет довольно сложный, лучше, если его выполнят специалисты. Параметры, влияющие на высоту трубы:

Коэффициент А характеризует метеорологическую обстановку региона. Мi – масса дымовых газов, которые проходят через трубу за единицу времени. F – скорость с которой оседают частицы, образующиеся во время горения. Спдкi и Сфi – показатели концентрации разных веществ в дымовом газе. V – объем газа. T – разница между температурами воздуха, поступающего в трубу и выходящего из нее.

Если котельная расположена в пристройке к дому, последний становится помехой. Необходимо, чтобы в этом случае оголовок трубы располагался выше зоны ветрового подпора. В противном случае функционировать нормально отопительное оборудование не сможет.

Чтобы определить, на какую величину нужно нарасти трубу, находят самую высокую точку на доме, проводят через нее прямую образовывающую угол 45 градусов с поверхностью земли. Пространство под этой линией – зона ветрового подпора, а дымоход должен располагаться над ней.

Расчет диаметра трубы

Для расчета диаметра трубы существует формула: S = m/(?r х w). Здесь m – расход топлива за 1 час, w – скорость движения дымовых газов, ?r — плотность воздуха в условиях работы, определяют его по формуле: pв = pBну х 273?273 х tос. Где tо – температура воздуха снаружи, pBну – плотность воздуха в нормальных условиях = 1,2932 кг/м3.

Пусть в котле сгорает 50 кг твердого топлива за час, тогда за секунду это будет 50 : 3600 = 0,013888 кг. Скорость движения дымовых газов – 2 м за сек. При температуре воздуха -4 градуса С плотность воздуха равна 0,6881кг на 1 куб. м. Тогда S = 0,013888 : (0,6881 х 2) = 0,010092 кв. м = 92 кв. см. Для круглого сечения d = v4 x 92 : 3,14 = 10,83 см.

Диаметр цилиндрического дымохода можно рассчитать и по другой формуле: d = 1000/1,163 x (r x QvH), где r — коэффициент, зависящий от вида используемого топлива. Для угля это 0,03, для дров 0,045, для газа 0,016, жидкого топлива — 0,024.

1 Дымовые котельные трубы – какие задачи они выполняют?

Любая современная котельная установка обязана соответствовать экологическим стандартам, так как при сжигании того или иного типа топлива во внешнюю среду выбрасываются далеко не безобидные продукты его сгорания. Котельные в наши дни работают на твердом, жидком и газообразном топливе, что обуславливает широкий «набор» их вредных отходов, начиная от окислов азота и заканчивая углекислым газом.

Чтобы эффективно рассеять в окружающем воздухе эти и другие токсичные соединения, используются дымовые трубы, которые, кроме того, отвечают за создание качественной тяги, крайне важной для стабильного функционирования агрегатов в котельных. В тех ситуациях, когда внутренняя поверхность труб не соответствует техническим требованиям, копоть, сажа, пепел, дым «задерживаются» на стенках дымохода, забивают его и не позволяют в дальнейшем осуществлять эффективный отвод газов из котельных

Избежать данной проблемы можно только при грамотном проектировании трубопроводов и применении дымовых труб с гладкой и очень ровной внутренней поверхностью, на которой отходы от сгорания топлива не могут «зацепиться»

В тех ситуациях, когда внутренняя поверхность труб не соответствует техническим требованиям, копоть, сажа, пепел, дым «задерживаются» на стенках дымохода, забивают его и не позволяют в дальнейшем осуществлять эффективный отвод газов из котельных. Избежать данной проблемы можно только при грамотном проектировании трубопроводов и применении дымовых труб с гладкой и очень ровной внутренней поверхностью, на которой отходы от сгорания топлива не могут «зацепиться».

Ключевыми элементами таких труб являются:

• цоколь;
• фундамент;
• ствол (он предохраняется изнутри футеровкой, выполняемой из специального огнеупорного материала, как правило – кирпича).

Высота дымовой конструкции в соответствии с российскими СНиП обязана быть на 5 и более метров выше высоты конька на кровле любого строения, находящегося в радиусе 25 метров от котельной. На практике длина дымовой трубы подбирается с учетом зольности используемого топлива, содержания в нем серы и объема расхода горючего за один час.

Дымовые котельные трубы имеют стандартизированные показатели сечения выходного отверстия и высоты:

• 0,6–8 м (сечение), 30–70 м (высота) для изделий из кирпича;
• 0,4–1 м и 30–40 м для труб из стальных листов от 3 до 15 мм толщиной.

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.

Типовые конструкции дымовых труб

Изготовлением котельного оборудования занимаются промышленные компании. Лучше приобрести готовые трубы, это обеспечит их качество и надежность.

фермовые;

Дымоходы таких труб, как правило, снабжены термоизоляцией, крепятся к прочной самонесущей ферме. Теплоизоляционный слой защищен от атмосферных воздействий кожухом из нержавеющей стали. Несущая ферма состоит из металлических профилированных балок, связанных горизонтальными диафрагмами и системой раскосов. Ферма соединяется с анкерной корзиной, заливаемой в массивный железобетонный фундамент. Возможно крепление газохода внутри фермовой решетки. Монтаж фермовой конструкции осуществляется на земле с последующим совместным подъемом секций и контролем вертикальности. Для антикоррозийной защиты каркаса фермы и эстетичного внешнего вида металлические конструкции покрываются грунтовкой и окрашиваются.

самонесущие;

Основой данной конструкции являются один или несколько дымоотводящих теплоизолированных стволов, фиксированных на обечайке, которой принадлежит основная несущая функция. Газоотводящие стволы крепятся с помощью анкерной корзины на фундаменте. Ствол дымовой трубы состоит из трех слоев:

Устройство самонесущей трубы.

1. Внутреннего (газохода) толщиной 1 – 4 мм, из высококачественной стали, устойчивой к действию химически активных продуктов горения.
2. Теплоизоляции (минеральной ваты), позволяющей минимизировать охлаждение газов и образование конденсата агрессивной жидкости.
3. Наружного слоя (обечайки) из стали толщиной 4-6 мм, несущего ветровую и статическую нагрузку.

околофасадные и фасадные;

Металлический дымоход с теплоизоляцией и кожухом из оцинкованной стали фиксируется с помощью хомутов и кронштейнов к стене здания или при помощи легкой рамы вблизи стены. Монтаж фасадных конструкций возможен при достаточной высоте здания. Ветровая нагрузка в этом случае передается на несущую стену здания.

мачтовые дымовые трубы на растяжках.

Представляют собой свободностоящие металлические стволы, закрепленные к анкерной корзине, удерживаемые в вертикальном положении при помощи одного или нескольких поясов растяжек из металлических тросов. Нижняя часть стальной дымовой трубы для крепления к фундаменту имеет цокольную плиту толщиной 10-20 мм, снабженную ребрами жесткости. Внешняя поверхность трубы покрывается огнеупорной эмалью для защиты от коррозии, но может быть утеплена минеральной ватой и закрыта кожухом из оцинкованной стали. Достоинствами данного вида трубы являются низкая стоимость, отсутствие необходимости массивного фундамента. Монтаж конструкций на растяжках возможен в сейсмически опасных зонах.

https://youtube.com/watch?v=rL-_Irakk4s

Принимая во внимание особенности места расположения и высоту трубы, нередко ее необходимо комплектовать дополнительным оборудованием: светоограждением, молниеприемниками, лестницами обслуживания. Современные трубы для котельных, как правило, состоят из нескольких модульных секций, упрощающих транспортировку и монтаж изделия

Количество секций определяется высотой трубы. Все конструктивные элементы дымовой трубы должны соответствовать нормативным требованиям к материалам и производству металлических конструкций по ГОСТ 23118, СП 53-101

Современные трубы для котельных, как правило, состоят из нескольких модульных секций, упрощающих транспортировку и монтаж изделия. Количество секций определяется высотой трубы. Все конструктивные элементы дымовой трубы должны соответствовать нормативным требованиям к материалам и производству металлических конструкций по ГОСТ 23118, СП 53-101.

Расположение на возвышенности

При расположении наружного выхода канала на плоской кровле элемент должен возвышаться над покрытием не менее чем на 0.5 м. Если расстояние между выходом и коньком скатной кровли менее 1.5 м, эксплуатация газоходов осуществляется при выступе элемента на 0.5 м выше конька. Когда расположение выхода превышает указанное расстояние, в силу вступает новое правило. Высота верхней точки конструкции должна соответствовать высоте верхушки крыши объекта. Соединения труб выполняются обжимными хомутами с использованием температурных герметиков. Наружные крепления обеспечиваются кронштейнами на дюбелях или анкерах с расстоянием 2 м.

Требования к дымоходам

Дымовая труба отводит и рассеивает вредные продукты горения топлива в атмосферу

Важно правильно ее спроектировать и построить. В противном случае внутренние стенки будут забиваться сажей, пеплом, копотью, блокируя отводящий канал и предотвращая вывод дымных масс, делая невозможной работу котельной

Существуют технические нормативы, которые четко регламентируют параметры дымоотводов:

1. Кирпичные конструкции должны быть выполнены в форме конуса высотой от 30 до 70 м, диаметром от 60 см. Минимальная толщина стенки — 180 мм. В нижней части обязательно должны быть оборудованы газоходы с ревизиями для осмотра.
2. Трубы из металла, используемые для монтажа дымоходов, изготавливают из листовой стали 3-15 мм. Соединение отдельных элементов осуществляют методом сварки. Высота дымохода не должна превышать 40 м. Диаметр может быть от 40 см до 1 м.
3. Для обеспечения устойчивости металлических конструкций на расстоянии 2/3 от высоты трубы устанавливают кронштейны или анкеры, к которым крепят растяжки.
4. Высота дымохода (независимо от материала изготовления) должна быть на 5 м выше кровли зданий, расположенных в радиусе 25 м.

Размеры конструкции рассчитываются с учетом объема печи и климатических условий, чтобы при любой температуре воздуха обеспечивалась тяга.

Порядок проведения демонтажа дымовых труб

Разбирать высотный дымоотвод запрещается при отсутствии проекта разработки работ. ППР на демонтаж дымовой трубы представляет собой объемистый сборник, в который включены все виды регламентных работ и учтены возможные риски. Типовой перечень состоит из:

• листа ознакомления с ППР;
• пояснительной записки с полными данными об объекте и способах демонтажа;
• календарного плана;
• графиков (вывоза строительного мусора, передвижений работников по территории);
• технологической карты общего порядка проведения демонтажа;
• технологической карты разборки конструкций;
• общих положений трудоохранного свойства;
• норм пожарной безопасности;
• экологических стандартов.

Снос дымоотвода осуществляется поэтапно, отклонения чреваты опасностями для работников:

1. Анализируется состояние объекта, осматриваются окрестности, изучается техническая документация.
2. На основании анализа полученных данных выбирается способ демонтажа.
3. Выполняются технические замеры.
4. Выдается разрешение на проведение демонтажа и вывод объекта из эксплуатации в оговоренные сроки.
5. Проводится снос.

Способ демонтажа трубы выбирается в зависимости от ее типа и состояния, для кирпичных сооружений часто применяется простая валка

Технологически снос можно провести в таком виде:

• простой валки, когда откалываются отдельные куски;
• направленного взрыва;
• постепенной разборки, когда разобранное принято выносить на отдельную площадку или сбрасывать во внутреннюю часть конструкции;
• валки с использованием специальных опор, что позволяет контролировать наклон конструкции в ходе проведения работ.

Методы демонтажа отличаются особенностями проведения и преимуществами:

• применение промышленного альпинизма считается самым экономичным и экологичным, но проведение демонтажа (сверху вниз) затянется, так как не применяется дорогостоящая крупногабаритная техника;
• применение валки связано с особой тщательностью подготовительных мероприятий и возведением временных опор. Зато проведение сноса, начинаемого снизу, ограничено по времени и материальным затратам;
• применение направленного взрыва возможно только после получения всех разрешений и проведения согласований.  Это требует времени и немалых средств, в том числе и на обеспечение безопасности. Зато снос происходит быстро и демонтировать направленным взрывом можно дымовые трубы всех видов.

Без дымовых труб трудно представить окружающее нас пространство. Несмотря на простоту внешнего облика, эти сооружения выполняют весьма важные и полезные функции, а их возведение требует проведения многочисленных и весьма сложных расчетов. Отклонения от правил подготовки объектов к эксплуатации оборачиваются ненадлежащей работой и сокращением гарантированного срока службы. Весьма значительными проблемами представляются отсутствие надлежащего контроля за состоянием дымовых труб и выработка большинством из них гарантированного ресурса.

Отличительные особенности электрической формы отопления

Эксплуатация электрического котла характеризуется максимальным уровнем безопасности. Нормативные требования не обязывают оборудовать для котельной отдельное помещение, достаточно выделить под него свободное место на кухне. Преимущества обустройства электрического котла включают следующие пункты:

• доступная стоимость агрегата;
• процесс установки осуществим без привлечения специалистов;
• компактность и отсутствие требований по обязательному оборудованию отдельной котельной способствует экономии пространства;
• нормативные требования не подразумевают оснащение помещения для электрического котла дымоходом;
• комфортные условия работы за счет бесшумного процесса, не требующего регулярного слежения за количеством топливного материала;
• экологическая безопасность.

В целях безопасной работы нормативные требования предусматривают обеспечение заземления. Существенным недостатком котельной с электрическим отопительным агрегатом является высокая стоимость энергии. Этим объясняется его редкое использование. Наиболее практично, когда электрооборудование выполняет функцию дополнительного источника отопления.

Кунсткамера

• Котёл вышел на рабочий режим, то есть по трубе шли горячие газы с расчётным расходом, далее горелка резко погасла — вентилятор остановился, газ продолжил двигаться по инерции, соответственно оставил за собой зону разряжения. Котел запускали в нарушении режимной карты, без предварительного прогре… подробнее
• Фото 1.  Теплоизоляция в виде мягких минераловатных матов плотностью  25 кг/м3 вместо 120 кг/м3 согласно проекту.
  Фото 2.   Отсутствие конденсатоотводчика в нижней части вертикального газоотводящего ствола котла.
  Фото 3.  Посторонние предметы на диафрагме взрывного к… подробнее
• Замечания по проекту

  Форма несущей решетчатой башни не соответствует требованиям СП 43.13330.2012 «Сооружения промышленных предприятий. Актуализированная редакция СНиП 2.09.03-85». Применение данного конструктивного решения (жесткие подкосы в виде системы объемных ферм) являе… подробнее

• 1. Принятые проектные решения раздела «КМ» не соответствуют требованиям СП 43.13330.2012 «Сооружения промышленных предприятий. Актуализированная редакция СНиП 2.09.03-85»:
  – форма несущей вытяжной решетчатой башни не соответствует требованиям п.п. 9.4.8, 9.4.11; … подробнее
• Единственная причина, которая способна вызвать растягивающие напряжения в стенке, расположенным вдоль образующей цилиндрической поверхности, является вода. Вода при превращении в лед увеличивает свой объем на 9,05%. Разрывы бесшовных труб, как они выглядят на фото характерны для повреждений при … подробнее
• Данный расчет дымовой трубы нельзя признать достаточными и достоверными, так как:
  – не приведен сбор нагрузок в соответствии с требованиями п. 7-14 СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*»; – не приведены сочетани… подробнее