Основна функція, яку повинна виконувати димова труба для котельні - відводити в атмосферу димові гази від котлів і розсіювати їх в цьому просторі. Є у неї і додаткова функція: вони повинні створювати природну тягу, що виникає в результаті різниці між температурою в топці і зовні.
Ми познайомимо вас з різновидами димових каналів, класифікація яких проводиться на базі конструктивних особливостей і матеріалу труб. У нас ви дізнаєтесь, як проводиться розрахунок геометричних параметрів на конкретному прикладі. Наші поради допоможуть визначитися з видом і розмірами димоходу.
Типи димових труб
У великих котелень природна тяга не може забезпечити повноцінне горіння, тут її створюють примусово за допомогою димових насосів. Процес горіння і скидання його продуктів в атмосферу повинен приносити якомога менше шкоди навколишньому середовищу і не викликати аварійних ситуацій в результаті виникнення в топках тиску, що перевищує норму.
Конструкційно труби для котелень дуже відрізняються один від одного і по виду несучої конструкції, і за матеріалом виготовлення. За першою ознакою виділяють кілька типів труб.
Димова труба - значимий конструктивний компонент котельні підприємства і приватного будинку. Від нього залежить ефективність агрегату 
Висоту і розміри димового каналу необхідно розраховувати з граничною точністю, тому що від габаритів каналу залежить процес згоряння палива 
Для формування бездоганною тяги потрібно враховувати розу вітрів в регіоні, барометричний тиск і середньостатистичні дані про температуру повітря 
Конструкція димової труби повинна забезпечувати повноцінний відведення димових газів без нанесення шкоди власникам і користувачам близько розташованих будівель і навколишньому середовищу 
Продумати, передбачити і запроектувати слід кошти і пристосування для обслуговування димової труби 
При проектуванні димоходу в обов'язковому порядку враховується тип котла і різновид палива. У разі використання комбінованого агрегату трубу підбирають, орієнтуючись на безпечний відведення газів максимальної температури 
Пропускну здатність димової труби визначають, враховуючи обсяг продуктів горіння при максимальному навантаженні агрегату 
Труба котельні - досить висока споруда, схильне до впливу природних явищ. Конструкцію проектують так, щоб гарантувати стійкість при сильних вітрах і здатність гасити удари блискавок
Самонесучі труби котелень
Такі вертикальні конструкції бувають одно- або багатоствольних. Вони відводять продукти згоряння від котелень і котлів.
Використовують їх незалежно від виду палива, але при дотриманні деяких вимог:
- Температура димових газів, що проходять по самонесучим трубах, не повинна перевищувати 350 градусів С.
- Відпрацьовані гази не повинні бути хімічно агресивними.
- Оптимальна снігове навантаження для самонесучих конструкцій - 250 кг на кв. см, вітрова - 30 кг на кВ. см в умовах II вітрового району.
Встановлюють самонесучу трубу на даху, а закріплюють всередині будівлі. Її конструкційні особливості забезпечують можливість перевезення і монтажу по місцю, тому що складається вона з окремих секцій, що представляють собою 3-шарові сандвіч-труби. До фундаменту спорудження кріпиться з використанням анкерів.
Усередині труби знаходиться шар, виготовлений з міцної сталі, яка не піддається впливу речовин, що виділяються при згоранні. Зовнішній шар захищає від атмосферних впливів.
Димові труби для великих котелень найчастіше самонесучі. Ця споруда, зведена за індивідуальним проектом і має власну інфраструктуру
Параметри димових конструкцій повинні відповідати вимогам, викладеним у нормативних документах. Розрахунок їх заснований на таких факторах, як кількість котлів, потужність, вид палива. Обов'язково повинні бути враховані норми по викидах в атмосферу. У деяких випадках димові труби комплектують майданчиком, сходами, люком для ревізії, світловим огородженням.
Колонні димові конструкції
Труба цього виду складається з зовнішньої обичайки з високовуглецевої сталі і вставлених в неї внутрішніх стовбурів різних діаметрів з нержавіючої сталі для відводу газів. Конструкцію закріплюють в залиту в фундамент анкерну кошик. Їх може бути як 1, так і кілька. Щоб всередині не осідав конденсат, використовують термоізоляцію.
Частина колоною труби. Тут в розрізі видно, що всередині розміщено кілька стовбурів різних діаметрів з нержавіючої сталі
Перевагою такого конструктивного рішення є великий експлуатаційний термін, перспектива підключення декількох котлів. Товщину сталі і марку вибирають, відштовхуючись від температури і агресивності продуктів згоряння.
Діаметр кожного стовбура може досягати півтора метра, а якщо загальний газохід планують використовувати для декількох котлів, то необхідний діаметр близько 3 м. Щоб не з'являвся конденсат, стовбури покривають теплоізоляцією.
Особливості околофасадних і фасадних димоходів
Встановлюють околофасадние димоходи для котелень, прибудованих до будинку або вбудованих. Кріплять їх до стіни будівлі з використанням кронштейнів. Складовими димоходу є стовбури і рама або анкерні кріплення.
Стовбур має 3 шари: всередині нержавіюча сталь, потім теплоізоляція і оцинкована сталь. Труби призначені для котелень, де котли працюють на газі або рідкому паливі.
Найбільш часто фасадні труби розташовують уздовж зовнішньої стіни будівлі. При виборі марки стали і товщини стінки труби враховують хімічний склад газів, що відводяться і їх температуру
Околофасадние і фасадні труби передають вагове навантаження через додатковий нижній фундамент і вітрову через виброизолирующие кріплення. Цей вид димовідводів, з точки зору матеріальних витрат, найекономічніший через відсутність несучих конструкцій і міцного фундаменту.
Модульна система, використана при створенні газоотводящих стовбурів, забезпечує легку заміну пошкоджених частин.
Труби фермового виду
Така металоконструкція складається з труб, закріплених на міцній самонесущей колоні фермового типу. Ферма, в свою чергу, закріплена в анкерної кошику, залитої в фундамент. Димарі фермового типу підходять для використання в регіонах з небезпечної сейсмологічної обстановкою.
Конструкція фермового типу включає від 1 до 6 стовбурів. Колона виготовлена з трубного прокату. Профільна труба може мати в перерізі квадрат або трикутник. Залежить це від кількості стовбурів
Для запобігання корозії газовідводи покривають ґрунтовкою, потім фарбують.
Стовбур для відводу газів складений з модулів, що складаються з 3 шарів:
- внутрішнього, яка має контакт безпосередньо з продуктами згоряння і виконаного з нержавіючої сталі спеціальних сортів;
- товщиною 5-6 см, що виконує роль теплоізоляції;
- зовнішнього, що захищає теплоізоляційний шар від негативних впливів навколишнього середовища.
Для антикорозійного покриття використовують фарби, що містять великий відсоток цинку. В окремих конструкціях всередині колони можуть бути присутніми сходи і майданчики, що полегшують обслуговування. Конструктивні елементи труб цього типу відносно легкі і це полегшує як їх транспортування, так і роботи по монтажу.
Щоглові труби димохідні
Центральним елементом щогловою труби є опорна вежа - трьох- або чотирьохщогловий, до якої прикріплені димоходи. Всі вузли конструкції збирають на основі у вигляді бетонної подушки, починаючи знизу і поступово просуваючись вгору. Використовують при складанні заклепковий з'єднання або застосовують саморізи.
Опорна конструкція щогловою труби зібрана із сталевих профілів, з'єднаних між собою розкосами і куточками. Своїм підставою колона спирається на фундамент, а фіксують її анкерними кріпленнями
Зазвичай окремі елементи перевозять на місце монтажу і збирають, як конструктор. Займає цей процес зовсім небагато часу - кілька годин. По висоті димохід може досягати 28, 5 м максимум. Стійкість димоходу забезпечують ребра жорсткості - відтягнення сталеві з перетином від 1, 6 до 2 см. Вони компенсують дію поперечних сил.
Матеріали для зведення труб котелень
Системи для відводу диму зводять з різних матеріалів - цегли, сталі, кераміки, полімеру. Димохід з цегли, що споруджується над цегляними печами і камінами, відрізняється гарною механічною міцністю, відмінною теплоємністю, досить високим ступенем пожежної безпеки.
Недоліків у цих конструкцій теж чимало, тому в сучасному будівництві повністю цегляні димоходи зустрічаються все рідше. Нормативні документи обмежують висоту цегляних труб 30-70 м, а діаметр 0, 6-8 м.
На стінках цегляної труби з безліччю виступів і поглиблень всередині, завжди осідає багато конденсату, кіптяви, що містить оксиди сірки. Останні, вступаючи в реакцію з водою, утворює кислоти, активно руйнують цеглу.
Нерівності поверхні, звуження проходу в результаті поступового наростання шару сажі, стають причиною зниження швидкості проходу диму і перекидання тяги в димоотводним каналі.
Більш стійкі до конденсату і впливів зовнішніх чинників димарі з кераміки, у них висока вогнетривкість. Але ця система має велику вагу, тому що всередині знаходяться металеві стрижні, що додають їй додаткову міцність. Звідси випливають вимоги із пристрою окремого фундаменту, опор, що підвищує трудомісткість і вартість монтажу.
Полімерні димовідвідні труби доречні в котельнях з максимальною температурою 250 градусів С, при монтажі газових колонок. Вони легкі, гнучкі і довговічні, але актуальні лише для газового обладнання.
Пристрій для відводу диму з нержавіючої сталі - складання, що складається з окремих елементів димоходу, з'єднаних між собою за допомогою фасонних деталей: трійників, патрубків, дефлекторів, трійників, відводів. Сталевими димарями оснащують переважно газові котли.
Монтаж такого димоходу може бути виконаний і після спорудження будівлі в короткі терміни. Існує великий асортимент сполучних деталей, тому трубі можна надати будь-яку конфігурацію.
Модульний димохід можна без особливих зусиль демонтувати і перенести в інше місце. Перевагою конструкції є і її невелику вагу, що дозволяє обійтися без фундаменту, стійкість до впливу вологи, незначне відкладення кіптяви на внутрішніх стінках, висока швидкість проходження димових газів.
Санітарно-технічні норми дозволяють застосовувати сталеві труби для спорудження димоходів висотою понад 30 м, виняток можливо тільки в тому випадку, коли за добу витрачається менше 5 т многозольного палива. Причина в тому, що термін служби таких споруд становить 10 років, а якщо використовується високосірчисту паливо, він істотно скорочується.
До різновидів, корпус яких виконаний з сталевого сплаву, відносяться коаксіальні димоходи, з конструктивною специфікою та особливостями експлуатації яких рекомендуємо ознайомитися.
Розрахунок параметрів труби
Для визначення висоти і діаметра димової труби для котельні необхідно виконати аеродинамічний розрахунок конструкції. Діаметр залежить від потужності окремих котлів або в цілому котельні.
На горіння палива і ефективне видалення диму величезний вплив справляє тяга, для створення якої необхідна постійна подача повітря в топку. Це забезпечується як природним, так і штучним шляхом.
Якщо в систему вбудований димової насос, то висота труби вирішального значення не має. Важливий цей параметр в основному для обліку шкідливих викидів в атмосферу. Щоб визначити Самотяга, потрібен обов'язковий розрахунок і висоти, і перетину труби.
Визначення висоти труби при природній тязі
Щоб створити нормальну природну тягу необхідно дотриматися умови рівності сили тяги і сумарного опору, яке виникає під час просування димових газів по газоводним каналах котла і тракту димової труби. Забезпечити таку тягу можливо за умови невеликого газового опору, коли висота труби не перевищує 60 м.
Ця схема спростить процес розрахунку основних параметрів труби для відводу продуктів згоряння будь-якого палива в топках котельні
Нормативними документами, що регламентують розташування і розрахунок димових труб по висоті, є СНіП41-01-2003, СП 7.13130.2009.
Слід враховувати також рекомендації, викладені в інструкції до котла, зокрема, такі їхні вимоги:
- Від колосників до верхньої точки труби не повинно бути менше 5 м.
- Над плоскою покрівлею без високого огорожі труба повинна підніматися не менше ніж 0, 5 м.
- По відношенню до висоти огорожі і коника даху труба повинна перевищувати їх рівень на 0.5 м, якщо вона знаходиться в межах півтора м від цих конструкцій.
- Коли димохід віддалений від парапету і коника на відстань від 1, 5 до 3 м, його верхня точка повинна збігатися з їх рівнем по висоті.
При неправильно підрахованої висоті димоходу може виникнути багато проблем і головна - повітряні завихрення або зона вітрового підпору. Вогонь в топці можуть погасити сильні пориви вітру.
При влаштуванні димаря необхідно враховувати конструкцію покрівлі, товщину покрівельного пирога, відстань до огороджувальних елементів і коника, правила пожбезпеки (+)
Виконання правил пожежної безпеки також обов'язкова умова при проектуванні труби котельні. Необхідно ізолювати конструкції, прилеглі до труби.
Щоб іскри з вентиляційних отворів на трубі не потрапляли на покрівлю в разі, коли вона виконана з горючого матеріалу, висоту конструкції збільшують на 0, 5 м. Труба котельні повинна бути віддалена від високих будівель і дерев мінімум на 2 м.
Висоту труби визначають залежно від конструкції даху. Якщо покрівля багаторівнева, в розрахунку враховують перепади висот, але база у всіх випадках одна - висота коника (+)
Так як оптимальна тяга виникає за рахунок різниці між сумарною щільністю газів, що йдуть в димар і стовпом повітря зовні рівним по висоті, розрахунок виконується за формулою:
Висоту димового каналу самостійно обчислюють за цією формулою. Всі значення можна взяти з документації, що додається до опалювального устаткування
Розрахунок досить складний, краще, якщо його виконають фахівці. Параметри, що впливають на висоту труби:
- Коефіцієнт А характеризує метеорологічну обстановку регіону.
- Мi - маса димових газів, які проходять через трубу за одиницю часу.
- F - швидкість з якою осідають частинки, що утворюються під час горіння.
- Спдкi і Сфi - показники концентрації різних речовин в димовому газі.
- V - об'єм газу.
- T - різниця між температурами повітря, що надходить в трубу і що виходить з неї.
Якщо котельня розташована в прибудові до будинку, останній стає на заваді. Необхідно, щоб в цьому випадку оголовок труби розташовувався вище зони вітрового підпору. В іншому випадку функціонувати нормально опалювальне обладнання не зможе.
Щоб визначити, на яку величину потрібно нарости трубу, знаходять найвищу точку на будинку, проводять через неї пряму утворювати кут 45 градусів з поверхнею землі. Простір під цією лінією - зона вітрового підпору, а димар повинен розташовуватися над нею.
Обчислення діаметра труби
Для розрахунку діаметра труби існує формула:
S = m / (ρr х w),
Тут m - витрата палива за 1 годину, w - швидкість руху димових газів, ρr - щільність повітря в умовах роботи, визначають його за формулою: PВ = pBну х 273/273 х tос. Де tо - температура повітря зовні, pBну - щільність повітря в нормальних умовах = 1, 2932 кг / м3.
Таблиця допоможе визначити значення щільності повітря ρг в робочих умовах без виконання складних обчислень. Значення щільності димових газів для спрощення розрахунків приймають рівною щільності повітря (+)
Нехай в котлі згорає 50 кг твердого палива за годину, тоді за секунду це буде 50 3600 = 0, 013888 кг. Швидкість руху димових газів - 2 м за сек. При температурі повітря -4 градуси С щільність повітря дорівнює 0, 6881кг на 1 куб. м. Тоді S = 0, 013888: (0, 6881 х 2) = 0, 010092 кв. м = 92 кв. см. Для круглого перетину d = √4 x 92: 3, 14 = 10, 83 см.
Діаметр циліндричного димоходу можна розрахувати і за іншою формулою: d = 1000 / 1, 163 x (rx Q√H), де r - коефіцієнт, що залежить від виду використовуваного палива. Для вугілля це 0, 03, для дров 0, 045, для газу 0, 016, рідкого палива - 0, 024.
Висновки і корисне відео по темі
Ролик з наочною демонстрацією процесу розрахунку висоти димового каналу для облаштування котельні:
Тут автор відео поділився власним досвідом розрахунку і монтажу димоходу для котла на твердому паливі:
Ще одне відео в допомогу проектувальнику-любителю:
Не настільки важливо, на якому паливі працюють котли в котельні. У будь-якому випадку не обійтися без системи відводу димових газів. Головні вимоги, яким повинні відповідати димохідні труби - хороша тяга і пропускна здатність, витримані норми екології.
Хочете поставити запитання щодо спірного або неясного моменту, який зустріли при ознайомленні з інформацією? Є корисні відомості по темі статті, якими бажаєте поділитися з відвідувачами сайту? Пишіть, будь ласка, коментарі в розташованому нижче блоці.