Расчет дымохода для дровяной печи: размеры, диаметр, высота над крышей

Для чего нужны расчеты

Естественный воздухообмен, при котором продукты сгорания удаляются в атмосферу, происходит только в том случае, если дымоотводящая конструкция имеет правильную форму и размер.

При наличии препятствий – поворотов, углов, участков дымового канала с низкой пропускной способностью – дым может пойти в другом направлении, где его распространению ничто не будет мешать. При малой высоте трубы разница температур окажется недостаточной для образования тяги или появится ветровой подпор, который будет мешать дыму выходить из трубы, практически вгоняя его обратно.

Однако, про размеры дымовой трубы нельзя сказать, что чем больше, тем лучше. Слишком длинный или широкий дымовой канал увеличит расходы на возведение дымохода. Печь или котел с таким дымоходом будет работать на износ в условиях избыточной тяги, сжигая топливо быстрее, чем это нужно для прогревания помещений. Полученное же при сжигании тепло будет частично улетать в трубу, отчего затраты на отопление увеличатся.

Рекомендуем ознакомиться: Как вручную или с помощью приспособлений согнуть металлопластиковую трубу

Поэтому чтобы тепловой агрегат работал эффективно и не ломался, важно точно рассчитать основные параметры дымохода, которые обеспечат оптимальный уровень тяги

Устройство дровяной печи

Несмотря на достаточно большое разнообразие моделей (чугунные, кирпичные), почти все дровяные печи имеют одинаковые элементы конструкции:

• Основание или фундамент. Необходимый элемент при установке любой печи. Его основная цель — предотвратить деформацию грунта или поверхности пола под печью.
• Корпус. Может быть выложен кирпичом или изготовлен из чугуна.
• Топочная камера. Пространство, в котором сгораемый материал преобразуется в тепло.
• Зольник. Из названия становится ясно, что в зольник попадает образовавшаяся зола и пепел.
• Каменка. Более сложные конструкции печей для бани включают в себя каменку — пространство внутри печи, заполненную камнями для получения сухого пара. .
• Дымоход. Система отвода дыма из помещения. Проектировка дымохода очень ответственная часть установки дровяной печи. Неправильно установленный дымоотвод может привести к плачевным последствиям при обогреве помещения печью. Подробно о конструкции дымохода дровяной печи, его монтаже и правилах эксплуатации мы и поговорим в данной статье.

Более подробную информацию об устройстве и видах дровяных печей можно найти на нашем сайте. Ознакомиться с ней следует любому, кто заинтересован в покупке собственного отопительного котла.

Устройство дровяной печи

Несмотря на достаточно большое разнообразие моделей (чугунные, кирпичные), почти все дровяные печи имеют одинаковые элементы конструкции:

• Основание или фундамент. Необходимый элемент при установке любой печи. Его основная цель — предотвратить деформацию грунта или поверхности пола под печью.
• Корпус. Может быть выложен кирпичом или изготовлен из чугуна.
• Топочная камера. Пространство, в котором сгораемый материал преобразуется в тепло.
• Зольник. Из названия становится ясно, что в зольник попадает образовавшаяся зола и пепел.
• Каменка. Более сложные конструкции печей для бани включают в себя каменку — пространство внутри печи, заполненную камнями для получения сухого пара. .
• Дымоход. Система отвода дыма из помещения. Проектировка дымохода очень ответственная часть установки дровяной печи. Неправильно установленный дымоотвод может привести к плачевным последствиям при обогреве помещения печью. Подробно о конструкции дымохода дровяной печи, его монтаже и правилах эксплуатации мы и поговорим в данной статье.

Более подробную информацию об устройстве и видах дровяных печей можно найти на нашем сайте. Ознакомиться с ней следует любому, кто заинтересован в покупке собственного отопительного котла.

Технические характеристики сэндвич трубы

1. Материал. В качестве теплоизоляционного материала в основном используется базальтовое волокно (минеральная вата). Этот вид утеплителя отличается устойчивостью к высоким температурам и к воздействию химических веществ. Минеральная вата обладает прекрасными теплоизоляционными/звукоизоляционными свойствами и прокладывается толщиной в 30-60 мм. Благодаря своим пожаробезопасным свойствам, многослойные трубы могут применяться в домах, возведенных из любого материала. Для внутреннего кожуха используются более дорогие сплавы с высокой степенью термостойкости.

Внутренний слой сэндвич трубы в основном производят оцинкованной стали, а внешняя труба может быть выполнена из меди, латуни, нержавеющей стали и т.д. От содержания легирующих материалов, различных сплавов и толщины теплоизоляционного слоя зависит сфера применения трубы и цена.

Сендвич трубы оцинкованные и из нержавеющей стали

1. Тип соединения. Элементы сэндвич труб соединяются двумя способами: гофрированными краями и раструбами. Достоинством гофрированного соединения является простота монтажа, но для обеспечения герметичности необходимо большое количество герметика, а это повышает стоимость дымохода. При раструбном соединении высокая степень герметичности достигается за счет наличия более широкой фаски с одной стороны трубы. Плюсом является высокая степень герметичности, благодаря чему конструкция может применяться для газовых котлов. А вот минус заключается в сложности монтажа и необходимости очень точного подгона всех деталей.

Типы соединения сендвич-труб

Разновидности систем

Околофасадный дымоход

Тип несущей конструкции определяет категорию того или иного дымовывода. По этому показателю можно выделить:

• Самонесущие строения. Основу здесь составляют сэндвич-дымоходы. Особенностью последних является легкость монтажа на кровельном покрытии, где основание трубы опирается и закрепляется во внутреннем помещении здания. Системы имеют множество ограничений по применению начиная от температуры сгорающих продуктов и заканчивая химической неустойчивостью.
• Околофасадные конструкции закрепляют непосредственно на несущие стены строения, поэтому здесь не нужен дополнительный фундамент. Модули, из которых состоит труба, легко поддаются замене, поэтому такой вариант дымоотвода считается наиболее экономичным.
• Дымовыводы в виде колонн представляют собой кирпичные строения, в основании которых заложен мощный фундамент, обычно это круглые либо квадратные массивы, вертикально идущие вверх. Бывают колонны из металла, где в единый ансамбль собрано несколько строений, так называемая многоствольная система.
• Дымоотводы, собранные по принципу ферм, нашли применение в областях с неустойчивой сейсмической обстановкой, они имеют дополнительные опоры.
• Мачтовые строения состоят из опорной башни, растянутой на тросах, где внутри проходит одна или несколько труб.

Как выложить дымоход из кирпича для камина или котла своими руками

Для нормального функционирования отопительных приборов, генерирующих тепло при сжигании топлива, необходим дымоход.

Котлы внутреннего сгорания оснащаются коаксиальными дымоходами, которые создают тягу принудительно, выводя через одну трубу дым и засасывая через другую свежий воздух. Дровяные печи и большинство бытовых котлов работают на естественной тяге, которая образуется из-за разницы температур и давления в тепловом приборе и у выходного отверстия дымохода.

Принцип работы дымохода прост:

• выделяемые при сгорании топлива газы имеют высокую температуру, низкую плотность и высокое давление и им становится тесно внутри отопительного прибора;
• дым направляется туда, где для него нет препятствий, то есть движется в том направлении, где давление ниже, стремясь заполнить относительно свободное пространство, кроме того, из-за низкой плотности газы стремятся вверх;
• если дымоход устроен правильно, то на выходе из трубы холодный воздух имеет низкое давление и не является препятствием для выхода горячего дыма;
• так как как область низкого давления находится выше котла, то дым идет по самому удобному пути – вверх по дымоходу на улицу.

С интенсивным развитием строительства загородной недвижимости возрос интерес к печам, каминам. В индивидуальном строительстве дымоход из кирпича является наиболее распространенным. Кирпич – доступный и прочный материал, устойчивый к низким, высоким температурам, в частности к большому нагреву и перепадам.

•Насадная труба. Эта часть монтируется непосредственно на печь, камин.•Шейка распушки. Расширение кладки дымохода, выложенное таким образом, что изделие не меняет свое внутреннее сечение.•Стояк.

Ровная зона дымохода, доходящая до самой кровли.•Выдра. Расширение дымохода со всех сторон, которое препятствует атмосферным осадкам и проникновению влаги на чердак.•Шейка трубы.

Дымоход после выдры, который выложен так, как и стояк.

•Оголовок дымохода. Очередное расширение наружной кладки. На него можно надеть колпак или флюгарку для защиты от атмосферных осадков.

Дымоход коллективный: правильное подключение

Размеры дымохода, используемого одновременного для нескольких отопительных приборов — отдельная тема для разговора.

Если необходимо дымоотведение от ряда отопительных приборов, то расчет дымохода производится с учетом всех отопительных приборов, используемых в системе, их типа, мощности, потребляемого топлива.

• К примеру, в доме при едином дымоходе устанавливается несколько отопительных приборов, котел общей системы отопления и камин.
• Сразу становится понятным, что перед нами совершенно разные системы. Диаметр дымохода камина совершенно не соответствует диаметру дымохода котла.
• Как правило, камины работают на дровяном топливе, а котлы обогревательной системы дома — на природном газе.

Можно ли совместить эти 2 совершенно разные системы? Можно. Более того, при правильном размещении отопительных приборов они не только не создадут проблем, но и будут дополнять друг друга.

Как это происходит?

• В один дымоход включен котел и камин. При работе котел периодически отключается и переходит в режим ожидания. В это время у нас работает камин. Поэтому в дымоходе поддерживается нормальная температура, газы не остывают.
• Отсюда отсутствие конденсата и хорошая тяга при последующем запуске котла.
• Но размер дымохода для камина должен быть значительно большим, чем для котла. И в случае если мы будем использовать только котел без запуска камина, у нас могут возникнуть проблемы с избыточной тягой, приводящей к неправильной работе котла.
• Как мы знаем, диаметр дымохода для камина рассчитывается по соотношению 1:10 к его топке. Становится ясным, что такой диаметр дымохода очень велик для котла. Камином люди пользуются нечасто, а котел обогрева работает постоянно в зимнее время.
• Значит, нужно сделать дымоход меньшего диаметра, подходящего для котла? Нет, это будет большой ошибкой. Когда котел будет работать самостоятельно, все будет прекрасно. Когда запустится камин, в дымоходе будет создаваться повышенное аэродинамическое сопротивление. Двухходовой дымоход. Рис. 1

Как итог:

• неправильная работа отопительных приборов;
• попадание угарных газов внутрь помещения.

Это уже опасно для жизни. Отравление угарными газами зачастую приводит к летальному исходу.

Двухходовый дымоход — решение вопроса

Как же решить данный вопрос?

Наш совет — используйте двухходовой дымоход.

Преимущество двухходового дымохода:

Двухходовой дымоход. Рис.2

• возможность использования различных тепловых приборов одновременно и по отдельности в одном дымоходе;
• стабильная работа каждого прибора;
• экономия при строительстве и монтаже;
• экономия пространства.

Монтируя такой дымоход, необходимо соблюсти все условия для правильной работы каждого прибора. Если камин сможет прекрасно функционировать с кирпичным дымоходом, то для котла необходимо выполнить гильзовку. Это предохранит кирпич от щелочного воздействия конденсата.

Виды дымоходов

Два основных подвида – это внутренние и внешние. За исключением кирпичных, которые обустраиваются только внутри, все остальные универсальные, подробней о них ниже. Устройство дымоходов для твердотопливных печей, котлов должно соответствовать определенным требованиям. К примеру, для каждого типа существуют свои требования по высоте, температуре

Особое внимание уделяйте расчету высоты. Современный системы могут предоставить широкий выбор разновидностей из самых разных материалов

Отличия могут касаться стоимости, устойчивости к температуре, долговечности, процесса монтажа и установки

Итак, виды:

Отличия могут касаться стоимости, устойчивости к температуре, долговечности, процесса монтажа и установки. Итак, виды:

• Кирпичные
• Стальные
• Керамические
• Сэндвич панели

Дымоход из кирпича

Кирпичный, зачастую обходится гораздо дешевле, чем более современные системы. Но, несмотря на относительную дешевизну, сопутствующие растраты могут оказаться немного выше. К примеру, под кирпич нужен тяжелый фундамент, навыки по укладке (самостоятельно выложить кирпичный дымоход для котла, печи на твердом топливе сложно). Следует использовать огнеупорный кирпич, с маркировкой не меньше М125, раствор можно использовать самый обычный, к нему особых требований нет. Учитывайте особенность, как правильно класть кирпич, стенки не должны быть меньше 120 мм.

Выводящий канал должен быть выстроен из расчета размера кирпича и его кладки, к примеру, сечение 140*140 мм соответствует 1⁄2 * 1⁄2 кирпича

Обратите внимание, те участки, которые проходят через не отапливаемые помещения, должны быть утеплены и тщательно за герметизированы. Кирпичные дымоходы отлично подходят только для котлов на твердом топливе, для них обязательно нужно поддерживать высокую температуру выводящих газов

Дымоход из стали

Может быть изготовлен, как из черной стали, так и с «нержавейки». Несмотря на более высокую стоимость второго типа, его рекомендуется устанавливать и производителями печей. Для всех дымоходов подобного уровня, характерны преимущества:

• гладкость стенок;
• универсальность;
• возможность установки даже после финальной отделки дома;
• долговечность, даже с высоким КПД;
• отсутствие завалов.

Дымоход из сэндвич-панелей

Построить дымоход для твердотопливного котла своими руками реально и с относительно новых сэндвич конструкций. Такая система подразумевает наличие двух стальных труб, которые вставлены друг в друга, а между ними установлен термоизоляционный слой. Во время эксплуатации именно теплоизоляция принимает на себя все нагрузки и перепады температур, позволяя избегать образования конденсата. Наиболее оптимальным считается использование таких типов дымохода, в деревянных домах, где высокое положение отведено пожарной безопасности.

Керамический дымоход

Твердотопливный котел может функционировать в паре с керамическим отводом. Состоит он из труб, для которых использовался специальный огнеупорный материал, с дополнительной термоизоляцией. Материал невероятно устойчив к перепадам температур, а также к воздействию агрессивных сред. Кроме того, подобные конструкции оказались наиболее долговечными в плане использования без очистки и ремонта. Подбирая трубы, нужно ориентироваться на определенные требования, такие как температура отводящих газов. Для твердотопливных источников нужно использовать трубы с допуском 650 градусов.

Важное условие при эксплуатации подобных систем, за счет внешней теплоизоляции, особую роль играет вентиляция и проветривание. Они достаточно сильно вбирают влагу, поэтому позаботьтесь об этом заранее и продумайте надежную систему, чтобы воздух не застаивался

Иначе срок службы может значительно сократиться

Иначе срок службы может значительно сократиться.

Как подключить коллективный дымоход

Иногда обстоятельства диктуют необходимость использования одного дымохода одновременно для нескольких отопительных приборов

В подобных случаях необходимо особое внимание уделить правильному расчету всех параметров (таких, как максимальная длина горизонтального участка дымохода, его высота, диаметр и т.д.). Этот расчет производится с учетом того, какие отопительные приборы планируется использовать в системе, их типа и мощности, а также топлива, на котором они будут функционировать. 

Допустим, к единой трубе будет подключаться котел от общей системы отопления и традиционный камин

Понятно, что это принципиально разные отопительные приборы, один из которых работает на природном газе, а другой – на дровах. Соответственно, и рекомендации относительно используемых с ними дымоходов кардинально различаются (прочитайте: «Устройство дымохода для газового котла»). Возможно ли в таком случае совмещение? Практика показывает, что возможно. Рассмотрим, как это происходит.

Как известно, в процессе работы котел периодически отключается, переходя в режим ожидания. Если вместе с ним к одному дымоходу будет подсоединен камин, работающий в это время, то дымоход не будет остывать, в нем не будет образовываться конденсат, и при очередном запуске котла будет обеспечена хорошая тяга. Это положительный момент. Но есть и негативная сторона. Камин должен подсоединяться к дымоходу значительно большего размера, чем это необходимо для котла, и в том случае, если запуск котла будет осуществляться без параллельного использования камина, вполне вероятно возникновение избыточной тяги, которая приведет к неправильному функционированию котла (подробнее: «Дымоход для камина своими руками«). 

Как известно, расчет диаметра дымохода для камина производится исходя из того, что он должен составлять десятую часть диаметра топки. Естественно, такой размер для котла будет чрезмерным. В данном случае стоит обратить внимание на тот факт, что камином, как правило, люди пользуются только время от времени, тогда как котел в холодный период года работает постоянно. В этой связи можно подумать, что устройство дымохода для камина следует делать меньшего диаметра. Однако подобный шаг будет в корне неверным. В те моменты, когда котел будет работать самостоятельно, конечно, никаких проблем не возникнет, однако стоит лишь растопить камин, и в трубе, независимо от того, какова длина горизонтального участка дымохода, расположенного на чердаке, неизбежно будет возникать повышенное аэродинамическое сопротивление. В результате этого отопительные приборы будут работать неправильно, а в помещение начнут просачиваться угарные газы. 

Решением этой, на первый взгляд, неразрешимой задачи является использование двухходового дымохода.

К основным преимуществам дымоходов данного типа можно отнести:

• возможность их применения совместно с различными отопительными приборами, как по отдельности, так и подключенными одновременно;
• обеспечение стабильной работы каждого прибора;
• экономия средств на строительство и монтаж;
• экономия пространства.

Возможные схемы дымоходов, смотрите на видео:

В процессе монтажа необходимо соблюдать все условия обеспечения правильной работы каждого устройства, а также неукоснительно следовать предварительно произведенным расчетам, чтобы впоследствии не пришлось думать, как удлинить дымоход или увеличить его диаметр. При устройстве кирпичного дымохода нужно учитывать, что для его совместимости с котлом должна быть выполнена гильзовка, предохраняющая кирпич от негативного воздействия конденсата. 

Монтаж дымохода

Если принято решение устанавливать коаксиальный дымоход для газового котла, то необходимо изучить основные требования по установке:

• высота горизонтальной трубы должна быть более одного метра, вертикальный дымоход – пять метров;
• давление, с которым газ подается в трубу не должно превышать 0,03 кгс/см2, этот параметр указывают производители отопительных установок;
• возможность горизонтальной установки только при условии, что котел вырабатывает до 30 кВт, при
• большем показателе необходим монтаж только вертикального дымохода с выходом через крышу;
• при установке конструкции нужно рассчитывать длину таким образом, чтобы соединительные элементы не пересекались с перегородками, стенами, кровлей.

Установка коаксильного дымохода на отопительную печь

Наиболее часто используется именно коаксиальный дымоход для газового котла с закрытой камерой сгорания. Такие установки характеризуются принудительной организацией отвода газов и продуктов сгорания, поскольку в их конструкции не предусмотрено наличие обратной тяги. С закрытой камерой устанавливаются обычно напольные котлы, коаксиальный дымоход может присоединяться сверху, с боков и реже снизу.

Требования по установке дымоотвода на такие конструкции повышенные, поскольку горизонтальное отведение продуктов горения менее эффективно, чем вертикальное, а при монтаже дымохода нужно соблюдать определенный уклон. Для таких котлов оптимально использовать трубы диаметром 60 мм для внутренней и 100 мм — для внешней. Конструкцию можно дополнить специальными отводами, которые располагаются под углами 90о и 45о, но при монтаже следует учитывать, что такие отводы значительно сократят общую длину дымохода.

Прямой угол сократит длину на один метр, а уклон в 45о – на полметра.

Габаритные размеры горизонтального коаксиального дымохода из эмалированной стали

Для устройства с закрытой камерой сгорания можно использовать коаксиальные трубы, изготовленные из эмалированной стали – внешняя, и алюминия — внутренняя

Реже для таких отопительных устройств используются вертикальные дымоходы, они устанавливаются, когда важно не испортить фасад здания или в целях обеспечения экологичности, поскольку дым, выходящий выше кровли, рассеивается быстрее и незаметно для человека

Установке коаксиального дымоотвода должны предшествовать подготовительные работы:

• расчет метража и количества необходимых элементов;
• подготовка отверстий в стене, перекрытиях, крыше, по всей длине дымохода;
• необходимо предусмотреть возможность монтажа под небольшим уклоном, это необходимо для того, чтобы образованный конденсат беспрепятственно стекал.

Немаловажными являются требования по высоте расположения дымоходной трубы – она должна быть на 1,5 метра выше, чем уровень камеры сгорания, такое размещение создаст более эффективную тягу и снизит вероятность возникновения возгораний.

Элементы труб коаксиального дымохода с прокладками

Собирая коаксиальный дымоход, желательно использовать резиновые прокладки в местах стыков, благодаря им конструкция будет более герметичной, а риск задымления отсутствовать вовсе.

Если учесть все требования при монтаже коаксиального дымоотвода и выполнить все этапы правильно, то можно обеспечить долгую и эффективную работу отопительных установок, будь они напольные, пристенные или встроенные.

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.

Методика самостоятельного расчета

Как самостоятельно вычислить высоту дымового канала, для этого потребуется выполнить расчет по формуле:

, где:

• «А» климатические и погодные условия в данном регионе. Для севера этот коэффициент равен 160. Значение в других районах вы сможете найти в интернете,
• «Мi» масса газов, проходящих сквозь дымоход за определенное время. Эту величину можно найти в документации вашего отопительного прибора,
• «F» время оседания золы и других отходов на стенках дымохода. Для дровяных печей коэффициент – 25, для электрических агрегатов – 1,
• «Спдкi», «Сфi» уровень концентрации веществ в отработанном газе,
• «V» уровень объема отработанных газов,
• «Т» разность температур поступающего из атмосферы воздуха и отработанных газов.

Важно! Самостоятельный расчет потребует найти большое число величин и выполнить сложные расчеты. Поэтому рекомендуем обратиться к профессионалам. Приводить пробный расчет не имеет смысла – коэффициенты и другие величины не подойдут для вашего агрегата, а извлечение квадратных корней потребует скачать инженерный калькулятор

Приводить пробный расчет не имеет смысла – коэффициенты и другие величины не подойдут для вашего агрегата, а извлечение квадратных корней потребует скачать инженерный калькулятор.

Таблица Высота печной трубы над коньком

Определится с размерами труб без проведения сложных расчетов поможет таблица высоты печной трубы над крышной конструкции. Сначала разберем подбор длины трубы для плоских крыш.