Дымовые трубы для котельных: расчет высоты дымохода, выполнение молниезащиты, диаметр металлической

Установка молниеотвода и принципы монтажа

Перед тем как приступать к установке молниеотвода для дымовой трубы, необходимо ознакомиться со всеми правилами и рекомендациями. Заземление станет эффективным только в том случае, если вы идеально выполните все рекомендации по защите дымовой трубы. Вам потребуется сделать все возможное для того, чтобы обеспечить безопасное функционирование дымовой трубы. Тогда молния не сможет нарушить ее целостность.

Для того чтобы это обеспечить необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

Размещение молниеотводов вокруг трубы должно выполняться в порядке симметрии. При этом вам потребуется учесть, что один из молниеотводов следует направить в сторону «розы ветров».
Если дымовая труба не превышает 30 метров, тогда необходимо оборудовать ее тремя молниеотводами. Если труба превышает данную высоту, тогда следует добавить еще один молниеотвод.
Несколько молниеотводов вверху трубы необходимо оборудовать специальным медным кольцом. Крепить его следует к кирпичной кладке при помощи заранее подготовленных пластин из бронзы. Бронзовые крепления должны погружаться в кирпичную кладку на 15 сантиметров.
При помощи вертикальной арматуры вам потребуется сделать ответвления от медного круга. Между ними должно быть расстояние в 120 сантиметров.
Длина прутов вместе с роспуском пучка должна составлять не менее трех метров.
Каждый прут должен иметь проволоку на концах.
Все стержни, которые находятся на дымовой трубе также необходимо объединить.
Все молниеотводы необходимо соединить с внешними грунтовыми водами.
Центральную пластину вашей конструкции необходимо поместить в центре подземного бассейна.

Это наиболее распространенный вариант заземления, который помогает надежно защищать конструкцию молниезащиты дымовой трубы. Этот вид заземления используется на многих крупных предприятиях. Также просмотрите, особенности молнии и молниезащиты.

Самонесущие конструкции

Дымовые каналы самонесущего типа используются для выведения продуктов переработки топлива котла, работающего на жидком, газообразном или твердом топливе. Самонесущие конструкции бывают одноствольными или многоствольными, соединенными между собой уголками. Их небольшая масса максимально упрощает процесс монтажа дымохода для дома или предприятия. Также самонесущие конструкции не фильтруют конденсат и продукты переработки газового котла, что положительно сказывается на рабочем давлении агрегата.

Пример самонесущих труб разного типа представлен на рисунке:

Самонесущие трубы

Типы дымовых труб

Монтаж труб возможен из разных материалов. Бывают металлические, кирпичные, керамические, полимерные конструкции. Устанавливают железобетонные, нержавеющие изделия. Я рекомендую выбирать газоотводы, обладающие гладкими поверхностями газового тракта.

Типы дымовых труб.

Газоотводы из кирпича сегодня практически не монтируют. В кладке обнаруживается большое количество неровностей. В углублениях накапливаются токсичные продукты сгорания, разрушающие кирпич.

По типу конструкции трубы бывают:

самонесущие;
мачтовые;
колонные;
фасадные и околофасадные;
фермовые.

Чтобы выбрать оптимальный вариант для дома, следует рассмотреть особенности каждой разновидности.

Самонесущие

Представленная разновидность бывает одно- и многоствольной, что зависит от количества котлов в системе. Трехслойные сэндвич-трубы монтируются из нескольких секций. Газовый тракт изготавливается из нержавеющей стали. Материал не подвержен негативным воздействиям агрессивных химических веществ. Преимуществами самонесущих дымоотводов являются:

простота сборки и обслуживания;
возможность дополнения конструкции лестницей, смотровой площадкой, ревизионным люком.

Я рекомендую крепить газоотвод при помощи анкерных болтов и устанавливать ребра жесткости. Укрепление дымоотвода увеличивает устойчивость и срок службы.

Колонные дымовые конструкции

Свободностоящий дымоход колонного типа фиксируется на основании из железобетона при помощи анкерных блоков. Конструкция укрепляется обечайкой диаметром до 3 м.

Дымоход колонного типа.

Это железный кожух, отличающийся высокой прочностью. Внутри допускается установка нескольких стволов из нержавейки. Преимущества конструкции следующие:

возможно подключение нескольких котельных установок;
монтируются даже на неохраняемых площадках;
прочная конструкция защищена от механических повреждений;
занимает незначительную площадь;
выглядит эстетично.

При создании колонных конструкций потребуется монтаж теплоизоляции. Базальтовая вата предотвратит скопление конденсата внутри трубы.

Особенности фасадных и околофасадных дымоходов

Ствол изготавливается из сэндвич-трубы, состоящей из нескольких секций. Конструкция фиксируется кронштейнами к фасаду. Ступеньку фундамента делать не потребуется. Среди преимуществ фасадных и околофасадных дымоходных конструкций я могу назвать:

минимальные затраты на строительство и обслуживание;
возведение без обустройства фундамента;
комфорт обслуживания при эксплуатации;
простой монтаж.

Если потребуется выполнить ремонт, меняется только одна секция. Демонтировать всю конструкцию не нужно.

Трубы фермового вида

Несколько стволов фиксируют на металлической ферме. Каркас требует дополнительной обработки антикоррозионными составами. Продукты горения выводятся по трехслойной металлической трубе с утеплителем.

Конструкция отличается малым весом и высокой устойчивостью к ветровой нагрузке. Наличие каркаса позволяет быстро выполнить ремонт и профилактику.

Мачтовые

В качестве опорной конструкции применяется мачта. К ней монтируют 1-3 газоотвода. Мачту устанавливают на фундамент при помощи анкеров. Дымоходы обладают следующими преимуществами:

возможность монтажа в сейсмоопасной местности;
высокая прочность конструкции;
компактные габариты.

В конструкции применяется утепление. Защитный внешний слой изготовлен из оцинкованной стали.

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.

Использование дымовых труб

Конструктивные особенности

Кроме внутреннего оборудования важной деталью также является дымоход, который монтируется на тепловой установке. От того, насколько точно был выполнен расчет дымовой трубы котельной, и насколько правильно была установлена эта конструкция, во многом зависит эффективность работы всей системыСуществует несколько разновидностей таких труб:

Фермовые. Внутренний дымоход крепится к самонесущим стальным фермам, установленным на грунте и закрепленным с помощью глубинных анкеров либо анкерной корзины в монолитном железобетонном основании.
Самонесущие. Собираются из нескольких дымоходов, окруженных теплоизоляционным контуром и закрепленных внутри стальной самонесущей обечайки. Наружная конструкция несет статическую нагрузку а также сопротивляется ветровым воздействиям.

Элементы самонесущего дымохода

Фасадные. Наиболее простые в монтаже, некоторые из них могут быть установлены даже своими руками. Представляют собой сборный или монолитный стальной дымоход, закрепленный либо непосредственно на стене, либо на системе стеновых кронштейнов.
Мачтовые. В качестве дымовыводящего канала используется бесшовная толстостенная стальная труба, нижняя часть которой фиксируется анкерами на цокольной плите. Для сопротивления ветровым нагрузкам конструкция закрепляется растяжками из тросов.

Фасадная конструкция

Нужно отметить, что большинство подобных конструкций обладают значительными габаритами и массой. Вот почему монтаж или демонтаж котельной трубы выполняют в основном специализированные организации. Исключение составляют лишь небольшие дымоходы частных домов, а также упоминавшиеся выше фасадные малогабаритные системы.

Расчеты основных параметров

Для проектировки и возведения эффективно работающего дымохода необходимо заранее рассчитать его основные параметры, к которым относятся высота дымовой трубы котельной и ее внутренний диаметр. Проще всего это сделать с помощью специальных программ-калькуляторов, которые можно найти в сети, но и без них можно узнать хотя бы приблизительные цифры.

Для бытовых котельных небольшой мощности исходные данные будут примерно одинаковыми:

Входящая температура газа – до 200С.
Движение газа в трубе – 2м/с и более.
Высота по СНИП – не меньше 5 м от колосника и не ниже 0,5 м от конька (для промышленных моделей – минимум на 5 м выше чем самый высокий объект в радиусе 25 м).
Естественный напор газа – 4 Па и более.

В качестве примера рассчитаем диаметр стальной изолированной трубы (тепловой коэффициент В = 0,34), необходимой для работы котельной, в которой в час сжигается 10 кг дров с влажностью 25% и температурой на выходе 150С.

Объем газов, необходимых для сгорания топлива – 10м3/кг:

Вычисляем объем газов на входе в трубу в секунду по формуле Vr= m*V*(1+t/273)/3600, где m –масса топлива, а V – объем газа.
Получаем Vr = (10*10*1,55)/3600 = 0,043 м3/с.
Используя формулу объема цилиндра, определяем квадрат диаметра D2 = (4∙0.043)/3,14∙2 = 0,027.
Следовательно, минимальный диаметр дымохода составит 0,165 м.

Как видите, вычисления даже одного параметра достаточно сложны. Это – еще один аргумент в пользу того, что проектировкой дымоходов, особенно рассчитанных на поддержание работы котельных с высокой мощностью, должны заниматься профессионалы.

Молниезащита

Учет всех особенностей при составлении проекта, правильный монтаж, регулярное обследование дымовых труб котельных для выявления дефектов и своевременного их устранения являются обязательными условиями для эффективной работы. Однако иногда причиной выхода системы из строя могут стать внешние факторы.

Одним из таких факторов является молния, и потому высокие трубы нужно защищать от ее воздействия:

На неметаллических дымоходах монтируют стальные или омедненные молниеулавливающие стержни. Их количество может варьировать от одного (сооружения до 50 м) до трех (от 150 м и выше). В ряде случаев стержни заменяют стальными кольцевыми накладками, которые крепятся на торце.

Схема молниезащиты неметаллической конструкции

Для бетонных труб роль молниеотводов играет внутренняя арматура. Чтобы повысить эффективность ее функционирования, верхние края стержней соединяют сварным способом. Стальная труба сама по себе играет роль молниеотвода

Естественно, в этом случае важно обеспечить качественное заземление

Строительные нормативы

Для правильного монтажа дымовой системы существуют СНиП – 2.04.05-91 и ДБН В.2. 5-20-2001, которые нужно учитывать, чтобы система правильно работала. В нормативных документах описаны порядок выполнения монтажных работ и принцип применения.

СНиП 41-01-2003 ‒ основное положение о вентиляционной и отопительной системах;
НПБ 252-98 ‒ системы, которые предназначены для переработки различных видов топлива;
ГОСТ 9817-95 ‒ технические требования к отопительным оборудованиям;
ВДПО ‒ технические требования к правилам ремонта дымоходов и печей.

Дымоходы должны соответствовать СНиП, а разрешение на эксплуатацию подтверждается специальным актом проверки.

Правила устройства прохода трубы дымохода через кровлю

Следующим вопросом, способным вызвать затруднения при монтаже дымохода, является его проход через кровлю. Приступая к выводу трубы для дымоходов, необходимо знать главные нормативные правила.

Специалисты советуют располагать проход дымовой трубы через кровлю ближе к самой высокой точке крыши. При этом расстояние между «коньком» крыши и серединой дымохода должно составлять не менее 1,5 м. А возвышаться над «коньком» дымовая труба для котельных частного дома должна на 0,5 м. Эти правила «удобны» тем, что на участке крыши вокруг трубы дома не будет собираться большая корка снега, при таянии увеличивающая риск протечки кровли.

Устройство прохода дымоотвода через кровлю имеет особенности, зависящие от формы дымовой трубы и материала её изготовления. Оформление узла в месте, где произведен проход кирпичной трубы через кровлю, имеет совершенно другие методы заделки, чем в случае с металлическими или керамическими дымоходами.

Важным фактором является расстояние между стропилами и кровлей. Оно, как правило, составляет около 25-30 см. В том случае, если кровля выполнена из возгораемых материалов, между поверхностью крыши и стенкой дымохода соблюдается зазор в 13-25 см. При невозгораемой кровле этот показатель может быть минимальным.

В месте, где дымоход проходит через кровлю, не должно быть щелей

Если крыша имеет уклон, соответственно, проход трубы через кровлю также должен производиться под наклоном. Для этого нужно использовать эластичные проходки, которые также дают эффект герметизации. Кровельные проходки имеют вид многоступенчатой пирамиды. Если планируется проход металлической трубы через кровлю, лучше использовать уплотнительные элементы из эластичного алюминия. Они хорошо совмещаются с любыми кровельными материалами.

Проходки могут быть разной конфигурации и размера. Какую из них выбрать лучше в том или ином случае – определят следующие правила:

прямые уплотнители используются на плоских крышах и кровлях с небольшим уклоном (до 25 градусов);
угловые проходки с закреплением фланца под углом до 20 градусов применяются для крыш с уклоном более 25 градусов.

Лучше всего место прохода трубы через кровлю обрамлять универсальными проходками, имеющими возможность изменения конфигурации.

Металлические и силиконовые уплотнители крепятся к кровле с помощью заклепок или саморезов. Фланец укрепляется герметиком. Проход квадратной трубы через кровлю дома можно оформить при помощи разборного фартука – проходки-кожуха из металла.

Обеспечение собственного дома теплом – задание не из легких, и наиболее важный момент в нем – это вывод продуктов горения топлива из котла. К выбору материалов для дымохода и его монтажу нужно подходить со всей ответственностью, предварительно изучив правила и требования к установке таких систем. Несоблюдение норм приведет к проблемам с отоплением, а в худшем случае – к проникновению дыма в жилые помещения, что очень опасно для здоровья и жизни.

https://youtube.com/watch?v=yiE9tIl-dYo

Установки на сжиженном газе

Котельные на сжиженном газе имеют свои преимущества, например, нет проблем с давлением в газовых магистралях, нет надобности беспокоиться при увеличении стоимости отопления, а также можно самостоятельно устанавливать нормы и лимиты. Этот класс оборудования также является автономным.

Но при проектировании и монтаже котельной на сжиженном газе дополнительные денежные вложения следует потратить на конструкцию (схему). Так как конструкция требует установки специального резервуара для топлива. Это так называемый газгольдер, который может иметь объем 5-50 м2. Здесь установлены дополнительные газоходы котельной, то есть те по которым сжиженный газ поступает в котельную установку. Такой класс газоснабжения выглядит как отдельный трубопровод (газоход). Частота наполнения резервуара сжиженным газом зависит от того какой его объем, это может происходить от 1 до 4 раз в год.

Заправка такого оборудования сжиженным газом производится компаниями, которые имеют лицензию на проведение работ такого класса под ключ. Их лицензирование также позволяет проводить техосмотр газоходов и газгольдера. Обязательно нужно нанимать мастеров, которые имеют разрешения и лицензию, так как это работы с высоким уровнем опасности.

Конструкция на сжиженном газе больше ни чем не отличается от работающей на природном газе. Этот класс оборудования также имеет в комплектации радиаторы, запорную арматуру, насосы, клапаны, автоматику и т.д.

Газгольдер со сжиженным топливом может быть установлен в 2 вариантах (схемах):

Над землей;
Под землей.

Проектирование обоих вариантов должно осуществляться, соблюдая определенные условия и расчеты, которые в том числе обозначены в СНиП. Резервуар для сжиженного топлива, который расположен над землей, должен обязательно быть огражденным забором (от 1,6 м). Забор должен быть установлен на расстоянии 1 метра от резервуара по всему периметру. Это нужно для лучшей циркуляции воздуха при эксплуатации.

Также есть и другие нормы проектирования и расположения наземного газгольдера (чтобы избежать опасности) – это расчет расстояния от разных объектов:

Не менее чем в 20 метрах от жилых строений;
Не менее чем в 10 метрах от дорог;
Не менее чем в 5 метрах от разного рода сооружений и коммуникаций.

Рис. 3 Схема расположения газгольдера Что касается проектирования резервуара под землей, то все вышеперечисленные нормы сокращаются в 2 раза. Но есть расчет глубины погружения резервуара со сжиженным газом и газохода. Эти нормы проектирования должны рассчитываться индивидуально согласно объему емкости и его конструкции.

Рис. 4 Размещение резервуара под землей

Но оборудование этого класса также имеет свои недостатки при эксплуатации, так как если качество газа плохое, то котельная не будет функционировать в заданном режиме. Заправка резервуара должна производиться компанией со всеми разрешениями и лицензией.

Основные правила монтажа дымоходных систем

Современные дымоходы – целые системы, ведь можно смонтировать дымоход любой сложности и при любых конструктивных особенностях дома. Для этого разработаны модульные системы, состоящие из колен, тройников, различных патрубков. Модульные дымоходы удобнее кирпичных, так как последние можно строить только вертикально, а модульные можно конструировать в разных направлениях с учетом определенных требований (в любом случае, это быстрее, проще, дешевле).

Для каждого теплового устройства лучше готовить свой дымоходный канал. Дымоходы собирают вертикально, без уступов. Допускают два отклонения от вертикали на угол до 30 градусов, горизонтальное соединение допускается в пределах метра, а высота от теплогенерирующего устройства до устья трубы ─ от 5м – для обеспечения разрежения газов и создания тяги.

Для правильной сборки дымоходной системы в доме надо учитывать некоторые общие правила:

Установка элементов модульной системы производится от печи, снизу вверх.
Варианты размещения и подключения дымоходов разные, все зависит от условий помещения. При построенном доме удобно размещать дымоход снаружи: от печки или камина он выводится через стену, прокладывается изолятор, устанавливается сборник конденсата и на кронштейнах труба поднимается вверх.
Устанавливать дымоход можно и при возведении дома, и при эксплуатации. Место в доме надо выбирать так, чтобы не нарушать целостность конструкции дома: чтобы не попадала влага, согласовать по стропильной системе.
Если монтировать керамические и кирпичные дымоходы в обжитом доме, придется разбирать полы, делать основания, подготовительные работы – дорого и не всегда возможно.
Внутреннюю трубу дымоходной системы надо вставлять в предыдущий модуль, а модуль наружного контура ─ на предыдущий. Это дает возможность защитить базальтовый утеплитель от попадания на него конденсата.
Одна в другую труба должна входить не менее, чем на половину своего диаметра (по разметке).
Трубы с отводами, тройниками соединяют хомутами.
Место соединения не должно попадать в слой перекрытий.
Для тройников устанавливают опорные кронштейны.
Если на тройнике не установить сборник конденсата, вся вода попадает в систему.
Каждые 2м дымохода фиксируют к стене креплением.
Прикрепляя дымоход к стене, надо следить, что не было прогибов.
Не допускается контакт дымового канала с инженерными коммуникациями (газ, электричество).
Если труба проходит близко к стенам, нужна теплоизоляция.
В зоне прохождения перекрытий и кровли надо отступать на 150 мм при изолированных трубах и на 300 мм при трубах без изоляции. Требования пожарной безопасности при монтаже всегда должны быть на первом месте.
Нельзя прокладывать горизонтальные фрагменты дымохода более 1 м по длине.
Стыки не должны попадать в перекрытия или слоях кровельного пирога.

Монтируя стальной дымоход, необходимо учитывать вероятность тепловой деформации дымоходной системы. Для этой цели устанавливают гибкий переходник. Если в комплекте оборудования такого элемента нет, можно не фиксировать трубу на кронштейне жестко, а сделать запас на 10-15 мм, иначе при нагревании есть риск смещения дымохода.

Если кровля из легковоспламеняющихся материалов, на трубу устанавливают искроуловитель, который делают из металлической сетки, с ячейками до 5Х5 мм. Высоту трубы определяет расстояние от трубы до конька: если оно не превышает 1,5 м, труба всегда возвышается над коньком не менее полметра.

Лучшие дымовые трубы для котельных: 4 вида

Установка молниеотвода и принципы монтажа

Самонесущие конструкции