Документация ГОСТы и СНиПы
для работы с трубами
Есть вопросы? Задайте их нашему эксперту
по трубами, отопительным
системам и канализации

Как рассчитать оптимальные аэродинамические показатели печной трубы

Дымовая труба — неотъемлемая часть частного дома или сельскохозяйственной постройки с камином или нагревательным котлом на твердом топливе. Аэродинамический расчет дымовой трубы и планирование ее размеров — обязательный этап создания проекта строительных. Грамотный расчет не только обеспечит конструкции надежность и долговечность, но и создаст условия для оптимального функционирования отопительной системы.

Актуальность расчета параметров дымовой трубы

Высота трубы и ее диаметр, как и материалы, из которых она сооружена, напрямую влияют на работоспособность конструкции. Высота трубы и ее проходимость стимулируют тягу, обеспечивающую хорошее горение и теплоотдачу. Ошибки конструкции, возводимой на десятилетия, повлекут массу негативных последствий:

  • оседание сажи и золы на внутренних поверхностях;
  • постепенное уменьшение диаметра трубы, приводящее к уменьшению тяги и попаданию угарных газов внутрь помещения;
  • увеличение риска возгорания скопившихся смол и деформации или разрушения трубы из-за такого перепада температуры;
  • повышение пожароопасности.
Строение печной трубы
Конструкция печной трубы

Ошибки в расчетах прочности фундамента конструкции могут повлечь ее обрушение даже из-за порывов ветра. Расчет фундамента дымовой трубы и ее аэродинамических свойств при отсутствии навыков лучше доверить специалисту, так как эта задача в малоэтажном строительстве является одной из самых сложных.

Практический расчет параметров дымоотвода

При проектировании труб котельных и частных домов с печным отоплении в расчет берется ряд показателей:

  • метеорологические и климатические особенности конкретной географической точки;
  • рельеф местности и тип грунта непосредственно под постройкой;
  • сейсмическая активность региона;
  • ветровые и снеговые нормы и критические показатели;
  • тип кладки самой печи и материал, использующийся в строительстве трубы;
  • вид предполагаемого топлива, его теплоотдачу и температуру газов выводимых системой.

Эти данные, заложенные в расчет дымовых труб, дают возможность получить:

  • данные для вычисления допустимой массы трубы и материала, из которого она может быть выполнена;
  • оптимальные цифры диаметра;
  • показатели необходимой высоты сооружения.
Варианты дымоудаления и подачи воздуха
Конструкционные особенности дымоотводов

Для создания проекта строительства дымовыводящей трубы в частном доме печники используют сокращенную формулы вычислений.

Расчет диаметра

Основной показатель, являющийся фундаментальным для расчетов, — теплоотдача печи или котла. Она напрямую зависит от типа сжигаемого топлива и его количества, выжигаемого за промежуток времени. Эта характеристика в обязательном порядке указывается в паспорте печи, если она была приобретена у сертифицированного производителя. При самостоятельной кладке основания печи задача усложняется самостоятельным вычислением этих показателей. При типовой конструкции необходимый диаметр трубы можно вычислить последующей схеме:

  1. Вычисление объема проходящих через воздухоотвод газов: Vг = B∙V∙(1+t/273)/3600, в м³/сек;
  2. Вычисление площади сечения прямоугольной, например кирпичной, трубы: F = π∙d²/4, в м²;
  3. Калькуляция диаметра трубы круглой формы: dт = √4∙B∙V∙(1+t/273)/π∙ω∙3600.

Для наглядности можно рассмотреть пример расчета дымовой трубы для типового котла со стандартными показателями:

  • температура выводимой среды у основания трубы 150/200º;
  • скорость передвижения газов внутри дымоотвода 2 метра в секунду;
  • требования СНиП предусматривают высоту не менее 5 м от опоры колосника.
  • напор газов в естественном состоянии примерно 4 Па.
Размеры сэндвич дымохода
Таблица размеров сэндвич трубы для дымохода

Детальная калькуляция будет выглядеть таким образом:

  1. Условно взятый для расчетов тип топлива — дрова с влажностью 20%, сгорающие со скоростью 10 кг в час. V, то есть объем поступающих газов, составляет 10 м³/кг;
  2. Температура среды на выходе с колосника составляет 150º;
  3. По формуле проводимости Vг = (10∙10∙1.55)/3600 получаем первый показатель 0.043 м³/сек;
  4. Необходимый диаметр при допустимой скорости 2 м/сек ищем формулой d² = (4∙0.043)/3,14∙2, получаем коэффициент 0,027.
  5. Исходя из формулы dт = √4∙0.34∙0.043∙(1+150/273)/3.14∙10∙3600 для данной круглой металлической трубы достаточно будет диаметра в 0.165 м. Он обеспечит нормальное функционирование конструкции.

Вычисление показателя самотяги

Перед монтажом конструкции необходимо проверить, насколько качественной будет тяга в возводимой трубе. Для частного малоэтажного строительства применяются следующие формулы:

  1. Учитываем закладываемые ранее показатели объема сжигаемого за час топлива Q =10∙3300∙1.16 и получаем мощность 38.28 кВт;
  2. Полученный ранее показатель теплопроводности в 0,34 калькулируем с метражом и теплопотерями 0.34:0.196=1,73º;
  3. Так как из общей длины в 5 метров 2 занимает сама печь, то в формулу расчета потери тепла закладывается только 3 метра: 150-(1.73∙3)=144,8º;
  4. Взяв за основу показатели плотности при нулевой температуре 1.2932 а при полученных 144,8º соответственно 0.8452, получаем цифру естественного напора газов в 1,34 ммН2О. Такая тяга обеспечит хорошее горение дров.
Порядовка для печи
Правильная порядовка при строительстве печи гарантирует хорошую тягу

Расчет высоты печной трубы

Хорошую тягу обеспечит только труба с оптимальной высотой: слишком низкая конструкция, как и слишком высокая, в которой газы остывают при прохождении по дымоотводу, качественную работу печи обеспечить не может.

  1. Длина трубы от основания до верха не должна составлять менее 5 метров, это требование закреплено в стандарте как профилактика возгораний.
  2. Дымоход на плоской кровле должен превышать ее высоту на 0,5 метра.
  3. Труба, которая располагается на удалении не более 1,5 м от конька, должна его превышать на 0,5 м. В этом случае обязательно необходимо провести расчет дымовой трубы на устойчивость и дополнительно закрепить конструкцию растяжками, берущими на себя нагрузку порывов ветра.
  4. Труба, удаленная от конька не далее 3 метров, должна совпадать с ним по высоте.
Расчет высоты дымохода
Примеры расчета высоты печной трубы

Коэффициентом, на который предлагают ориентироваться профессионалы, является угол в 10 градусов между плоскостью конька и срезом верхней точки трубы.

Кладка печей, как и все сопутствующие работы, — сложный процесс, требующий опыта и теоретической подкованности. Каждый из показателей имеет свое значение, влияние на продуктивность работы теплосистемы и безопасность. При отсутствии навыков эту часть работ стоит доверить профессионалам.

Видео-совет по определению высоты печной трубы

Понравилась статья? Поделитесь ей:
У вас есть вопросы? задайте их нашему эксперту
задать свой вопрос
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 200 votes, average: 4,75 out of 5)
Загрузка...
Добавить комментарий