Как определить необходимую высоту дымохода относительно конька крыши?

Красивая крыша — визитная карточка любого загородного дома. Помимо кровельного покрытия, внимание привлекает и дымоход. Осыпавшаяся кирпичная или, неправильно сделанная дымовая труба портит всё впечатление от архитектуры коттеджа. К расположению дымохода на кровле и его конструкции предъявляются определённые требования, прописанные в строительных нормативах. Нарушение технических регламентов по правильному устройству дымоходных систем, может привести к проблемам с работой теплогенераторов (котлов и отопительных печей) и сокращению срока службы самого дымохода. А замена или даже ремонт такой конструкции, проходящей через весь дом – это почти новый капитальный ремонт. В статье рассказывается, как не допустить самых распространённых ошибок при монтаже дымохода.

Параметры, которые нужно учитывать при монтаже дымохода

Снаружи все дымоходы выглядят одинаково, на самом деле, они сильно различаются между собой. Первое, на что стоит обратить внимание — в разных домах они имеют разную высоту над уровнем крыши.

Второе — они различаются по ширине. Действительно, высота и ширина дымохода имеют значение. На эти параметры необходимо ориентироваться в первую очередь. Но важно не только то, что снаружи, но и то, что скрыто внутри.

Прежде, чем планировать устройство дымохода необходимо определить:

• Количество отопительных приборов, которые подключены к дымоходу. В частном доме может быть один выход продуктов горения для нескольких устройств. От их количества напрямую зависят параметры дымохода.
• Топливо, используемое для отопления. От него зависят физико-химические свойства продуктов горения. Прежде всего, необходимо знать химический состав.
• Температуру горения. Она зависит от вида топлива и способа его сжигания. При монтаже необходимо учитывать температуру, которая будет создаваться внутри него.

Перечисленные факторы имеют значение, поскольку влияют на параметры, которые необходимо учитывать при монтаже дымохода:

• Термоустойчивость материала из которого изготовлен. Дымовые трубы бывают металлическими, чаще — стальными, керамическими, асбестоцементными, кирпичными и стеклянными. Каждый из этих материалов обладает своей термоустойчивостью. Последний вариант наиболее экзотический и наименее устойчивый. Его используют для декоративных каминов. Еще один материал, который неустойчив к очень высокой температуре — асбестоцемент, он используется при монтаже отопительных котлов. Материал, из которого изготовлен, необходимо подбирать в зависимости от вида топлива и температуры его сгорания.
• Высота дымовой трубы над крышей. Чтобы дым выводился из помещения на улицу, в дымоходе должна быть достаточная тяга. Создание тяги — процесс пассивный, но для его осуществления необходимы определенные потоки воздуха внутри трубы. Если он имеет меньшую высоту, чем требуется, в нем не будет образовываться достаточная тяга и дым останется внутри помещения.
• Диаметр внутреннего сечения дымохода. Правильный внутренний диаметр также необходим для обеспечения достаточной тяги. Кроме того, если диаметр будет меньше необходимого, часть газа останется в помещении, что несет угрозу как самому дому, так и жизни его жителей.

Рекомендуем ознакомиться: Особенности применения однотрубной системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя

Правильный подбор трех этих параметров при монтаже дымоходной системы гарантируют длительную и безопасную эксплуатацию нагревательных приборов. Кроме этого, важны внешние факторы,влияющие на тягу в дымоходе. К ним относятся: высота крыши, уклон крыши, высота зданий и деревьев вокруг, расположение дымохода относительно розы ветров.

Это важно! Неправильный расчет высоты и диаметра дымохода приводит к низкой тяге в нем. В этом случае в помещении постоянно остается угарный газ, который может вызвать ряд заболеваний у домочадцев и даже привести к летальному исходу.

Пара советов

Когда в доме есть альтернативное отопление, оно тоже требует дымоотвода. Но производить разные дымоотводные системы нерентабельно. Их проще объединить в одну, в которую соединятся все каналы, произведенные с учетом таких параметров, как мощность оборудования, количество дымов и тип горючего. Такие сооружения обладают рядом плюсовых качеств:

• они экономят жилую площадь;

• все системы работают стабильно;

• бережется время, средства и труд.

Но рассчитать подобные конструкции могут только лишь специалисты.

Значение дымохода и дымовая тяга

Газы по дымоходу поднимаются самостоятельно под действием нескольких физических сил. Дым, образующийся при горении, легче воздуха, он поднимается наверх. Его легкость обусловлена температурой. Как известно, чем больше нагрет газ тем меньше молекул его содержится в единице объема и тем легче он сам по себе. Легкие газы всегда поднимаются наверх.

Кроме того, значение имеет разница давлений и температур между воздухом снаружи и газами внутри. Эта разница как бы вытягивает наружу газы из дымохода. Этот процесс называется тягой. Тяга возникает в том случае, если имеется перепад давлений. С физической точки зрения тяга — это разница давлений.

В дымоходах с естественной, пассивной тягой действует сила Архимеда. Воздух находящийся внизу максимально разрежен, поскольку имеет высокую температуру. Плотность его минимальная. Воздух наверху, снаружи дома, минимально разрежен, поскольку он холодный.

Плотность его выше. Происходит это так: тяжелый холодный воздух опускается по дымоходу вниз и выдавливает теплый легкий воздух наверх, таким образом дым поднимается по трубе и выводится наружу. Пока нагревательный прибор работает, воздух внизу трубы будет теплее, чем снаружи.

Это важно! Чем больше разница температур, тем выше тяга. Следовательно, для хорошей тяги нужен хороший отопительный прибор и холодная погода.

Однако разница температур — не единственный фактор, влияющий на тягу.

Расчет параметра с учетом зоны ветрового подпора

Так называют участок, давление воздуха на котором увеличено, по сравнению с остальными. Воздушные массы здесь сталкиваются с препятствием, что уменьшает тяговую силу дымохода. В худшем случае обработанные газы начинают поступать обратно в помещение.

Если такая ситуация возникает, расчеты должны проводиться по иной схеме. Для начала рисуется эскиз, на котором учитывается высота обоих строений. Далее, определяется угол между ними.

Как высота дымохода влияет на тягу

Высота дымохода — это тот параметр, который во многом определяет силу тяги.

Существует формула, согласно которой, разница давлений напрямую зависит от атмосферного давления, разницы температур снаружи и внутри, а также — от высоты самого дымохода.

Чем больше разница температур, тем больше тяга, чем больше атмосферное давление и высота дымохода — тем больше тяга.

На атмосферное давление владелец дымохода повлиять никак не может, как и на температуру на улице. Температура внутри зависит от источника тепла. Она редко превышает 1000°С.

Параметром, который можно корректировать остается высота дымохода. В трубе определенной высоты создается необходимая разница давлений, которая позволяет холодному воздуху вытеснять теплый наверх.

В короткой трубе воздух, проникающий внутрь извне, будет наоборот способствовать поступлению дыма в помещение. В слишком длинной трубе градиент давлений не будет достаточным для хорошей тяги.

В трубе создается два воздушных потока, один стремится внутрь, другой — наружу. Дым в дымоходе образует завихрения, которые не должны мешать воздушному потоку. Чтобы тяга была максимальной, труба должна иметь определенный диаметр. Диаметр внутреннего сечения играет важную роль в обеспечении пассивной тяги.

Где лучше выводить трубу через крышу?

Наиболее удобный и лучший вариант выхода трубы на крышу – это конек. Проход через кровлю в районе конька имеет массу преимуществ:

• во-первых, минимальное расстояние от верхней точки крыши гарантирует простоту расчета длинны внешней части трубы;
• во-вторых, монтаж дымохода в непосредственной близости от конька является наиболее простым с технической точки зрения;
• в-третьих, подобное расположение дымохода гарантирует простоту проведения изоляционных работ.

Разумеется, у подобного расположения дымоходного канала имеются и свои недостатки. Главным из них является то, что стропильная система не должна иметь коньковой балки, ведь расстояние между трубой и наивысшей точкой кровли практически равно нулю. Решением проблемы может стать обход дымоходного канала двумя балками, расстояние между которыми равно, или чуть больше диаметра трубы, но подобный вариант довольно сложен с технической точки зрения, а иногда и вовсе невозможен.

Самым неудачным вариантом является размещение дымохода в ендове. Это обусловлено тем, что тут скапливается большое количество снега, а вода стекает сазу с двух скатов. Таким образом, даже тщательно выполненная гидроизоляция не сможет долго прослужить в условиях наличия проходки. Крыша наверняка протечет. Это лишь вопрос времени.

Исходя из всего вышесказанного становится понятно, что наиболее оптимальным вариантом является, то при котором расстояние от трубы до конька невелико, но в то же время дымоход немного смещен ниже высшей точки крыши. Преимущества такого варианта заключаются в следующем:

• монтаж не имеет технических сложностей;
• в этом месте на кровлю попадает достаточно много снега, но скапливается он ниже, поэтому нет нужды устанавливать снегозадерживающие устройства;
• так как проход через крышу осуществляется неподалеку от конька, высота трубы будет небольшой, поэтому нет необходимости укреплять ее растяжками.

Если получилось так, что место прохода трубы оказалось в непосредственной близости от балок, в ендове или неподалеку от ската, то верным решением может стать использование дополнительного колена. Его установка позволит вывести трубу в нужном месте.

Сечение дымохода и высота

Сечение дымохода — это параметр, определяющий размеры его просвета. Для прямоугольных и квадратных дымоходов значение имеет площадь сечения, а для круглых и овальных — его диаметр.

В узкой трубе воздух создает турбулентные потоки и, вместо того, чтобы выходить наружу, долгое время путешествует по трубе. Чем дольше теплый газ сообщается в холодными стенками трубы, тем холоднее он становится. Холодный дым из трубы выходить не будет. В слишком широком дымоходе также есть вероятность быстрого охлаждения дыма из-за чрезмерного поступления холодного воздуха.

Оптимальной считается площадь дымохода не менее 10 см2, в случае круглой трубы — диаметре не менее 15 см. При установке каминов, в которых температура горения топлива несколько выше, чем в печах и колонках, следует ориентироваться на минимальный диаметр в 10 см. Максимальный диаметр будет зависеть от размеров нагревателя.

Это важно! Труба не должна иметь сужений и изгибов, иначе тяга значительно уменьшится.

Что касается высоты дымохода, она зависит от многих параметров. В идеальных условиях, когда крыша ровная, не имеет никаких выступов, на ее уровне нет деревьев и других построек и доступ воздуха к трубе ничего не загораживает, дымоход имеет 5м в высоту максимум. При этом его высота считается от колосниковой решетки нагревателя до самого верха.

Рекомендуем ознакомиться: Разновидности и технические особенности дымовых труб для котельной

Высота трубы над уровнем крыши при тех же условиях — 1,5 м.

Ровные крыши встречаются в домах очень редко. Часто они покатые, имеют различные оградительные или декоративными элементами, соприкасаются с деревьями и другими зданиями.

При всех этих условиях высота дымохода рассчитывается отдельно.

Графические вычисления

Этот способ предполагает чертеж схемы здания с выдержкой всех правильных размеров и пропорций. От конька дома чертится линия под углом в 10° относительно горизонта к месту предполагаемого дымоотвода до пересечения линий. Полученное расстояние измеряют и переводят в реальный масштаб. Можно провести корректировку схему передвигая ось дымоотвода по горизонту. Такими нехитрыми движениями можно найти необходимое местоположение трубы.

Меж покрытием крыши и краем трубы снаружи здания должно быть не меньше 50 см. Если топливо печного отопления является твердым, то добавляют еще 0,15 м для сооружения защитной конструкции, материалом которой служит металлочерепица или профнастил.

Так рассчитывается высота дымохода для твердотопливного котла в доме.

Каким должен быть дымоходный канал?

При сооружении дымохода крайне важно, чтобы все размеры были рассчитаны, а материал подобран правильно. А эти параметры, в свою очередь, будут зависеть от топлива, которое планируется использовать

Так, кирпичная конструкция подойдет для газовых и твердотопливных приборов. Ее сечение и высоту необходимо тщательно рассчитать (об этом несколько позже), дабы вся система отопления нормально функционировала. В случае неправильно подобранных размеров КПД котла снизится, а требуемая тяга будет отсутствовать, что может привести к самым неожиданным последствиям.

Обратите внимание! Все это особенно важно в тех случаях, когда дымоход обустраивается сразу для нескольких приборов – здесь расчеты лучше доверить профессионалам, поскольку риск ошибиться достаточно высок. В соответствии с общепризнанными требованиями 1 дымоход способен обслуживать не более 2-х приборов отопления, но только тогда, когда его внутренние размеры позволяют им обоим работать одновременно. А высота канала рассечки в данном случае должна составлять порядка 0,8 метра

В случае больших параметров КПД прибора снизится, а меньших – ухудшится тяга, и продукты горения могут проникнуть в помещение

А высота канала рассечки в данном случае должна составлять порядка 0,8 метра. В случае больших параметров КПД прибора снизится, а меньших – ухудшится тяга, и продукты горения могут проникнуть в помещение

В соответствии с общепризнанными требованиями 1 дымоход способен обслуживать не более 2-х приборов отопления, но только тогда, когда его внутренние размеры позволяют им обоим работать одновременно. А высота канала рассечки в данном случае должна составлять порядка 0,8 метра. В случае больших параметров КПД прибора снизится, а меньших – ухудшится тяга, и продукты горения могут проникнуть в помещение.

Что же касается формы дымохода, то лучшей однозначно считается цилиндр. Высота дымохода относительно конька крыши на это не влияет, равно как и использованный материал. И даже в каналы из кирпича встраиваются трубы необходимого диаметра. Объясняется это тем, что продукты горения поднимаются спиралеобразно, поэтому оптимальная форма – это именно цилиндр. Только при таких условиях обеспечивается максимальная тяга.

Колпак на трубу дымохода

Ранее мы рассказывали о том как своими силами сделать и установить колпак на дымоходную трубу. В дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с этим руководством

А современные модели котлов, функционирующие по «стоп-старту», без подобной трубы обойтись не могут. Ведь для них главное – это быстрый нагрев системы до требуемого показателя и перевод ее в режим ожидания, из-за чего, собственно, такие котлы и считаются самыми экономными.

В квадратных дымоходах будут создаваться завихрения, что опять же приведет к ухудшению тяги. Зато для дровяных отопительных котлов эта форма подходит, так как увеличивает их КПД путем замедления выхода тепловой энергии.

Виды вероятных нагрузок

Как можно классифицировать нагрузки на балку из трубы? В соответствии с СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» моменты нагружения конструкции можно распределить по следующим признакам:

• постоянные – давление и вес которых не изменяются с течением времени, это такие, как собственный вес конструкции;
• временные длительные, учитывающие вес дополнительных конструкций сооружения, включая оборудование, мебель и прочее;
• кратковременные поперечные, зависящие от внешних условий эксплуатации – нагрузки от ветра, снега или дождя, для определения которых производится собственный расчет, зависящий от района расположения объекта. Такие нагружения в экстремальных условиях создают условия, при которых возможен прогиб балки из трубы.
• особые условия воздействия, к которым можно отнести воздействие от удара автомобиля во время парковки, в результате которого опора может прогибаться;
• сейсмические – для местностей с определенной сейсмической активностью.

Прочностью перекрытия определяется уровень безопасности проживания на загородном участке или в деревенском доме.

Степень нагружения конструкций можно подбирать по таблицам, при этом учитываются:

1. величина момента инерции, обозначенная в стандартах;
2. длина пролета;
3. величина нагрузки;
4. модуль Юнга (справочные данные).

В таблицах приводятся готовые данные, рассчитанные по специальной формуле например для круглых, квадратных и прямоугольных профилей. Все прочностные расчеты несущих конструкций по определению сложны в исполнении и требуют специальной инженерной подготовки в области сопротивления материалов. Поэтому лучше воспользоваться специальным онлайн-калькулятором. Чтобы рассчитать нагрузки достаточно ввести исходные данные в таблицу и на выходе можно получить точный результат быстро и без особых затруднений.