Для неспециалиста будет непросто разобраться в сфере отопления, вентиляции и кондиционирования, исходя только из рекомендаций норм и правил. В данной статье мы разобрали несколько живучих стереотипов относительно устройства и расчета сечения дымохода в доме:
- диаметр дымохода должен равняться диаметру патрубка на приборе и других правил нет;
- дымоход нужно вывести на 0,5 м над свесом кровли и этого достаточно.
Более глубокий анализ двух этих тезисов позволит любому человеку понять лучше понять суть работы дымоходной системы, заложить или установить безопасный и надежный дымоход.
Тяга
ТЯГА – это сила, которая возникает в стволе дымохода из-за разницы плотностей дыма и наружного воздуха, Она прямо зависит от высоты дымохода и перепада плотностей. Измеряется в единицах давления – Паскалях (Па).
Сопротивление
Возникает при трении движущегося потока дыма о стенки дымохода. Зависит от скорости потока (в квадрате), формы и размеров дымохода, шероховатости его стенок. Измеряется в единицах давления – Па, бар, мм.рт.ст., атм.
Сопротивление складывается из двух основных составляющих:
- Потери давления на трение о стенки по длине канала.
- Потери давления на преодоление местных сопротивлений – поворотов, изменений сечений, отводов, тройников, дефлекторов, и.т.д.
Работоспособность дымохода
Этот параметр оценивают соотношением тяги и сопротивления. Для стабильного удаления дыма тяга должна превышать сопротивление при всех возможных режимах эксплуатации – в разное время года, в безветрие и с учетом характерной скорости ветра. Опытные специалисты учтут и наиболее распространенные направления ветров или порекомендуют специальные устройства защиты дымохода от задувания.
Из-за неверно подобранных параметров дымохода возникает ряд проблем:
- нарушения тяги;
- повышенный расход топлива;
- перегрев дымохода и опасность пожара;
- затруднения с растопкой, реже – невозможность растопить прибор;
- котел выдает ошибку тяги и в мороз не может запуститься.
Если параметры определены верно – горение стабильное, красивое, расход топлива умеренный. Результат – вовремя прогретый дом.
Высота и диаметр
Высота дымохода определяется согласно нормативной документации: СП 7.13130.2013 и СП 402.1325800.2018.
Особенно внимательно стоит относиться к дымоходам, выводимым на эксплуатируемые кровли. Дымовые газы смертельно опасны! Устье дымохода не должно быть ниже 2,0 м от поверхности эксплуатируемой кровли — это своего рода необходимый минимум. Ориентироваться же стоит на такую верхнюю отметку устья дымохода, чтобы при рассеивании дымовых газов в атмосфере это не мешало комфортному пребыванию людей.
Необходимо учитывать и высоту снегового покрова в вашем районе, чтобы снег не засыпал дымоход и не перекрывал свободный выход дыма.
Эти схемы не отражают все многообразие условий, встречающихся в современных жилых домах. Например, нет никаких рекомендаций по расположению дымохода относительно мансардных окон. Эту информацию можно почерпнуть в иностранной литературе.
Из схем логично возникает вопрос, а как лучше проложить дымоход: на фасаде или внутри здания? Это – тема отдельного разговора, но в любом случае должна быть обеспечена необходимая высота. Это гарантирует безопасное удаление дымовых газов из здания, подальше от жильцов.
Ролик очень наглядно показывает важность правильного выбора места и высоты выброса дыма, поясняет рекомендации нормативов. https://www.youtube.com/watch?v=3MGwS5tOZsY
Но правильно определить высоту – недостаточно. Нужно еще не ошибиться с другим важным параметром дымохода – диаметром. Сравним условия работы дымохода в трёх вариантах при одинаковой правильной высоте.
1 вариант. Диаметр дымохода недостаточен. Например, ошибочно принят равным диаметру патрубка на приборе или даже меньше патрубка. Скорость потока дыма слишком велика. Сопротивление потока в трубе слишком велико для нормального отведения дыма. Кроме того, многократно увеличивается опасность перегрева дымохода и ближайших деревянных (других сгораемых) конструкций – а значит и опасность пожара сильно выше.
2 вариант. Область оптимального сочетания высоты и диаметра. Тяга гарантированно превышает сопротивление, но не слишком. Изменение режима топки или погодных условий не создает проблем.
3 вариант. Диаметр завышен. Скорость потока дымовых газов ниже. И это вроде бы неплохо – сопротивление ниже. Но в таком случае и остывание дыма происходит гораздо быстрее, т.к. площадь стенок дымохода, соприкасающихся с окружающей средой, максимальна из этих вариантов. Тяга и сопротивление в опасной близости. Это, пожалуй, самый капризный случай. Малейшее дуновение ветерка способно нарушить шаткий баланс.
Баланс «высота–диаметр»: готовые диаграммы
В идеале производится подробный аэродинамический расчет для конкретного случая. Зачастую на это нет ни технической возможности (обученного специалиста) ни времени. И очень часто идут по пути наименьшего сопротивления, совершая ошибку – например, принимают диаметр дымохода равным патрубку на приборе. В большинстве случаев это оборачивается различными проблемами с эксплуатацией (незначительные задымления помещения в период растопки и остывания дымохода, длительные мучительные попытки разжечь огонь), а иногда и просто невозможностью затопить печь или запустить котел.
Для сокращения ошибок до безопасных пределов Шидель разработал расчетные диаграммы необходимого сечения дымоходной системы.
В диаграммах учитывается эффективная высота дымохода – вертикальный участок, который создает тягу. Для насадных дымоходов – это высота от топки до верхней части устья (верхней части дымохода, откуда дым выходит в атмосферу), для настенных – от тройника до устья.
Диаграммы учитывают шероховатость стенок каналов, сопротивление соединительного участка длиной до 2,0 м такого же диаметра, как основной ствол, с суммой коэффициентов местных сопротивлений ∑ζ = 1,8. Такую сумму могут составлять, например, тройник 90° (ζ = 1,2) + 3 отвода 90° (ζ = 3 х 0,2).
Такое сочетание элементов не так часто встречается в практике, в большинстве случаев количество отводов не превышает 2. Диаграммы дают результат с небольшим разумным запасом, который может компенсировать возможные ошибки при сборе исходных данных.
Диаграммы составлены для различных типов приборов, видов топлива и температур дымовых газов – атмосферных и наддувных отопительных котлов, открытых каминов, твердотопливных котлов и печей. Они содержат пояснения к использованию. Сложностей не должно возникнуть даже у неподготовленного пользователя.
Для работы с диаграммами нужно знать:
- вид теплогенератора (котел атмосферный, наддувный, конденсационный, печь, камин);
- температуру дымовых газов (°С);
- тепловую мощность прибора (кВт);
- эффективную высоту дымохода.
Первые три пункта должны быть указаны в паспорте отопительного прибора. Высоту необходимо определить расчетом. Точка пересечения высоты и мощности располагается в области рекомендуемого диаметра дымохода. При попадании на верхнюю границу области лучше принимать диаметр следующего типоразмера в сторону увеличения.
Диаграммы можно посмотреть и скачать на нашем сайте Schiedel в разделе «Документация»:
Для высокой скорости и оперативности расчетов вы всегда можете воспользоваться готовыми диаграммами Schiedel. Используя их и рекомендации по проектированию, можно не переживать за безопасность и надежность такой опасной инженерной системы, как дымоход.
