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

Для качественного отвода сгоревших газов и дыма от котельных различных типов необходимо наличие высоких дымовых труб. Дымовая труба для котельнойдолжна быть сконструирована и смонтирована так, чтобы обеспечивался безопасный отвод выходящих из котлов газов.

Не менее важно исключить появление в котлах избыточного давления, провоцирующего задымление помещения в результате неполного сгорания используемого топлива. Естественная тяга, создаваемая в трубе во время работы котельной, зависит от температуры горящего топлива, конструкции дымохода, температуры уличного воздуха и атмосферного давления.

Кирпичная дымовая труба для котельной

Виды дымовых труб

Все дымовые трубы по типу расположения подразделяются на такие основные виды:

• Самонесущие. Это свободностоящие конструкции мачтового типа.
• Фасадные. Они фиксируются к стенам зданий при помощи хомутов или кронштейнов.
• Фермовые. Трубы опираются на специально смонтированные каркасы.
• Трубы на растяжках, удерживающих конструкции.

Дымовая труба на растяжках

Дымовые трубы различного размера изготавливаются из кирпича, бетона, стеклопластика или металла. Наиболее популярна кирпичная дымовая труба для котельной. Ее возведение проходит достаточно быстро.

Внутренняя поверхность такого дымоотвода имеет футеровку из огнеупорного кирпича. Железобетонные трубы возводятся поэтапно методом заливки.

Также возможно строительство конструкции из железобетонных колец.

Стальные дымовые трубы для котельных из нержавейки возводятся из нескольких частей различного диаметра. Количество используемых секций зависит от планируемой высоты трубы. Это наиболее быстрые по времени строительства дымоотводы.

Расчет дымовой трубы котельной

Очень важно грамотно провести расчет будущей трубы с учетом экологической безопасности окружающей местности. Высота дымовых труб котельнойдолжна как минимум на 5 метров превышать максимальную высоту окружающих ее строений в радиусе 25 м от котельной.

Учитываются метеообстановка в районе нахождения котельной, рельеф местности, а также температура горения используемого топлива.

Правильный расчет высоты дымовой трубы котельной, имеющей естественную тягу, выполняется по результатам аэродинамического расчета всего газовоздушного ствола.

Расчет высоты и диаметра дымовой трубы

Чем сильнее тяга в дымовом канале, тем качественнее сгорает топливо. КПД котельной также увеличивается. На силу тяги, помимо высоты дымохода, влияет его диаметр. Необходимо добиться полного соответствия высоты и диаметра.

В очень широкой трубе газы и дым не смогут подняться на значительную высоту. Для этого и проводится расчет. Диаметр дымовой трубы котельной зависит от количества топлива, сгорающего в топке за определенный промежуток времени.

При расчете диаметра в учет берутся некоторые постоянные значения скорости газов, выходящих из трубы. Так, для дымоходов с естественной тягой этот показатель равен 15-20 м/сек. При использовании искусственной тяги для труб высотой до 100 м это значение равно 20-30 м/сек, а для более высоких труб — 35-40 м/сек.

Обычно диаметр трубы для котельной находится в пределах 1,2-9,6 м.

Установка дымовой трубы котельной

Установка дымомвой трубы для котельной

Вся конструкция дымохода состоит из трубного фундамента, цоколя и длинного ствола трубы.

Первоначально создается проект, в котором с учетом устойчивости и прочности дымовой трубы рассчитан фундамент конструкции и тип дымохода. Расчет фундамента производится на основании веса самой трубы, а также ветровых нагрузок, климатических условий и сейсмологической обстановки.

После изготовления фундамента выполняетсямонтаж дымовой трубы для котельной. Все дымоходы комплектуются лестничными маршами с ограждающими элементами, площадками для обслуживания, световым сигнальным оборудованием и элементами молниезащиты. Все работы принимаются специальной комиссией.

Молниезащита дымовых труб котельных

Для защиты котельных от грозовых разрядов на всех трубах, изготовленных из неметаллических материалов, должна присутствовать молниезащита. Обычно в роли молниеотводов выступают металлические трубы или штыри длиной 1-1,5 м. Они закрепляются на самом верху дымоходов и соединяются с заземлением посредством токоотвода.

Трубы с молниезащитой дымовых труб котельных

Сам токоотвод — это стальной прут диаметром не менее 1,2 мм, изготовленный из стали круглого сечения. Он закрепляется на трубной стенке при помощи скоб и кронштейнов. В качестве заземления используется металлический штырь, глубоко вбитый в землю.

Железобетонные конструкции могут не иметь специальных молниеотводов. В их качестве выступает оголенная арматура, которую приподнимают над оголовком. Арматура также соединяется с токоотводом.

Если высота дымохода не превышает 50 м, то достаточно одного молниеотвода. При высоте 50-150 м используются 2 молниеприемника. Более высокие трубы оснащаются тремя средствами защиты от грозы. Также можно использовать в качестве приемника стальной обруч, проложенный по верхнему торцу трубы.

Металлические дымовые трубы для котельныхне нуждаются в средствах грозозащиты, так как сами отлично проводят электрический ток.

Источник: https://canalizator-pro.ru/dymovaya-truba-dlya-kotelnoj-gabarity-i-molniezashhity.html

Дымовая труба для котельной: расчет высоты и диаметра + молниезащита

Эффективность работы отопительного котла зависит от тяги, для  создания которой сооружается дымовая труба для котельной.

Сила естественной тяги, влияющая на процесс сгорания топлива, зависит от температуры атмосферного воздуха, от температуры продуктов горения и уровня барометрического давления, а также от параметров дымохода.

Отведение продуктов сгорания топлива в атмосферу не должно ухудшать экологическую обстановку в населенном пункте. Отвод газов и их рассеивание в атмосфере должно происходить на достаточной высоте, превосходящей все имеющиеся постройки в близлежащей зоне.

Определение пропускной способности

Дымотводящие трубы сооружают из кирпича, железобетона, стеклопластика. Набирают популярность модульные дымоходы, изготавливаемые из нержавеющей стали и собирающиеся как конструктор из отдельных частей, подобранных по диаметру и высоте сооружаемой конструкции.

В любом случае монтаж начинают после подготовки проекта и его одобрения соответствующими органами. В проектной документации должен быть представлен аэродинамический расчет дымовой трубы котельной, который в настоящее время выполняют с помощью автоматизированных программ.

Высота дымовой трубы для котельной зависит от количества топлива, сжигаемого в котлах за единицу времени

При выполнении расчетов определяется минимальная величина пропускной  способности сооружения дымоотведения, способная обеспечить нормальную работу котельной при эксплуатации оборудования на максимально возможной нагрузке.

Если на данном этапе будет допущена ошибка в вычислениях, то в газовоздушном тракте или отопительном котле будут скапливаться газы. Расчет аэродинамических показателей дает наглядное представление о возможном уровне производительности дутьевой и тяговой систем дымовой трубы.

Инженерные вычисления высоты и диаметра будущего сооружения должны выполняться техническими специалистами, имеющими соответствующее профильное образование.

Что учитывается при определении высоты?

При проектировании дымовой трубы важно дать экологическое обоснование ее размеров, вычисленных с учетом расчета рассеивания в атмосфере выбросов вредных веществ, образующихся в результате сгорания топлива.

Расчет высоты дымовой трубы котельной должен отвечать санитарным нормам, предъявляемым к коммерческим и заводским предприятиям.

При этом всегда учитывают фоновую концентрацию опасных веществ в атмосфере, полученную в результате действия других функционирующих источников загрязнения. На данную величину оказывают влияние следующие факторы:

• метеорологический режим атмосферы в месте расположения котельной;
• скорость потока воздушных масс;
• особенности рельефа местности;
• температура отводимых газов и др.

Важно! Исходя из разрешенного объема выброса загрязняющих веществ, рассчитывается оптимальная высота дымовой трубы котельной.

Так как экологическая обстановка в большинстве густозаселенных пунктов неблагополучная, то сооружение в большинстве случаев возводят выше расчетных показателей, соответствующих минимально возможному уровню.

В малозаселенных территориях ориентируются на высоту дымовых труб действующих котельных.

Расчеты прочности и устойчивости конструкции

На тягу влияет не только высота, но и диаметр дымовой трубы котельной, величина которого зависит от количества топлива, сжигаемого за единицу времени.

В зависимости от габаритов дымоотводящего сооружения производится расчет фундамента, а именно определяется:

• его конструкция;
• необходимая глубина заложения;
• достаточная площадь подошвы и пр.

Важно! При вычислении диаметра дымовой трубы принято использовать следующие показатели скорости газов на выходе: 15-20 м/с при естественной тяге (самотяге); 20-30 м/с при искусственной тяге в трубах высотой до 100 м; 35-40 м/с при искусственной тяге в трубах высотой от 100 до 180 м.

Диапазон диаметров дымовых труб, сооружаемых из кирпича и железобетона, варьируется в пределах 1,2 м-9,6 м. Надо отметить, что минимальный диаметр железобетонных труб составляет 3,6 м.

Как обеспечить эффективную молниезащиту?

Объем работы, необходимый для проведения молниезащиты котельной, определяется нормативно-правовым документом РД 34.21.122-87. Выбор оптимального варианта молниезащиты сооружения зависит от конструкции дымовой трубы, а также от материала ее изготовления.

На неметаллические дымовые трубы устанавливают метровые стержневые молниеприемники, количество которых зависит от высоты сооружения.

Одного молниеприемника достаточно для трубы, высотой 15-50 м, двух – для сооружения, высотой 50-150 м, трех – для объекта, превышающей отметку в 150 м.

В последнем случае молниезащита дымовой трубы котельной  может быть выполнена в виде стального кольца, укладываемого по ее верхнему торцу.

Можно использовать активный молниеприемник, но если у вас металлический дымоход, то достаточно грамотно его заземлить и этого хватит

В конструкциях, изготовленных из железобетона, в качестве токоотводов выступают стержни арматуры, которые соединяют в самой верхней части конструкции с помощью сварки или скрутки. Металлические трубы сами являются молниепремниками, потому в установке дополнительных элементов молниезащиты не нуждаются.

Во всех случаях несущую  конструкцию дымоотводящего сооружения соединяют с заземлителем молниезащиты с помощью токоотвода, выполненного из круглой стали, диаметр которой составляет 12 мм.

Как видите, расчет габаритов дымовой трубы, а также проектирование элементов ее молниезащиты является сложной задачей, решение которой лучше доверить специализированным фирмам. Монтаж сооружения ведется в соответствии с проектом и принимается в эксплуатацию комиссией, в которую обязательно входит представитель компании, разрабатывающей проект сооружения.

Источник: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/kotelnaya/dymovaya-truba-dlya-kotelnoj.html

Молниезащита котельных

Надежная молниезащита дымовой трубы котельной,является необходимым условием для обеспечения безопасности работы обогревательной системы, в том числе и для безопасности обслуживающего персонала. Дымоходы котельной поднимаются обычно выше всех зданий в округе. Причиной тому являются установленные ГОСТ требования, согласно которым дымоход должен обеспечивать отвод дыма и газов на максимальную высоту, так, чтобы какие либо препятствия не останавливали потоки ветра, создавая завихрения. Поэтому вопрос защиты котельных от ударов молнией является обязательным к решению. В некоторых случаях установленный на котельной громоотвод защищает окружающие здания. Для достижения максимальной защиты и создания безопасных условий применяются некоторые параметры, принятые международными нормами.

Расчет громовой защиты труб котельных

Если дымоход котельной возвышается на 50 метров или меньше, то молниезащита дымовой трубы котельной обеспечивается, как правило, одним молниеприемником, высотой не менее 1 метра. Молниеприемником может служить стальной стержень, закрепленный непосредственно на самой конструкции с помощью металлических кронштейнов.

В случае если высота неметаллической трубы дымохода в пределах 50 – 150 метров, тогда устанавливается не менее двух молниеприемников, высотой 1 метр. Стальные прутья соединяются между собой на верхней части трубы.

Когда дымоход возвышается выше, чем на 150 метров, количество молниеприемников увеличивается до трех штук, между собой они соединяются металлическим кольцом, уложенным наверху. Сечение соединительного кольца должно быть не менее 160 мм2.

Токоотводящие проводники

Токоотводом на неметаллической трубе котельной может служить ходовая металлическая лестница. При высоте более 50 метров количество проложенных токоотводов не должно быть менее двух.

Соединения пластин или прутьев конструкции громоотвода, должно выполняться сваркой либо болтовыми соединениями на медных или омедненных контактах.

Устанавливая защиту от попадания молнии на железобетонную конструкцию, можно использовать в качестве токоотводов металлическую арматуру, при этом она должна соединяться сварочными швами.

Трубы из металла

Металлический дымоход не нуждается в установке молниеприемников и токоотводящих конструкций. Главным условием надежной защиты полностью железной системы дымохода является обустройство надежного контура заземления.

Расстояние от трубы до контура у основания не должно превышать 25 метров. Соединение металлической башни и контура заземления должно производиться не менее в двух местах. Все соединение выполняются только сварочными швами.

Что нужно помнить, чтобы надежно защитить котельную от попадания молнии?

Так как для хорошей работы котельной важно создание достаточной тяги в трубе, то делать ее ниже просто нет смысла. Достаточная высота делает постройку обычно самым высоким сооружением в округе. В результате она подвержена попаданию грозы.

Защитой для железобетонного дымохода может служить только правильно спроектированная система громоотвода. Для этой цели учитывается показатель среднего количество часов грозы в год, соответственно учитывают риски и возможные нагрузки на токоотводы.

Нет сомнений, что создание громоотвода и работающего контура заземления возможно только при правильном и профессиональном расчете. После сборки конструкции каждая деталь тестируется на показатели электрического сопротивления, а также проверяются сечения всех узлов, включая и надежность соединений.

Источник: https://www.mzke.ru/molniezashhita_kotelnyh.html

Дымовая труба для котельной: как сделать расчет размеров

Основная функция, которую должна выполнять дымовая труба для котельной — отводить в атмосферу дымовые газы от котлов и рассеивать их в этом пространстве. Есть у нее и дополнительная функция: они должны создавать естественную тягу, возникающую в результате разницы между температурой в топке и снаружи.

Мы познакомим вас с разновидностями дымовых каналов, классификация которых производится на базе конструктивных особенностей и материала труб. У нас вы узнаете, как производится расчет геометрических параметров на конкретном примере. Наши советы помогут определиться с видом и размерами дымохода.

Типы дымовых труб

В больших котельных естественная тяга не может обеспечить полноценное горение, здесь ее создают принудительно при помощи дымовых насосов. Процесс горения и сброс его продуктов в атмосферу должен приносить как можно меньше вреда окружающей среде и не вызывать аварийных ситуаций в результате возникновения в топках давления, превышающего норму.

Конструкционно трубы для котельных очень отличаются друг от друга и по виду несущей конструкции, и по материалу изготовления. По первому признаку выделяют несколько типов труб.

Самонесущие трубы котельных

Такие вертикальные конструкции бывают одно- или многоствольными. Они отводят продукты сгорания от котельных и котлов.

Используют их независимо от вида топлива, но при соблюдении некоторых требований:

1. Температура дымовых газов, проходящих по самонесущим трубам, не должна превышать 350 градусов С.
2. Продукты сгорания не должны быть химически агрессивными.
3. Оптимальная снеговая нагрузка для самонесущих конструкций – 250 кг на кВ. см, ветровая – 30 кг на кВ. см в условиях II ветрового района.

Устанавливают самонесущую трубу на крыше, а закрепляют внутри здания. Ее конструкционные особенности обеспечивают возможность перевозки и монтажа по месту, т.к. состоит она из отдельных секций, представляющих собой 3-слойные сандвич-трубы. К фундаменту сооружение крепится с использованием анкеров.

Внутри трубы находится слой, изготовленный из прочной стали, не поддающейся воздействию веществ, выделяемых при сгорании. Наружный слой защищает от атмосферных воздействий.

Дымовые трубы для крупных котельных чаще всего самонесущие. Это сооружение, возведенное по индивидуальному проекту и имеющее собственную инфраструктуру

Параметры дымовых конструкций должны соответствовать требованиям, изложенным в нормативных документах.

Расчет их основан на таких факторах, как количество котлов, мощность, вид топлива. Обязательно должны быть учтены нормы по выбросам в атмосферу. В некоторых случаях дымовые трубы комплектуют площадкой, лестницей, люком для ревизии, световым ограждением.

Колонные дымовые конструкции

Труба этого вида состоит из наружной обечайки из высокоуглеродистой стали и вставленных в нее внутренних стволов разных диаметров из нержавеющей стали для отвода газов. Конструкцию закрепляют в залитую в фундамент анкерную корзину. Их может быть как 1, так и несколько. Чтобы внутри не оседал конденсат, используют термоизоляцию.

Часть колонной трубы. Здесь в разрезе видно, что внутри размещено несколько стволов различных диаметров из нержавеющей стали

Преимуществом такого конструктивного решения является большой эксплуатационный срок, перспектива подключения нескольких котлов. Толщину стали и марку выбирают, отталкиваясь от температуры и агрессивности продуктов сгорания.

Диаметр каждого ствола может достигать полутора метров, а если общий газоход планируют использовать для нескольких котлов, то необходим диаметр около 3 м. Чтобы не появлялся конденсат, стволы покрывают термоизоляцией.

Особенности околофасадных и фасадных дымоходов

Устанавливают околофасадные дымоходы для котельных, пристроенных к дому или встроенных. Крепят их к стене здания с использованием кронштейнов. Составляющими дымохода являются стволы и рама или анкерные крепления.

Ствол имеет 3 слоя: внутри нержавеющая сталь, затем теплоизоляция и оцинкованная сталь. Трубы предназначены для котельных, где котлы работают на газе или жидком топливе.

Наиболее часто фасадные трубы располагают вдоль наружной стены постройки.

Околофасадные и фасадные трубы передают весовую нагрузку через дополнительный нижний фундамент и ветровую через виброизолирующие крепления. Этот вид дымоотводов, с точки зрения материальных затрат, самый экономичный из-за отсутствия несущих конструкций и прочного фундамента.

Модульная система, использованная при создании газоотводящих стволов, обеспечивает легкую замену поврежденных частей.

Трубы фермового вида

Такая металлоконструкция состоит из труб, закрепленных на прочной самонесущей колонне фермового типа. Ферма, в свою очередь, закреплена в анкерной корзине, залитой в фундамент. Дымоходы фермового типа подходят для использования в регионах с опасной сейсмологической обстановкой.

Конструкция фермового типа включает от 1 до 6 стволов. Колонна изготовлена из трубного проката. Профильная труба может иметь в сечении квадрат или треугольник. Зависит это от количества стволов

Для предотвращения коррозии газоотводы покрывают грунтовкой, затем окрашивают.

Ствол для отвода газов составлен из модулей, состоящих из 3 слоев:

• внутреннего, контактирующего непосредственно с продуктами сгорания и выполненного из нержавейки специальных сортов;
• толщиной 5-6 см, выполняющего роль теплоизоляции;
• наружного, защищающего теплоизолирующий слой от негативных воздействий окружающей среды.

Для антикоррозионного покрытия используют краски, содержащие большой процент цинка. В отдельных конструкциях внутри колонны могут присутствовать лестницы и площадки, облегчающие обслуживание. Конструктивные элементы труб этого типа относительно легкие и это облегчает как их транспортировку, так и работы по монтажу.

Мачтовые трубы дымоходные

Центральным элементом мачтовой трубы является опорная башня – трех- или четырехмачтовая, к которой прикреплены дымоходы. Все узлы конструкции собирают на основе в виде бетонной подушки, начиная снизу и постепенно продвигаясь вверх. Используют при сборке заклепочное соединение или применяют саморезы.

Опорная конструкция мачтовой трубы собрана из стальных профилей, соединенных между собой раскосами и уголками.

Своим основанием колонна опирается на фундамент, а фиксируют ее анкерными креплениями

Обычно отдельные элементы перевозят на место монтажа и собирают, как конструктор. Занимает этот процесс совсем немного времени – несколько часов.

По высоте дымоход может достигать 28,5 м максимум. Устойчивость дымоходу обеспечивают ребра жесткости – оттяжки стальные с сечением от 1,6 до 2 см. Они компенсируют действие поперечных сил.

Материалы для возведения труб котельных

Системы для отвода дыма возводят из разных материалов – кирпича, стали, керамики, полимера. Дымоход из кирпича, сооружаемый над кирпичными печами и каминами, отличается хорошей механической прочностью, отличной теплоемкостью, достаточно высокой степенью пожаробезопасности.

Недостатков у этих конструкций тоже немало, поэтому в современном строительстве полностью кирпичные дымоходы встречаются все реже. Нормативные документы ограничивают высоту кирпичных труб 30-70 м, а диаметр 0,6-8 м.

На стенках кирпичной трубы со множеством выступов и углублений внутри, всегда оседает много конденсата, копоти, содержащей оксиды серы. Последние, вступая в реакцию с водой, образует кислоты, активно разрушающие кирпич.

Более устойчивы к конденсату и воздействиям внешних факторов дымоходы из керамики, у них высокая огнеупорность. Но эта система имеет большой вес, т.к. внутри находятся металлические стержни, придающие ей дополнительную прочность. Отсюда вытекают требования по обязательной устройству отдельного фундамента, опор, что повышает трудоемкость и стоимость монтажа.

Полимерные дымоотводные трубы уместны в котельных с максимальной температурой 250 градусов С, при монтаже газовых колонок. Они легкие, гибкие и долговечные, но актуальны только для газового оборудования.

Устройство для отвода дыма из нержавеющей стали – сборка, состоящая из отдельных элементов дымохода, соединенных между собой при помощи фасонных деталей: тройников, патрубков, дефлекторов, тройников, отводов. Стальными дымовыми трубами оснащают преимущественно газовые котлы.

Монтаж такого дымохода может быть выполнен и после постройки здания в короткие сроки. Существует большой ассортимент соединительных деталей, поэтому трубе можно придать любую конфигурацию.

Модульный дымоход можно без особого труда демонтировать и перенести в другое место. Преимуществом конструкции является и ее небольшой вес, что позволяет обойтись без фундамента, устойчивость к воздействию влаги, незначительное отложение копоти на внутренних стенках, высокая скорость прохождения дымовых газов.

Санитарно-технические нормы разрешают применять стальные трубы для сооружения дымоходов высотой более 30 м, исключение возможно только в том случае, когда за сутки расходуется менее 5 т многозольного топлива. Причина в том, что срок службы таких сооружений составляет 10 лет, а если используется высокосернистое топливо, он существенно сокращается.

К разновидностям, корпус которых выполнен из стального сплава, относятся коаксиальные дымоходы, с конструктивной спецификой и особенностями эксплуатации которых рекомендуем ознакомиться.

Расчет параметров трубы

Для определения высоты и диаметра дымовой трубы для котельной необходимо выполнить аэродинамический расчет конструкции. Диаметр зависит от мощности отдельных котлов или в целом котельной.

На горение топлива и эффективное удаление дыма огромное влияние оказывает тяга, для создания которой необходима постоянная подача воздуха в топку. Это обеспечивается как естественным, так и искусственным путем.

Если в систему встроен дымовой насос, то высота трубы решающего значения не имеет. Важен этот параметр в основном для учета вредных выбросов в атмосферу. Чтобы определить самотягу, нужен обязательный расчет и высоты, и сечения трубы.

Определение высоты трубы при естественной тяге

Чтобы создать нормальную естественную тягу необходимо соблюсти условие равенства силы тяги и суммарного сопротивления, которое возникает во время продвижения дымовых газов по газоводным каналам котла и тракту дымовой трубы. Обеспечить такую тягу возможно при условии небольшого газового сопротивления, когда высота трубы не превышает 60 м.

Эта схема упростит процесс расчета основных параметров трубы для отвода продуктов сгорания любого топлива в топках котельной

Нормативными документами, регламентирующими расположение и расчет дымовых труб по высоте, являются СНиП41-01-2003, СП 7.13130.2009.

Следует учитывать также рекомендации, изложенные в инструкции к котлу, в частности, следующие их требования:

1. От колосников до верхней точки трубы не должно быть меньше 5 м.
2. Над плоской кровлей без высокого ограждения труба должна возвышаться не менее чем 0,5 м.
3. По отношению к высоте ограждения и конька крыши труба должна превышать их уровень на 0.5 м, если она находится в пределах полутора м от этих конструкций.
4. Когда дымоход удален от парапета и конька на расстояние от 1,5 до 3 м, его верхняя точка должна совпадать с их уровнем по высоте.

При неправильно подсчитанной высоте дымохода может возникнуть много проблем и главная – воздушные завихрения или зона ветрового подпора. Огонь в топке могут погасить сильные порывы ветра.

При устройстве дымовой трубы необходимо учитывать конструкцию кровли, толщину кровельного пирога, расстояние до ограждающих элементов и конька, правила пожбезопасности (+)

Выполнение правил пожарной безопасности также обязательное условие при проектировании трубы котельной. Необходимо изолировать конструкции, прилегающие к трубе.

Чтобы искры из вентиляционных отверстий на трубе не попадали на кровлю в случае, когда она выполнена из горючего материала, высоту конструкции увеличивают на 0,5 м. Труба котельной должна быть удалена от высоких построек и деревьев минимум на 2 м.

Так как оптимальная тяга возникает за счет разности между суммарной плотностью газов, уходящих в дымоход и столбом воздуха снаружи равным по высоте, расчет выполняется по формуле:

Высоту дымового канала самостоятельно вычисляют по этой формуле. Все значения можно взять из документации, прилагаемой к отопительному оборудованию

Расчет довольно сложный, лучше, если его выполнят специалисты. Параметры, влияющие на высоту трубы:

1. Коэффициент А характеризует метеорологическую обстановку региона.
2. Мi – масса дымовых газов, которые проходят через трубу за единицу времени.
3. F – скорость с которой оседают частицы, образующиеся во время горения.
4. Спдкi и Сфi – показатели концентрации разных веществ в дымовом газе.
5. V – объем газа.
6. T – разница между температурами воздуха, поступающего в трубу и выходящего из нее.

Если котельная расположена в пристройке к дому, последний становится помехой. Необходимо, чтобы в этом случае оголовок трубы располагался выше зоны ветрового подпора. В противном случае функционировать нормально отопительное оборудование не сможет.

Чтобы определить, на какую величину нужно нарасти трубу, находят самую высокую точку на доме, проводят через нее прямую образовывающую угол 45 градусов с поверхностью земли. Пространство под этой линией – зона ветрового подпора, а дымоход должен располагаться над ней.

Вычисление диаметра трубы

Для расчета диаметра трубы существует формула:

S = m/(ρr х w),

Здесь m – расход топлива за 1 час, w – скорость движения дымовых газов, ρr — плотность воздуха в условиях работы, определяют его по формуле: pв = pBну х 273⁄273 х tос. Где tо – температура воздуха снаружи, pBну – плотность воздуха в нормальных условиях = 1,2932 кг/м3.

Таблица поможет определить значение плотности воздуха ρг в рабочих условиях без выполнения сложных вычислений.

Значение плотности дымовых газов для упрощения расчетов принимают равной плотности воздуха (+)

Пусть в котле сгорает 50 кг твердого топлива за час, тогда за секунду это будет 50 : 3600 = 0,013888 кг. Скорость движения дымовых газов – 2 м за сек.

При температуре воздуха -4 градуса С плотность воздуха равна 0,6881кг на 1 куб. м. Тогда S = 0,013888 : (0,6881 х 2) = 0,010092 кв. м = 92 кв. см. Для круглого сечения d = √4 x 92 : 3,14 = 10,83 см.

Диаметр цилиндрического дымохода можно рассчитать и по другой формуле: d = 1000/1,163 x (r x Q√H), где r — коэффициент, зависящий от вида используемого топлива. Для угля это 0,03, для дров 0,045, для газа 0,016, жидкого топлива — 0,024.

Выводы и полезное видео по теме

• Ролик с наглядной демонстрацией процесса расчета высоты дымового канала для обустройства котельной:
• Здесь автор видео поделился собственным опытом расчета и монтажа дымохода для котла на твердом топливе:
• Еще одно видео в помощь проектировщику-любителю:

Не столь важно, на каком топливе работают котлы в котельной. В любом случае не обойтись без системы отвода дымовых газов. Главные требования, которым должны соответствовать дымоходные трубы — хорошая тяга и пропускная способность, выдержанные нормы экологии.

Хотите задать вопрос по спорному или неясному моменту, который встретили при ознакомлении с информацией? Есть полезные сведения по теме статьи, которыми желаете поделиться с посетителями сайта? Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке.

Источник: https://sovet-ingenera.com/otoplenie/kotelnaya/dymovaya-truba-dlya-kotelnoj.html

Молниезащита промышленной дымовой трубы

Молниезащитой называют комплекс устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий, сооружений и оборудования от возможных разрушений и загораний, возникающих при ударе молнии.

Все здания и сооружения в зависимости от назначения, а также от возможного числа поражений молнией в течение года делят на различные категории. Дымовые трубы относятся к III категории устройств молниезащиты.

Устройство, принимающее на себя удар молнии и отводящее энергию от этого удара в землю, называется молниезащитой {рис.1. 7). Молниезащита состоит из молниеприемников, объединяющего их каната, одного или двух токоотводящих канатов и заземлителя, состоящего из электродов заземления, соединенных между собой объединяющей шиной.

Молниеприемники и молниеотводы устанавливаются на неметаллических дымовых трубах (кирпичных, железобетонных сборных и монолитных, стеклопластиковых и п.т.) и на металлических трубах с наружной теплоизоляцией. На металлических трубах молниеприемники и токоотводы не устанавливаются, т.к. сам стальной ствол является молниеприемником и токоотводом.

В металлических трубах устанавливается только заземляющий контур молниезащиты, который токоотводами соединяется со стволом трубы.

В дымовых трубах опорой молниеотводящей системы служит само сооружение, функцию защиты сооружения от прямых ударов молнии выполняют отдельно стоящие не изолированные стальные молниеприемники из металлических труб диаметром 40 мм и длиной 3650 мм. Верхние концы молниеприемников заостряют и возвышают над уровнем головки на 1800 мм. Молниеприемники закрепляют к закладным деталям ствола трубы или к ограждению верхней светофорной площадки.

Количество молниеприемников зависит от высоты и верхнего диаметра дымовой трубы. Молниеприемники должны быть соединены между собой объединяющим канатом. От молниеприемников вниз вдоль ходовой лестницы прокладывают не менее двух токоотводящих канатов, которые крепят специальными держателями, заделанными в ствол дымовой трубы, и соединяют с шиной заземления электродов, находящихся в грунте.

Для токоотводящих элементов используют стальной оцинкованный канат или круглую сталь диаметром 10…12 мм.

В нижней части трубы каждый токоотводящий канат заключают в металлическую трубу, чтобы предохранить его от механических повреждений.

При наличии сварных соединений в конструкции ходовой лестницы по всей ее высоте, ходовая лестница может быть использована в качестве второго токоотвода. В этом случае вдоль дымовой трубы прокладывают только один токоотводящий канат.

Заземляющий контур состоит из электродов и объединяющей их шины из полосовой стали 6×60 мм. В качестве электродов обычно используют металлические трубы диаметром 50 мм или металлические стержни диаметром 20 мм длиной 3,0 м.

Электроды и шину заземляющего контура располагают рядом с фундаментом и на расстоянии не менее 1,0 м от плиты фундамента. Электроды устанавливают по окружности на расстоянии 5 м друг от друга. В стесненных условиях шаг электродов допускается уменьшать до 2,5 м.

Источник: https://truba-energo.ru/publikacii/kniga/molniezaschita/

Дымовая труба для котельной: расчет высоты и сечения по техническим нормативам

В промышленных котельных для отвода продуктов сгорания топлива от нагревательных агрегатов могут использоваться трубы кирпичные, стальные очень сложной конструкции, бетонные и т.д. Расчеты дымоходов в данном случае производятся исключительно специалистами с применением сложных формул.

В котельных частных домов, конечно же, устанавливаются гораздо более простые трубы из стали или керамики. Рассчитать высоту и диаметр таких дымоходов при необходимости можно и самостоятельно.

Дымоходы в загородных жилых зданиях могут использоваться для отвода продуктов сгорания топлива в нагревательных агрегатах:

• газовых;
• твердотопливных;
• жидкотопливных.

Не устанавливаются дымоходы, таким образом, в частных домах только для электрических котлов.

Чаще всего в бытовых котельных монтируется всего одна отводящая газы труба. Чтобы дымоход в последующем выполнял свои функции максимально эффективно, при его проектировании для таких помещений обязательно следует определиться:

• с общей высотой трубы;
• ее сечением:
• толщиной теплоизолятора (для «сэндвич»-трубы).

Также, конечно же, нужно выбрать наиболее подходящий способ прокладки дымохода по конструкциям здания.

При проектировании отводной трубы домашней котельной, помимо всего прочего, следует принимать во внимание и то, что, согласно нормативам СНиП:

• для нагревательного агрегата с теплоотдачей меньше 3000 юсал/ч оптимальным вариантом считается дымоход диаметром 140х140 мм;
• при большей теплоотдаче следует использовать трубы не менее чем на 140х270 мм;
• минимальное сечение отводящей трубы бытовой котельной в любом случае — 10 см.

Наличия каких-либо сужений на всей длине дымохода нормативы не допускают.

Устанавливаться трубы, отводящие отработанные газы от оборудования домашних котельных, должны строго вертикально. СНиП допускает не более двух отклонений по высоте дымохода на угол максимум в 30° с относом до 1 м.

Минимальная высота отводящей газы трубы рассчитывается в зависимости от высоты здания. В том случае, если дымоход выходит из ската на расстоянии до 1.5 м от конька кровли, для измерения его общей длины используется следующая формула:

Нд — высота жилого здания с котельной, Нт — искомая длина трубы. Вычисления по этой формуле выполнить очень просто. К примеру, если высота частного здания до конька равна 5 м, необходимой общей длиной дымохода будут 5 + 0.

5 = 5.5 м. При выполнении расчета высоты трубы, помимо всего прочего, учитывают и то, что этот показатель в любом случае должен превышать 5 м, если считать от уровня колосника твердотопливного или горелки газового котла.

Если труба находится от конька здания в 1.5-3 метрах, для расчета ее высоты никаких формул обычно не используется. В данном случае необходимая длина дымохода будет равна высоте здания (но не меньше 5 м).

Если труба отстоит от конька на расстоянии более чем в 3 м, для расчета ее высоты применяется такая формула:

Здесь D — ближайшее расстояние от конька до дымохода, 0.1763 — тангенс угла 10°. Таким образом, к примеру, при высоте жилого дома в 10 м и расположении трубы на расстоянии в 3.5 м от конька ее высота будет равна:

Чтобы такого не произошло, отводную трубу котельной частного дома, расположенного в таком месте, стоит нарастить. При этом, чтобы выбрать оптимальный вариант высоты трубы, следует:

• найти самую высокую точку расположенного рядом большого здания;
• провести от нее вниз условную линию под углом 45° до самой земли.

В конечном итоге верхний край собранного дымохода должен располагаться выше найденной таким образом линии. В любом случае проектировать загородное здание следует таким образом, чтобы отводящая отработанные газы труба котельной в дальнейшем располагалась не ближе двух метров к высоким деревьям и соседним зданиям.

Увеличивают высоту дымохода обычно и в том случае, если кровля дома обшита горючим материалом. В таких зданиях отводящую трубу чаще всего наращивают еще на полметра.

Этот показатель очень важен для котлов, работающих на твердом топливе. Минимальную необходимую высоту дымохода для создания нормальной естественной тяги производители такого оборудования обычно указывают в инструкции по его монтажу. Однако в случае необходимости расчет высоты дымохода по тяге можно выполнить и самостоятельно.

• Использовать для этого нужно такую формулу:
• Здесь H — высота дымохода от патрубка твердотопливного агрегата, pв — плотность воздуха, pг — плотность СО.
• Плотность воздуха для расчета по этой методике определяется так:

• pв =273/(273 + t)*1.2932, где

1.2932 — плотность воздуха при принятых стандартных условиях, а t — температура в котельной (обычно +20 С°).

Параметр ρг же из формулы определяется по специальным таблицам с использованием такой формулы:

Y1 — t угарных газов на входе в дымоход, согласно технологической документации, а Y2 — t газов на выходе из трубы. Последний параметр определяется по следующей формуле:

• θ2=θ1 — НВ/√(Q/1000), где

Q — мощность нагревательного агрегата, а коэффициент В имеет значение:

• для «сэндвич»-трубы оцинкованной — 0.85;
• для обычной стальной — 0.34;
• для кирпичной — 0.17.

Минимальным сечением для отводящих отработанные газы из бытовых котельных труб, таким образом, являются 10 мм. Однако в большинстве случаев котлы отопительных систем загородных домов оснащаются дымоходами большего сечения.

Расчет диаметра дымовой трубы домашней котельной выполняется с использованием двух формул:

m — расход отработанных газов за час, w — скорость движения CO, D — искомый диаметр.

Конечно же, приведенные выше формулы позволяют рассчитать сечение дымохода с высокой точностью. Однако для небольшой котельной вычисления можно сделать и по упрощенной схеме. В этом случае сечение трубопровода определяется просто с учетом размеров топки.

Считается, что сечение прямоугольных отводящих труб в маленьких котельных должно быть равно 1/15 объема топки котла. Для круглых дымоходов этот показатель будет составлять 1/10.

В любом случае диаметр отводящей трубы по нормативам не может быть меньше диаметра того патрубка котла, к которому она присоединяется. При этом, согласно СНиП, котлы, оборудованные верхним патрубком, должны присоединяться к дымоходу вертикальным отрезком трубы длиной не менее 25 см;

Зачатую для отвода отработанных газов котлы оснащаются не обычными одностенными дымоходами, а моделям «сэндвич». Производители предлагают в основном два вида подобных труб:

• с толщиной утеплителя 5 см;
• с утеплителем на 10 см.

Выбор дымохода в данном случае будет зависеть от того, в каком регионе располагается дом с котельной.

Считается, что в большинстве районов России достаточно использовать отводные «сэндвич»-трубы с толщиной утеплителя на 5 см.

Дымоходы, изолированные десятисантиметровой базальтовой ватой, устанавливаются при сборке системы отопления обычно только в домах, расположенных в северных регионах страны.

Источник: https://www.kakprosto.ru/kak-946265-dymovaya-truba-dlya-kotelnoy-raschet-vysoty-i-secheniya-po-tehnicheskim-normativam

Выполнение расчетов высоты дымовой трубы: формулы и примеры

Печь или камин неспроста называют «сердцем дома». Но приручение огня внутри жилой постройки предполагает целый ряд действий и длинный свод правил.

Ведь любые ошибки в проектировании дымохода обходятся слишком дорого, начиная с удушливого дыма внутри помещения и заканчивая пожаром.

И чаще всего все начинается с нарушения тяги и разрушения стенок дымохода, а затем возгораются прилегающие строительные конструкции.

Они не сложны, для их понимания достаточно школьных знаний геометрии и умения подставлять значения в нужное место. А мы, в свою очередь, постараемся объяснить вам, почему так важен каждый показатель для определения высоты дымоходной трубы, и как именно он на нее влияет.

Расположение дымохода и направление ветра: как не допустить завихрений

Согласно всем строительным нормам и правилам, дымоход должен возвышаться над кровлей на определенном расстоянии. Это необходимо для того, чтобы воздуха на выступающих частях крыши ввиду завихрений не вызывал обратную тягу.

Обратную тягу воочию можно встретить в виде дыма, который валит из камина прямо вовнутрь помещения. Но и лишняя высота дымохода тоже не нужна, иначе тяга станет слишком сильной и тепла от такого камина не дождаться: дрова будут испепеляться, как спичка, не успевая давать жар.

Вот почему так важно рассчитать высоту дымоходной трубы максимально точно, в особенности учитывая направление действующих на местности ветров:

Если труба оказалась расположенной слишком близко к густым деревьям или высокой стене, ее необходимо нарастить асбестоцементной или стальной трубой.

В этом видео вы также найдете ценные советы по устройству дымохода и решения проблем с его высотой:

Сила тяги: как добиться идеального сгорания топлива

На саму силу тяги оказывают воздействие сразу несколько важных факторов:

• материал изготовления дымохода;
• высота фундамента над уровнем моря;
• температура дымовых газов на выходе из печи;
• форма поперечного сечения дымоходной трубы;
• гладкость или шероховатость внутренней поверхности;
• нарушение внутренней герметичности дымохода;
• температура и влажность наружного воздуха;
• вентиляция помещения с котлом или печью;
• полнота сгорания топлива;
• степень загрязнения котла (или печи) и дымохода;
• тип используемой горелки (модуляционная она или дискретная).

Первым делом вам нужно определить величину статической тяги дымохода, а измеряется в величине ∆p [Па]. Вот формула для расчета:

h[м]=(∆p·Tp·Tн)/(3459·(Tp-1,1·Tн))

Тр – это средняя температура в трубе, а Тн – наружная температура. Измеряют ее по умолчанию в градусах по шкале Кельвина, но можно указать и по Цельсию, добавив +273.

Вычислить среднюю температуру не сложно. Обычно ее сообщают в технических данных к котлу, но важно также учитывать охлаждение. Это 1 градус на каждый метр кирпичной трубы, 2 градуса на метр стальной изолированной и 5 градусов на неизолированной.

При этом значение наружной температуры желательно брать то, что характерно для лета как самого проблемного времени для тяги:

Но что делать, если высоту трубы уже выше ставить нельзя, а тяга по определенным причинам еще недостаточна? Такое нередко бывает, когда дымовые газы остывают слишком быстро, особенно в холодное время года. Тогда для восстановления тяги нужный участок трубы просто утепляют.

Также помните, что реальная тяга всегда меньше статической из-за сопротивления движения газов внутри стенок трубы. Чем уже проходное сечение дымохода, и чем больше в нем изгибов, горизонтальных участков и тому подобное – тем хуже будет тяга, ведь на тягу влияет потеря давления по всей длине трубы.

Еще одна проблема, связанная с высотой дымохода, заключается в холодном воздухе из камина. Так, когда он не работает, из него выпускают холодный воздух с улицы. Происходит это тогда, когда оголовок дымохода находится ниже окончания вентиляционной вытяжки, или когда мансарда слишком большая и плохо утеплена.

Проектирование дымохода в зависимости от конфигурации отопления

Идем дальше. Какие дымоходы сегодня устанавливают чаще всего? Это кирпичные, керамические и из изолированной и неизолированной стали.

И в первую очередь, при проектировании дымохода, вычисляют его его минимальные показатели пропускной способности. Если здесь допустить ошибки, дымовые газы станут скапливаться внутри трубы и доставлять немало проблем.

Общая схема расположения дымохода выглядит так:

Если температура отходящих газов невысока, как у современных низкотемпературных котлов, тогда в верхней части дымохода устанавливают так называемые электрические дымососы.

Они представляют собой небольшой вентилятор с лопастями. Такое устройство принудительно убирает продукты сгорания из трубы, усиливая, тем самым, силу тяги. И тогда сила тяги уже не влияет напрямую на высоту дымохода, ведь ее добиваются другим способом, а не «ловлей ветра».

Если дополнительного приспособления нет, тогда ветер ловить все-таки придется. И в этом случае нужно отталкиваться от имеющейся мощности котла, печи или камина, которые можно узнать из технической документации. Она выражается в том количестве топлива, которое сжигают за один час работы.

Если количество объема топлива известно, тогда объем газов рассчитывают по такой формуле:

Vг = B∙V∙(1+t/273)/3600

Результат получится в м3/с. Это – скорость движения газов в трубе. Сечение трубы вычисляем уже по такой формуле:

• F = π∙d²/4
• И полученное значение определяют в м2. Это – площадь сечения дымохода, а диаметр рассчитывают по формуле:
• dт = √4∙B∙V∙(1+t/273)/π∙ω∙3600

Остальные характеристики почти одинаковы у большинства отопительных приборов. Так, скорость выхода газов в дымоходе обычно не меньше, чем 2 метра в секунду, а температура газов на входе в трубы – от 150 до 200 градусов.

Также стандартный напор газов на 1 метр – не менее, чем 0,4 мм Н2О, или 4 Па:

Поэтому, согласно СНиП, высота дымовой трубы от колосника должна составлять не менее 5 метров.

Воспламеняемость кровли: когда искра приводит к беде

Имеет значение также сам кровельный материал, а именно – его горючесть. Так, при пожаробезопасном покрытии высоту трубы следует увеличить на 1-1,5 метра, чтобы искры не долетали до кровли:

Зависимость высоты дымохода от других элементов кровли

Большое значение также имеет то, насколько близко сам дымоход расположен к коньку кровли, парапету или других его элементов:

Итак, что касается возвышения дымовых труб над крышей, существуют такие правила:

1. Не меньше, чем 1,2 метра над плоской кровлей.
2. Не меньше, чем 50 см над коньком кровли, если труба расположена до 1,5 метра от конька.
3. Не ниже уровня конька, если труба расположена от 1,5 до 3 м от конька.
4. Не ниже линии, которую можно провести от конька вниз к горизонту под углом 10 градусов, если труба расположена от конька более 3 метров.

При этом дымовой канал должен находиться от других элементов строения на определенном расстоянии, минимум:

• 150 мм для труб с изоляцией;
• 500 мм для труб без изоляции.

Минимальная разрешенная высота трубы – 50 см. Но это слишком низкие трубы, которые разрешено ставить только на плоских крышах без каких-либо выступов. Если же крыша с более сложной конфигурацией, придется повозиться и учесть все выступающие части.

Так, если все эти части находится на расстоянии от 1,5 метров от самой трубы, тогда трубе достаточно быть просто выше, чем все эти элементы. Если они ближе, чем 1,5 метров, тогда дымоход должен превышать их высоту минимум на 59 см:

Расположение выхода дымохода из дома

Существуют также свои правила монтажа дымохода через крышу и стену. Вот пример монтажа трубы прямо через кровлю:

Выдержать высоту дымохода в 5 метров от колосника топки до верхнего среза трубы не сложно, если был построен одно- или двухэтажный дом. Но проблемы возникают, если камин был установлен на верхнем мансардном этаже – здесь недостаточна высота потолка и чердака.

Немного по-другому происходит монтаж дымохода через стену дома или бани:

Отметим, что печи к дымоходам следует присоединять при помощи дымоходных труб длиной не более 0,4 м.

Вопросы экологии для промышленных зданий

Одним словом, пропускная способность дымоходной трубы должна обеспечить беспрепятственное прохождение дыма и его выход в атмосферу. Причем здесь немаловажен и экологический момент, а именно, правильно ли продукты сгорания топлива рассеиваются в атмосфере.

Так, при строительстве коммерческих и заводских предприятий учитывают определенные санитарные нормы. А они зависят от погодных условий местности, типичной скорости потока масс воздуха, рельефа ландшафта и многих других факторов.

Итак, какое значение получилось у вас и равно ли оно точно 5 метрам?

Источник: https://KrovGid.com/proekt/vypolnenie-raschetov-vysoty-dymovoj-truby.html