Определение главных и эквивалентных напряжений

Значения главных и эквивалентных напряжений в элементах конструкции дымовой трубы представляются в таблице результатов расчета «Главные и эквивалентные напряжения».

Значения главных и эквивалентных напряжений от комбинаций представляются в таблице результатов расчета «Главные и эквивалентные напряжения от комбинаций».

На проходящей через произвольную точку тела и произвольно ориентированной площадке, нормаль к которой v имеет направляющие косинусы l, m, n с осями x, y, z, действует нормальное напряжение sv и касательное напряжение tv с равнодействующей Sv.

Существуют три таких взаимно перпендикулярных площадки, на которых касательные напряжения равны нулю. На этих площадках, называемых главными, действуют главные напряжения s1, s2 и s3.  При этом имеется в виду, что s1³s2³s3.Известно также, что главные напряжения обладают экстремальными свойствами, а именно — на любой площадке результирующее напряжение Sv£s1 и Sv³s3.

Для характеристики напряженно-деформированного состояния используется коэффициент Лоде-Надаи

принимающий значение 1 при чистом сжатии, 0 при чистом сдвиге и -1 при чистом растяжении.

При выводе результатов расчета главные напряжения s1³s2³s3 обозначаются как N1³N2³N3 а для углов Эйлера введены обозначения: q — ТЕТА, y — PSI, j — FI.

Для плит и оболочек главные напряжения определяются на нижней (Н), срединной (С) и верхней (В) поверхностях. Положение главных площадок характеризуется углом наклона главного напряжения N1 к оси X1.

Главные напряжения в стержневых КЭ определяются по формуле

Здесь sx, tx и ty  нормальное и касательные напряжения в характерных точках контура поперечного сечения стержня.

Как выполняется монтаж дымохода из сэндвич-труб

Из всех типов котельного оборудования, пожалуй, только электрические не нуждаются в устройстве отвода продуктов сгорания топлива – дымоходов. Человек, основываясь на многолетнем опыте строительства, научился отводить дым, применяя различные формы конструкций, которые могут быть выполнены из природного камня, кирпича, листового металла.

Без дымохода не может обойтись ни одна котельная установка или печь, сжигающая любой вид топлива. На данный момент существует большой выбор различных материалов для строительства дымовых труб. Из них наиболее предпочтительными являются модульные изделия, поставляемые комплектами, так называемые сэндвичи.

Общие условия прохождения через стену

На самом деле, обустройство перехода через стену или через крышу может быть выполнено еще на стадии проектирования. То есть, проектировщик имеет все возможности заложить в документацию узел перехода дымохода сквозь стену. При этом он должен и будет руководствоваться требованиями ГОСТ, СНиП и СП по пожарной безопасности. Таким образом, домовладелец может быть уверенным в том, что этот узел будет полностью безопасным.

Выполняя переход через стену, необходимо учесть, то, что рядом с трубой не должно быть инженерных конструкций, незащищенных от воздействия тепла. Минимальное расстояние до них должно равняться порядка 400 мм. Если нет возможности обеспечить это расстояние, то необходимо принять меры по дополнительной изоляции трубы.

Размеры тройника для дымохода

Перед тем как проложить дымоход через стену собранную из бревна или бруса необходимо подготовить отверстие. Если здание только строиться, то, непосредственно при сборке венцов сруба, применяя бензо- или электропилу вырезать в уложенном венце кусок бревна или бруса. Его размер должен превышать размер диаметра дымохода.

Если принято решение о прохождении стены с помощью круглого отверстия, то перед тем, как приступить к его изготовлению, имеет смысл просверлить центровое отверстие, его наличие позволит выполнять сверление с помощью корончатых сверл или «балеринки».

Примечание: При обустройстве узла перехода через стену каркасно-щитового дома имеет смысл выполнить предварительное засверливание, и потом выполнить разметку. Отверстие можно получить с использованием «балеринки» или электрического лобзика.

Проход через стену здания, построенного из бревен, выполняют следующими способами:

  • можно использовать телескопический узел, то есть несколько труб выполненных из теплоизоляционного материала и диаметром превышающим дымоход. При этом трубы должны быть вставлены друг в друга;
  • дымоход может быть проведен через стену, без применения дополнительных труб, но пространство между стенами и ним должны быть выложены теплоизоляционным материалов, например базальтовой ватой.

Для обустройства перехода через стену, возведенную из кирпича или блоков, с разными наполнителями. Перед тем как выполнить его проходку, необходимо провести разметку. Для этих целей целесообразно использовать лазерный мерительный инструмент. В этом случае ошибки будут сведены к минимуму. При проделывании отверстия необходимо помнить о том, что такая деформация несущей стены может привести к появлению трещин.

  • сам монтаж производится в несколько операций:
  • на выход из котла необходимо установить трубу;
  • установить тройник с вмонтированной в него задвижку;
  • после установки тройника, через, заранее подготовленное отверстие провести сэндвич трубу и соединить ее с тройником.

Пространство вокруг трубы необходимо заполнить огнеупорным материалом. На входе и выходе трубы необходимо установить щиты, закрывающие собой переход. Этот щит может быть выполнен в нескольких модификациях, например, он может быть выполнен из листа асбеста и закрепленного к нему сверху листа нержавеющей или оцинкованной стали.

Впоследствии дымоход можно собирать как детский конструктор. После того, как стена пройдена, начинается работа по креплению дымохода к стене.

Размеры тройника для дымохода

Домовладелец, монтируя дымоотвод из сэндвич труб своими руками, должен понимать, что сборка системы отвода газов – это очень ответственное мероприятие и от него во многом зависит безопасность строительной конструкции и жильцов проживающих в нем.

  • Высота трубы от до места выхода составляет около 5 метров. При плоской кровле трубу строят высотой не менее 50 см
  • При нахождении трубы относительно конька в шаге полутора метров, высота трубы может быть 50 см по отношению к последнему или ограждающему препятствию, это относится к скатным кровлям. При расстоянии от 1,5 м до 3 м до конька, высота трубы не должна превышать его. При расстоянии больше 3 м от линии конька для определения высоты трубы проводится линия под углом 10 градусов относительно горизонта.
  • При наличии рядом высоких строений высота трубы при дровяном отоплении строится выше крыши рядом стоящего строения.
  • Вентиляционные каналы по забору воздуха, расположенные вблизи дымохода, должны иметь с ним одинаковую высоту.

Есть несколько рекомендаций по местонахождению дымоходной трубы и ее монтажу. Не следует располагать дымоходные трубы вблизи мансардных окон, дабы избежать при порывах ветра попадания угарного газа и продуктов горения в помещение. Внешнюю часть дымохода из нержавеющей стали не следует крепить жестко к крыше или стропильной конструкции, в случае сильного порыва ветра может быть повреждена вся конструкция крыши.

Свойства сэндвич – дымоходов

Среди свойств, присущих дымоходам из сэндвич панелей можно выделить некоторые, неоспоримые достоинства:

  • малый вес;
  • совместимость со всеми приборами, применяемыми для генерации тепловой энергии;
  • эстетичный внешний вид;
  • высокая стойкость к воздействию коррозии;
  • снижение риска возгорания строительной конструкции;
  • снижение количества сажи, скапливающейся внутри трубы;
  • высокая сборка монтажных работ;
  • возможность выполнять монтаж из сэндвич труб как внутри, так и снаружи строения.

В то же время потребитель должен понимать, что стоимость дымохода из нержавеющей стали превышает цену аналогичной конструкции, выполненной из оцинкованного материала. Еще один недостаток, который может проявить себя при наличии ошибок монтажа или нарушений технологии сборки – это потеря герметичности. Другая причина, по которой дымоход может потерять герметичность – это результат длительной эксплуатации.

Для чего требуется расчет дымохода

Проведение расчета высоты дымовой трубы котельной и прочих ее параметров невозможно без учета особенностей ее конструкции, составляемой:

  • фундаментом и опорой;
  • газоотводящим стволом;
  • теплоизоляцией;
  • антикоррозионной защитой;
  • приспособлением, вводящим газоходы.

Для устройства дымохода используется кирпич, керамические, оцинкованные или нержавеющие трубы

Дымовой газ, охладившись в очистительном устройстве – скруббере, до 60º С, проходит очистку в абсорберах и выбрасывается в атмосферу.

Для возведения дымовых труб могут быть использованы:

  • кирпич. Кирпичная конструкция, установленная профессиональным печником, практически не накапливает сажи. Ей присущи достаточная пожаробезопасность, механическая прочность и теплоемкость. Ввиду разрушения кирпича реакциями, наступающими при контактировании оксидов серы, оседающих на стенках, с водой использование кирпичных конструкций резко сократилось;
  • сталь. Позволяет моделировать конфигурацию трубы. Прослужит около десяти лет при условии использования топлива с невысоким содержанием серы;
  • керамика. Устойчива к воздействию конденсата, отличается огнеупорностью. Но конструкции, отягощенной металлическими стержнями, присуща чрезмерная массивность, затрудняющая монтаж;
  • полимеры. Используются для установки на газовые колонки и в котельную с температурой не более 250º С.

В зависимости от особенностей несущей конструкции дымовые трубы могут быть:

  • самонесущими, изготовленными из сендвич-труб. Легко монтируются на крышах с закреплением внутри строения и, при необходимости, перевозятся, но имеют значительные ограничения в применении – по температуре (350º С), снеговой и ветровой нагрузке, уровню химической агрессивности продуктов сгорания;
  • колонными. Возможна установка многоствольной стальной конструкции с диаметром, доходящим до трех метров при подключении к нескольким котлам;
  • (около)фасадными. Конструкция считается самой экономичной, так как не требует мощного фундамента и использования несущих элементов, а применение модулей обеспечивает простоту замены;
  • фермовыми. Применяются, как правило, в зонах с повышенной сейсмической активностью;
  • мачтовыми. Использование стальных оттяжек придает дополнительную устойчивость опорной башне из трех-четырех мачт с прикрепленными дымоходами.

Высокие трубы подвержены ветровой нагрузке, поэтому нужно позаботиться о дополнительном креплении

Дымовой канал может быть как расположен на отопительном оборудовании, так и стоять отдельно, примыкая к котлу или печи. Труба должна на 50 см превышать высоту крыши. Размер дымохода в сечении высчитывается относительно мощности котельной и особенностей ее конструкции.

Основными конструкционными элементами трубы являются:

  • газоотводящий ствол;
  • теплоизоляция;
  • антикоррозионная защита;
  • фундамент и опора;
  • конструкция, предназначенная для ввода газоходов.

схема устройства котельной установки современного типа

Поначалу дымовой газ попадает в скруббер, представляющий собой очистительное устройство. Здесь температура дыма снижается до 60 градусов по Цельсию. После этого, минуя абсорберы, газ очищается и только после этого происходит его выброс в окружающую среду.

Важно! На эффективность работы котельной электростанции во многом влияет скорость газа в канале, а потому профессиональный расчет здесь просто необходим. .

Предлагаем ознакомиться:  Соотношение топки и дымохода печи

Типы дымоходов

В современных котельных электростанциях используются различные виды дымоотводов. Каждый из них имеет свои особенности:

  • Колонный. Состоит из внутреннего ствола, изготовленного из нержавейки и внешней обечайки. Для предотвращения образования конденсата здесь предусмотрена теплоизоляция.
  • Околофасадный. Крепится к фасаду здания. Конструкция представлена в виде рамы, имеющей газоотводящие трубы. В некоторых случаях специалисты могут обойтись и без рамы, но тогда используется крепление на анкерных болтах и применяются сэндвич-трубы, внешний канал которых сделан из оцинкованной стали, внутренний — из нержавеющей, а между ними располагается уплотнитель, толщиной 6 см.

Конструкция околофасадного промышленного дымохода

  • Фермовый. Может состоять как из одной, так и нескольких бетонных труб. Ферма устанавливается на анкерной корзине, закрепленной на основании. Конструкция может быть использована в сейсмоопасных районах. Для предотвращения коррозии используется окраска и грунтование.
  • Мачтовый. Такая труба имеет стяжки, а потому считается более устойчивой. Антикоррозионная защита реализована здесь в виде теплоизоляционного слоя и огнеупорной эмали. Может использоваться в зонах с повышенной сейсмоопасностью.
  • Самонесущие. Это трубы типа «сэндвич», которые крепятся к основанию посредством анкерных болтов. Им свойственна повышенная прочность, что позволяет конструкциям с легкостью выдерживать любые погодные условия.

Составление проектной документации дымовых труб промышленного назначения сопровождается поэтапным выполнением сложных расчетов.

На этом этапе проектирования определяется минимальные показатели пропускной способности конструкции. Этот параметр должен иметь такое значение, которое позволяет беспрепятственно проходить и удаляться в атмосферу продуктам сгорания топлива при работе котельной с максимальными нагрузками.

Неправильные расчеты пропускной способности могут спровоцировать скопление газов в каком-либо котле или в тракте.

Аэродинамические расчеты дымовой трубы, выполненные на профессиональном уровне, позволяют дать объективную оценку эффективности дутьевой, тяговой системы, перепадам давления в воздушном и газовом тракте.

Результатом проведенных расчетов становятся профессиональной определение оптимальной высоты и диаметра дымовой трубы, а также наиболее выгодные параметры отдельных участков и элементов на газо-воздушном тракте.

Для расчета нужно определить такие параметры:

  1. Длина. Первым делом вам необходимо обязательно определить максимальную высоту здания, сколько метров до конька крыши в том самом месте, где предполагается выход будущей трубы. Потому что от длины будут зависеть одни из самых важных характеристик будущей системы. Учитывайте тот факт, что слишком высокие каналы попросту будут «съедать» тягу, в итоге к источнику тепла будет она добираться с меньшей скоростью, а значит гореть ваша печь, будет намного хуже. Кроме того, «страшны» и слишком низкие дымоходы по отношению к кровле, об этом подробней будет ниже.
  2. Диаметр дымохода (сечение). Что касается данного параметра, то здесь нужно учитывать не столько сами размеры, сколько первоначально форму самой трубы. Не забывайте важное условие, если вы хотите получить качественную дымоходную систему, работающую по всем правилам, то труба должна быть цилиндрическая. То, есть стенки обязательно делайте круглыми, чтобы сажа и копоть меньше задерживалась в канале. Тем самым, вы отталкиваете момент . Что касается размера (диаметра), то его выбирать нужно исходя из сечения главного выходящего патрубка печи либо котла. Использовать трубы с диаметром больше или меньше патрубка, не рекомендуется. Высокая вероятность разгерметизации.

Для того, чтобы произвести вычисление размеров дымовых труб, необходимо ориентироваться в параметрах отопительного прибора. Основными размерами дымоходов являются диаметр поперечного сечения и высота. Эти данные находятся в сопроводительной документации оборудования.

Рекомендуем изучить материал по сборке вермикулитового дымохода своими руками на нашем сайте.

От данного параметра напрямую зависит работоспособность отопительных приборов, потому выполнение расчетов высоты дымовой трубы является очень важным. По документации СНиП минимальной высотой дымохода является 5 метров. Если труба будет меньше данной величины, то в ней не будет возникать необходимой естественной тяги.

Расчет высоты дымоходной трубы

Серьезный расчет дымовых труб используется в промышленном строительстве. Здесь применяется очень сложная система вычислений. При частном же строительстве требований обычно гораздо меньше, и расчет высоты дымохода предполагает следование таким правилам:

  • От основания до самой высокой точки длина должна превышать 5 метров.
  • При выходе на плоскую крышу, дымоход должен возвышаться над ней минимум на 50 см.
  • Если дымовая труба возводится на скатной крыше с расстоянием более трех метров до крышного конька, то расчет ее высоты осуществляется таким образом: линия, соединяющая конек крыши с дымоходом, и горизонтальная линия конька крыши должны быть расположены друг к другу под углом 10 градусов.

Совет! Настоятельно не рекомендуется располагать дымоход возле мансардных окон и дверей, поскольку в случае сильного ветра это может привести к попаданию искр в здание.

Основные виды сечений дымовых труб

Для того, чтобы осуществить расчет тяги дымовой трубы, необходимо предварительно определить ее диаметр. Для того, чтобы не осуществлять сложных расчетов, вы можете воспользоваться следующими рекомендациями специалистов:

  • Если мощность обогревательного оборудования не превышает 3,5 кВт, то вам будет вполне достаточно дымохода, размерами 0,14 на 0,14 метра.
  • Если отопительный котел имеет мощность в пределах 4-5 кВт, то в таком случае оптимальные размеры дымовой трубы будут составлять 0,14 на 0,2 метра.
  • При использовании мощного оборудования с показателями в пределах 5-7 кВт, сечение дымоходной трубы должно составлять минимум 0,14 на 0,27 метра.

Размеры тройника для дымохода

Совет! Если вам известна мощность используемого отопительного прибора, то вы можете смело пользоваться рекомендациями специалистов, приведенными выше. Если же мощность неизвестна, то для определения оптимального сечения придется проводить соответствующие расчеты.

Для того, чтобы правильно рассчитать сечение дымовой трубы, вам необходимы следующие данные:

  • Количество топлива, сжигаемое в приборе в течение часа. Чаще всего данный параметр можно прочитать в характеристиках оборудования.
  • Показатели температуры газа на входе в дымоходную трубу. Данный параметр также можно найти в характеристиках оборудования. Чаще всего он колеблется в пределах 150-200 градусов по Цельсию.

Расчет сечения труб для каминов в зависимости от их высоты

  • Высота дымохода.
  • Скорость прохождения газа по трубе.

Что необходимо для работы по монтажу дымохода

Производители, занятые выпуском труб из нержавеющей стали, комплектуют свою продукцию крепежными изделиями, которые необходимы для их монтажа. Поэтому во время приобретения комплекта целесообразно проверить их наличие.

Установка сэндвич труб может потребовать некоторые дополнительные материалы и инструменты, среди них такие:

  • кронштейн, удерживающий узел перехода через стену;
  • крепеж;
  • хомуты, соответствующие размеру трубы;
  • заглушки;
  • маркер разметочный;
  • герметик с повышенными требованиями по огнестойкости, до 1000 градусов.

Монтаж дымохода – некоторые тонкости

Выполнение работ по монтажу необходимо проводить с учетом некоторых технологических тонкостей. Например, схема окончательного монтажа сэндвич дымохода должна учитывать, то, большая часть конструкции должна проходить внутри помещения. Это снизит тепловые потери в отопительный период. В процессе разработки схемы системы отвода газов, необходимо учитывать то, что горизонтальные участки не должны превышать одного метра в длину.

Кроме того, существуют таблицы подбора, на основании которых можно подобрать диаметр трубопровода.

Тепловая мощность котла или печи Минимальное сечение дымохода Диаметр трубы
до 3,5 кВт 140 × 140 мм 158 мм
от 3,5 до 5,2 кВт 140 × 200 мм 189 мм
от 5,2 до 7 кВт 140 × 270 мм 220 мм

Кстати, при самостоятельном расчете необходимо учитывать и то, что толщина тепловой изоляции напрямую связана с мощность котельного или печного оборудования. Так, для котла мощность в 0,6 кВт, необходима изоляция толщиной в 25 мм. Чем выше мощность, тем выше мощность, тем тепловая изоляция должна быть толще.

Данные о применяемости труб, должны быть указаны в инструкции по руководству или эксплуатации.

Дачный ответ

Еще одна задача, которую необходимо решить при составлении схемы – это обеспечение пожарной безопасности, то есть трубы не должны сопрягаться с другими инженерными коммуникациями, особенно это касается газовых коммуникаций. Ко всему прочему, необходимо разместить участки дымохода на определенном расстоянии от деревянных конструкций.

При проектировании конструкции необходимо обустроить ревизионную дверцу, через которую будет выполняться осмотр и чистка конструкции от сажи.

Монтаж этой конструкции должен быть совершен без недочетов. Чаще всего ошибки и брак в монтаже трубопровода совершают по причинам:

  • ошибок в расчетах и монтажной схеме;
  • несоблюдение технологической дисциплины.
  • применение низкопробных материалов, инструмента, крепежа.

Как рассчитывается диаметр дымовой трубы

Диаметр дымоотводящей трубы  зависит от мощности теплогенератора (котла, топки). Слишком малое сечение дымохода не обеспечит отвод полного объема продуктов сгорания. При слишком большом — уменьшится тяга, поскольку возрастет сопротивление отходящим газам со стороны холодного воздуха.

Говоря о с открытой топкой, общепринятое соотношение сечения дымохода и размера проема топки камина (ширина/высота) составляет 1:10. При этом форма сечения должна быть круглой – это оптимальный вариант. В конструкциях с квадратным или прямоугольным сечением в прямых углах возникают завихрения, препятствующие максимальному удалению дыма и приводящие к образованию сажи.

В случае установки печи, диаметр трубы должен быть не меньше диаметра поддувала. Минимальное сечение составляет 100 мм. Когда теплоотдача меньше 3000 ккал/ч сечение по правилам составляет —  140×140 мм, в противном случае — 140×270 мм.

Дымовой ствол должен быть вертикальным, без заужений. Допускается не более двух отклонений от вертикали на угол не более 30°, относом не более 1 метра. В отдельных случаях допустим угол отклонения канала от вертикали до 45°, а относ – до 1,7 метра.

Каждый вид рассматриваемой продукции имеет два значения диаметра: наружный и внутренний. Подбор изделий по размеру нужно осуществлять с учетом применяемого оборудования. Чем ниже мощность котла, тем меньший диаметр газохода нужен для его обустройства.

В таблице ниже вы сможете ознакомиться с основными размерами труб из нержавейки для дымохода.

Таблица размеров сэндвич трубы для дымохода. D – диаметр трубы, H – длина сегмента

Важно, чтобы внутренний размер газохода равнялся сечению выходного патрубка котла. Именно внутренняя поверхность стартовой трубы получает основное воздействие от отводимых газов

Поэтому она должна соответствовать по диаметру выходному патрубку. Основные параметры отопительных агрегатов указаны в требованиях СНиП.

Размеры труб для дымоходов могут быть такими:

  • фасонные части — угол тройника: 135, 90, 45 градусов, отвод: 90 и 45 градусов;
  • размер теплоизоляции — от сорока до шестидесяти миллиметров;
  • длина трубного изделия — от 0,5 до 1 метра;
  • толщина стали внутренней трубы (сэндвич) — от 1 до 0,5 миллиметров;
  • наружный диаметр — от двухсот до четырехсот тридцати миллиметров;
  • внутреннее сечение — 200, 150, 120, 115, 110 миллиметров (есть варианты до 300 мм).

Существует множество дополнительных компонентов, облегчающих монтаж газоходной конструкции.

В продаже есть большое разнообразие:

  • растяжек, хомутов и кронштейнов;
  • опорных площадок и защитных фартуков;
  • оголовок, заглушек и колпаков-флюгарок;
  • кровельных уплотнителей;
  • декоративных накладок узлов прохода;
  • компенсаторов, необходимых для регуляции изменения линейных размеров сэндвичных конструкций при смене температурного режима;
  • ревизионных тройников, предназначенных для удаления загрязнений.
Предлагаем ознакомиться:  Диаметры сэндвич трубы для дымохода

Наличие большого ассортимента дополнительных компонентов можно сильно уменьшить стоимость возводимых конструкций. Сэндвич-дымоходы легко собираются. Их монтаж можно осуществить самостоятельно, без привлечения специалистов.

  • если мощность ниже 3,5 кВт, то будет достаточно дымохода сечением 0,14х0,14 м;
  • при мощности в четыре-пять кВт оптимальным будет сечение 0,14х0,2 м;
  • при мощности в пять-семь кВт – 0,14х0,27 м.

Проведение расчета сечения дымовой трубы требует следующих данных:

  • количества топлива, потребляемого за один час (сведения содержатся в паспорте оборудования). Этот параметр рассматривается как основной;
  • показателей температуры газа, входящего в трубу (также паспортные данные, порядка 150-200º С);
  • высоты дымохода;
  • скорости движения газа в трубе, обычно принимаемой за 2 м/с;
  • показателя естественной тяги, принимаемого, по общему правилу, за 4Па.

Рассчитать его несложно, умножив высоту дымовой трубы на разность плотностей атмосферного воздуха и дымового газа.

d2 – искомая величина площади поперечного сечения; V – объем газа; W – скорость движения газа в трубе.

S – площадь сечения; m – величина расходуемого в течение часа топлива; ρ – плотность газов в дымовой трубе. Как правило, упрощая расчеты, ее принимают как равную плотности воздуха; w – скорость газов в дымовой трубе. В случаях, когда величину диаметра дымовой трубы необходимо определить с высокой точностью, лучше прибегнуть к помощи специалистов, обладающих необходимой квалификацией. Для обустройства дымохода для частного домовладения вполне достаточно будет придерживаться рекомендаций самого общего характера.

Проведение аэродинамического расчета дымовой трубы, осуществленное достаточно квалифицированно, позволяет рассчитывать на многолетнее успешное функционирование отопительной системы. Добившись хорошей естественной тяги и высокой пропускной способности, можно не беспокоиться, что дымоход будет забиваться сажей и требовать ремонта.

Грамотно проведенные расчеты обусловят работу котельного оборудования в полном соответствии с требованиями экологических норм. Будет достигнуто сочетание двух факторов, обеспечивающих существование, соответствующее нормам современной цивилизации – комфортной температуры в отапливаемых помещениях и отсутствия ущерба окружающей среде и человеческому здоровью.

Высота всех дымоотводящих каналов регламентируется СНиП, важно еще учитывать сечение и внутреннюю форму. Данные параметры сильно влияют на работу отопительных систем и КПД

Теплый воздух, нагреваясь, поднимается вверх, чем ближе к выходу наружу, тем сильнее он остывает, вследствие чего образуется тяга. При очень больших размерах внутренних сечениях дымохода воздух быстрее остывает, образуя при этом , который плохо отражается на самой тяге.

Что можно сделать? Возможно, увеличить высоту трубы, за счет уменьшения ее сечения. В таком случае тяга станет такой сильной, что приведет к потере КПД отопительного котла или печки, камина. Так как приток холодного воздуха снизу будет резко увеличен, вследствие чего отопительный прибор будет нагрет плохо. Из-за чего потребуется увеличение расхода топлива и времени нагрева.

Высокий дымоход и небольшой размер внутреннего сечения тоже не будет давать хорошей тяги для правильной работы печи, камина. Возможно попадание угарного газа и дыма в само помещение. Дабы не столкнуться с такой ситуацией, лучше обратиться к помощи специалиста или произвести расчет высоты дымовой трубы с помощью калькулятора.

Расчет диаметра дымовой трубы.

Конечно, если вы приняли решение построить печь своими руками и при этом не пользуетесь никакими схемами и инструкциями, в основном это касается русских печей, то сделать правильные просчеты достаточно сложно, ведь в данном вопросе важно не только сечение, но и высота трубы и наличие поддувала для притока воздуха.

Формула расчетов: сечение дымохода прямопропорционально размерам топки и составляет 1:1,5. Кстати, сечение дымохода не должно быть меньше сечения поддувала.

Схема строения сэндвич-элемента для дымохода

Такими простыми вычислениями и просчетами можно самостоятельно определить сечение дымоходной трубы. Кстати, качество печи или камина, его эксплуатационные свойства зависят и от высоты дымохода, но здесь можно придерживаться другого правила: чем он выше, тем лучше тяговые свойства отопительного прибора, причем не имеет значения, сделали вы его самостоятельно либо приобрели готовым у производителя

Более того, с увеличением сечения дымоходного отверстия тяговые свойства увеличиваются прямопропорционально, а соответственно, скорость сгорания топлива тоже будет увеличена, так что этот факт во внимание тоже следует принимать, не нужно делать дымоходное отверстие с большим сечением, чем нужно.

Что касается расчетов дымоходного отверстия для больших зданий и сооружений, то в данном вопросе лучше обратиться к профессионалам. Это необходимо для того, чтобы ваш отопительный прибор обогревал не только часть помещения или сооружения, но и полностью все строение. Более того, при многоэтажном строительстве дымоход нужно правильно планировать, а для этого нужно обладать не только знаниями, но и опытом.

Цена вопроса

Никто не будет спорить с тем, что монтаж сэндвич дымохода своими руками позволяет снизить расходы на обустройства дома. Но и, тем не менее лучше эту работу доверить профессионалам.

Несмотря на внешнюю простоту монтажа, необходимо знать что цена, напрямую зависит от способа выполнения работ. Он может быть выполнен «по дыму» или «по конденсату». При выборе первого способа необходимо будет использовать тройники, через которые будет отводиться конденсат. При втором варианте сборки и монтажа, дополнительных комплектующих не потребуется.

Надо всегда помнить, что установка сэндвич дымохода – это процедура очень важна и ответственна. И если все-таки домовладелец решил самостоятельно выполнить сборку и установка дымохода из сэндвич трубы, то он должен осознавать всю меру ответственности за эту деталь.

Вывод через стену

Торец сэндвич-трубы для монтажа дымохода

Вывод дымохода через стену выполняют в том случае, если работы выполняют в уже возведенном здании. В этом случае дымоход будет проходить по внешней стене здания и домовладелец должен предусмотреть меры по защите стены от воздействия температуры, исходящей от дымохода.

При сооружении нового дома, дымоходную систему выполняют внутри здания, в этом случае тепловые потери сводятся к минимуму.

Принимая решение об установке трубы через сруб необходимо осознавать, что придется выполнить ее обязательную изоляцию с помощью материалов типа базальтовой ваты, асбеста или кирпича. Эта операция должна быть проведена в соответствии с требованиями пожарной безопасности. Такой подход позволит минимизировать затраты на ее обслуживание при длительном сроке службы.

Материал дымохода

В современных отопительных системах, работающих на газе и жидком топливе, температура отходящих газов существенно снизилась. В таких условиях кирпичный дымоход не может быстро прогреваться, и  в момент запуска системы отопления это приводит к появлению в дымовой трубе большого количества конденсата.

Проблемы с конденсатом не имеют модульные дымоходы. Это конструкции, собранные из отдельных элементов. Для их изготовления применяют различные материалы: углеродистую и полированную высоколегированную нержавеющую сталь, алюминиевый сплав и керамику. Такие устройства могут быть смонтированы внутри уже существующих кирпичных труб при их реконструкции или представлять собой самостоятельные системы, функционирующие внутри или снаружи здания.

При сборке стального дымохода важно, чтобы модули собирались раструбом вверх, стыки были промазаны герметиком, а внизу установлен конденсатосборник.

Основными признаками хорошего дымохода является качественное сжигание топлива, идеальная тяга, быстрый прогрев стенок и быстрое преодоление порога точки росы. Второе условие соблюдается, если дымоотводящая система хорошо утеплена. Для этого при установке стального вкладыша внутри кирпичного канала советуют его оборачивать специальной минеральной ватой, либо оставлять вокруг воздушную прослойку.

Прежде чем самостоятельно устанавливать дымоход, внимательно ознакомьтесь с рекомендациями. Параметры работы вашей отопительной системы — основа, от которой нужно отталкиваться при расчете. При желании, можно воспользоваться . Но, лучший вариант — довериться грамотным специалистам.

С чего надо начинать проход через стену

Приобретаемая труба для дымохода должна соответствовать схеме, разработанной перед началом монтажа. Длина дымохода, также должна соответствовать расчетным данным. Слишком малая высота будет создавать проблемы с тягой, в помещение, где установлен отопительный прибор постоянно будет попадать копоть, возникающая в процессе сгорания, слишком длинная, наоборот, вызовет ускоренное сгорание топлива, и как следствие будет происходить дополнительный выброс тепла в атмосферу.

В комплект приобретаемого дымохода, не считая штатного крепежа, должны входить колена, тройники и конечно трубы.

Пользователи FORUMHOUSE хорошо знают, что качественный монтаж металлического дымохода напрямую влияет на безопасность проживания в коттедже. Мы уже писали о том, как выбрать систему отопления для частного дома. Пришло время рассказать про особенности монтажа стального дымохода.

1.Что такое сэндвич-дымоход

Несмотря на большой выбор материалов для монтажа систем дымоудаления, наиболее широкое распространение в частном домостроении получили надежные стальные сэндвич-дымоходы.

Дымоход типа «сэндвич» представляет собой две трубы разного диаметра, вставленные друг в друга, а всё свободное пространство между ними — место для заполнения негорючей изоляцией – минеральной ватой.

Сэндвич-дымоходы имеют следющие основные преимущества:

  • Высокую скорость монтажа и дешевизну по сравнению с кирпичными дымоходами;
  • Небольшой вес системы дымоудаления;
  • Гладкие внутренние стенки дымохода обеспечивают хорошую тягу и способствуют уменьшению образования сажи;
  • Использование кислотоустойчивых сортов нержавейки гарантирует долгий срок службы дымохода.

Температура отходящих дымогазов напрямую зависит от типа отопительного котла и вида используемого топлива. Чем выше температура отходящих дымовых газов, тем сильнее разогревается труба и, соответственно, все конструктивные элементы, через которые она проходит. Понять зависимость температуры дымогазов от типа котла и вида используемого топлива поможет следующая таблица.

Следует помнить, что ничем не защищённое дерево начинает обугливаться при температуре 200° С. Хорошо высушенная древесина может загореться от источника открытого пламени при температуре 270-290° С. А если деревянная поверхность подвергается постоянному нагреву более 24 часов подряд, то оно может самовоспламениться уже при температуре в 170° С.

– У моих знакомых сгорело два дома из-за неправильно смонтированного сэндвич дымохода. Причём в обоих случаях возгорание произошло в месте, где находится выход дымохода через деревянный потолок.

2. Дымоход: расстояние до плиты перекрытия и правильная проходка

Как показывает практика, наибольшее число вопросов появляется при расчёте расстояний от дымохода до деревянных перекрытий.

– Построил дом, с расстоянием между стропилами в 60 см. И уже потом выяснил, что по существующим нормам мой дымоход не вписывается в это расстояние.

– Согласно нормам, при проходке через деревянные перекрытия необходимо выдержать расстояние в 38 см от внутренней трубы сэндвича до сгораемых конструкций. Все это пространство должно быть заполнено несгораемым материалом. Если стандартный проход не обеспечивает этого расстояния, то размеры печного прохода нужно дополнительно увеличить.

Защита деревянных конструкций – лаг, торцов стропил, обрешётки – обеспечивается за счёт оцинкованного листа с проложенным между ним и деревом асбестовым полотном толщиной не менее 5мм.

Прогоревшая внутренняя труба некачественного дымохода

Оцинковка выполняет следующие функции:

  • Препятствует распространению огня в перекрытии;
  • Обеспечивает равномерное рассеивание тепла;
  • Экранирует и отражает тепловое излучение, идущее от трубы.
Предлагаем ознакомиться:  Дымоход для бани своими руками из трубы

Также параметры дымохода следует рассчитать таким образом, чтобы труба дымохода проходила сквозь перекрытие целиком – без стыков с другими элементами. Сам дымоход устанавливается через проходной патрубок–разделку, представляющий собой металлический короб.

Монтаж дымохода «сэндвич». Рекомендации специалистов

Перед выбором трехслойных труб должна быть нарисована схема монтажа дымохода. В идеале такие важные параметры, как диаметр и высота дымоотвода рассчитываются специалистами, но домовладельцы нечасто обращаются к ним за помощью, стараясь сэкономить и решить все вопросы самостоятельно. Чтобы максимально упростить им задачу, дадим несколько рекомендаций на этот счет.

Диаметр трубы для дымоходов можно подобрать по выходному патрубку котельной установки. Правило простое: проходное сечение сэндвича не должно быть меньше, чем у этого патрубка. Больше – допускается. Что касается высоты, то получить гарантированный результат можно, если принять ее значение не менее 6 м. Причем высота измеряется от колосниковой решетки твердотопливного котла до верхнего среза трубы.

С целью уменьшения сопротивления дымовых каналов не рекомендуется делать большое число поворотов, максимум – 3. И то, надо стремиться к тому, чтобы везде использовать колена под углом 45º, а не 90. Длина горизонтального участка до врезки – не более 1 м. Соблюдая эти рекомендации, надо прорисовать монтажную схему и отметить на ней места крепления газохода к строительным конструкциям.

Когда схема готова, можно спокойно подбирать сэндвичные дымоходы. Здесь есть несколько предостережений, связанных с качеством изделий и присутствием на рынке большого количества подделок. Момент первый: качественная нержавейка, легированная хромом, абсолютно не притягивает магнит. Данный факт надо всегда проверять, захватив с собой магнит, обернутый материей.

Обратите внимание на толщину стали, из которой изготовлен сэндвич для дымохода. Например, качественные изделия российского производства, продающиеся под брендом ВУЛКАН, делают из металла толщиной 0.5 мм. Когда вам попадется более тонкая нержавейка, знайте, что прогорит она столь же быстро, ориентируйтесь при выборе на толщину не менее 0.5 мм.

Ну и последнее. Внимательно изучите тройник, куда врезается горизонтальный участок. Для удобства попросите продавца присоединить к нему узел для сбора конденсата. Тогда противоположный конец тройника, куда присоединяется труба сэндвич для дымохода, должен иметь раструб, а не сужение. Если это не так, вам стоит отказаться от подобной покупки.

Описание загружений и их характеристики

В основу расчета положен метод конечных элементов с использованием в качестве основных неизвестных перемещений и поворотов узлов расчетной схемы. В связи с этим идеализация конструкции выполнена в форме, приспособленной к использованию этого метода, а именно: система представлена в виде набора тел стандартного типа (стержней, пластин, оболочек и т.д.), называемых конечными элементами и присоединенных к узлам.

Тип конечного элемента определяется его геометрической формой, правилами, определяющими зависимость между перемещениями узлов конечного элемента и узлов системы, физическим законом, определяющим зависимость между внутренними усилиями и внутренними перемещениями, и набором параметров (жесткостей), входящих в описание этого закона и др.

Узел в расчетной схеме метода перемещений представляется в виде абсолютно жесткого тела исчезающе малых размеров. Положение узла в пространстве при деформациях системы определяется координатами центра и углами поворота трех осей, жестко связанных с узлом. Узел представлен как объект, обладающий шестью степенями свободы — тремя линейными смещениями и тремя углами поворота.

Все узлы и элементы расчетной схемы нумеруются. Номера, присвоенные им, следует трактовать только, как имена, которые позволяют делать необходимые ссылки.

Основная система метода перемещений выбирается путем наложения в каждом узле всех связей, запрещающих любые узловые перемещения. Условия равенства нулю усилий в этих связях представляют собой разрешающие уравнения равновесия, а смещения указанных связей — основные неизвестные метода перемещений.

1 — линейное перемещение вдоль оси X;

2 — линейное перемещение вдоль оси Y;

3 — линейное перемещение вдоль оси Z;

4 — угол поворота с вектором вдоль оси X (поворот вокруг оси X);

5 — угол поворота с вектором вдоль оси Y (поворот вокруг оси Y);

6 — угол поворота с вектором вдоль оси Z (поворот вокруг оси Z).

Нумерация перемещений в узле (степеней свободы), представленная выше, используется далее всюду без специальных оговорок, а также используются соответственно обозначения X, Y, Z, UX, UY и UZ для обозначения величин соответствующих линейных перемещений и углов поворота.

В соответствии с идеологией метода конечных элементов, истинная форма поля перемещений внутри элемента (за исключением элементов стержневого типа) приближенно представлена различными упрощенными зависимостями. При этом погрешность в определении напряжений и деформаций имеет порядок (h/L) k, где h — максимальный шаг сетки;

От них будет зависеть, какая тяга будет, насколько эффективно будет удаляться дым из печи. Как правильно рассчитать трубу для дымохода будет зависеть не просто функционирование системы, но и безопасность людей живущих в помещении

Поэтому обращайте внимание на любые тонкости, изучайте теорию, чтобы потом можно было без проблем узнать и определить, как самостоятельно рассчитать дымоход.

Допустим, у нас имеется камин. Портал которого имеет в высоту 8 кладок, а в ширину 3 кладки. Это в сантиметрах получается примерно 75 х 58 см. При этом размер канала равен по площади как раз кирпичу. Что составляет 12,8 х 25,8 см

Мы обращаем внимание, что габариты могут быть различны у изделий отдельных заводов, поэтому данные уточните перед кладкой, рассмотрев досконально порядовку и взяв реальные размеры. Теперь займемся математикой:

  1. Буквой Fобозначается площадь портала камина, она равна 75 х 58 = 4350 квадратных сантиметров.
  2. Малой буквой fобозначается площадь сечения дымохода, имеется в виду его внутренняя проходная часть. Это составит 12,8 х 25,8 = 330,24 квадратных сантиметра.

Берем отношение F/f = 7,6%. Теперь смотрим по графику, что у нас получается…  Из рисунка видно, что прямоугольный дымоход в этих условиях не будет работоспособен, то есть необходимо выбрать круглый дымоход такого же сечения, причем высота трубы должна быть не ниже 17-ти метров. Великовато для частного коттеджа?

Тогда сделайте площадь дымохода чуть больше, чтобы процент уместился в расчетную высоту или замените круглым сечением. Дымоходы диаметром 80 мм, например, имеют площадь 50,24 квадратных сантиметра, этого будет маловато. Тогда лучше исходить из обратного условия минимально необходимого диаметра. Его легко найдем из заданной высоты. (См. также: Изготовление каминов своими руками)

D= √4 х f / П = √4 х 370 / 3,14 = 21,7 см.

Базовые схемы размещения сэндвич-дымохода - снаружи и внутри здания

Вот так можно рассчитать сечение дымохода в зависимости от размера портала. Брать лучше с запасом. И здесь вот какой еще момент. В качестве дымоходов используются следующие материалы:

  1. Стекло.
  2. Керамика.
  3. Сталь.
  4. Асбоцемент.

Из кирпича сложить круглый дымоход будет сложновато. В этом свете выбирайте подходящий материал, но учтите, что при сжигании в топке газа или дизельного топлива, следует отбросить в сторону асбоцемент, а стеклянные дымоходы стоят очень дорого. В этом случае следует отдавать предпочтение стали, которая устойчива к воздействию агрессивных сред. (См. также: )

Конструкция должна быть рассчитана на статические и динамические загружения.

пульсация ветрового потока по  СНиП 2.01.07-85* — 6 форм

В динамическом нагружении «Пульсация ветрового потока по  СНиП 2.01.07-85*» выполняется расчет по методике, в которой давление ветра на сооружение рассматривается как сумма статической и пульсационной составляющих ветровой нагрузки. Последняя есть случайная функция времени, обусловленная случайной скоростью пульсаций.

из которой видно, что колебания совершаются вокруг смещенного состояния равновесия, соответствующего статической (средней) компоненте нагружения. В результатах расчета представляются отдельные составляющие динамической реакции Xid и суммарное значение статической и всех динамических компонент. При этом знак динамической добавки принимается таким же, как и у компоненты X c.

Рассчитать дымоход для печки, занятие не для новичков. Такую работу лучше доверить профессионалам. Но если вы решили рассчитать этот параметр самостоятельно вам понадобится знание основных данных и нескольких формул:

  1. Для определения кубатуры выходящих газов важно знать мощность отопительного агрегата. Для расчетов применяем формулу:, где:
  • В – коэффициент скорости сгорания твердого топлива. Это значение определяется исходя из данных таблицы №10 ГОСТа 2127;
  • V – уровень объема сжигаемого топлива. Эта величина указывается на бирке промышленного прибора;
  • Т – уровень нагрева отводящихся газов в месте выхода из дымохода. Для дровяных печей — 1500.
  1. Общей площади дымохода. Ее высчитывают исходя из соотношения объемов газов, это значение обозначается «Vr» и скорости их продвижения в трубопроводе. Для бытовой печи, работающей на дровах, это число равно – 2 м/сек.
  2. Диаметр круглой трубы высчитываем по формуле — d² = (4 * Vr) / (π * W), где W – это скорость продвижения газов. Все расчеты лучше выполнять на калькуляторе и внимательно вносить все величины.
  • обеспечения надлежащей тяги, с помощью которой все вредные для здоровья человека вещества, образуемые в результате горения, выводились за пределы жилого помещения. Если недопустимые вещества будут попадать в дом, то человек может получить сильнейшее отравление, способное привести к летальному исходу;

Обратная тяга в дымоходе, способная нанести вред здоровью

  • оптимизации получаемого тепла в соотношении затраченного топлива. Если большая часть прогретого воздуха будет выходить в дымоход, то для прогрева помещения потребуется большее количество дров. При правильном соотношении топлива и получаемого тепла прогретый воздух будет максимально нагревать стенки печи и дымоходного канала, что позволит сократить затрачиваемые ресурсы;
  • расчет дымохода также требуется для максимальной возможности обеспечения противопожарной обстановки. Сильно нагретый воздух, выходящий из дымового канала, или малая тяга могут привести к попаданию искр на горючие поверхности, что неминуемо приведет к возникновению возгорания.

Отопительный прибор с правильно рассчитанным и установленным дымоходом

Проведение расчета параметров трубы позволить не только сэкономить на топливных ресурсах, но и обеспечить комфортное и безопасное нахождение людей в жилом помещении.