Как рассчитать сечение и высоту дымохода?

Строительство своего первого дома – очень важный этап в жизни любого человека. По собственному умыслу спланировать и возвести здание, в котором смогут жить даже правнуки, – это цель, от которой захватывает дух. Хочется во всем разобраться и предусмотреть даже малейшие возможные последствия того или иного конструктивного решения. Чем сложнее задача, тем большим азартом начинает пылать душа. Горы книг на письменном столе. Часы, потраченные на поиск в интернете. Обсуждение с друзьями и консультантами. Количество решений, которые следует принять будущему хозяину дома, «переваливает» за сотню. Если на изучение каждой проблемы он потратит 2 часа в день в течение рабочей недели, то в сумме получится более сорока суток в год - на беспрерывное штудирование строительной тематики. Желающий все «попробовать на зуб» застройщик неизбежно столкнется с необходимостью вычислений, на которые пару часов в день будет явно недостаточно. К числу конструктивных элементов, требующих особого внимания относится и труба дымовая. При расчете ее высоты и сечения придется не только вспомнить школьный курс физики, но и основательно «погрызть гранит науки» в незнакомой доселе сфере.

В паспорте топки, готовой печи или котла всегда указывается диаметр дымохода и минимальная его длина. Выполнив все предписания, нужно построить внешнюю часть трубы выше, чем конек дома на пятьдесят сантиметров. Но для многих принимать готовые предписания скучно. Лучше самому во всем разобраться.

Естественная тяга

Целью сооружения дымохода является не только удаление продуктов сгорания с помощью атмосферного давления и температурных явлений, но и улучшение процесса сгорания топлива. Многие знают выражение: «Чем лучше тяга, тем быстрее горят дрова». Однако объяснить природу этого явления большинство не могут. В дореволюционное время в популярной литературе часто сравнивали воздушные потоки с течением рек и ручьев. Если считать окружающий воздух озером со стоячей водой, то установленную вертикально трубу можно сравнить с выходящим из пруда потоком. Скорость течения реки зависит от рельефа русла, а для воздушных потоков все определяет разница в высоте над уровнем моря между точкой входа и выхода. Более того, если у этого «воздушного ручья» подогреть берега, скорость течения значительно возрастет.

В холодной трубе воздух движется по трем причинам:

• гравитация;
• эжекция;
• воздействие ветра.

Большинство дымоходов используют силу гравитации. Трубы без тяги используются крайне редко на садовых каминах. Такие дымоходы настолько широки, что горячий воздух устремляется в них подобно воде, текущей в пустую наклонную трубу. Однако по мере подъема горячие массы «обрастают» прилепившимися к ним молекулами холодного воздуха, и по центру колодца формируются «пробки».

Гравитационная тяга возникает из-за понижения давления в трубе по сравнению с атмосферой на том же показателе высоты. Дымоходный канал функционирует как насос для воздуха. В трубах с хорошей тягой встречных потоков газов не бывает. При строительстве дымоходов расчеты проводятся таким образом, чтобы силе, выталкивающей вовне продукты сгорания, не мог помешать даже сильный ветер.

Как определять параметры дымовой трубы?

В случае приобретения готового камина, чугунной печки или котла диаметр сечения дымохода детерминирован: он должен совпадать с выходным патрубком в верхней части агрегата. Расширение или сужение трубы ставит на повестку дня целый ряд вопросов, связанных с эксплуатацией отопительного прибора в разных погодных условиях. Старые печники, основываясь на богатом опыте работы в определенной местности с характерным направлением ветра и погодными условиями, могли экспериментировать с перепадами и изменениями в площади каналов, но вам лучше этого не делать.

Таким образом, задача определения параметров дымоходного канала сводится к вычислению высоты трубы от топки до верней части. Искомая длина в метрах равняется произведению величины статической тяги, средней температуры в трубе и наружной температуры, разделенному на произведение числа 3459 и разности показателя температуры в трубе и температуры снаружи с поправочным коэффициентом 1,1. Эта формула рассчитывалась на шкалу Кельвина, поэтому к показателям градусника нужно прибавлять 273. Температуру на улице следует принимать равной 20 градусам Цельсия, так как зимой с точки зрения тяги ситуация будет лучше. Таким образом, вы рассчитываете показатели для «худшего» случая. Средняя температура в трубе вычисляется с учетом охлаждения газа на пять градусов на один метр длины. Если вы планируете использовать модульный дымоход-сэндвич, то для него характерны потери на три градуса меньше.

Если произвести вышеуказанные расчеты по действующему камину или котлу, а затем проверить реальную тягу с помощью анемометра, то расхождения в цифрах будут существенными. Это связано с замедлением скорости движения газов, которое вызвано трением. Самые большие потери тяги будут в кирпичных дымоходах. Затем в этом рейтинге следуют асбестоцементные трубы, керамические и стальные.

Кроме предложенной формулы, существуют также приложения в интернете, позволяющие «подставить» ваши данные и получить на выходе площадь и высоту дымохода. Для этих приложений понадобятся следующие показатели:

• Температура газов на выходе из печи. Можете взять усредненный показатель равный ста пятидесяти градусам.
• Тепловая мощность топки, кВт. Переписываем это значение из паспорта изделия, которое планируется установить. Если вы хотите поставить печь по авторским чертежам какого-то известного мастера, то он наверняка сообщит эту цифру.
• Коэффициент, связанный с топливом. Для дров будет справедливым значение «0,34».

Произведя расчеты сечения и высоты дымохода, перед приобретением комплектующих лучше предварительно обратиться к консультантам нашего магазина, чтобы вместе проверить правильность вычислений и сделать нужную покупку.

Верно спроектированный и качественно построенный дымоход не требует постороннего вмешательства, не нуждается в вентиляторах с электрическим приводом или в механических турбинах. Силы природы «выводят» дым из топки круглый год в любую погоду.