Высота дымохода относительно конька крыши: почему это важно

Многие загородные дома отапливаются печками. Для удаления из помещения дыма и продуктов горения устанавливаются дымоходы. Наиболее популярными считаются кирпичные дымовые трубы, которые эстетично выглядят и являются достаточно надежными. Сложить дымоход самостоятельно сложно, но при знании начальных параметров и инструкции по монтажу возможно.

Некоторые требования и нормы

Согласно требованиям пожарной безопасности для котельной, высота дымовой трубы должна закладываться исходя из следующих норм:

  • При условии размещения дымохода на расстоянии менее 1500 мм от конька крыши, он должен располагаться как минимум на 500 мм выше верхней точки кровли;
  • Если устройство дымохода расположено в пределах 1500-3000 мм от конька крыши, его уровень должен равняться уровню крыши;
  • При расположении трубы дымохода на расстоянии свыше 3000 мм от конька крыши, ее располагают ниже под углом 10° относительно верхней точки кровли;
  • Минимальная возвышенность дымохода для котельной с плоской кровлей составляет 1 м.

Правильно рассчитать высоту дымохода на скатной кровле поможет следящая схема:

Схема высоты дымохода

Помимо возвышенности устройства относительно конька следует учитывать еще один небольшой нюанс. Если вблизи газоотвода расположены также и вентиляционные каналы, то высота дымовых каналов должна превышать их на 20 см.

Как один из вариантов решения проблемы недостаточности тяги в газоотводной трубе используется наращивание высоты трубы. Однако следует помнить важное правило: уровень возвышенности конструкции должен быть не максимальным, а оптимальным, только так обеспечивается наилучшая производительность.

Проектирование газохода требует специальных навыков и должно выполняться опытным архитектором, тем не менее, общее представление о принципе размещения устройства на кровле необходимо каждому владельцу.

Влияние длины дымоотвода на тягу

Правильную длину дымовой трубы можно высчитать по достаточно сложной формуле, в которой будет видна зависимость тяги от длины дымоотводящего канала, его сечения и температурных показателей внутри помещения и за его пределами, объема газов, образованных в процессе горения топлива.

Влияние длины дымоотвода на тягу

Важно! Угарный газ не имеет запаха, поэтому при недостаточной тяге, он может попадать в жилое помещение. При достаточно небольшой концентрации угарного газа в воздухе, у человека наступает остановка дыхания и он погибает.

Влияние длины дымоотвода на тягу

Как рассчитать расстояние от дымохода до конька крыши?

Чтобы не опасаться возможности возгорания и добиться хорошей тяги дымохода, необходимо рассчитать его высоту относительно кровли. Высота в первую очередь зависит от того, как расположен дымоход относительно конька крыши. Если высота не будет достаточной, то воздушные завихрения, образовывающиеся в наивысшей точке строения, будут попадать в трубу, что будет являться причиной слабой тяги. Есть специальные схемы, на которых указано соотношение удаленности трубы от конька и ее высоты. Принципиальное значение в них имеет следующая информация:

  • если установка дымохода через крышу была осуществлена на незначительном удалении от конька (до 1,5 метра), то труба должна возвышаться над наивысшей точкой дома минимум на 50 сантиметров;
  • если проход трубы через кровлю выполнен на удалении в метра от конька, то ее высота должна быть не ниже наивысшей точки крыши;
  • если дымоход удален большее чем на 3 метра, то высота трубы над коньком рассчитывается исходя из разницы высот. Иными словами, угол между коньком и верхней частью дымоходной трубы должен быть не больше 10 градусов.

Вывод трубы через плоскую крышу усложнен тем, что нет такого ориентира, как конек. В подобной ситуации следует делать внешнюю часть дымоходного канала не ниже двух метров.

Как рассчитать высоту конька двухскатной крыши

Расчет высоты конька двускатной крыши производится двумя способами: схематическим и математическим. Точность получаемых результатов у них примерно одинакова, так как в их основе лежат аналогичные принципы тригонометрии.

Читайте также:  Арочная крыша из профнастила. Что такое арочный профлист

Оба метода предполагают, что высота конька определяется по известным углам скатов и длине пролета крыши.

Математический расчет осуществляется с помощью формулы c = a × tan b, где:

  • C – это длина конька;
  • a – это половина длины пролета;
  • b – это угол наклона крыши.

Использование данной формулы обуславливается тем, что конструкция двухскатной крыши представляет собой равнобедренный треугольник, который разделяется своей высотой на два прямоугольных.

Схематический расчет предполагает построение треугольника с формой аналогичной форме крыши в строго выдерживаемом масштабе. Самый удобный масштаб для чертежей – это 1:100, где 1 сантиметру в графическом выражении соответствует 1 метр реальных показателей.

Сначала нужно провести линию пролета крыши, которая будет основанием треугольника. Затем находится ее середина, из нее проводится ось симметрии. С помощью транспортира от концов этой линии откладывается установленный угол ската. В соответствии с отмеченным углом нужно провести линию. Точка, в которой она будет пересекаться с осью симметрии, станет ориентировочным местом расположения конька.

Как рассчитать высоту конька двухскатной крыши

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

К полученным показателям добавляется толщины коньковой доски и других доборных элементов, устанавливаемых в верхней части конструкции.

Расстояние от основания до точки пересечения оси симметрии с линией ската измеряется и преобразуется в соответствии с масштабированием в реальную высоту конька.

Несмотря на возможные погрешности, связанные с неточностью выполненных чертежей, графический метод позволяет получить хорошие результаты.

Расчет высоты конька

Немного о тяге

С помощью тяги из дымоотвода выходит то, что возникает в процессе сгорания. Благодаря движению воздушных потоков негативные вещества уходят в атмосферу. От каких факторов зависит тяга? В первую очередь, большую роль играет высота трубы дымоотвода. Так же она зависит от температуры воздуха извне помещения и в самом дымоходе.

В период, когда горючее сжигается, температура может достичь 250°. Контактируя с металлической трубой, горячий газ остывает, она падает, в результате чего получается хорошая тяга. Конденсат влаги в дымоотводе разрушает конструкцию и ухудшает тягу. Обычно это происходит в зимний период при низких температурах. Для того, чтобы убрать конденсацию устанавливаются дымососы, образующие искусственную тягу.

Немного о тяге

Тягу обычно определяют «дедовским методом». Открывается печная дверь и при открытой заслонке к ней подносят зажженную спичку. Спичечное пламя покажет, есть ли в печи тяга. Если его потянет внутрь – тяга сильная. Если задует в комнату – значит имеет место явление, называемое обратной тягой. В таких случаях, печь будет чадить, и разжигать ее не стоит.

Это происходит тогда, когда дымоход забит или неисправен. Поэтому, время от времени, дымоотводную систему чистят и ремонтируют.

Что влияет на производительность вентиляции

Существует еще один способ определить высоту трубы и, соответственно, превышение над кровельным покрытием крыши дома. Сделать это можно, используя формулу расхода воздуха в зависимости от перепада давления. Известно, что при подъеме на 12 м давление воздуха падает на 101 Па. Полученный результат будет справедлив только для идеальной вентиляционной системы с абсолютно гладкой внутренней поверхностью.

На самом деле для практического расчета параметров, высоты и сечения вентиляционного канала потребуется учесть несколько важных условий:

  • Скорость потока воздуха на высоте установки вентиляционной трубы;
  • Температура воздуха на улице и внутри помещения;
  • Форма сечения канала и качество поверхности по всей высоте воздуховода;
  • Форма крыши.

Практическим измерением можно получить расходный коэффициент С. От его величины и от разницы давления у земли и на высоте установки выводной вентиляционной стойки можно рассчитать реальный расход воздуха.

Или наоборот, зная С и известный расход воздуха, который должен будет перемещаться по воздуховоду для конкретного объема помещения, можно определить разницу давлений и, в итоге, уровень подъема вывода вентиляции.

Сделать такой расчет достаточно сложно, поэтому обычно используют рекомендации справочников по ремонту и проектированию систем вентиляции, в которых приведены приближенные зависимости расхода воздуха от вылета выводной трубы для различных вариантов конструкций крыш и выводов.

Читайте также:  Допустимый свес профлиста. Влияние снега на нахлест профнастила.

Где лучше выводить трубу через крышу?

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

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

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

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

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

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

Неопытные строители часто задаются вопросом, как правильно вывести дымоход на односкатной крыше. Правильным решением в подобной ситуации может стать обустройство уличной части дымоходного канала в непосредственной близости от наивысшей точки крыши.

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);

Читайте также:  Сборка деревянного скелета: способы крепления стропил

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;

Конструкция должна быть рассчитана на статические и динамические загружения.

пульсация ветрового потока по  СНиП * — 6 форм

В динамическом нагружении «Пульсация ветрового потока по  СНиП *» 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.

Виды дымоходов

Кирпичный

Достоинства:

  • прочность;
  • высокая теплоемкость;
  • безопасность.

Недостатки:

  • сооружение требует длительного времени и денежных затрат;
  • используемая глина благодаря пористой структуре способна в процессе эксплуатации накапливать конденсат, что в последствие ведет к разрушению дымохода;
  • при небрежной кладке кирпича (глина внутри не заглажена) ускоряется накопление сажи;
  • прямоугольное сечение затрудняет прохождение дыма;
  • сложность в обслуживании и ремонте.
Виды дымоходов

Асбоцементный

Такие дымоходы можно использовать при температуре газов не выше 300 градусов. Достоинства:

  • дешевизна;
  • простота при монтаже;
  • круглое сечение;
  • сравнительно малый вес.

Недостатки:

  • пористость материала;
  • не теплостойкий;
  • нет утепления;
  • тяжело делать поворотные элементы;
  • необходимо часто прочищать от сажи.

Стальные одноконтурные

Наилучшим материалом для таких дымоходов является кислотоустойчивая и жаропрочная нержавеющая сталь толщиной 0,6-1 мм. В реальности часто используют обычную нержавейку и даже оцинковку. Последняя – самое неудачное решение. Достоинства:

  • сравнительно низкая стоимость;
  • легкость монтажа;
  • круглое сечение и гладкая поверхность;
  • небольшой вес;
  • простота в ремонте.
Виды дымоходов

Недостатки:

  • отсутствует теплоизоляция, что ведет к быстрому охлаждению и образованию конденсата;
  • при проходе через горючие материалы, например деревянные перекрытия, требуется большой отступ по диаметру и изоляция асбестовым волокном или иным негорючим материалом;
  • относительно небольшой срок эксплуатации (10-15 лет).

Стальные двухконтурные

Двухконтурные дымоходы отличаются от одноконтурных тем, что изготовлены из двух труб, между которыми присутствует негорючий утеплитель. Достоинства:

  • сохраняют температуру, скорость прохождения газов выше;
  • к внутреннему монтажу требования занижены;
  • конденсата образуется мало.

Недостаток:

очень высокая стоимость.

Керамические

Виды дымоходов

Продукт на рынке относительно молодой, но уже завоевавший популярность. Состоит он из трех компонентов: огнеупорная керамика, негорючий теплоизоляционный утеплитель и легкий бетонный защитный короб. Достоинства:

  • очень высокая устойчивость к температуре (выдерживают до 1200˚С);
  • круглое сечение и гладкая внутренняя поверхность;
  • герметичность и теплоизоляция на высоком уровне;
  • монтаж довольно прост;
  • долговечность (керамическая труба прослужит около 30 лет).

Недостаток:

дороговизна.

Резюме

Видео в этой статье поможет понять принцип вычисления длины и диаметра для дымохода и вентиляции. Но я все же считаю, что без определенных знаний в области вентиляции и отопления самостоятельно выполнить все измерения правильно сложно, лучше обратиться к специалистам, стоит эта услуга недорого.

Конечно, можно все сделать и самостоятельно, но есть риск, что контролирующие организации газового хозяйства просто не примут объект в эксплуатацию и придется все переделывать, что будет стоить намного дороже. Задавайте вопросы — буду рада обсудить эту тему в комментариях.