дымоход из металлической трубы своими руками

Что такое дымоход и как он работает

Дымоход — один из главных узлов вашего отопительного прибора, будь то старинная кирпичная печь или сверхсовременный газовый котел. От свободного прохождения топочных газов через трубу зависят ваши безопасность и бюджет: с хорошо рассчитанным и построенным дымоходом печь тратит много меньше топлива. Раньше дымоходы строили профессиональные печники. Теперешние технологии легко позволяют сделать это самостоятельно. Конечно, при этом нужно изучить вопрос и тщательно соблюдать чертёж и порядок изготовления.

Расчёт необходимого сечения и высоты трубы

Для обеспечения хорошей аэродинамики и адекватной тяги, необходимо соблюдать правила, прописанные в соответствующем СНиПе. Они регламентируют нормативы высоты и диаметра сечения трубы для дымоходов.

Высота трубы зависит от вида крыши. Минимально возможное её значение — 5 м, если измерять от отопительного прибора до оголовка. Кроме того, необходимо рассчитать высоту выступающей над крышей части трубы.

Над плоской крышей труба должна возвышаться не менее, чем на 50 см. В том случае, если крыша имеет уклон, высота трубы зависит от расположения её по отношению к коньку крыши. Варианты расположения бывают следующими:

1. До 1.5 м от конька. В этом случае рекомендуемая высота трубы на 50 см превышает самую выступающую часть крыши.
2. От 1.5 до 3м от конька. При таком расположении оголовок должен образовывать прямую горизонтальную линию с коньком крыши.
3. Более 3м. В этом случае высота выступающей части трубы должна быть такой, чтобы угол между коньком и оголовком равнялся 10°. При этом труба располагается ниже конька.

Для расчёта сечения придуманы специальные формулы. Они очень сложные и для их использования необходимо знать, сколько топлива сгорает за час работы прибора, какая температура на входе и выходе, а также коэффициент для каждого вида топлива. Для упрощения задачи расчёта сечения трубы используют упрощённые правила:

• Для приборов, мощностью менее 3500 Вт, сечение трубы должно быть не менее 140 мм х 140 мм.
• Для приборов, мощностью от 3500 до 5000 Вт, сечение должно быть не менее 140 мм х 200 мм.
• Для приборов, мощностью от 5000 Вт до 7000 Вт — 140 мм х 270 мм.

Рекомендуем ознакомиться: Ремонт и замена поврежденных участков полипропиленовых труб

Из каких материалов изготавливаются

Дымоходы бывают кирпичные и из труб; последние делятся на дымоходы из нержавеющей стали, из железного листа, асбоцементные, шамотные, стеклянные. Рассмотрим их устройство, достоинства и недостатки, способность сохранять ровную тягу без скачков.

Кирпичные

Самые из всех традиционные. Достоинства: долговечность; мощная тепловая инерция: сразу дают хорошую тягу, а, разогреваясь, подстраиваются под работу печи; никогда не дадут обратной тяги или её пульсации. Недостатки: непригодны для котлов, может дать срыв пламени горелки и аварию; прямоугольное сечение дает неравномерный ток газов, сильней оседают продукты горения; сложны в постройке и ремонте; требуют фундамента из-за большой тяжести.

Кирпичная древняя труба с гильзованием

Трубы

Это гораздо более практичный и применимый во всех случаях тип дымохода. В зависимости от материала трубы бывают разные.

Асбестоцементные трубы

Достоинства: круглые; лёгкие; дешёвые; легкомонтируемые. Недостатки: малая теплостойкость (применяются для печей с невысокой, до 3000 температурой топочных газов); сложно сделать изогнутую конструкцию (резиновые муфты — плохое решение); пористая структура; быстрая загрязняемость сажей и, как следствие, возможность её воспламенения.

Асбоцементные трубы в штабеле

Керамические

Состоят из нескольких частей: дымохода из огеупорной керамики, теплоизоляции и корпуса из бетона. Достоинства: долговечные; круглые и гладкие внутри, поэтому чистить их не нужно; имеют термоизоляцию и герметичность, огнестойкость и жаропрочность; легко монтируются; годятся для любых котлов, печей, каминов. Недостаток: дорогие, сложны в ремонте и трудно соединяются в изогнутую конструкцию.

Керамические трубы в сборе

Стеклянные

Достоинства: ещё более химически нейтральны и еще более гладкие, чем керамические; долговечны. Недостатки: дорогие (в 100 раз дороже стальных); остальные — те же.

Фрагмент и дымоход из стекла марки Schott — Rohrglas

Полимерные

Применяются только для гильзования. Достоинства: легко монтируются, лёгкие, гибкие, дешёвые, долговечные. Недостатки: непрочные и не выносят высокую температуру.

Полимерные дымоходы для каминов FuranFlex RVW

Гильзование — вставка внутрь старой, обычно — кирпичной, дымовой трубы вкладыша в виде полимерной, гибкой металлической гофрированной или металлической трубы для реставрации дымохода.

Гильзование полимерными трубами FuranFlex RVW кирпичных дымоходов

Стальные

Стальные дымоходы оптимальны по соответствию цены, качества, легкости установки.

Разновидности стальных конструкций

Есть два основных типа дымоходов по их ориентации относительно отопительного прибора: прямые (приставные) и боковые (пристяжные).

Прямые дымоходы

Они ставятся над отопительным прибором, внутри помещения и проходят через внутренние перекрытия и через кровлю. Чаще всего это — лучшее решение именно для печей. Достоинства:

• Кислотный конденсат не выпадает, или выпадает незначительно, зато значение имеет лёгкость прохождения газов через прямой дымоход.
• Меньше осаждается сажа, легко самостоятельно чистить, соответственно — меньшая пожароопасность.
• Хорошо работает без регулятора тяги шибера.
• На доме видна лишь труба на крыше, это эстетично.

Недостатки:

• Проход через перекрытия и кровлю сложнее, чем сквозь стену.
• Большая неровность тяги, пульсирующая и даже обратная тяга при порывах ветра. Поэтому для современных котлов с аварийным устройством выключения такой дымоход не годится, даже если снабжен сложным дефлектором.

Прямой дымоход проходит через перекрытия и кровлю

Боковые пристяжные

Ось такого сооружения не совпадает с осью отопительного прибора. Достоинства:

• Установка снаружи дома с единственным проходом через стенку.
• Лёгкость сооружения.
• Наличие емкости для сбора кислотного конденсата, полностью исключающее его стекание в отопительный прибор.
• Даже с простейшим грибком стабильно работает при сильном ветре, а уж если на нем смонтирован дефлектор, то тяга всегда будет прямая и устойчивая.
• Даёт возможность точно регулировать тягу из-за малой тепловой инерции. Это всегда обеспечит оптимальный расход топлива.

Недостатки:

• Конденсат в мороз может превратиться в лёд и разорвать ёмкость. Ёмкость может обледенеть до тройника, что перекроет тягу. Отсюда необходимость размещения ёмкости для конденсата внутри дома.
• Место, через которое дымоход выходит наружу, оформляется как проходной узел. Но зимой узел впитывает влагу из воздуха, и утеплитель может слежаться и осесть. Тогда в верхней части узла накопится тепловое напряжение, которое может вызвать серьёзную трещину в стене.
• Тяжесть дымохода, в отличие от приставного, лежит на проходном узле; это тоже может повлиять на утепление и вызвать вышеописанные явления.
• Достаточная сложность чистки вызвана изгибами дымохода. Требуется специалист.

Боковой, или пристяжной, дымоход, проходит по наружной стене дома

Боковые внутренние

Однако боковые дымоходы могут быть расположены и внутри дома, и в толще стены, тогда контакта с кровлей не избежать.

Разница в пристяжных дымоходах — снаружи и в стене

Ни один тип дымохода нельзя однозначно назвать лучшим. Каждый из них хорош на своем месте и зависит от условий: типа отопительного прибора, конструкции крыши и балок перекрытий, материала стен и типа дымохода (одностенный или сэндвич). В пользу пристяжного бокового дымохода говорит то, что в этом случае не нужно проходить сквозь кровлю. Зато он совсем исключен в случае одностенных труб из-за холода зимой.

Преимущества и недостатки такой трубы

Оцинковка – это в первую очередь сталь, материал, имеющий много неоспоримых достоинств.

К ним относятся:

• Прочность;
• Способность выдерживать высокие температуры;
• Превосходная теплопроводность;
• Низкая стоимость по сравнению с другими материалами.

Но без защитного покрытия черный металл подвержен коррозии, быстро ржавеет и приходит в негодность. Цинкование с успехом решило эту проблему. И, несмотря на то, что трубы из оцинковки и стали по форме одинаковы, оцинкованное изделие имеет ряд преимуществ.

Дополнительные плюсы оцинкованного изделия:

1. Коррозионностойкость, способность противостоять негативным воздействиям окружающей среды;
2. Увеличенный срок службы;
3. Повышенная прочность;
4. Широкий диапазон рабочих температур;
5. Высокая сопротивляемость механическим воздействиям;
6. Оцинкованная труба выдерживает высокое внутреннее и наружное давление;
7. Простота и удобство монтажа;
8. Высокая стойкость к возгоранию;
9. Цинк убивает все патогенные микроорганизмы;
10. Оцинковка практически не уступает в качестве низколегированной нержавейке, но стоит на порядок дешевле.

Но, как любое инженерное решение, трубопровод из оцинкованного железа неидеален.

• Не очень привлекательный дизайн;
• Дороговизна по сравнению с обычной сталью;
• Цинк усложняет процесс сварки;
• В отличие от пластика, при наличии выступов на стенах, обеспечить плавный переход в конструкции из оцинкованных труб, практически невозможно.

Виды материалов

Стальные дымоходы делаются из чёрной стали, из низколегированной стали и оцинкованного железа

Чёрная сталь

Это простая, без добавок для легирования, углеродистая сталь. Достоинства:

• Самая дешёвая
• Мало загрязняется сажей и легко чистится
• По монтажным качествам — в точности, как стальная
• Не требует фундамента для установки.

Недостатки:

• Большая теплопроводность ведет к тому, что газы стремительно остывают и образуется много конденсата, который обязательно приходится отводить
• Трубы сильно нагреваются, поэтому требуют специальных конструкций в местах прохождения через стены и крышу
• Невозможно сделать наружный дымоход из-за отсутствия теплоизоляции
• По долговечности сильно уступает стальной трубе (срок службы — всего около пяти лет), так как подвержена сильной коррозии
• Отличается невысокой жаропрочностью — при высокотемпературных топочных газах быстро выгорает.

Детали дымохода из чёрной стали

Внимание! Для увеличения срока работы дымохода из чёрной стали нужно делать минимальное количество стыков и использовать толстостенные трубы.

Низколегированная сталь

Она относится к чёрным металлам, но в ней имеются добавки никеля, хрома и молибдена в количестве, равном количеству из в нержавеющей стали. Достоинства и применение: те же, что и у труб из чёрной стали, но низколегированная сталь медленней корродирует.

Оцинкованное железо

Это худший из трех предыдущих вариантов. Слой цинка выгорает очень быстро, и тонкое незащищенное железо начинает корродировать и разрушаться.

Труба из оцинкованного железа — худший из всех вариантов

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь жаропрочна и устойчива к кислотам — продуктам горения. Такие дымоходы долговечны и прочны; стойки к перепадам температуры, коррозии, воздействию конденсата; недороги, просты в сборке в силу своей модульности, позволяющей построить систему любой сложности; легко ремонтируются; гладкие внутри, поэтому сажа не оседает, и дымоход почти не требует чистки; обладают невысокой теплоёмкостью, поэтому растапливание любой печи происходит легко: сразу возникает устойчивая тяга. Они тоже бывают нескольких типов в зависимости от легированности стали, пошедшей на трубу, и конструкции.

Гофрированные стальные трубы

Эти гибкие металлические трубы сделаны из стальной ленты и применяются только для гильзования. Срок их службы ограничен из-за неровной поверхности, на которую сильнее оседают продукты горения: сажа, кислоты.

Гофрированные металлические трубы — применяются только для гильзования кирпичных труб

Одноcтенные трубы из нержавеющей стали

Толщина стенок у них обычно — от 0,6 до 1 миллиметра. Достоинства — как у всех негофрированных металлических труб, но эти гораздо долговечней остальных. Недостатки — те же, что и у негофрированных металлических труб.

Детали одноконтурного стального дымохода

Сэндвич-трубы из нержавеющей стали

Недостатки одностенных труб устраняются несложным конструктивным улучшением: изготовлением утепленной стальной трубы, или сэндвич-дымохода. Их достоинства:

• Тепловая инерция больше, чем у одностенных труб — топочные газы проходят быстро, но остывают медленно, поэтому образуется мало сажи и агрессивного конденсата
• При прохождении перекрытий и кровли нет необходимости в слишком сложных узлах термоизоляции, так как такие дымоходы меньше нагреваются
• Наружный монтаж, без прохождения через кровлю, возможен
• Монтаж вообще довольно лёгок

Недостатки:

• Сэндвич-трубы заметно дороже одинарных
• Совершенно непригодны для кирпичных печей. Печь с таким дымоходом будет при порывах ветра давать обратную тягу.

Но поскольку ныне люди озабочены экономичностью своих отопительных приборов и традиционные печи встречаются редко, то сэндвич-дымоходы получили широчайшее распространение.

Сэндвич-трубы из нержавеющей стали

Преимущества дымоходной трубы из стали

Трубы для дымохода изготавливают из металла, керамики и кирпича. Металлические трубы на данный момент пользуются наибольшим спросом. Из всех разновидностей этого материала рекомендуется выбрать сталь. Стальные трубы для дымоходов покрывают специальными растворами, которые делают материал устойчивым ко всем неблагоприятным воздействиям внутренней среды дымохода.

При выборе трубы необходимо учитывать параметры отопительных приборов и используемого топлива. Материал, из которого изготовлены трубы, должен выдерживать большую температуру, чем способно создать топливо.

При использовании некоторых видов отопительных приборов среди недоокисленных продуктов сгорания попадаются химически активные вещества. Они способны повредить дымоход, который недостаточно устойчив к химическим реагентам. Некоторые несгоревшие частицы способны воспламеняться, создавая искры. Потому материал, из которого изготовлена труба, должен быть огнеупорным.

Это интересно! При выборе трубы необходимо обратить внимание на температуру плавления материала, из которого она сделана. Температура плавления стали превышает 1000 0С — максимально возможный показатель, встречающийся при эксплуатации приборов отопления, работающих на угле.

Преимуществами стальных труб являются:

• Простота монтажа. Стальные трубы не требуют установки специального фундамента, для них не нужны сложные инженерные решения или специальные монтажные инструменты. Установить их можно самостоятельно без предварительной подготовки. Благодаря пластичности материала, можно создавать сложные технические конструкции.
• Небольшой вес. Легко транспортировать, поднимать и перемещать их можно самостоятельно без бригады рабочих, что также упрощает монтаж.
• Устойчивость к высоким температурам. Стальные изделия подходят для приборов, работающих на любом топливе. Они не плавятся при максимальных температурных нагрузках.
• Химическая инертность. Сталь не взаимодействует с химическими реагентами, которые могут образовываться в качестве недоокисленных продуктов сгорания. Эти вещества не способны её разрушить.
• Устойчивость к коррозии. Это преимущество касается труб, имеющих специальное покрытие и нержавеющей стали. Сам по себе материал быстро подвергается коррозии. Стоит учитывать, что помимо внутренней среды, на трубу дымохода воздействуют внешние неблагоприятные факторы, например, атмосферные осадки. Предпочтение следует отдавать трубам с покрытием.
• Гладкие внутренние стенки. На шероховатой поверхности оседают продукты горения, превращаясь в сажу, постепенно уменьшающую просвет. При этом снижается тяга в дымоходе. Стальные совершенно гладкие, риск оседания сажи на их поверхности минимальный.

Рекомендуем ознакомиться: Обзор фитингов для монтажа медных труб

Конструкция двуслойного дымохода и ее отличительные особенности

Это — конструкция из двух вставленных друг в друга стальных труб, разных по диаметру. Внешняя называется кожухом. Между трубами укладывается пиростойкий утеплитель, обычно это — базальтовая вата (укладывается так, чтобы волокна ориентировались по трубе) толщиной 30–35 миллиметров, способная выдержать жар в тысячу градусов. Минеральная вата совершенно не подходит.

Детали сэндвич-дымохода

Особенности применения сэндвич-труб для бани

Поскольку баня, как правило, строится из дерева (а если и из пеноблоков, то она облицована горючим материалом), вопросы термоизоляции приобретают особое значение. Запрещено использовать для бани однослойные дымоходы — допустимы только кирпичные и сэндвич-дымоходы. Должны быть тщательно выверены и соблюдены все расстояния от дымохода до горючих предметов согласно СНиПу. Все пироопасные поверхности должны быть изолированы вермикулитом или асбестом. На банный дымоход запрещено ставить дефлектор из-за его сильной парусности. Расстояние от дымохода до стены — не меньше 25 сантиметров!

Предостережение: ни в коем случае нельзя объединять с дымоходом банную систему вентиляции.

Эксплуатация, ремонт и чистка

Вы получили дымоход, который прослужит вам лет пятнадцать. Но нужно соблюдась простейшие правила. Нельзя заменять котел или печь так, чтобы температура топочных газов была выше рассчитанной именно для этого дымохода. Нужно следить за состоянием теплоизолирующего вещества в проеме стены, беспроблемным сливом конденсата.

Сэндвич-дымоходы по кирпичной стене

Чистить такой дымоход нужно примерно раз в три месяца, но механический способ лучше вообще не применять. В тяжелом случае нужно вызвать специалистов. А ваш удел — химическая очистка. Это вещество в виде брикета или порошка, которое при сгорании в топке котла или печи выделяет химические вещества, растворяющие сажу и прочие отложения в дымоходе.

Порошок «Трубочист» для очистки дымоходов

Расчёт параметров дымохода

Основа для расчёта высоты и диаметра дымохода — показатель мощности.

На работоспособность котла или печи прямое влияние оказывает высота дымовой трубы. Для бытовых приборов она составляет 5 м. Эта характеристика предусмотрена требованиями СНиП для печей жилых домов. Измерение выполняется от колосника устройства до колпака. При меньшей высоте естественная тяга в печи не обеспечит эффективного горения топлива, она будет дымить и не вырабатывать оптимального количества тепла. Однако возможность наращивания высоты ограничена. Испытывая естественное сопротивление стенок трубы, воздух будет замедлять движение при чрезмерной длине канала, что также приведёт к снижению тяги.

Правила подбора длины дымохода

Для частного дома расчёт высоты дымохода основывается на определённых правилах:

1. Труба должна быть не менее 5 м.
2. Превышение концовки дымохода над условно плоской крышей не менее, чем на 50 см.
3. Для скатной крыши труба, ось которой находится не далее 1,5 м от конька, а если есть надстройки, то от их высшей точки, величина превышения составляет 0,5 м.
4. Когда расстояние до конька 1,5–3,0 м, конец трубы должен находиться не ниже, чем уровень конька.
5. При выведении дымохода на расстоянии более 3 м от конька, в частности, при наружном монтаже, угол между уровнем горизонта и условной прямой между коньком и концом трубы должен составлять не менее 10 градусов.

Высота трубы зависит от её расположения

При выборе места для вывода дымохода через кровлю следует учитывать, что он не должен находиться вблизи мансардных окон и других подобных устройств во избежание создания пожароопасных ситуаций.

Расчёт сечения дымохода

Приведённый ниже порядок определения величины канала справедлив для круглого сечения. Оно является оптимальной формой, поскольку дымовые газы не движутся монолитной прямой струёй, а происходит завихрение потока, и они движутся по спирали. В прямоугольных каналах образуются завихрения по углам, тормозящие перемещение газов. Для расчёта величины сечения полученный результат следует умножить на 1,5.

Вам понадобятся следующие исходные данные:

1. Мощность печи, то есть количество тепла, вырабатываемого устройством в единицу времени при полной загрузке.
2. Температура дымовых газов на выходе из топки, обычно принимается в пределах 150–200 градусов.
3. Скорость движения газов по каналу (составляет 2 м/сек).
4. Высота дымохода.
5. Величина естественной тяги (составляет 4 МПа на 1 м дымового канала).

Очевидна зависимость размера сечения дымохода от объёма сжигаемого топлива.

Дым не движется по прямой линии

Для выполнения расчёта нужно воспользоваться преобразованной формулой площади круга: D2 = 4 x S * Пи, где D — диаметр дымового канала, S — площадь сечения, Пи — число пи, равное 3,14.

Для расчёта площади сечения нужно определить газовый объём в месте их выхода из печи в дымоход. Эта величина вычисляется в зависимости от объёма сгорающего топлива и определяется из соотношения Vgas = B х Vtop х (1 + t / 273)/ 3600, где Vgas — объём газов, B — количество сжигаемого топлива, Vtop — табличный коэффициент, который можно узнать в ГОСТ 2127, t — температура газов на выходе из печи, обычно принимается значение в пределах 150–200 градусов.

Площадь сечения определяется отношением объёма проходящих газов к скорости его движения, то есть по формуле S = Vgas/W. В окончательном варианте искомая величина определяется соотношением D2 = Vgasx4/ПихW.

Произведя необходимые вычисления, получите результат — диаметр дымохода должен составлять 17 см. Это соотношение справедливо для печи, в которой за час сгорает 10 кг топлива при его влажности 25%.

Расчёт составляется для случаев, когда используются нестандартные отопительные агрегаты. Если же мощность устройства известна, достаточно применить рекомендованные специалистами параметры дымохода:

• для устройств мощностью до 3,5 квт — 140 х 140 мм;
• при 3,5–5,0 квт — 140 х 200 мм;
• при мощности 5,0–70 кВ — 200 х 270 мм.

Для дымоходов круглого сечения его площадь не должна быть меньше расчётной величины прямоугольного.

Видео: как рассчитать дымоход для твердотопливного котла