Основные проблемы в эксплуатации дымовых труб

Габариты фундамента

Расчет фундаментов дымовых труб осуществляется на основании габаритных размеров дымохода.

Стандартный фундамент дымовой трубы имеет параметры:

минимум 40 см ниже уровня поверхности земли;
на 15 см с каждого края больше размеров дымовой трубы.

Способ определения размеров фундамента

Строители промышленных дымоходов производят полный расчет дымовой трубы: фундамент, его высоту, сечение и так далее. Он выполняется на основании формул, предложенных СНиП «Основания и фундаменты», и учитывает все параметры трубы и глубину промерзания почвы в районе установки дымохода.

Самостоятельно провести расчет по формулам, представленным в документах достаточно сложно. Поэтому можно воспользоваться параметрами основания, представленными выше, или прибегнуть для расчета к помощи квалифицированных проектировщиков.

Определение площади подошвы фундамента следуетпроводить в соответствии с указаниями п. 1.1.3.

Предварительные размеры
фундамента с круглой подошвой следует определять по формуле:

где: D – диаметр круглого фундамента; e
– эксцентриситет (см. п. 1.1.3), A –
значение, определяемое по формуле:

где: N_II
– расчетная вертикальная нагрузка на уровне обреза фундамента; R’ – значение, определяемое по формуле:

где: R – расчетное сопротивление грунта основания,
определяемое по прил. 3 СНиП 2.02.01-83*, в зависимости от вида грунта и его
физико-механических характеристик; γ_m
– среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его уступах,
допускается принимать равным 2 т/м2; d
– глубина заложения фундамента.

Предварительные
размеры фундамента с кольцевой подошвой следует определять по формуле:

где: D_ср – средний диаметр кольца; b – ширина кольца; A_к
– значение, определяемое по формуле:

Полученные кубические
уравнения удобно решать графическим способом, для чего данные уравнения
приводят к следующему виду:

и ,

далее
строят графики функций, в первом случае y = f(D), а во втором – y = f(b).
Точки пересечения полученных графиков с осью Y (y = 0), будут соответствовать искомым значениям D или b, соответственно.

Далее принимают окончательные размеры фундамента с
учетом модульности и унификации конструкций и определяют давления по краям
подошвы фундамента (краевые давления), и среднее давление по подошве фундамента
по формуле:

где:G_fII – расчетное значение веса фундамента; G_gII – расчетное значение веса грунта на уступах
фундамента; А – площадь подошвы фундамента.

В случае если эксцентриситет равнодействующей смещен
относительно одной из главных осей прямоугольной подошвы фундамента, краевые
давления определяют по формуле:

где W
– момент сопротивления площади подошвы фундамента, равный для фундамента с
круглой подошвой:

для фундамента с кольцевой
подошвой:

где:
R – радиус фундамента с круглой подошвой, D
и d – соответственно наружный и внутренний диаметр
фундамента с кольцевой подошвой.

Найденные величины должны удовлетворять условиям:

; ; .

В случае если эксцентриситет равнодействующей смещен
относительно обеих главных осей прямоугольной подошвы фундамента, краевые
давления определяют по формуле:

Найденные
величины должны удовлетворять условиям:

; ; .

Если
значения давлений по подошве фундамента не удовлетворяют условиям, следует
увеличить площадь подошвы фундамента.

Проверку
давления фундамента на слабый подстилающий слой грунта следует проводить в
соответствии с указаниями п. 1.1.4.

Определение
осадки фундамента следует проводить в соответствии с указаниями п. 1.1.5.
Необходимо учесть, что при диаметре фундамента 10 м и более, для определения
осадки основания следует использовать расчетную схему в виде
линейно-деформируемого слоя.

Проверку
фундамента на действие сил морозного пучения следует проводить в
соответствии с указаниями п. 1.1.6.

Определение
крена фундамента под трубу производится в соответствии с прил. 2 к СНиП
2.01.02-83*, как для жесткого фундамента.

Крен
фундамента i при действии внецентренной нагрузки
определяется по формуле:

где: Е
и v – модуль деформации и коэффициент Пуассона
грунта основания; k_e –коэффициент,
принимаемый по прил. …; N и е – вертикальная
составляющая равнодействующей всех нагрузок на фундамент на уровне подошвы и ее
эксцентриситет; а – диаметр круглого или сторона прямоугольного фундамента,
в направлении которого действует момент; k_m
– коэффициент, учитываемый при расчете фундаментов по схеме
линейно-деформируемого слоя при а ≥ 10 м и Е ≥ 100 кг/см2,
принимаемый по прил. 21.

Требования к дымоходам

Дымовая труба отводит и рассеивает вредные продукты горения топлива в атмосферу

Важно правильно ее спроектировать и построить. В противном случае внутренние стенки будут забиваться сажей, пеплом, копотью, блокируя отводящий канал и предотвращая вывод дымных масс, делая невозможной работу котельной

Существуют технические нормативы, которые четко регламентируют параметры дымоотводов:

Кирпичные конструкции должны быть выполнены в форме конуса высотой от 30 до 70 м, диаметром от 60 см. Минимальная толщина стенки — 180 мм. В нижней части обязательно должны быть оборудованы газоходы с ревизиями для осмотра.
Трубы из металла, используемые для монтажа дымоходов, изготавливают из листовой стали 3-15 мм. Соединение отдельных элементов осуществляют методом сварки. Высота дымохода не должна превышать 40 м. Диаметр может быть от 40 см до 1 м.
Для обеспечения устойчивости металлических конструкций на расстоянии 2/3 от высоты трубы устанавливают кронштейны или анкеры, к которым крепят растяжки.
Высота дымохода (независимо от материала изготовления) должна быть на 5 м выше кровли зданий, расположенных в радиусе 25 м.

Размеры конструкции рассчитываются с учетом объема печи и климатических условий, чтобы при любой температуре воздуха обеспечивалась тяга.

Принцип работы

Для того чтобы поддерживать постоянный огонь в топке котельной, к нему непрерывно должен поступать воздух. При этом происходит вывод продуктов сжигания топлива с дальнейшим их рассеиванием в атмосфере. Оба этих процесса обеспечиваются естественной тягой.

Дымовые трубы для котельных работают по принципу физического закона сообщающихся сосудов — масса воздуха низкой температуры больше, чем разогретого в форме столба такой же высоты. Таким образом происходит круговорот, при котором чистый воздух поступает в котел, выталкивая обработанный через дымоход.

В обеспечении тяги большую роль играют высота конструкции, температура внутри и снаружи, а также давление атмосферы.

Основные схемы монтажа дымоходов для конденсационных котлов

Все схемы дымоходов для конденсационных котлов делятся на два основных типа: с забором воздуха на горение из помещения и с улицы. Естественно, в отечественной нормативной документации описаны данные типы дымоудаления и требования к ним, но в документации на котлы обычно встречаются названия согласно европейским нормам. Дымоход с забором воздуха из помещения котельной обозначается как “Bxx”, с улицы — как “Cxx”. Первый индекс меняется в зависимости от конкретной схемы, второй — от расположения вентилятора относительно теплообменника котла. Во всех современных конденсационных котлах вентилятор расположен перед теплообменником, что обозначается индексом “3”. Ниже приведены основные схемы на примере настенных котлов:

Для бытовых мощностей расчет дымохода обычно необязателен, достаточно следовать рекомендациям производителя котла по максимальной длине с учетом фасонных элементов (колен, тройников и т.п.). В случае промышленных котельных расчет дымоудаления обязателен, за ним можно обратиться к производителю дымохода.

Забор воздуха на горение из помещения

Наиболее простой способ организации отвода дымовых газов. Почти всегда применяется для котельных большой мощности: промышленных или коммерческих, когда используются котлы напольного исполнения. Так же часто встречается в бытовом применении.

Два главных требования при использовании таких схем: обеспечение необходимого притока воздуха в котельную и его чистоты. Для котельных больших мощностей это обычно не является проблемой, так как указанные моменты внимательно учитываются на этапе проектирования. В частных котельных часто встречается ситуация, когда достаточный приток воздуха не обеспечен; либо осуществляется через смежные помещения, где после запуска котла продолжаются отделочные работы, что способствует присутствию в воздухе мелкодисперсной пыли и засорению внутренних элементов котла. Естественно, такого положения вещей следует избегать или использовать специальные воздушные фильтры на котлах.

В данном случае дымовая труба обязательно должна быть выведена выше уровня крыши из зоны так называемого “ветрового подпора”.

Необходимо это для того, чтобы исключить влияние колебаний давления воздуха на процесс дымоудаления.

В данном случае применяются два основных подтипа дымохода: коаксиальный и раздельный.

Коаксиальный дымоход

Как было сказано выше, распространен в основном в бытовом применении с настенными котлами. В частном доме коаксиальный дымоход особенно удобен тем, что его достаточно просто вывести горизонтально за стену, без сооружения вертикального ствола, выходящего за уровень крыши. Возможно это благодаря тому, что участки забора воздуха и выброса дыма расположены рядом в одной зоне по давлению, и, таким образом, не подвержены воздействию ветра.

Остается, однако, вопрос рассеивания дымовых газов в атмосфере. Выбросы современных конденсационных котлов экологически чисты, но дымоход должен соответствовать нормам по расстояниям до окон, дверей, вентиляционных решеток и соседних участков землевладения. Для того чтобы совместить удобство монтажа коаксиального дымохода внутри помещения и использования двустенной трубы на улице можно использовать специальные переходные комплекты.

В случае модернизации существующей котельной с кирпичными дымоходами встречается вариант исполнения с коаксиальной трубой до зоны данного дымохода. Далее внутри него прокладывается новая труба из нержавеющей стали (можно использовать одностенную). Забор воздуха осуществляется через зазор между стальной трубой и кирпичным дымоходом.

Отдельная труба для забора воздуха на горение

Наиболее разнообразный с точки зрения вариантов исполнения вариант организации дымохода. Тем ни менее в частном строительстве и в промышленных котельных встречается редко. Так как для конденсационных котлов первом случае обычно проще использовать коаксиальный дымоход, во втором — забор воздуха из помещения.

Часто встречается в многоквартирных домах с отдельными теплогенераторами на каждую квартиру, по следующей схеме:

По вопросу выбора и покупки дымохода для конденсационного котла обращайтесь к нашим представителям.

Строительство фундамента

Необходимые материалы

Перед строительством фундамента требуется подготовить все необходимые материалы, к которым относятся:

песок;
гравий или битый кирпич;
бетонная смесь. Оптимально подойдет марка бетона В15, но можно использовать и более высокий класс смеси;
металлическая арматура сечением не менее 12 мм;
жаропрочный кирпич;
любой гидроизоляционный материал.

Основные этапы

Фундаменты под дымовые трубы строятся по следующей схеме:

выбирается место для установки печи и дымохода. Желательно, чтобы дымовая труба не соприкасалась со стенами жилого дома, так как при таком размещении возможно дополнительное образование конденсата. Фундамент печи и дымохода должен располагаться в некотором удалении от фундамента дома;

Оптимальные варианты расположения печи и дымохода в жилом доме

в месте предполагаемой установки печи и дымохода выкапывается яма соответствующих габаритных размеров;
по периметру ямы выставляется опалубка, которую можно сделать самостоятельно из подручных досок;

Опалубка требуется для укрепления стенок подготовленного котлована и, соответственно, уменьшения его размеров, а также для облегчения процесса заливки бетонной смесью.

дно ямы приблизительно на 20 см засыпается смесью песка и гравия (битого кирпича). Благодаря этой операции можно выровнять дно котлована и основать «подушку» для будущего фундамента;
песчано-гравийная смесь перекрывается слоем гидроизоляционного материала, чтобы снизить образование конденсата, способного разрушить бетонную заливку;
укладываются металлические пруты в качестве армирующих элементов. Применение прутков является обязательным условием заливки, так как арматура способствует увеличению прочности бетонного основания;

Начальный этап возведения фундамента для дымохода

При применении гидроизоляционного материала арматура должна располагаться на расстоянии 5 см от каждого слоя. Если фундамент заливается без дополнительной гидроизоляции, то расстояние между арматурными слоями можно увеличить до 7 см.

производится заливка бетоном. Толщина слоя бетона должна составлять 200-300 мм. Бетон должен быть вровень или несколько выше уровня грунта;

Основной этап строительства фундамента

фундамент под дымоход прокладывается еще одним слоем гидроизоляции;
далее целесообразно выполнить кирпичную кладку до уровня пола жилого помещения. Некоторые строители пренебрегают данным этапом. Однако дополнительная кладка позволит придать дымоходу дополнительную устойчивость и практически полностью исключить сезонные колебания конструкции, что приведет к меньшим потерям и уменьшению затрат на обслуживание и сезонное восстановление.

Познакомиться со всеми этапами строительства фундамента для дымохода и печи можно на видео.

Строительство фундамента под дымоход требуется исключительно при установке массивной конструкции. Чаще всего фундамент обустраивается сразу и для печи (камина), и для дымохода. Точного расчета конструкция не требует. Вполне достаточно знать общие правила монтажа фундаментов.

Типы дымоходов

Три основных конструктивных типа дымоходов, каждый из которых имеет определенную область применения:

одностенный;
двустенный (сэндвич);
коаксиальный.

Одностенный дымоход

Из названия понятно, что это просто трубы и фасонные элементы из соответствующего материала. Применяться может только внутри помещений или теплоизолированных каналов (например печных труб при реконструкции). Обычно используется для выброса дымовых газов в случае, когда забор воздуха осуществляется из помещения котельной.

Зачастую так же применяется для изготовления канала подачи воздуха на горение с улицы. К данным воздуховодам, конечно, не предъявляется особых требований по температурной и химической стойкости и герметичности. То есть изготовлены они могут быть практически из любого доступного материала. Однако с точки зрения единообразия и удобства монтажа обычно применяется тот же тип одностенного дымохода, что и для выброса дымовых газов.

Одностенные дымоходы ни в коем случае не могут быть использованы на улице. Основная проблема — постоянное образование конденсата в канале. С точки зрения химической стойкости, как было отмечено выше, это не страшно, но существует большая опасность замерзания жидкости внутри дымохода и, как следствие, заужение проходного сечения трубы. Падение естественной тяги из-за остывания дымовых газов для данного типа котлов не имеет критического значения, так в них установлены мощные вентиляторы, обеспечивающие высокое значение остаточного напора.

Двустенный дымоход (сэндвич)

Элементы данного типа дымоходов состоят из двух концентрических труб различного диаметра, пространство между которыми заполнено теплоизолирующим материалом, обычно каменной ватой не поддерживающей горение.
К наружной трубе не предъявляется особых требований по кислото- и термоустойчивости, нужна только стойкость к атмосферным условиям (осадки, ультрафиолет) и механическая прочность. Поэтому в случае двустенных дымоходов из нержавеющей стали внутренняя и наружная трубы обычно изготавливаются из различных марок стали для оптимизации стоимости. Встречаются варианты с исполнением наружной трубы из алюминия.

Двустенные дымоходы могут применяться как внутри помещения, так и на улице.

Благодаря низкой температуре дымовых газов и отсутствию вероятности ожога, в случае конденсационных котлов двустенным вариантом обычно выполняется как раз только наружная часть дымохода, а для внутренней можно использовать обычную одностенную трубу.

Коаксиальный дымоход

Снова исходя из названия понятно, что представляет собой данный дымоход: две концентрические трубы с пустым пространством между ними.

Главной особенностью данного типа является то, что он используется как для выброса дымовых газов (через внутреннюю трубу), так и для забора воздуха на горение (через пространство между трубами). Соответственно, при его использовании не требуется постоянного обеспечения поступления в помещение котельной воздуха для горения. Кроме того, поступающий воздух подогревается от дымовых газов, за счет чего достигается повышение общего КПД котельной.

Прокладывать коаксиальные дымоходы так же допускается только внутри помещений, длина наружного участка в наших условиях должна составлять не более одного метра. Частой проблемой в условиях холодной зимы является намерзание льда на окончании дымохода. Происходит это из-за резкого охлаждения дымовых газов на выходе при контакте с холодным воздухом, поступающим на горение через зазор между трубами. Для решения данной проблемы можно подрезать участок внешней трубы в зоне окончания дымохода, чтобы разнести выброс дымовых газов и забор воздуха; либо использовать заводские зимние варианты окончания коаксиальной трубы.

Изготавливается данный тип дымохода как из пластика, так и из нержавеющей стали.

Работа водогрейного жаротрубного котла осуществляется следующим образом

Жаротрубный водогрейный котел заполняется циркулирующей водой после чего запускается горелочное устройство. Образующиеся продукты сгорания распространяются по всей длине жаровой трубы и, достигнув заднего днища, разворачиваются в обратном направлении. Двигаясь вдоль внутренней поверхности жаровой трубы и охлаждаясь, продукты сгорания достигают переднего днища и распределяются по дымогарным трубам, пройдя по которым и охлаждаясь до расчетной температуры попадают в газовый короб, из которого удаляются через дымовую трубу. Все поверхности котла по ходу дымовых газов задействованы в процессе отбора тепла от продуктов сгорания.

В процессе работы жаротрубного котла, в результате сгорания топлива образуются раскаленные дымовые газы, которые отражаются от задней стенки и меняют направление своего движения на противоположное. Дойдя до передней стенки, газы взаимодействуя с поворотной камерой снова меняют свое направление и уходят в конвективную часть. В конвективной части газы распределяются по дымогарным трубам, где посредством турбулизаторов их поток становится турбулентным, снижается скорость, что в свою очередь ведет к более эффективной передаче тепла от газов теплоносителю. Выйдя из дымогарных труб, дымовые газы собираются вместе и выводятся в газоход дымовой трубы.

Ремонт кирпичной трубы

Ремонт любой трубы, в том числе и ремонт кирпичной трубы, начинается с ее осмотра. Выявляются и фиксируются все разрушения и трещины в кирпичах, а также осматриваются кольца. После завершения осмотра начинается ремонт.

Если участки трубы сильно разрушены, их перекладывают. Трещины заделываются раствором, кольца перетягиваются, а труба затем окрашивается. Также проводится ремонт и замена при необходимости сопутствующих сооружений, таких как ограждения и лестницы, катафорты и сигнальные огни, а также громоотводы.

Если речь идет о ремонте трубы из металла, то он также начинается с осмотра. На поврежденные участки привариваются листы металла, затем вся поверхность трубы окрашивается огнестойкой краской. Краска обеспечивает антикоррозионную защиту металлических дымовых труб и газоходов. Дополнительно может потребоваться восстановление утеплителя. Швы и стыки шпаклюются огнеупорными составами, сварные и царговые соединения обновляются и восстанавливаются.

Металлическая труба может усиливаться с помощью дополнительных конструкций. Эти же конструкции легко использовать как строительные леса при дальнейшей эксплуатации и обслуживанию трубы. Можно провести монтаж дымовой трубы из металла установить и внутри кирпичной, это обойдется дешевле, чем дорогостоящий ремонт кирпичной трубы. Кирпичная труба в таком случае будет служить несущей конструкцией для металлическихгазоотводов.

Для высотных работ по ремонту промышленной дымовой трубы нужно привлекать специалистов и компании, занимающиеся промышленным альпинизмом. Компания «Альпстрой-Плюс» предоставляет услуги по выполнению разнообразных высотных работ, таких как монтаж на высоте, реконструкция промышленных объектов, утепление фасадов, очистка сооружений, а также ремонт труб, дымоходов и водоотводов.

Перед началом работ производится выезд на объект, осмотр и оценка масштабов повреждений, предварительная оценка стоимости ремонта. После этого уточняются детали и заключается сделка. Мы гарантируем высокое качество по умеренной цене!

Типы дымоходов для котельных

Существует несколько типов дымоходов для котельных:

кирпичные,
железобетонные,
стальные.

Кирпичные дымоходы строятся в виде конуса для обеспечения устойчивости. Нижние части обкладываются огнеупорным кирпичом с зазором между стенками для компенсации расширения материала под воздействием высоких температур.

Железобетонные конструкции достаточно прочные, но менее стойкие к коррозии. При их строительстве выполняют внутреннюю укладку для защиты от действия агрессивных газов.

В отличие от первых двух типов, труба металлическая дымовая для котельной может быть нескольких типов:

Классические колонные представляют собой бетонный фундамент с выходящей из него стальной трубой.
Усиленные фермами предназначены для использования на крупных котельных. Ферма состоит из металлических стержней, расположенных вдоль и поперек. Они соединены с анкерной корзиной, удерживающей дымоход вертикально.
Мачтовый тип представляет собой ствол дымохода, усиленный каркасом, прочно удерживающимся растяжками.
Бескаркасные предназначены для обеспечения дымоотвода в частных домах. Конструкции отличаются простотой монтажа и небольшой высотой.
Встроенные дымоходы оборудуют в стенах дома и усиливают кронштейнами.

В зависимости от сложности системы отопления все типы могут быть одноствольными или многоствольными.

Виды труб, технические характеристики и параметры

До некоторого времени специалисты для оснащения котельных использовали два типа дымовых труб, однако со временем, когда тепловые устройства стали работать более эффективно, а температура исходящих продуктов горения понизилась, дымовые трубы из кирпича перестали справляться со своими задачами. Поэтому в последнее время инженеры отдали предпочтение современным модульным системам газоотводов, выполняющимся преимущественно из нержавеющей стали.

Такая популярность модульных дымовых труб не случайна и связана с повсеместным распространением котлов, которые работают на жидком топливе и на газе. Для изготовления модульных дымовых труб котельных, как правило, используются разные материалы: углеродистая и высоколегированная нержавеющая сталь, керамика, сплавы из алюминия. Особенность модульных дымоходов состоит в том, что устройство может монтироваться уже внутри существующих дымоходов: для этого не понадобится демонтаж дымовой трубы. Ну и, конечно, модульные дымовые трубы могут представлять собой автономные системы, которые функционируют как внутри, так и снаружи помещения.

Практика показывает: лучшими эксплуатационными качествами обладают дымовые трубы из нержавеющей стали. Дымовая труба котла, выполненная из этого прочного материала, устойчива к коррозии, долговечна и подходит для любого типа газового отопительного устройства или котла, работающего на жидком топливе. Другими важнейшими достоинствами стоит считать удобство и оперативность монтажа, а также экономичность работ в процессе установки, обслуживания и ремонта дымовых труб.

Дымовые трубы, изготовленные из стали, бывают одноконтурными и двухконтурными. Первые как раз и не требуют проводить демонтаж дымовых труб, поскольку представляют собой вкладыши, установленные в канал из кирпича. При этом такие вкладыши нагреваются гораздо быстрее кирпича, а температура выброса продуктов сгорания, как правило, выше точки росы, что позволяет снижать образование конденсата. Двухконтурные дымоходы состоят из двух типов труб – наружной и внутренней.

По типу конструкции и способу крепления различают также:

Дымовые трубы мачтовые. Их максимальная высота составляет 28,5 м, а конструкция позволяет осуществлять транспортировку и сборку монтажа на месте объекта. Отличаются высокой скоростью монтажа. В конструкции используются утепленные и неутепленные газоотводы диаметром от 150 до 550 мм.
Дымовые трубы самонесущие. Особенность в том, что они могут использоваться для отвода дымовых газов температурой до 500 градусов тепла по Цельсию и разряжение до 1 кПа. По сравнению с другими типами дымовых труб, самонесущие конструкции обладают меньшей массой, а также лучшей монтажной готовностью. Не фильтруют вредные испарения и конденсат, что обеспечивает работу со значительными положительными скоростями и давлениями топлива;
Дымовые трубы настенные. Конструкция этого сооружения состоит из газоотводящего ствола, опорной консоли и хомутов с анкерным креплением к фасаду здания. Строительство дымовых труб данного типа обеспечивает наименьшие затраты, поскольку не требует возведения несущих конструкций и фундамента.

Понравилось? Оцените статью!