Дымовые трубы и каналы

Дымовые трубы служат для отвода продуктов горения и образования тяги в печах. Каждая печь должна иметь отдельный дымовой канал. Если подсоединить к одному каналу несколько отопительных устройств, расположенных на разных этажах, условия работы их будут неодинаковы: чем выше дымовой канал, тем сильнее тяга. При одновременной топке двух таких печей нижняя печь, у которой тяга сильнее, будет препятствовать свободному выходу дыма из верхней, она будет дымить.

Дымоходы следует располагать во внутренних стенах здания. Прокладка их в наружных стенах менее экономична и создает трудности при эксплуатации. Проходя через дымоходы в наружной стене, газы передают часть теплоты в атмосферу, ввиду низкой температуры атмосферного воздуха они чрезмерно охлаждаются, что ухудшает тягу. При этом из газов выделяются смолистые отложения, проникающие через кладку и портящие внешний вид здания, разрушающие его. В случае необходимости расположения стояка в наружной стене его стенку необходимо утолщить. Минимальная толщина кладки от дымохода до наружной поверхности стены принимается в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха: при - 20° и выше - 38 см (в полкирпича), - 30 - 20° - 51 см (в два кирпича), - 30° и ниже - 65 см (в два с половиной кирпича). Утолщение стен делается в виде пилястр.

Дымовые трубы по устройству и местоположению подразделяются на стенные, коренные и насадные. Стенные дымоходы устраиваются внутри капитальных стен. Коренные трубы выполняют в виде отдельного стояка на прочном фундаменте. Их применяют в том случае, когда невозможно устройство дымоходов или насадных труб. Печи рекомендуется располагать по возможности ближе одна к другой и к трубе, в которой делают два-три канала и обязательно один вентиляционный. Подводить дымоходы печей к вентиляционному каналу категорически запрещается.

Насадные трубы устанавливают непосредственно на печи, они служат как бы ее продолжением. Лучше их ставить не на печную кладку, а на железобетонную плиту толщиной не менее 50 мм, укладываемую на перекрышу.

Дымовые трубы выполняют из обыкновенного глиняного кирпича (полнотелого), асбестоцементных или гончарных труб, а также блоков из жароупорного бетона. Для отвода продуктов сгорания топлива рекомендуется применять гончарные или асбестоцементные трубы, так как они имеют гладкую поверхность внутренних стенок, что значительно уменьшает сопротивление движению газов, и сохраняют плотность более длительный период, чем кирпичные.

В одноэтажных зданиях для отвода продуктов сгорания топлива и воздухообмена помещений применяют кирпичные и асбестоцементные дымовые трубы, пристроенные к внутренним или наружным стенам здания. Внутренние и наружные кирпичные трубы устанавливают на отдельных фундаментах. Глубина заложения фундамента должна быть не менее глубины промерзания грунта. В местах сопряжения существующей стены здания и кирпичной дымовой трубы укладывают слой асбеста для создания осадочного шва.

При сооружении малоэтажных зданий используют сборно-блочные дымовые трубы, которые устанавливают в виде отдельных стояков или встраивают в стену здания. Блоки таких труб изготовляют из жароупорного бетона, устанавливают их на цементном растворе. Приставные асбестоцементные наружные и внутренние трубы крепят к стенам здания по типу крепления водосточных труб или с опиранием на консоль.

В местах вывода дымовой трубы через кровлю оставляют воздушный промежуток шириной не менее 130 мм (рис. 77). Сопряжение покрытия дымовой трубы с кровлей здания выполняют при помощи специальных фартуков из оцинкованной стали.

Рис. 77. Устройство и утепление внутренней асбоцементной трубы в местах вывода через кровлю: 1 - металлические кронштейны; 2 - фартук из оцинкованной стали; 3 - зонт; 4 - утепление; 5 - противопожарная разделка; 6 - сгораемое перекрытие; 7 - присоединение печи; 8 - люк для чистки

Устройство каналов из щелевого или силикатного кирпича, а также из шлакобетонных и других термически непрочных или крупнозернистых материалов недопустимо. Если кладка стен здания выполнена из такого материала, участки стен с каналами выкладывают из обыкновенного глиняного кирпича. Особенно эффективно загильзовывать дымовые каналы асбестоцементными трубами, которые обладают повышенной плотностью. Такие трубы часто используют для внутренней облицовки дымовых и вентиляционных каналов, расположенных во внутренних или наружных капитальных стенах здания.

Дымовые трубы и каналы выкладывают без уводов и уступов. Их внутренняя поверхность должна быть ровной и гладкой. Такая поверхность получается при тщательном выполнении кладки с применением деревянных или металлических буйков и последующей швабровки стенок влажной тряпкой.

Дымовые каналы при необходимости устраивают под углом 30° к вертикали с отклонением в сторону не более 1 м. На всей длине наклонного участка должно быть выдержано такое же сечение, как и вертикального участка.

Дымовые и вентиляционные каналы должны быть плотными и обособленными - продукты сгорания топлива из них отводятся от одной печи, они не должны сообщаться с другими дымовыми и вентиляционными каналами.

Плотность и обособленность дымового канала определяют следующим образом. В нижней части (чистке) сжигают смолистое вещество (толь, рубероид, тряпки, смоченные в мазуте). При появлении дыма над устьем дымовой трубы канал плотно закрывают куском фанеры. Появление дыма в соседних каналах свидетельствует о его неплотности. Дым из канала через подключения печей не должен попадать в соседние или выше расположенные помещения.

Плотность дымовых каналов имеет особенно важное значение. В случае завала в одном из них, расположенном в массиве дымовой трубы, уходящие газы через неплотности могут проникнуть в соседние вентиляционные каналы или в помещения других этажей. При нарушении плотности в стыках соединения асбестоцементных или гончарных труб и в кирпичной кладке в дымовой канал подсасывается дополнительное количество холодного воздуха из вентиляционных каналов или смежных, не работающих дымоходов. Это приводит к резкому падению температуры уходящих газов, следовательно, к снижению разрежения.

На тягу дымоходов влияние оказывают высота и площадь поперечного сечения дымовой трубы. Оптимальная высота трубы для печей и каминов - 5-6 м, считая от уровня колосниковой решетки или глухого пода, должна обеспечивать нормальный режим работы печи при любых погодных условиях.

Для кладки труб, а также дымовых и вентиляционных каналов в стенах зданий применяют известково-песчаный или известково-цементный раствор. Оголовки дымовых труб выше кровли выкладывают на цементном растворе. Наружные поверхности дымовых труб в чердачных помещениях затирают или оштукатуривают, затем белят. Толщина швов кладки на известково-песчаном или сложном растворе - не более 10 мм.

При использовании дымовой трубы для отвода продуктов сгорания топлива от двух или нескольких печных устройств и обеспечения воздухообмена помещений используют дымовые и вентиляционные каналы, образуемые перегородками, которые разделяют поперечное сечение дымовой трубы. Толщина перегородок между дымовыми и вентиляционными каналами в дымовой трубе - не менее 0,5 кирпича. Такое разделение трубы на обособленные дымовые и вентиляционные каналы позволяет использовать их как отдельные дымовые трубы.

Продукты сгорания топлива должны отводиться от каждой печи по обособленному дымовому каналу. Эксплуатация двух печных устройств, подключенных в один дымовой канал, при отводе продуктов сгорания топлива на одном или разных уровнях может быть только как исключение, вынужденная мера. Расстояние между подключениями для двух печей, работающих на твердом топливе, должно быть не менее 0,75 м, в газифицированных печах - 0,5 м.

Подключение в общий дымовой канал двух печных устройств, расположенных на разных уровнях, также не рекомендуется, так как при одновременной работе нижняя печь, у которой тяга сильнее, будет препятствовать нормальной тяге верхней печи, это приводит к дымлению ее. Топить печи в таких случаях рекомендуется в разное время.

Отвод продуктов сгорания топлива в один канал из двух печей, работающих на твердом топливе, широко используется в индивидуальном строительстве. Сечение дымовой трубы выбирают соответственно большему сечению патрубка одной из печей. Подсос воздуха в дымовую трубу из неработающей печи исключается плотным закрытием вьюшки или дымовой задвижки.

Подключение двух печей в один дымовой канал может привести к уменьшению тяги в одной из печей, проникновению посторонних запахов через подключение, возникновению обратной тяги, увеличению опасности отравления продуктами сгорания в случае завала дымового канала. Поэтому при проведении трубочистных работ особое внимание уделяют проверке дымовых каналов, в которые подключены две печи.

В стенах кирпичных дымовых труб ниже места присоединения трубы из кровельной стали или ниже места подключения печи устраивают карман для чистки, глубина которого должна быть не менее 0,25 м. В асбестоцементных трубах предусматривают люки для чистки. В нижней части каждого дымооборота, где возможно скопление сажи и уносов золы, устраивают прочистные отверстия, закрываемые дверцами или жестяными чистками, заделывая их кирпичом на ребро на глиняном растворе. Устройство кармана обеспечивает безопасную эксплуатацию дымовых каналов: в случае выпадения с внутренней перегородки кирпич, как правило, падает в нижнюю часть канала и не закрывает входное отверстие (подключение). Кроме того, здесь собирается мусор, Который образуется в результате разложения кирпича и выкрашивания раствора. Устройство карманов необходимо также в целях безопасности обслуживания печей.

Определение размеров дымовых каналов проводится в зависимости от теплоотдачи печей. Размер поперечного сечения каналов должен соответствовать количеству протекающих по ним дымовых газов (при двукратной топке печи) и быть не менее полкирпича на полкирпича для печей с теплоотдачей до 3489 Вт (3000 ккал/ч), полкирпича на три четверти - с теплоотдачей до 5233 Вт (4500 ккал/ч) и полкирпича на кирпич - до 6978 Вт (6000 ккал/ч).

Если для кладки труб используют колотый кирпич, тесаную грань следует располагать наружу, а гладкую - вовнутрь: на тесаной поверхности образуются трещины, способные увеличиваться и разрушаться под действием дымовых газов.

В зависимости от размера канала кладку ведут по-разному: в четыре кирпича, в пять, в шесть или в четыре кирпича с двумя трехчетвертками (рис. 78, а). В процессе кладки канала ряды чередуют. Каналы выполняют из целых кирпичей, трехчетверток или половинок, тщательно соблюдая перевязку швов. Лучшая кладка - у которой над вертикальным швом нижнего ряда приходится середина кирпича верхнего ряда. Эта перевязка в полкирпича, обеспечивающая высокую прочность кладки. На рис. 78, б показана кладка двух спаренных каналов. Если их выложить на всю высоту чередованием рядов Б и В, наружные стенки кладки будут иметь правильную перевязку, обеспечивающую необходимую прочность. Перевязка швов стенки, разделяющей трубу на два канала, будет недостаточной, так как кирпичи находятся впритык к наружным стенкам. При чистке трубы внутренняя стенка легко разрушается. Чтобы этого не произошло, через каждые четыре чередующихся ряда Б и В необходимо выложить один ряд Г.

Рис. 78. Кладка печной трубы в зависимости от размера канала (а); кладка двух спаренных каналов (б)

Таблица 5. Размеры дымовых каналов в зависимости от применяемой кладки

Дымовые трубы служат не только для отвода продуктов сгорания топлива в атмосферу, но и создают разрежение, под действием которого создается поток газов, т. е. тяга. Сила тяги, возникающая в трубе, тем сильнее, чем больше разница между температурами уходящих газов и наружного воздуха и чем выше дымовая труба. Чтобы усилить тягу, необходимо увеличить высоту трубы или повысить температуру газов. Наиболее рационален первый способ, так как увеличение температуры дымовых газов требует дополнительного расхода топлива. Но если температура уходящих газов низкая, то они, проходя по дымовым каналам, сильно охлаждаются, происходит конденсация водяных паров, содержащихся в дымовых газах, на внутренние поверхности каналов, что приводит к резкому ухудшению тяги. Высокая температура продуктов сгорания также нежелательна, так как она обусловливает значительную потерю тепла, следовательно, снижение коэффициента полезного действия топлива.

Большое влияние на силу тяги оказывает сопротивление, которое встречают уходящие газы, двигаясь от топливника до устья дымовой трубы: трение уходящих газов о стенки каналов, сопротивление на поворотах, закруглениях и т. д., резкое уменьшение или увеличение площади сечения каналов. Поэтому не рекомендуется применять в печах многооборотную систему каналов (более пяти последовательно соединенных вертикальных и горизонтальных).

Сила тяги в дымовой трубе зависит также от погодных условий: в дождливые, туманные или пасмурные дни она ухудшается, в зимнее время улучшается, так как разрежение в дымовой трубе увеличивается. В летнее время тяга в дымоходах гораздо меньшая, чем зимой, так как в жаркие дни разница между температурой уходящих газов и наружного воздуха невелика.

Под действием ветра или воздушных потоков в дымовой трубе возникает обратная тяга. Такое может случиться, когда вблизи трубы находятся более высокие части здания, горы или деревья. При направленном ветре на эти высокие конструкции оголовок дымовой трубы оказывается в зоне повышенного давления, или ветрового подпора. В печах, дымовые трубы которых находятся в зоне повышенных давлений, нарушение тяги наблюдается не постоянно, а периодически.

Большое влияние на тягу в дымовой трубе оказывает скорость ветра. Даже при слабом ветре тяга в дымовой трубе, расположенной в зоне ветрового подпора, может прекратиться, а увеличение его скорости до 6 м/с и более вызовет опрокидывание тяги, дымовые газы поменяют свое направление на обратное и будут поступать в помещение. Поэтому зона ветрового подпора ограничивается условной линией, проведенной под углом 45° к горизонтали от наиболее высокой части соседнего здания, горы или дерева.

В трубах, расположенных впритык к более высокой стене смежного здания, даже при слабом ветре происходит значительное ослабление или опрокидывание тяги. В этом случае следует нарастить дымовую трубу, чтобы ее устье вышло за пределы линии, проведенной от конька крыши более высокого здания вниз под углом 10° к горизонтали. Нарастить дымовую трубу можно с помощью асбестоцементных или керамических труб. Их утепляют для избежания переохлаждения в зимнее время.

Обратная тяга в дымовой трубе может возникнуть и в том случае, когда наружная температура выше температуры воздуха в помещении, обычно в летнее время года. Такое явление может быть и в результате потери плотности стенок дымовой трубы под действием ветра, атмосферных осадков и частой смены температурных режимов. Через сквозные трещины и отверстия в трубу подсасывается наружный воздух, препятствующий свободному продвижению дымовых газов. Поэтому в процессе эксплуатации дымовые и вентиляционные каналы следует периодически проверять на плотность.

Поскольку высота дымовых труб оказывает значительное влияние на разрежение в дымовых и вентиляционных каналах, их необходимо располагать так, чтобы они как можно ближе выходили к коньку крыши (рис. 79). Для труб, выходящих в конек или на плоскую крышу здания, нормальной считается высота оголовка над поверхностью крыши 0,5 м. В остальных случаях эту высоту определяют в зависимости от расположения оголовка относительно конька крыши: он должен быть выведен на 0,5 м выше конька, если расстояние по горизонтали от оголовка до него не более 1,5 м; на уровне конька, если это расстояние 1,5-3 м; ниже конька, но не ниже прямой, проведенной от конька вниз под углом 10° к горизонтали, при расстоянии от оголовка до конька более 3 м.

Рис. 79. Расположение дымовых труб относительно конька крыши

Части дымовой трубы: шейка печи, дымовая задвижка, распушка (разделка), стояк трубы, выдра, цементный раствор, шейка трубы, оголовок трубы, металлический колпак (рис. 80).

Рис. 80. Насадная дымовая труба: 1 - металлический колпак; 2 - оголовок трубы; 3 - шейка трубы; 4 - цементный раствор; 5 - выдра; 6 - кровля; 7 - обрешетка; 8 - стропила; 9 - стояк трубы; 10 - распушка (разделка); 11 - балка с перекрытием; 12 - изоляция; 13 - дымовая задвижка; 14 - шейка печи

Устанавливают насадную трубу на перекрыше, которую в процессе выполнения работ не доводят на несколько рядов (2-3 и более) до междуэтажного перекрытия, или на шейке печи, т. е. шейке распушки. Шейка печи комплектуется задвижкой или вьюшкой. При проходе шейки печи к междуэтажному перекрытию кладку уширяют, чтобы образовать распушку (разделку) толщиной 260-380 мм. Разделка выполняется в несколько рядов кирпичной кладки. Дальше по чердачному пространству проходит стояк трубы, который выполняется до кровли. Над кровлей устраивают так называемую выдру, которая должна по четырем сторонам нависать над ней на 100 мм: это обеспечивает отвод атмосферной воды на кровлю и препятствует разрушению чердака. За выдрой выкладывают шейку дымовой трубы. Размеры шейки и стояка, как правило, одинаковые, но следующая часть - оголовок имеет уширение.

Чтобы предохранить дымовые трубы от разрушения, их оштукатуривают цементным или цементно-известковым раствором и белят известью. Над выступающими частями трубы устанавливают металлический колпак из кровельной стали, который улучшает силу тяги.

Кладку распушки дымовой трубы начинают на определенном расстоянии от перекрыши печи, т. е. сначала выкладывают шейку печи (рис. 81).

Рис. 81. Кладка трубы с каналом 140×270 мм

1-й ряд. Выкладывают шейку трубы из пяти кирпичей с размерами дымового канала 140×270 мм и наружными сторонами 510×380 мм.

Наружный размер 2-го ряда - 590×450 мм. В кладку вставляют четвертки и половинки кирпича. Внутри распушки вставляют кусочки кирпича толщиной 30-40 мм. Размер дымового канала во всех рядах кладки распушки остается без изменения.

3-й ряд - 650×510 мм. Внутри кладки распушки используют вставки из кирпича толщиной около 6 см.

4-й ряд - 710×570 мм. Внутри распушки вставляют кирпичи толщиной 90-100 мм.

5-й ряд - полностью из целого кирпича.

Кладка 6-го ряда - как и 5-го; строго соблюдают перевязку швов. При необходимости увеличения высоты распушки 5-й и 6-й ряды чередуют.

7-й ряд. Работу производят по первоначальной кладке стояка в пять кирпичей на один-два ряда выше уровня кровли.

В зависимости от толщины швов размеры канала могут быть примерно на 10 мм меньше. Кладка распушки и выдры осуществляется с таким расчетом, чтобы они по длине и ширине увеличивались в каждом ряду на четверть кирпича (60-70 мм); это зависит в основном от толщины швов.

Выдра - часть трубы выше уровня кровли. Каждый ряд при кладке выступает на четверть кирпича.

1-й ряд. Кладку осуществляют в пять кирпичей (внутренний размер дымового канала 140×270 мм, наружные стороны - 510×380 мм).

На 2-м ряду увеличивают кладку по длине с выступом по четверти кирпича на обе стороны, для чего вставляют половину и трехчетвертку, а внутри выдры в канале ставят пластинку из кирпича. Здесь следует обратить внимание на то, чтобы правая сторона выдры со второго ряда уширялась на четверть кирпича по сравнению с кладкой стояка. Но это требование не обязательно, размер выдры может быть таким, как и стояка.

3-й ряд. Длина кладки остается без изменений, ширина с одной стороны (нижней части выдры) увеличивается на половину кирпича для образования свеса.

Кладка 4-го ряда осуществляется с увеличением свеса с боковых сторон.

Кладка 5-го ряда - как в порядовке.

6-й ряд. Свес с боковых сторон удлиняется. Его ширина и длина - два кирпича. На 7-м ряду завершается кладка свеса по трем сторонам.

На 8-м ряду выпускают свес с последней, четвертой, стороны.

Кладка 9-го ряда - как и 8-го, с тщательным соблюдением перевязки швов.

10-й ряд. Начинают формировать кладку шейки трубы в пять кирпичей. Выложив полностью шейку, приступают к оголовку, кладка которого не отличается от кладки распушки.

Чтобы обеспечить сток воды с оголовка и выдры и предохранить их от разрушения, на верх наносят цементный раствор, разравнивают его, чтобы он имел скос, и заглаживают.

Перед началом работы рекомендуется заготовить битый и колотый кирпич: трехчетвертки и пластинки, четвертки и половинки.

Распушку кладут также с внутренним дымовым каналом 270×270 мм и наружными сторонами 510×510 мм (рис. 82). При кладке необходимо тщательно соблюдать перевязку швов.

Рис. 82. Кладка трубы с каналом 270×270 мм

При кладке 1-го ряда формируют шейку трубы из шести кирпичей (толщина стенок - 380 мм).

2-й ряд. Наружный размер кладки - 640×640 мм. Применяют целый кирпич, для внутренней части кладки его колют по длине на две части.

Наружный размер 3-го ряда - 770×770 мм, кладка из целого кирпича.

Наружный размер 4-го ряда - 910×910 мм.

Наружный размер 5-го ряда - 1030×1030 мм, кирпич целый.

Кладка 6-го ряда - как и 5-го, с соблюдением перевязки швов. При необходимости увеличить распушку по высоте выкладывают еще раз 5-й и 6-й ряды.

Кладка 7-го ряда похожа на кладку 1-го, он является стояком трубы.

Выдра может выкладываться по-другому. Ее кладут на стояке в шесть кирпичей.

1-й ряд - стояк трубы в шесть кирпичей.

На 2-м ряду уширяют кладку с одной стороны для образования свеса.

3-й ряд - кирпичи для свеса укладывают с двух боковых сторон.

На 4-м ряду свес на боковых сторонах увеличивают и доводят до полутора кирпичей.

Кладка 5-го ряда - как и 3-го, с длиной свеса с каждой стороны до двух кирпичей.

На 6-м ряду заканчивают оформление свеса. Внутри выдры укладывают по четверти кирпича, т. е. размер дымового канала не увеличивается.

Кладка 7-го ряда похожа на кладку 6-го, с соблюдением перевязки швов. Толщина свеса становится равной двум рядам кладки. Если требуется увеличить высоту выдры, последние два ряда чередуют.

Выше выдры кладут шейку трубы в шесть кирпичей, над которой устраивают оголовок.

Кирпичные трубы выше, а также на 50-100 мм ниже кровли следует оштукатурить цементно-известковым или цементным раствором. Их следует ежегодно или два раза в год осматривать и при необходимости исправлять обнаруженные дефекты.

Выдру для асбестоцементных труб выполняют квадратной или круглой формы, монолитной или сборной из двух половинок, которые прочно скрепляют после установки и затирают швы цементным раствором.

Под выдрой устраивают слезник (рис. 83). Чтобы она прочно держалась на трубе, под ней ставят цементрую муфту или намазывают раствор толстым слоем только под выдрой. Трубу под штукатурку желательно слегка насечь или сделать запилы рашпилем. Верх выдры делают с наклоном, а шов между ней и трубой промазывают цементным раствором. На верх трубы рекомендуется надеть колпак.

Рис. 83. Выдра для асбоцементных труб: 1 - колпак; 2 - выдра; 3 - кровля; 4 - труба; 5 - облицовка трубы; 6 - заполнитель; 7 - бортовая плита; 8 - плита; 9 - печная кладка

Асбестоцементные трубы имеют недостатки - они тонко-стенны, быстро нагреваются и остывают, что может привести к образованию конденсата. Поэтому их над крышей и в чердачном пространстве утепляют.

Площадь отверстия трубы должна соответствовать площади дымового канала печи. Плиту под трубу желательно выполнять из железнобетона квадратной формы, монолитной или сборной из двух половинок. По краям плиты устраивают борта нужной высоты для образования распушки. Пространство между трубой и бортами заполняют кирпичом, шлакобетоном, песком, землей и т. д. Трубу следует прочно закрепить.