Природный газ становится одним из самых распространенных видов топлива для обогрева загородных домов, а, по степени экономичности, системам отопления на природном газе, на текущий момент, нет равных. Дымовая труба является одним из самых важных элементов системы отопления на природном газе — ее рабочие характеристики являются предметом достаточно сложных расчетов.
Дымоход газового котла несет на себе две основных функции. С одной стороны, он определяет экономические показатели системы отопления, а с другой стороны, дымовая труба отвечает за жесткие нормативы безопасности владельца дома и членов его семьи.
Пренебрежение любой из этих функций сокращает надежность и долговечность системы отопления, а также создает угрозу жизни для жильцов загородного дома.
Принцип работы и состав дымоходов для котлов на природном газе
Принцип работы любой дымовой трубы основан на разном весе масс холодного и теплого воздуха. Более теплый воздух перемещается вверх, а его место замещается холодным воздухом. Разница давлений между массами холодного и теплого воздуха создает так называемую тягу, которая определяет необходимые параметры горения топлива — природного газа.
Правильно смонтированный дымоход для газового котла абсолютно безопасен в процессе эксплуатации, а также обеспечивает необходимые параметры отопительного прибора — его КПД и отвод продуктов сгорания газа от газового котла.
Технологическая схема дымохода состоит из разных конструкционных элементов, каждый из которых несет достаточно важные функции:
- ствол газохода играет основную роль в создании разницы давления для уверенной тяги;
- монтажные патрубки выполняют роль элементов пожарной безопасности при проходе дымовых каналов через стены, крыши или перекрытия;
- переходник необходимого диаметра соединяет выходной патрубок отопительного котла с дымовыми каналами конструкции газомохода;
- отвод на дымовом стволе для сбора конденсата включает в себя съемную крышку или штуцер для слива конденсата;
- тройники, отводы и уголки в качестве элементов соединения дымового ствола, а также набор крепежа для его монтажа на стенах или крышах зданий.
Точный состав элементов дымоходов различной конструкции труб зависит от параметров здания и может уточняться в ходе проектирования.
Нормативные требования к дымовым трубам
Основными нормативными документами, которые необходимо учитывать при проектировании дымоходов для отопительных приборов на природном газе, выступают несколько отраслевых сборников, которые устанавливают требования монтажа дымовой трубы:
- свод правил СП 60.13330.2020 года является актуализированной редакцией СНиП 41-01-2003 г. и введен в действие 1 июля 2021 года. Свод устанавливает основные нормы проектирования систем внутреннего теплоснабжения и требования к дымоотводящим каналам;
- свод правил СП 89.13330.2016 является актуализированной редакцией другого известного СНиП II-35-76, который рассматривает только котельные установки и все требования к их проектированию, монтажу, реконструкции или капитальному ремонту.
Данные отраслевые нормативы содержат весь перечень требований к безопасности и эксплуатации газоотводящих каналов для отопительных приборов на природном газе.
Какие бывают дымоходы для газовых котлов
Главными воздействующими факторами на материал дымохода для газового котла являются пары воды, достаточно нейтральная углекислота и небольшое количество серной кислоты. Комплекс этих веществ оседает на стенках газохода в виде конденсата, который и является самым разрушительным фактором.
Устойчивость к воздействию конденсата является основным, но не единственным требованием к качеству материала дымохода. Еще одним параметром эффективности дымовой трубы является ее газопроницаемость, которая для природного газа должна стремится к нулю. Такое требование полностью изолирует жильцов загородного дома от воздействия вредных веществ, которые находятся в продуктах сгорания природного газа.
Из общего перечня материалов для изготовления дымохода выделим только самые современные и практичные варианты, которые имеют наибольшую популярность у владельцев загородной недвижимости.
Дымовая труба из кирпича
Кирпичные дымоходы остаются достаточно популярны в загородных домах большой площади, владельцы которых не хотят портить наружный облик дома конструкциями из металлических элементов. Дымоход такого типа разрабатывается еще на стадии создания общего проекта дома и входит составной частью в несущие конструкции перекрытий.
Кирпичная дымовая труба изготавливается из шамотного кирпича с помощью воздухонепроницаемого глиняного раствора или специального клея.
Такой вид кладки обеспечивает полную герметичность конструкции, высота которой должна превышать уровень конька. Еще одним требованием к кладке должна быть ее вертикальность, допустимое горизонтальное отклонение которой не должно быть больше, чем 3 мм на 1 погонный метр высоты.
Главным недостатком дымохода из кирпича является неровная поверхность внутренних стенок, которая задерживает сажу и приводит, со временем, к зарастанию внутреннего пространства. Также кирпич способен разрушаться под воздействием углекислого газа и остатков серных кислот. Для устранения этих недостатков внутри трубы размещают гильзу из нержавеющей стали, диаметр которой должен соответствовать параметрам отопительного котла.
Керамика и дымоходы на ее основе
Керамический дымоход представляет собой внутреннюю трубу из керамики, слой утеплителя и наружную оболочку из специальных керамзитобетонных блоков или дымоходного кирпича. Такая конструкция обладает целым рядом положительных качеств, основными из которых являются простота монтажа, прочность и огнеупорный характер материалов. Последнее качество практически исключает вероятность пожара даже в случае ошибок в проектировании.
Из недостатков керамических дымоходов можно отметить громоздкую конструкцию и достаточно большой вес. И, хотя специалисты по систем дымоудаления для газовых котлов отмечают крайне высокие эксплуатационные параметры дымоходов подобного типа, у владельцев загородных домов они не пользуются широкой популярностью.
Дымовая труба из металла
Металлические конструкции из оцинковки или нержавеющей стали относятся к категории самых популярных вариантов отвода продуктов сгорания газовых котлов. Простота, небольшой вес и крайне высокая доступность для ремонта обеспечивают такого типа конструкциям уверенный сбыт, а большое количество методических рекомендаций по монтажу допускают самостоятельную установку дымохода из металла.
Из достаточно большого разнообразия металлических дымовых труб можно выделить три основных вида, каждый из которых обладает своими преимуществами и недостатками:
- простая одиночная труба из оцинковки или нержавейки имеет самую низкую стоимость, однако отсутствие теплоизолирующего слоя вызывает обильное выпадение конденсата в холодное время года. Если для нержавеющих труб с повышенной стойкостью к кислоте такая особенность не вызывает фатальных последствий, то трубу из обычной оцинкованной стали конденсат может разрушить за несколько лет;
- существенно снизить воздействие конденсата помогает сэндвич-конструкция дымохода, внутренняя труба которой изолирована от внешней оболочки с помощью слоя утеплителя. Такой вариант существенно увеличивает стоимость конструкции и, с целью экономии, из нержавеющей стали часто делают только внутренний газоход. Наружная оболочка не испытывает экстремальных нагрузок в виде выпадения конденсата и изготавливается из обычной оцинкованной стали;
- отдельным видом металлических дымоходов принято считать коаксиальную конструкцию отведения продуктов горения природного газа, внутренняя труба которой жестко закреплена внутри наружной оболочки. Утеплитель в такой конструкции отсутствует, а по пространству между трубами свободно проходит холодный воздух.
На рынке отопительного оборудования и комплектующих для систем отопления присутствует достаточно большое количество всех видов металлических дымовых труб для отопительных приборов на природном газе. Также в свободном доступе имеется большое число тройников, колен и переходников, что качественно облегчает монтажные работы.
Дымоходы для приборов с закрытой и открытой камерой сгорания
Традиционным способом дымоудаления для газовых котлов с атмосферной горелкой выступает высокая дымовая труба, естественная тяга в которой создается за счет разницы высот между входом и выходом продуктов горения, а также температурными параметрами этих газов и наружного воздуха. Котлы этого типа имеют открытую камеру сгорания, а воздух для работы отопительного прибора забирается из помещения котельной.
Важным фактором установки дымоходов для отопительных приборов с открытой камерой сгорания является его высота, которая должна быть не ниже самой высокой точки крыши. Такая особенность связана с необходимостью исключения завихрений воздушных масс на элементах крыши, которые не должны влиять на процесс дымоудаления. Дымоход для атмосферных котлов обычно располагают на наружной стене дома. Иногда для монтажа дымохода сооружают проходы в перекрытиях и скатах крыши. Последняя конструкция достаточно сложна и редко используется в частных домах.
Другой тип приборов отопления с закрытой камерой сгорания забирает наружный воздух для процесса горения. Для параллельной подачи воздуха и удаления продуктов горения используют коаксиальный дымоход. По внутренней трубе такого газохода выходят продукты сгорания, а по наружной — поступает свежий воздух. Закрытость камеры сгорания создает единое давление воздуха в системе, а для его автоматического поддержания в конструкции котлов присутствует вентилятор. По этой причине отопительный приборы такого типа иногда называют турбированными.
Дымоход для турбированных котлов чаще всего выполняется в виде горизонтального отрезка коаксиальной трубы, длина которой не превышает трех метров. Отрезок проходит через наружную стену здания прямо в месте установки отопительного котла. Горизонтальность газохода связана с интенсивным охлаждением отходящих газов наружным воздухом в холодное время года. Специального сборника конденсата в такой системе не предусмотрено и весь конденсат стекает наружу. По этой причине, при монтаже коаксиального дымохода, создают небольшой уклон в сторону земли.
Искусственная тяга и небольшая длина дымохода, на первый взгляд, создают преимущества котлам с закрытой камерой сгорания, КПД которых чуть выше, чем у отопительных приборов атмосферного типа. Однако низкая надежность механических вентиляторов, которые являются необходимым условием функционирования системы, очень часто сводит на нет преимущества турбированных котлов. Особенно актуальна эта проблема для вентиляторов китайского происхождения.
Особенности проектирования дымоходов для газовых котлов
При стороннем или самостоятельном проектировании дымохода для газового котла с открытой камерой сгорания необходимо соблюдать целый ряд обязательны требований и рекомендаций, которые обеспечивают как долговечность самого газохода, так и необходимые условия для безопасной работы всей системы отопления в целом:
- для отопительных приборов на природном газе нормативными документами установлена минимальная длина дымовой трубы, которая составляет 5 метров. Такая высота обеспечивает необходимую для сгорания природного газа тягу и требуемое законами физики разрежение в стволе газохода. Также нормативными документами оговаривается и высота вентиляционных каналов, которая должна быть не меньше высоты дымохода;
- сечение газохода должно соответствовать патрубку газового котла. Диаметр монтажного патрубка проектируется изготовителем отопительного оборудования и строго соответствует мощности отопительного прибора на природном газе. Также стоит отметить, что ствол самого газохода не должен иметь искривлений или сужений;
- высокий КПД газовых котлов и сравнительно низкая температура отходящих газов вызывают обильное выделение конденсата в холодное время года. По этой причине, ниже места подключения газохода от котла к его стволу необходимо обязательно устанавливать сборник конденсата. В качестве такого сборника могут выступать емкости из пластика или нержавейки, а также стакан из оцинкованной стали, который периодически подлежит замене. Утепление газохода снижает количество выделяемого конденсата, большая часть которого в этом случае выбрасывается в атмосферу;
- практически полное доминирование цилиндрической формы дымоходов не исключает использование квадратных, прямоугольных или овальных вариантов формообразования. Однако следует иметь в виду достаточно большие сложности с комплектованием такого газохода отводами, тройникам и другими комплектующими;
- строго вертикальное исполнение дымовой трубы допускает участки с отклонением от вертикали, величина которого не должна быть больше 30 градусов, а его горизонтальное смещение ограничено величиной 1 метр. Также следует иметь в виду обязательный вертикальный участок газохода в месте соединения самого отопительного котла с участком входа в основной ствол. Длина такого вертикального участка не должна быть меньше 50 см. Еще одним требованием нормативных документов является количество изгибов всей конструкции газохода, которое не должно быть больше трех;
- крепление дымохода к стенам дома выполняется с помощью специальных кронштейнов, при этом минимальное расстояние от самого газохода до поверхности стен из легковоспламеняющихся материалов не должно быть меньше 25 см. Для стен из огнестойких или негорючих материалов такое минимальное расстояние составляет 5 см. Горизонтальные участки дымовой трубы не должны провисать, а размер внутреннего соединения элементов между собой должен быть не меньше 1/2 диаметра трубы;
- минимальная высота возвышения оголовка дымохода над коньком составляет 50 см. По мере удаления газохода от конька крыши на величину более 1,5 метра, допускается снижение высоты размещения оголовка по линии 10 градусного отклонения от уровня горизонта. Высота размещения оголовка над уровнем крыш плоской конструкции не должна быть меньше одного метра;
- при монтаже дымохода необходимо соблюдать требования пожарной безопасности, которые определяют варианты прохода газохода через стены и перекрытия. Места прохода газоходов через стеновые конструкции или перекрытие из легковоспламеняющихся материалов обязательно изолируется огнестойкими материалами, а сама труба оборачивается асбестовым волокном.
Особенности некоторых типов отопительных котлов на природном газе определяют дополнительные требования пожарной и эксплуатационной безопасности, которые в обязательном порядке приводятся в Инструкциях по эксплуатации завода-производителя. По этой причине сам процесс проектирования дымохода лучше проводить уже после окончательного выбора типа и мощности отопительного прибора.
Как сделать дымоход для газового котла — тонкости монтажа
Решение о самостоятельной установке и монтаже дымохода для отопительного прибора на природном газе должно приниматься на основе сравнительно небольшого объема знаний, который определяет не только требования к самой дымовой трубе, но и к особенностям ее монтажа.
Монтаж дымовой трубы для котлов с атмосферной горелкой
Основными моментами в монтаже наружных газоходов для атмосферных котлов являются проход через стену здания из помещения котельной и сборка металлического ствола на наружной стене загородного дома.
Для прохода через стену дома необходимо сделать отверстие, размеры которого зависят от материала стен. Для деревянных домов размер такого отверстие в несколько раз превосходят сечение трубы, что связно с необходимостью обустройства хорошей противопожарной защиты. Для этой цели организуют короб с наполнителем из базальтового волокна, которое обладает отличными теплоизолирующими свойствами. По центру короба проходит горизонтальный участок дымовой трубы, поверхность которой дополнительно изолируется асбестом.
Выход газохода из стены дома служит основанием для вертикального наращивания ствола, что является необходимым условием для жесткого крепления его на стене. Обычно для этой цели используют металлическую опору кронштейнового типа, вертикальная поверхность которой закрепляется на наружной стене, а горизонтальная часть служит основанием для веса всего ствола.
При сборке ствола обычно используют два метода, каждый из которых преследует своим цели:
- сборка ствола «по дыму» предполагает более широкую часть верхнего колена, которое монтируется сверху на нижнее колено. Такое способ монтажа исключает прямой путь отходящих газов наружу через неплотности соединения. При этом конденсат через эти неплотности может попасть на внешнюю поверхность трубы;
- сборка «по конденсату» предполагает монтаж более узкой части верхней трубы в расширенную часть нижней. При таком способе монтажа конденсат принципиально не может попасть на внешнюю поверхность трубы.
Сборка «по конденсату» является более распространенной, чем монтаж «по дыму», так как подразумевает более высокую экологическую безопасность.
В процессе наращивания высоты ствола по мере его монтажа, участки трубы через равные промежутки дополнительно крепятся к стене специальными кронштейнами, что обеспечивает общую жесткость конструкции и ее высокую устойчивость к ветровым нагрузкам.
Монтаж дымохода для турбированных котлов
Установка коаксиального дымохода в части трудозатрат намного проще установки дымовой трубы для котлов с атмосферной горелкой, однако имеет целый ряд особенностей, которые необходимо учитывать перед началом работ:
• минимальное расстояние выхода трубы из стены дома до окна или двери не должно быть меньше 40 см;
• минимальное расстояние от газохода до любой точки забора воздуха — 80 см;
• высота выхода коаксиальной трубы из стены дома не должна быть меньше, чем 180 см от уровня пешеходной дорожки или тротуара.
Три перечисленных требования относятся к части обязательных, однако существует еще целый ряд мер рекомендательного характера, которые определяют расстояния от выхода дымовой трубы из стены до элементов дома и окружающей среды. Так минимальное расстояние до кустарников и деревьев не должно быть меньше, чем 2 метра, а минимальное расстояние до угловой стены с открывающимся окном — 1 метр.
Важным элементом монтажных работ является точка выхода продуктов горения относительно окружающего пространства и общий горизонтальный уклон газохода. Обе особенности связаны с образованием конденсата в холодное время года и его попаданием в окружающую среду. По этой причине вокруг точки выхода газов нежелательно размещать никаких зеленых насаждений, которые могут пострадать от попадания конденсата.
Организация небольшого уклона коаксиального дымохода в сторону земли связана с исключением возможности стекания конденсата обратно в камеру сгорания отопительного прибора. Такой режим крайне неблагоприятен для долговечности камеры сгорания и приводит к ее разрушению задолго до расчетного срока службы всего устройства в целом.
Переделка старых дымоходов — есть ли смысл
Подведение газа и установка газового котла для обогрева загородного дома часто ставит вопрос об использовании старой кирпичной или керамической дымовой трубы от дровяной печи для отведения продуктов сгорания отопительного прибора на природном газе. Такая задача вполне решаема, при условии близкого расположения кирпичного дымохода и места установки газового котла.
Самым распространенным методом решения использования кирпичной трубы является ее «гильзование» нержавеющими элементами. Внутрь старой трубы вставляется металлический дымоход из нержавеющей стали необходимой марки. Лишние отверстия ствола закрываются новой кладкой из шамотного кирпича, а все необходимые дополнительные элементы соединения с газовым котлом приобретаются дополнительно.
Еще одним методом восстановления старой кирпичной трубы является технология ФуранФлекс, которая подразумевает установку внутрь трубы композитного рукава на основе стекловолокна и смолы. Такая труба твердеет при высокой температуре и образует долговечное и прочное внутреннее покрытие, которое не имеет стыков и обладает абсолютно герметичностью.
Заключение — какой дымоход для газового котла лучше
Анализ основных видов дымоходов для котельного оборудования на природном газе различной мощности дает основание сделать несколько важных выводов:
- низкая температура сгорания природного газа приводит к образованию конденсата, что определяет целый ряд мер по его обязательному отведению;
- коаксиальные дымоходы проще и дешевле, однако снижение надежности котла и проблемы с отведением конденсата нивелируют такие очевидные преимущества;
- металлические газоходы из нержавеющей стали обладают настолько явными преимуществами, что их достаточно высокая стоимость компенсируется надежностью и долговечностью дымохода;
- уже утепленные дымовые трубы типа сэндвич для газовых котлов с атмосферной горелкой выступают наиболее надежным решением, а их установка практически полностью решает проблему с образованием конденсата.
При выборе нержавеющей стали для дымовой трубы, обязательно обращайте внимание на ее модификацию — не все марки нержавеющей стали обладают необходимыми параметрами по стойкости к воздействию кислот.