Каких только котлов, печей и каминных вставок нет на современном строительном рынке. Дополнением к ним служат устройства автоматики, управления, подачи топлива и т. п. Но в этой статье речь не о них, а о самом большом элементе системы отопления, проходящем через весь дом, - о дымовой трубе, или дымоходе.
Кирпич - традиционный материал для дымовых труб. Он более или менее согласуется с использованием дровяных печей или каминов, в меньшей степени - с котлами на твердом топливе (дровах или угле). Такие трубы относительно недороги, хорошо сочетаются с интерьером и архитектурным обликом любого здания; не требуют высокой квалификации каменщика, герметичности кладки, могут быть изготовлены без специальных типов кладочного раствора или кирпича. Однако кирпичные трубы тяжелые, очень громоздкие, не слишком долговечные, шероховатые, а потому отличаются невысокой тягой и склонны к забиванию копотью, нестойки к конденсату, впитывают продукты сгорания, в том числе агрессивные кислоты.
Сейчас использование традиционных печей становится историей, и даже при устройстве каминов стараются обойтись без кирпичных труб. Современные дома чаще обогреваются дизельным топливом или газом. Автоматизированные котельные работают теперь, как правило, в переходных режимах (запуск - нагрев до заданной температуры теплоносителя - остановка - запуск при понижении температуры теплоносителя). Жидкое или газовое топливо, переходные режимы и низкотемпературный дым провоцируют образование обильного конденсата. Конденсат - бич любых дымовых труб. Водяные пары входят в состав любых дымовых газов, причем при сгорании природного газа их образуется значительно больше (1,6 литра воды на кубометр сгорающего газа), чем при сжигании дров. Соприкасаясь с холодной поверхностью трубы, водяные пары каплями оседают на ней, тяга ослабевает, в помещениях ощущается запах гари. Растворяя продукты сгорания, влага дает смеси соляной, азотной и серной кислот. Эти процессы приводят к разрушению дымоходов, образованию микротрещин и проникновению газов в жилые помещения. С появлением на рынке закрытых каминных топок, и особенно - современных экономичных котлов, эта проблема стала еще более актуальной. В коттеджах с мощным котельным оборудованием и при постоянной эксплуатации признаки разрушения кирпичных дымоходов появляются уже через один-три года. Сквозь трещины в трубу проникает холодный воздух, также способствующий охлаждению газов и образованию конденсата. Далее процесс разрушения идет лавинообразно, что может привести к аварийным ситуациям.
Модульные дымоходы
Вместо устаревшего кирпича теперь чаще используют надежные и эффективные модульные дымоходы. Материалом для таких дымоходов служат нержавеющая сталь, тонкостенная плотная керамика, реже - алюминий или пластмасса, и собираются они из набора элементов, как детский конструктор. Независимо от материала труб, для модульных дымоходов характерны следующие особенности:
- их стенки имеют очень гладкую внутреннюю поверхность и создают минимальное сопротивление отходящим газам, практически не накапливают сажу и не впитывают продукты сгорания. Каждый элемент теплоизолирован и имеет круглое сечение, что оптимально с точки зрения аэродинамики и теплотехники;
- модульные дымоходы герметичны, надежны и в них резко снижено образование вредоносного конденсата, так как их внутренняя поверхность нагревается очень быстро, всего за одну-две минуты (кирпичным и асбоцементным дымоходам для этого надо 35-45 минут);
- легкость деталей упрощает доставку и монтаж. Широкий выбор модулей и элементов позволяет «привязать» дымоход почти к любому зданию, а при необходимости - демонтировать либо переоборудовать конструкцию;
- эстетичность и надежная теплоизоляция позволяют устанавливать модульные дымоходы не только внутри, но и снаружи здания, что обеспечивает простоту их обслуживания и возможность монтажа на уже построенном здании. Некоторые виды модульных дымоходов хорошо монтируются внутри старых кирпичных дымовых труб;
- в сочетании с установками на газовом топливе все чаще используются комплексные системы регулирования отходящих газов и подачи воздуха для горения. Это существенно повышает эксплуатационную надежность и энергетическую эффективность системы отопления.
Проектирование
Создание надежных работоспособных дымоходов является непростой инженерно-технической задачей, сродни проектированию вентиляционной системы. Качественное проектирование обеспечивает надежность работы дымоходов десятки лет. Высота и диаметр дымохода определяются в соответствии с характеристиками котла, печи или каминной вставки. Необходимые параметры в обязательном порядке указываются в паспорте или инструкции по монтажу импортных котлов. В отечественных системах ориентируются на диаметр выходного патрубка, а высоту делают не менее 2,5 м до оголовка трубы. При проектировании дымохода следует обеспечить выполнение следующих условий:
- основная часть дымохода должна проходить внутри отапливаемого помещения;
- высота его должна быть не менее пяти метров от поверхности горения;
- надлежащее соотношение высоты, диаметра трубы и силы тяги: чем выше труба, тем сильнее тяга. Однако слишком длинный дымоход создает большое аэродинамическое сопротивление, к тому же газы, отдавая стенкам дымохода тепло, остывают, их удельный вес увеличивается, и тяга снижается. При малых сечениях трубы система «захлебнется» дымом, а при слишком большом ослабнет тяга. Заметно снижают силу тяги горизонтальные и наклонные (с углом менее 45 градусов) участки дымохода, тем более что в них накапливается больше сажи, чем в других;
- следует обеспечить оптимальное соотношение высоты трубы, конька дома и иных выступающих элементов, а также вентиляционных каналов здания;
- стыки элементов должны находиться вне межэтажных перекрытий и быть доступными для осмотра;
- трубу крепят к стене хомутами через каждые 1,5-2,5 м, а также перед угловым отводом и сразу после него. Снаружи высокие дымоходы укрепляются на кровле растяжками;
- монтаж выполняется в соответствии с требованиями пожарной безопасности.
Особенно усложняет проектирование соединение с дымоходами нескольких печей на разной высоте. Этого следует избегать - лучше обеспечить печи самостоятельными дымоходами.
Рассмотрим подробнее варианты дымоходов.
Стальные дымоходы. Это самый популярный на сегодняшний день вид модульных дымоходов. Трубы двустенные, внутренняя дымоходная труба изготавливается из нержавейки толщиной 0,5-1,0 мм, далее следует слой теплоизоляции на основе базальтового волокна и, наконец, наружная металлическая труба, которую выполняют из нержавеющей либо оцинкованной стали. Оптимальная толщина труб - 0,6 мм; такие трубы быстро нагреваются и обладают достаточной жесткостью. Поставляемый комплект элементов содержит все необходимые детали для сочленения составляющих элементов, их опоры на стену или перекрытия, фрагменты гидроизоляции кровли, тройники и отводы и т. п.
Преимущество стальных дымоходов - долговечность, обусловленная высокой стойкостью к коррозии; компактность, малый вес и оптимальное соотношение цены и эффективности. Технологичность системы обеспечена простотой и скоростью сборки, легкостью элементов, возможностью изготовить нестандартные детали, использованием при монтаже обычных строительных инструментов. При использовании стали соответствующего качества, надежной сварки и обеспечении контроля качества такие дымоходы могут применяться для всех видов топлива и топочных систем. Гладкий тонкостенный материал быстро нагревается и обеспечивает хорошую тягу в трубе.
Недостатком стальных дымоходов можно считать относительно высокую стоимость. Также нужно учитывать, что стальные дымоходы в сложных условиях эксплуатации все же подвержены коррозии, поскольку одновременного воздействия высоких температур и кислот не выдерживают даже высококачественные стали.
Наряду с жесткими дымоходами широкое распространение получили гибкие системы из гофрированной стали, особенно эффективные при установке в старых кирпичных дымоходах. Эти вставные трубы также могут иметь двустенную конструкцию, обеспечивающую особо низкое сопротивление потоку. С помощью специальных фальцевых и шовных соединений достигается чрезвычайно высокая надежность системы даже при их прокладке в дымоходах сложной конфигурации.
Керамические дымоходы. Во времена кирпичных труб были известны шамотные дымовые трубы. Однако современная керамика - высокотехнологичные изделия, имеющие с ними мало общего: они отличаются низкой теплопроводностью, точностью размеров, гладкой внутренней поверхностью, устойчивостью к агрессивным веществам, температурам, механическим нагрузкам, атмосферным воздействиям и конденсату. Керамика обеспечивает абсолютную пожаробезопасность, что особенно важно для современных закрытых каминных топок большой мощности (от 10 киловатт), в которых температура отходящих газов может достигать 600°С, что «смертельно» опасно для большинства стальных дымоходов. По долговечности керамика не имеет аналогов, и некоторые фирмы дают тридцатилетнюю гарантию на свою продукцию, а реальный срок службы труб не менее 120 лет. Керамические дымоходы собираются легко и быстро, просты и дешевы в эксплуатации. Стоимость их не выше, чем обычных стальных двухконтурных систем.
Пластиковые дымоходы. Для водогрейных котлов, топок на газе и жидком топливе, с низкой температурой отходящих газов (до 120°C) все шире применяются специальные пластиковые газоходы. Они устойчивы к конденсату и износу, отличаются легкостью и технологичностью. Как правило, материалом для труб служит полипропилен или поливинилиденфторид. Поскольку такие дымоходы не получили широкого распространения, выбор их диаметров и деталей для них ограничен. Для соединения компонентов используются простые насадные муфты. Для подгонки под требуемую конфигурацию трубы легко режутся труборезом или пилой. При монтаже на внешних стенах и на входе необходимо обращать внимание на стойкость применяемого пластика к ультрафиолету.
Дополнительные элементы
«Каждая цепь сильна лишь настолько, насколько крепко ее наислабейшее звено». Поэтому, наряду с выбором материала, следует продумать технику соединения, уплотнения, отверстия для чистки, управляющие элементы и т. д. Оголовок модульного дымохода венчает дефлектор, увеличивающий силу тяги за счет подсоса газов из трубы, обеспечиваемого энергией ветра. Одновременно он защищает дымоход от атмосферных осадков. На зданиях с кровлями из горючих материалов устанавливают искроуловитель из металлической сетки, а при плохой тяге дымоход снабжают вентилятором (дымососом), обеспечивающим усиленную вытяжку.
