Устройство, о классификации которого мы поведем речь, является важным структурным элементом жилых и нежилых строений. Это дымовая труба. Подробно разберем конструкцию объекта, его разновидности, характеристики, важные требования к нему.
Что это?
Дымовая труба - вертикально расположенное устройство, по которому продукты сгорания отводятся в атмосферу. Принцип действия данного элемента основан на силе тяги, благодаря чему массы газа перемещаются от входного к выпускному трубному отверстию.
Сечение устройства может быть овальным, многоугольным, круглым. Дымовая труба строится только из негорючих материалов - кирпича, керамики, металла, природного камня, асбоцемента, металла. Высота устройства (в промышленных масштабах) может доходить до сотни метров.
Если перед нами система, использующая дымоход - горизонтальный, наклонный или вертикальный канал для отвода газа из горелок, печей, плит, то здесь дымовая труба будет считаться концевым элементом. К нему могут подсоединяться сразу несколько дымоходов.
Назначение устройства
Вне зависимости от высоты дымовой трубы, ее главная задача - вывод продуктов сгорания топлива, газов. Вкупе с ними также удаляется сажа, копоть, пепел и дым. Чтобы эти элементы не оседали на ее внутренних стенках и не затрудняли выполнение основного предназначения, их (стенки) нужно делать ровными, гладкими, без щелей и выбоин.
Вторая важная задача - обеспечение нормальной тяги. Последняя прямо соотносится с толщиной и высотой дымовой трубы. Так как температура продукта сгорания на выходе порой превышает 100 °С, то это позволяет создать естественную тягу, иными словами, замещение горячего воздуха холодным. Исходя из сказанного, толщина трубы должна быть не менее полутора кирпичей, а высота - не менее 5 метров.
Среди необычных применений для высоких труб - использование в качестве держателя антенн мобильной связи и ТВ, а иногда и опор ЛЭП.
Материалы и конструкция
Самыми распространенными материалами для данных устройств в нашей стране являются кирпич, бетон и металл.
Типичная кирпичная дымовая труба состоит из следующих элементов:
- Шейка для подключения к источнику, от которого требуется отвести газ.
- Дымовая задвижка (задвижки).
- Стояк.
- Выдра.
- Откос.
- Шейка.
- Оголовье.
- Колпак из металла.
Классификации дымовых труб
Давайте рассмотрим основные классификации предмета нашего разговора.
По технологическому назначению:
- Вытяжные. Это дымовые вентиляционные трубы для промышленных объектов, отводящие от оборудования газовоздушные продукты, прошедшие обработку. Последние отличаются высокой влажностью и небольшой температурой нагрева (до 80 °С).
- Дымовые. Отводят продукты сгорания, появляющиеся при сжигании различного топлива в энергоагрегатах, котельных, а также газы, выделенные при производственных процессах, чья температура варьируется в пределах 80-500 °С.
По основному материалу:
- Кирпичные.
- Железобетонные - сборные и монолитные.
- Комбинированные.
- Керамические.
- Из конструкционных пластмасс.
- Металлические дымовые трубы.
По принципу выполнения своей задачи:
- Устройства, полностью обеспечивающие тягу, создающую нужный приток воздуха в рабочую область печи, топки агрегата и иного технооборудования.
- Трубы, в которых вывод газов и других вредных продуктов сгорания в атмосферу возможен за счет принудительной тяги, которую создает специальное оборудование.
Надо сказать, многие дымовые трубы для котельных, промышленных объектов совмещают в себе два этих принципа.
По виду конструктивной схемы:
- Имеющие газоотводящий канал, элементы которого в то же время становятся и несущей конструкцией самой трубы.
- Имеющие отдельный обособленный газоотводящий ствол.
От вышеперечисленных особенностей зависит степень воздействия продуктов сгорания на несущие конструкции.
По типу несущего элемента:
- Мачтовые.
- Самонесущие.
- Для настенного крепления.
- Фермовые.
- Колонные.
По использованию материала-утеплителя:
- Утепленные.
- Неутепленные.
По конструктивным особенностям (классификация - во многом следствие всего сказанного ранее):
- Кирпичные. Это нефутерованные и футерованные (кислото-, огнеупорными материалами, кирпичом) трубы.
- Монолитные железобетонные. Футеровка может исполняться из полимербетона, глиняного кирпича, кислотоупорного сырья, быть прижимной. В конструкции также может наблюдаться футеровка и вентилируемый зазор, один или несколько внутренних газоотводящих стволов, выполненных из керамики, металла, конструкционных пластмасс, сборного кремнебетона.
- Сборные железобетонные. Могут быть как с футеровкой, так и без нее.
- Металлические. На растяжках или свободностоящие. С футеровкой и без нее. С одним или несколькими газоотводящими стволами, выстроенными из конструкционных пластмасс или металла.
- Металлические трубы-башни, выполненные из несущего решетчатого каркаса. Последний поддерживает как один, так и несколько газоотводящих стволов из конструкционной пластмассы или металла.
- С растяжками, самонесущие, в несущем металлокаркасе трубы (из конструкционных пластмасс или металла), которые устанавливаются на конструкциях агрегатов котельных, зданий или объектов промышленного производства.
Чтобы иметь более полное представление об эксплуатации дымовых труб, разберем подробно отдельные разновидности этих устройств.
Кирпичные трубы
Фактически с этого вида началось промышленного типа трубостроение. Предельная высота для кирпичных объектов - не более 90 метров. Возводятся для отвода газов, продуктов сгорания весьма широкого диапазона температур, не исключая и высоких.
Сегодня в строительстве кирпичных труб применяются самые разнообразные футеровки и конструктивные решения. Это позволяет использовать элементы в следующих отраслях:
- нефтехимия;
- городские и сельские котельные;
- металлургия;
- химия и иные и производства.
Кирпичные дымовые трубы - самые распространенные на сегодня в России.
Пластиковые трубы
Для этой разновидности мы можем выделить два основных типа:
- Поливинилиденфторидные и полипропиленовые конструкции. Их отличает легкость в сборке, износостойкость и абсолютная стойкость к коррозии. Только вот рабочая температура такой трубы - не более 120 °С.
- Стеклопластиковые конструкции. Максимальная температура эксплуатации данных дымовых труб равна 180 °С.
Сборные железобетонные трубы
Как правило, данные объекты имеют небольшую высоту - типовые проекты на 30 и 35 метров. В порядке исключения - 60 м. Есть на территории нашей страны и экспериментальные объекты высотой в 75 метров. Изготавливаются из жаростойкого бетона. Предназначены для небольших котельных.
Сборные железобетонные конструкции эксплуатируются без футеровки. Но если наблюдается воздействие высоких температур или агрессивных выделяющихся газов, то могут быть зафутерованы на всю высоту либо частично.
Монолитные железобетонные трубы
Самые распространенные объекты применения - энергетика, промышленные предприятия. Средняя высота конструкций в России - 90-150 метров. Можно насчитать сотню таких труб, возвышающихся над землей на 180-250 метров. Всего несколько имеют высоту 330 метров. Одна монолитная железобетонная дымовая труба в России - 370 метров.
Керамические трубы
Новшество в сфере трубостроительства. Современные модульные конструкции из керамики рассчитаны на срок эксплуатации до 120 лет!
Также они отличаются уменьшенной толщиной стенок, что ведет и к более меньшему их весу. Рабочая температура такой дымовой трубы - 600 °С. Следовательно, она может быть работоспособной при прямом возгорании в течение 1,5 часа.
Металлические трубы
Отличительная черта - влаго- и газонепроницаемость. Гарантируют герметичность газоотводящего ствола, не фильтруют ни конденсат, ни агрессивность отводящихся продуктов сгорания, что позволяет трубе работать под избыточным давлением с высокой пропускной скоростью.
Для металлических труб возможно сделать любую футеровку. Также широки вариации применения лакокрасочных защитных материалов.
Башни-трубы
Главнейшее отличие этого конструктивного решения - четкое разделение технологических и несущих функций элементов объекта. Разберем это. Решетчатая башня здесь выполняет роль несущей конструкции, берущей нагрузку, а газоотводящий ствол, укрепленный в этом каркасе, принимает на себя воздействие продуктов горения, выводя их наружу, в атмосферу.
Надо сказать, что дымовые трубы в решетчатых каркасах являются самыми экономичными по расходу материалов. Кроме того, они могут быть возведены в самые небольшие сроки.
Мачтовые трубы
Такие дымовые трубы котла (газового или работающего на жидком топливе) могут быть применены как в частном строительстве, так и на промышленных объектах. Мачтовая конструкция состоит из опорной металлической башни (трех-, четырехмачтовой) и крепящихся к ней газоотводных стволов.
Элементы трубы довольно легко транспортировать, чтобы собрать уже непосредственно на месте. Монтируются детали подобно конструктору; между собой их скрепляют саморезами и гайками. Порой процесс сборки занимает не более чем несколько часов!
Основа для конструкции - бетонная подушка. Максимальная высота - 28 метров.
Настенные трубы
Такие конструкции крепятся к стене здания хомутами с анкерным покрытием. В этом случае не нужен фундамент или опорные конструкции, что существенно снижает затраты.
Устройство устанавливается и внутри, и снаружи дома. Подходит для разных типов котлов - и газовых, и работающих на жидком топливе.
Самонесущие трубы
Конструкции такого типа призваны выводить продукты переработки газообразного, жидкого и твердого топлива из котла. Самонесущие трубы бывают двух разновидностей - многоствольные и одноствольные. Большим плюсом таких элементов является их небольшая масса, что упрощает процесс монтажа в условиях как частного дома, так и целого предприятия.
Еще одно достоинство дымовых труб такого типа - они не фильтрируют продукты горения и конденсат, что положительно влияет на рабочее давление.
Колонные трубы
В этом случае первым делом устанавливается наружная обейчатка из углеродистого типа стали. В нее вставляются трубы из нержавеющего материала с термоизоляционным слоем.
Вся конструкция закрепляется в анкерной корзине, которая залита уже в фундамент. К газоходу могут вести соединения от нескольких котлов.
Фермовые трубы
Распространены в сейсмологически активных районах. В этом случае в фундамент заливается анкерная корзина, на которой закрепляется фермовая конструкция. Во всем этом комплексе может быть установлено от одной до шести дымовых труб.
Печные трубы
Печные конструкции внутри себя разделяются еще на несколько типов:
- Коренные. Расположены возле отопительного устройства, имеют собственный фундамент.
- Подвесные. Характерны для небольших строений - устанавливаются снаружи дома, дабы не загромождать пространство внутри.
- Насадные. Самый популярный тип. Труба устанавливается на само отопительное устройство.
- Стенные. В этом случае дымовая труба встраивается в стену дома еще на этапе строительства. Данный тип особо не распространен из-за сложности монтажа.
Проектирование конструкции
Чтобы устройство исправно функционировало и выполняло свои задачи, перед его монтажом необходимо произвести расчет дымовой трубы. Особенно важны аэродинамические показатели. Типичный проект состоит из следующих частей:
- Вычисление высоты сооружения.
- Вычисление прочности конструкции.
- Теплотехнические подсчеты.
- Вычисление устойчивости дымовой трубы.
Правильно произведенные расчеты помогают определить минимальную пропускную способность прохода продуктов сгорания через трубу. Итог всего проекта - четкие рекомендации по высоте и диаметру конструкции, подбору необходимых ее элементов.
Расчет высоты трубы проводится с учетом актуальных санитарных и экологических норм, особенностей рельефа местности, погодных условий, температуры выводимых продуктов сгорания.
Основные требования к конструкции следующие:
- Стойкость к перепадам температур.
- Пожарная безопасность.
- Стойкость к воздействию различных кислот, коррозии.
- Газонепроницаемость.
- Влагоустойчивость.
- Долговечность.
- Статическая устойчивость.
Уход за устройством
И домашняя, и промышленная дымовая труба нуждается в комплексном и своевременном уходе:
- Чистка до и после отопительного сезона.
- Обследования для выявления вновь появившихся дефектов.
- Проверка подсоединений - гильзы, патрубка.
- Замена раствора швов каждые 5-10 лет.
- Гильзовка.
- Профилактическая чистка - удаление сажи, копоти и пепла с внутренних стенок.
Основные проблемы устройства
Существуют определенные проблемы, характерные как для промышленных дымовых труб, так и для домашних:
- Накапливание изнутри отложений, которые уменьшают диаметр сечения.
- Разрушение самой конструкции снаружи и изнутри из-за ветровой нагрузки, воздействия агрессивных продуктов сгорания. В этом случае требуется своевременный ремонт дымовых труб.
- Для промышленных сооружений выделяется еще одна проблема. Высокая труба должна в любое время суток быть заметной для летательных аппаратов. Для этого ее окрашивают в контрастные полосы (маркировочная бело-красная раскраска), а ночью на ней зажигают красные сигнальные огни или даже специальную подсветку.
Вот мы и разобрали с самых различных сторон особенности и характеристики нашего предмета разговора. Больше всего уделили внимание классификациям труб, которых представлено множество, а также описанию их отдельных разновидностей.
