Дымоход на крыше позволяет усилить разряжение, так называемую тягу. Известно, что тяга в дымоходе на крыше непостоянна. Когда ветер, или воздушный поток, обтекает препятствие – крышу дома, образуются разреженные зоны и зоны с повышенным давлением, непостоянные и зависящие от того, куда и с какой силой ветер дует. Когда в уровне оголовка дымоходной трубы образуется разрежение, то по законам физики происходит усиление тяги в трубе. Если в уровне выхода дыма образуется зона повышенного давления, то в зависимости от разницы величин давлений потока газа и наружного воздуха тяга в дымоходе или уменьшится, или и вовсе сменит знак и дымоход начнет засасывать дымовые газы назад в котел (это ненужное явление называют опрокидыванием тяги). На тягу влияет множество внешних факторов: температура, влажность и атмосферное давление, конвективные потоки (воздушные массы, направленные вверх от поверхности земли с различной активностью), изотермия воздуха (отсутствие движения при равной температуре воздуха вне зависимости от высоты, наблюдается при пасмурной погоде и кратковременно в утренние и вечерние часы), инверсия – опускание холодных воздушных масс вниз в ночные и вечерние часы, и многие другие.
Как обратная, так и избыточная тяга нарушает работу печей, каминов и котлов. При избыточной тяге дымоходы твердотопливных котлов и каминов реагируют сильным звуковым гулом - результатом турбуленции при ускоренном движении дымовых газов, а пламя горения топлива изменяет цвет на ярко-белый. Скорость сгорания при этом увеличивается. На возможность опрокидывания тяги влияют соседние сооружения и даже высокие деревья. Кроме того, при сильном ветре возможно появление вихревых воздушных потоков, которые способны вызвать кратковременную обратную тягу в дымоходе.
При недостатке тяги или обратной тяге пользоваться печью или котлом нельзя. Все продукты горения должны выходить через дымоход, двигаясь вверх. а при обратной тяге будет как раз наоборот - продукты сгорания будут засасываться назад в котел. Проверить тягу можно огнем свечи или спички, поднеся его к топочному отделению, пламя при этом должно втягиваться в топку.
На тягу влияют и технические, и природные факторы. Усиливают недостаточную тягу и предотвращают опасное опрокидывание тяги различными способами, например механическими - на дымоходы котлов устанавливают стабилизаторы тяги. Эти устройства при обеспечении безопасности эксплуатации котла и дымоходов стабилизируют горение и сжигание топлива, экономят тепло, предотвращают появление запахов гари в доме. Для защиты дымоходов от действия ветра их оголовки оборудуют дефлекторами различных конструкций.
Зависимость тяги от ветра учитывают и сводят к минимуму размещением дымоходных труб строго определенным образом относительно конструкций крыши.
Рис. а – вариант плоской кровли, при уклоне до 12 градусов; б – вариант для скатных крыш, оголовок расположен на расстоянии до одного метра от конька; в – то же, но оголовок расположен дальше одного метра; г – дымоход расположен возле элемента кровли, препятствующего ветру.
Разделка дымохода
Для точности терминологии следует помнить, что терминами «дымовой канал» и «дымовая труба» обозначают в строительных нормах конструкции для выхода дыма, выходящие на кровлю или за пределы здания. Дымоходами в инструкциях и правилах обозначают внутренние каналы печей и котлов.
Разделками называют утолщения стенок дымовых труб в узлах их прохода сквозь перекрытия. Печники называют такое утолщение – «выдра». Обычная кирпичная труба должна иметь минимальное утолщение от дымового канала до сгораемой части перекрытий в 50 см. В случае, когда примыкающие к стенке трубы элементы конструкций перекрытий несгораемые или защищены от воспламенения, расстояния от защищенного узла до дымовых каналов разрешается уменьшать до 38 см.
Защита деревянных конструкций выполняется оштукатуриванием слоем не менее 25 мм по армирующей стальной сетке, или листовой сталью по асбокартону слоем не меньше 8 мм. разделка по высоте должна превышать толщину перекрытия на 70 мм.
Жесткое соединение или опирание разделки на конструкции зданий не допускается.
Отступками называют зазоры между внешними гранями дымовых труб и сгораемыми конструкциями стен и/или перегородок.
Наружные поверхности обычной дымовой трубы из кирпича должны иметь отступ от незащищенных сгораемых элементов здания:
- Стропильная система и обрешетка, при условии защиты от воспламенения – не меньше, чем на 130 мм
- Стены и перегородки – не меньше, чем на 200 мм при условии защиты
- То же – на 260 мм, незащищенные
Дымоотводы (горизонтальные трубы от печей и котлов до выхода в дымоход) должны иметь отступы: от потолков не меньше, чем на 50 см, от пола – не меньше, чем на 14 см.
Все эти размеры для отступов и разделок регламентируют строительные правила для устройства традиционной дымовой трубы, материалом которой является красный керамический или клинкерный кирпич. Для конструкций труб из стали, керамики, труб типа сэндвич и коаксильных труб все противопожарные размеры должна рекомендовать техническая документация производителя, с инструкциями и узлами прохода труб через стены и перекрытия. Стандарт Евросоюза для стальных дымоходов из труб сэндвич требует специальной маркировки моделей дымоходов поэлементно, с указанием в маркировке минимального допуска расстояний до сгораемой конструкции здания. Керамические и коаксильные дымоходы, а также трубы из нержавеющей стали также должны иметь в техническом паспорте все рекомендации по разделкам и отступкам, определенные изготовителем.
Выбор дымохода
Для твердотопливного котла выбирают традиционные кирпичные трубы, причем не только по финансовым соображениям, как самые бюджетные. Основная причина такого выбора – стойкость к возгораниям: кирпичная труба не боится возгорания сажи с кратковременным повышением температуры в трубе до тысячи градусов. Тонкостенный стальной дымоход при работе с твердотопливным котлом (кроме пиролизного) неприменим – сталь трубы быстро прогорает. Но кирпичные трубы долго служат только при отсутствии в них конденсата, который способствует выделению из дымовых газов крайне агрессивных для кирпича соединений, серной кислоты и других. В "мокрых" условиях кирпичные трубы долго не живут. Конденсат образуется при эксплуатации котлов с угольным топливом, но во много раз сильнее – при работе газовых котлов.
Все дымоходы, по техническим характеристикам пригодные для эксплуатации с образованием конденсата (имеющие конденсатосборники и конденсатоотводчики), могут применятся и для сухих условий работы – для твердотопливных котлов. Обратный вариант исключен.
Если планируется переход с твердотопливного котла на газовый, то кирпичные дымоходы оснащают гильзами из керамики или нержавейки. Практичнее выполнять гильзование при постройке трубы, вместе с кладкой стенок. По стоимости – кирпичная труба, оборудованная керамическим или нержавеющим вкладышем-гильзой, обходится значительно экономичнее готового дымохода заводского изготовления любой конструкции. По сроку службы – керамические вкладыши намного долговечнее стальных, но и дороже.
Дымоход из нержавеющей стали предпочтителен, если отопление частного дома реконструируется – на переход к отопительной системе с установкой котла, в случае, когда в конструкциях дома невозможно устройство канала для установки кирпичной дымоходной трубы.
Современные модели котлов, работающие по принципу пиролиза или сверхдлительного горения, а также жидкотопливные котлы и работающие на видах топлива: уголь бурый и антрацит, торфяные и биобрикеты, различное биотопливо в гранулах, пеллеты – требуют современного подхода к дымоотводу. Применяют коаксильные и керамические дымоходы. В этих случаях практичнее приобретать готовые комплекты заводского изготовления, и собирать их на месте, согласно рекомендациям производителя.
Если в системе отопления частного дома не один котел, а два или больше, работающие на разном топливе и по разным типам горения, и эти котлы подключаются к общей дымоотводящей трубе, то дымоход должен назначаться, конечно, исходя из самых жестких условий работы.