Дымоход для бани своими руками: от вопросов проектирования до правил эксплуатации
Добавил(а): Виктор Каплоухий 17 августа
Русскую баню или финскую сауну невозможно представить без печи, которую традиционно топят дровами. Как и любой другой твердотопливный отопительный прибор, каменка должна иметь дымоход, который служит для отвода продуктов горения наружу. Правильно спроектированная и установленная по всем правилам дымовая труба обеспечит хорошую тягу и не позволит печи быстро остыть. Многие считают, что дымоход для бани — элементарное сооружение, которое легко можно построить своими руками. Всё это так, но для того чтобы он был долговечным, эффективным и безопасным, понадобится правильное проектирование и грамотный монтаж.
Содержание
Разновидности и особенности дымоходов для банной печи
Банный дымоход будет безопасным и сможет прослужить не один десяток лет только в том случае, если тщательно спланировать, как и из чего он будет сделан. Строительные материалы для печных труб должны соответствовать следующим критериям:
- жаропрочность;
- способность не деформироваться под воздействием высокой температуры;
- отсутствие выброса вредных веществ при нагревании;
- адаптированность к постоянным перепадам температуры.
Всем этим условиям в полной мере отвечают сталь, кирпич и керамика. Их-то чаще всего и выбирают для изготовления банного дымохода.
Печная труба из кирпича
Кирпич для строительства дымоходов используют с незапамятных времён, поскольку этот материал длительное время был самым доступным и дешёвым. Кроме того, кирпичная труба сама становится источником тепла, поскольку обладает хорошей теплоаккумулирующей способностью.
К другим достоинствам кирпичной кладки относятся:
- высокая прочность и долговечность;
- отличная теплоизоляция;
- пожарная безопасность.
Вместе с тем есть у кирпичной кладки и минусы. Возводить такую трубу — дело довольно трудное и требует определённой сноровки. Кроме того, внутренние стенки дымоходов из кирпича имеют шероховатую поверхность. Этот фактор, как и наличие углов, провоцирует отложение сажи и прочих продуктов горения, которые со временем уменьшают сечение дымового канала. В результате снижается тяга и падает КПД банного теплогенератора. И это ещё только «цветочки», поскольку зарастание трубы нередко вызывает задымление, а сама сажа может загореться и привести к пожару. Впрочем, периодическая чистка дымохода от нагара делает его эксплуатацию безопасной, поэтому кирпич до сих пор широко используется для кладки печных труб.
Конструкции из стальных труб
Для сооружения дымоходов банных печей используется несколько типов стальных труб:
- нержавеющие;
- из чёрного металла;
- двухстенные конструкции из нержавеющей стали с несгораемой теплоизоляционной прослойкой — так называемые сэндвич-дымоходы.
Труба из толстой конструкционной стали является самым простым и дешёвым вариантом, который тем не менее в последнее время используется всё реже.
Подвергаясь нагреву, чёрный металл активно корродирует. Этот процесс ещё больше усиливает образующийся на его поверхности конденсат. Впрочем, если провести монтаж толстостенной трубы по всем правилам, то можно избежать большинства неприятностей. Что касается долговечности, то конструкционная сталь хоть и страдает от коррозии больше, чем любой другой металл, но при достаточной толщине стенки способна обеспечивать работоспособность отопительного прибора в течение нескольких десятилетий.
Ржавая труба с рыжими или чёрными подтёками снижает эстетическую ценность каменки, поэтому сегодня люди всё чаще выбирают «нержавейку». Примеси титана, никеля и молибдена делают железо устойчивым к окислителям, поэтому дымоход из нержавеющей стали и через несколько лет будет таким же блестящим, как во время первой топки. Впрочем, коррозионная устойчивость не устраняет других недостатков однослойных труб. Высокая теплопроводность металла делает потенциально опасными места, где труба проходит сквозь стены или перекрытия — их приходится дополнительно защищать негорючими материалами. Кроме того, из-за тонких стенок происходит резкое снижение температуры уходящих газов, что останавливает процессы их дожигания.
Сэндвич-дымоход
Настоящей альтернативой печной трубе из чёрной или нержавеющей стали стала двухстенная сэндвич-конструкция. При ближайшем рассмотрении дымоход этого типа состоит из внутренней и наружной трубы, между которыми размещается слой жаростойкого утеплителя — минеральной ваты или стекловолокна. Традиционные достоинства металлических труб, такие как гладкие внутренние стенки и упрощённый монтаж, в «сэндвичах» дополняется дополнительными плюсами, присущими теплоизолированным кирпичным дымоходам.
Так, внутри утеплённых труб не образуется конденсат, а сама конструкция может выводиться сквозь стены, перекрытия и кровлю без дополнительной термоизоляции.
Печные трубы из керамики
Отдельным классом банных труб являются керамические дымоходы, которые используются для теплогенераторов любого типа — от твердотопливных печей до газовых агрегатов. Как и в случае с кирпичными сооружениями, керамика обладает:
- теплоаккумулирующей способностью;
- устойчивостью к постоянным изменениям температуры;
- гладкой поверхностью, которая препятствует зарастанию сажей;
- газо- и водонепроницаемостью;
- механической прочностью;
- долговечностью — производители дают гарантию на конструкции от 30 лет и более.
Трубы этого типа выпускаются в виде быстромонтируемых блоков. Сама же конструкция керамического дымохода имеет несущий бетонный каркас и слой теплоизоляции. По сути, получается такой же «сэндвич», только построенный с использованием керамики и лёгкого бетона.
К недостаткам печной трубы из керамики можно отнести лишь высокие требования к качеству материалов, от которых зависит прочность и влагостойкость конструкции. Немаловажно и то, чтобы при возведении такого дымохода была строго выдержана технология — обустроены вентиляционные каналы, обеспечена герметичность соединений и т. д.
Внешний или внутренний дымоход
Идею устанавливать дымоход снаружи здания приписывают американским архитекторам. Удобство и простота этого решения способствовали распространению конструкции на других континентах.
При таком способе установки дымовую трубу можно врезать как в свод, так и боковые стенки печи и выводить наружу горизонтально. Это позволит устранить опасность протекания внутрь бани дождевой или талой воды, а в случае со стальным дымоходом ещё и избавиться от необходимости устраивать теплоизоляционные короба в перекрытии и крыше. Кроме того, каменка, лишённая крупного конструктивного элемента, выглядит более изящно, от чего выигрывает интерьер.
К недостаткам наружной установки относится быстрое выхолаживание печной трубы. Как уже отмечалось выше, из-за этого снижается тепловая эффективность печи и образуется конденсат, поэтому внешний дымоход нуждается в хорошей теплоизоляции. Ещё одним минусом является то, что тепло уходящих газов, которое можно было бы использовать для обогрева парной, будет улетать в атмосферу, поэтому понадобится больше топлива.
Внутреннюю трубу устанавливают сверху печи и выводят наружу через чердак и кровлю. При этом разогретые продукты сгорания будут дополнительно согревать баню и чердак, а значит, потребуется меньше топлива, а сама каменка будет меньше остывать. Кроме того, на вертикальном участке трубы от свода печи до потолка нередко обустраивают водяную рубашку, используя тепло уходящих газов для получения горячей воды.
Видео: как выбрать дымоход для банной печи
Недостаток внутреннего дымохода заключается в возможности задымления помещения при использовании сборной конструкции. Чтобы обеспечить пожарную безопасность, придётся защищать сгораемые конструкции потолка и крыши. Понадобится и грамотная гидроизоляция места выхода трубы сквозь кровлю, иначе не избежать просачивания влаги по её внешней поверхности.
Проектирование и расчёт печных труб для бань и саун
Правильный выбор параметров печной трубы заставит отопительный прибор работать с максимальным КПД и сделает его эксплуатацию безопасной. Для обеспечения оптимального режима горения дымоход должен иметь следующие характеристики:
- температура газов на выходе — не менее 120 °С;
- скорость истечения продуктов сгорания — не менее 2 м/с;
- подъём газов на высоту не менее 5 м от пода;
- сгорание топлива из расчёта до 10 кг/час.
В случае использования каменки заводского изготовления производитель даёт рекомендации относительно сечения дымового канала и высоты трубы. Если же таких данных нет, то необходимо рассчитать эти параметры самостоятельно, иначе агрегат не будет работать в полную силу.
Не следует думать, что идеальный дымоход должен обеспечивать максимальную тягу. Приток воздуха должен быть строго нормированным. Так, недостаточное количество воздуха в зоне горения замедляет процессы сжигания топлива, из-за чего падает КПД печи и повышается риск попадания угарного газа в помещение. Слишком сильная тяга хоть и увеличит интенсивность горения, но провоцирует быстрый отвод нагретых газов, из-за чего увеличивается расход дров — значительная часть тепла будет попросту выброшена наружу.
Как рассчитать сечение дымового канала
Размер дымового канала банной трубы не является объектом сложных математических вычислений. Его сечение можно определить, основываясь на характеристиках теплового прибора:
- для печей мощностью до 3,5 кВт подходят трубы сечением 140х140 мм;
- от 3,5 до 5,2 кВт применяют дымоход с внутренним каналом 140х200 мм;
- от 5,2 кВт до 7,2 кВт требуется печная труба сечением 140х270 мм;
- свыше 7,2 кВт — из расчёта 8 кв. см на 1 кВт мощности твердотопливного теплогенератора.
Если нет никаких данных о мощности банной печи, то сечение канала для отвода продуктов сгорания можно рассчитать, основываясь на объёмных характеристиках её работы . Для расчёта используют формулу: D=√(4*Vr)/(3.14*2), где D — сечение дымохода, м2, а Vr — объём газа, м3.
В свою очередь, объём проходящих по каналу газов зависит от количества сжигаемого топлива и вычисляется по формуле: Vr=B*Vт*(1+t/273)/3600, где B — количество сжигаемого топлива в кг/час, Vт — табличная величина, которая для дров равна 10 м3/кг, а t — температура газа на выходе из трубы (при сжигании дров равняется 130–160 °С).
Основываясь на этих формулах, можно легко выполнить расчёт для любой банной печи.
Круглая форма дымохода является идеальной как с точки зрения аэродинамики, так и по своим эксплуатационным свойствам. Для цилиндрических печей можно воспользоваться соотношением диаметров трубы и топке, равным 1:10. В случае использования кирпичной кладки соотношение дымохода к топке и поддувалу определяется пропорцией 1:(2–2,5):0,5. Это означает, что сечение дымового канала должно быть не меньше площади проёма для подачи воздуха.
При обустройстве печных труб руководствуются нормами СНиПа 2.04.05–91, требования которого, кроме всего прочего, касаются обязательного обустройства приточной вентиляции.
Как определить высоту печной трубы
Определившись с типом печной трубы и сделав расчёт её сечения, вычисляют другие параметры конструкции.
Как уже отмечалось, высота дымохода зависит от уровня кровли и по требованию СНиП не должна быть меньше 5 м, иначе естественной тяги может не хватать. Вместе с тем при чрезмерном удлинении канала для вывода газов тяга снижается из-за возникающих гидравлических сопротивлений. Как вы уже догадались, важно выбрать ту самую золотую середину. Чтобы определить высоту дымохода такого нетребовательного сооружения, как банная печь, используют несколько правил:
- Удаление верхнего среза трубы от плоскости кровли должно составлять не менее 0,5 м. При этом на покатой крыше место вывода конструкции должно отстоять от конька не далее чем на 1,5 м.
- Если дымоход выводится на расстоянии 1,5–3 м от свода кровли, то его устанавливают на одном с ней уровне.
- Монтаж печной трубы на удалении более 3 м от конька требует, чтобы уровень, на котором он установлен и линия, соединяющая его с верхним срезом последнего звена, образовывали угол 9–10 градусов.
Чтобы проверить, соответствует ли высота печной трубы нормам, можно воспользоваться графиком, который учитывает как сечение дымового канала, так и его геометрию.
Для определения нужного параметра потребуется найти процентное соотношение квадратуры топки (F) к площади дымохода (f). После этого на графике проводят вертикальную линию до гиперболы, соответствующей форме канала. Далее, от точки пересечения проводят условную горизонтальную линию до вертикальной оси — находят ординату, которая указывает на искомую минимальную высоту дымохода.
Правила монтажа дымоходов
Чтобы эксплуатация банной печи была безопасной, при сооружении дымохода требуется следовать определённым правилам:
- определяя место установки печи, необходимо следить за тем, чтобы труба не попадала на несущие элементы кровли — в дальнейшем это избавляет от необходимости делать дополнительные изгибы;
- не допускается более 3 поворотов дымового канала;
- горизонтальное колено от печи до первого вертикального звена должно быть не длиннее 1 м. Исключение составляют только наклонённые под углом 45° газоходы;
- расстояние от неизолированной металлической газоотводящей конструкции до сгораемых поверхностей стен и кровли должно составлять не менее 0,5 м. Это расстояние можно уменьшить до 38 см, если установить отражающий экран из негорючего материала.
Кроме того, для дымоходов из кирпича необходимо соблюдать нормы противопожарной безопасности, касающиеся конструктивных параметров потолочной разделки и стояка. В частности, толщина кирпичной стенки должна быть не менее 120 мм, поэтому не допускается кладка «на ребро». Что касается распушки, то она должна выступать не менее 70 мм выше и ниже чердачного перекрытия.
Как правильно установить печную трубу в бане
Монтаж дымохода начинают сразу же после того, как будут завершены работы по установке каменки. Поскольку существует несколько вариантов печных труб, то и процесс их сооружения имеет существенные различия.
Кладка кирпичного дымохода
Кирпичный дымоход для бани имеет простейшую конструкцию. В собственном проекте можно использовать приведённые в этом разделе схемы и чертежи, которые при необходимости можно видоизменить или упростить.
Что потребуется для работы
Кладку печной трубы внутри помещения выполняют на глиняном растворе, который на участке выше кровли заменяют песчано-цементной смесью. В промежутке между перекрытием чердака и крышей можно использовать как тот, так и другой раствор.
Для сооружения кирпичного дымохода понадобится хорошо обожжённый красный кирпич, чугунная задвижка и материалы для защиты элементов кровли от высокой температуры. Что касается инструментов, то потребуется обычный набор каменщика, в который входит:
- кельма;
- небольшой молоток-кирка;
- расшивка;
- пузырьковый уровень;
- правило;
- рулетка;
- угольник;
- отвес.
Кроме того, необходимо иметь лопату и ёмкость для приготовления и переноски строительного раствора.
Пошаговое руководство по устройству кирпичного дымохода для бани
Кирпичную кладку удобно вести по так называемой порядовке — схеме дымохода с детальной раскладкой кирпичей в каждом ряду.
Труба имеет несколько важных элементов типа распушки или выдры, поэтому детальный план работ поможет избежать ошибок и построить прочный и безопасный дымоход.
- Перед тем как взять в руки кельму и первый кирпич, в потолке и кровле выполняют разметку. Для того чтобы труба проходила вертикально, используют отвес.
- В потолке и крыше делают проёмы, соответствующие расчётным размерам кирпичного сооружения.
- Строго соблюдая способ перевязки каждого ряда, в месте выхода вертикального газохода выкладывают надсадную часть. При этом важно, чтобы сечение дымового канала соответствовало расчётным значениям, а способ перевязки каждого ряда отвечал принятой порядовке. Чтобы сделать углы максимально ровными, опытные печники рекомендуют натянуть шнуры от первого ряда кладки до отверстия в потолке.
В отличие от кладки стен, где основное внимание уделяют лицевой поверхности, при строительстве дымохода не менее важно сделать ровными и гладкими стенки внутреннего прохода. Во-первых, любые неровности могут создавать турбулентность и снижать тягу, а во-вторых, каждая впадина или выпуклость — это потенциальный источник зарастания газохода сажными отложениями.
- Выполняют кладку распушки — расширяющейся части трубы, которая необходима для защиты перекрытия от высокой температуры и дополнительной фиксации сооружения. Чтобы добиться максимальной устойчивости выступающей части, в кладочные швы укладывают арматуру. Распушку выполняют так, чтобы каждый последующий ряд выступал за пределы предыдущего ровно на четверть кирпича, а через три ряда ширина печной трубы увеличивается на кирпич. При этом самая широкая часть дымохода должна находиться в плоскости перекрытия.
- Кирпичный дымоход дополнительно фиксируют к потолочному перекрытию. Для этого на перекрытие вплотную к распушке прибивают доски. Идеально, если одна стенка трубы будет примыкать к балке, однако на практике это совпадение бывает нечасто.
- Габариты трубы в свету уменьшают, постепенно переводя распушку в стояк. Тело трубы наращивают до самой крыши.
- От низа кровли начинают выкладывать выдру. Её высота зависит от угла ската кровли, а сам этот элемент нужен для того, чтобы осадки не попадали в помещение, стекая по внешней поверхности трубы. Над верхней точкой крыши выдра должна выступать как минимум на два ряда кирпичей.
- Выкладывают шейку дымохода и оголовок.
- Устанавливают металлический колпак, который будет оберегать внутренний канал от снега и дождя.
Видео: кладка дымохода кирпичной печи для начинающих
После строительства дымохода выполняют работы по его защите от осадков. Для этого место стыка выдры и кровельного покрытия обрабатывают герметизирующими составами и закрывают гидроизолирующими материалами.
Монтаж печной трубы из металла
Металлический дымоход в равной степени устанавливают как внешним, так и внутренним способом, поэтому рассмотрим оба этих варианта.
Какие инструменты и материалы понадобятся
Перед установкой металлического дымохода следует проверить, всё ли у вас есть под рукой из инструментов. Вот что может понадобиться в большинстве случаев:
- угловая шлифмашина;
- ножницы по металлу;
- ножовка;
- пассатижи;
- лист оцинкованной стали толщиной 0.8 мм;
- сталь листовая толщиной 2 мм;
- минеральный утеплитель;
- труба металлическая.
Использование сэндвич-конструкций позволяет провести монтаж в самый короткий срок, поскольку производители выпускают не только саму двойную трубу, но и полный комплект доборных элементов: тройников, колен, заглушек, хомутов и т. д. Удобно будет использовать и готовые потолочно-проходные узлы, оголовки и защитные экраны. Единственным недостатком подобных конструкторов является лишь их относительно высокая стоимость.
Инструкция по установке внутреннего дымохода
- Используя отвес, размечают место прохода трубы сквозь чердачное перекрытие и кровлю. Расстояние между сэндвич-дымоходом и деревянным потолком должно составлять не менее 180–200 мм по всему периметру трубы.
- Воспользовавшись ножовкой, в отмеченных местах проделывают отверстия.
- На выходной патрубок печи устанавливают шиберную задвижку или монтируют стартовый элемент сэндвич-конструкции. При этом её внутренняя труба должна вставляться внутрь выходного патрубка — таким способом выполняют монтаж «по дыму». Важно, чтобы все соединения были максимально плотными, иначе в помещение будет просачиваться дым. Зазоры между отдельными элементами дымохода можно уплотнить асбестовым шнуром.
- В том месте, где дымоход будет проходить сквозь перекрытие, устанавливают потолочную разделку. Она представляет собой металлический короб со стенками, высота которых на 0,3–0,4 м больше толщины перекрытия. В днище разделки делают отверстие, соответствующее внешнему диаметру дымохода.
- Банную трубу наращивают до потолка и пропускают сквозь защитное сооружение, укрепляя стыки металлическими хомутами.
- Короб до самого верха заполняют любым жаростойким материалом — каменной или минеральной ватой, керамзитовыми шариками и т. д. и закрывают металлической панелью с таким же вырезом, который проделывался в его днище. Крышку крепят к потолку при помощи саморезов.
- Размечают место вывода дымохода сквозь крышу, после чего кровельное покрытие демонтируют.
- Со стороны чердака на кровле также устанавливают металлическую разделку. Для этого используют металлический или асбестовый лист, в котором, как и в снятом элементе кровли, вырезают отверстие. Его овальность должна определяться уклоном крыши.
Если металлический дымоход попадает на стропила и другие элементы кровли, то обойти деревянные элементы можно при помощи колена с изгибом под углом не более 45 градусов.
- Наращивают трубу на чердаке и выводят её сквозь крышу. Вокруг трубы укладывают жаростойкую теплоизоляцию из волокнистого утеплителя или асбеста.
- Кровельное покрытие возвращают на место.
Видео: сборка металлического дымохода для каменки
Поскольку в зазор между трубой и кровлей может затекать влага, необходимо защитить место их контакта при помощи гидроизоляции. В случае с круглыми трубами удобно использовать специальные эластичные манжеты, которые приклеивают к кровле герметиком и крепят при помощи саморезов. Чтобы внутрь металлической трубы не попадали осадки, её защищают специальным колпаком.
Особенности монтажа внешних дымоходов
Для установки дымохода вне помещения печную трубу выводят наружу при помощи колена и горизонтального участка расчётной длины. Обеспечить защиту бани от теплового воздействия можно при помощи кирпичной кладки, которой изолируют поверхность прилегающих к печи стен.
Хорошо, если конструкцией печи предусмотрен боковой патрубок для подключения дымохода. В противном случае понадобится колено или отвод. Эти элементы имеют изгиб под углом 45 или 90 градусов, благодаря чему можно подобрать деталь для печной трубы любой конфигурации.
Видео: как избежать ошибок при монтаже дымохода для бани
Проход системы отвода продуктов сгорания сквозь стену осуществляется точно так же, как и в случае с потолочным перекрытием — обустраивается теплоизолированный короб, который заполняют минеральной ватой. Что касается наружной части, то она имеет верхний и нижний участок — собственно дымовой канал и сборник конденсата.
Для крепления конструкции на стену используются специальные кронштейны, позволяющие фиксировать дымоход в вертикальном положении. Монтаж этой части конструкции может выполняться «по дыму» и «по конденсату». Необходимо отметить, что горизонтальный участок обязательно монтируют «по дыму», тогда как вертикальный – «по конденсату». В дальнейшем это сделает работу дымохода более эффективной и будет способствовать его долговечности.
Если внешняя труба изготавливается из кирпича, то понадобится прочный фундамент, который поднимают до уровня горизонтального канала. Лучше, если кирпичное сооружение будет примыкать к стене бани — в этом случае можно дополнительно укрепить кладку при помощи проволочных закладных. Конструкция печной трубы в этом случае, конечно же, упрощается, поскольку отпадает необходимость в распушке и выдре — после наращивания кладки на нужную высоту, потребуется лишь сделать оголовок и установить защитный колпак. Для чистки дымохода от сажи в нижней части сооружения устанавливают небольшую стальную или чугунную дверцу.
Советы по чистке печных труб
В отличие от дымоходов обогревающих твердотопливных печей, которые чистят в начале каждого отопительного сезона, банные трубы обслуживают по мере необходимости. Практика показывает, что при регулярном использовании парной эту процедуру необходимо проводить не реже 2 раз в год.
Для удаления сажи с внутренней поверхности газохода удобно использовать металлические или пластиковые ёршики с металлическим грузом. Привязанная к ним верёвка позволяет опускать приспособление сверху вниз, очищая канал по всей его длине.
Если нет возможности подобраться к верхнему срезу трубы, то в её нижней части обустраивают люк. Через него осуществляют чистку снизу вверх, используя такой же ёрш, присоединённый к длинному стальному тросу. Конденсат из системы с металлическими трубами сливают при помощи шарового крана, который монтируют в самой нижней точке влагоулавливателя.
Механический способ хоть является наиболее эффективным, однако сопряжён с довольно серьёзными трудозатратами. Сделать процесс очищения от сажи более лёгким можно при помощи химических средств, которые сжигают в печи вместе с дровами.
Видео: как почистить дымоход в бане
Дымоход является обязательным атрибутом банной печи, от которого зависит эффективность её работы. Выбрать, какой именно должна быть его конструкция, — это только полдела. Не менее важно в процессе проектирования и монтажа не забывать о СНиП и нормах пожарной безопасности. Только в этом случае пожелание «с лёгким паром» будет звучать как призыв к безопасному и приятному времяпрепровождению.