Schornstein für einen Heizraum: Berechnung von Höhe und Querschnitt nach technischen Standards

Die Hauptfunktion eines Kesselraumschornsteins besteht darin, Rauchgase aus Kesseln in die Atmosphäre abzuleiten und in diesem Raum zu verteilen.Sie haben noch eine zusätzliche Funktion: Sie müssen einen natürlichen Luftzug erzeugen, der sich aus der Differenz zwischen der Temperatur im Feuerraum und der Außentemperatur ergibt.

Wir stellen Ihnen die Arten von Rauchkanälen vor, deren Klassifizierung sich nach den Konstruktionsmerkmalen und dem Material der Rohre richtet. Hier erfahren Sie anhand eines konkreten Beispiels, wie Sie geometrische Parameter berechnen. Unsere Beratung hilft Ihnen bei der Entscheidung über Art und Größe des Schornsteins.

Arten von Schornsteinen

In großen Kesselhäusern kann der natürliche Zug keine vollständige Verbrennung gewährleisten, hier wird er zwangsweise mit Hilfe von Rauchpumpen erzeugt. Der Verbrennungsprozess und die Abgabe seiner Produkte in die Atmosphäre sollen die Umwelt möglichst wenig belasten und keine Notsituationen durch das Auftreten von über der Norm liegenden Drücken in den Öfen verursachen.

Strukturell Rohre für Heizräume Sie unterscheiden sich sowohl in der Art der Tragkonstruktion als auch im Herstellungsmaterial stark voneinander. Basierend auf dem ersten Merkmal werden mehrere Arten von Rohren unterschieden.

Selbsttragende Kesselrohre

Solche vertikalen Strukturen können ein- oder mehrläufig sein. Sie entfernen Verbrennungsprodukte aus Kesseln und Kesseln.

Sie werden unabhängig von der Art des Kraftstoffs eingesetzt, unterliegen jedoch bestimmten Anforderungen:

1. Die Temperatur der Rauchgase, die durch selbsttragende Rohre strömen, sollte 350 Grad C nicht überschreiten.
2. Verbrennungsprodukte dürfen nicht chemisch aggressiv sein.
3. Die optimale Schneelast für selbsttragende Konstruktionen beträgt 250 kg pro kW. cm, Wind - 30 kg pro kW. cm bei Bedingungen der Windregion II.

Auf dem Dach wird ein selbsttragendes Rohr installiert und im Gebäudeinneren befestigt. Seine Konstruktionsmerkmale bieten die Möglichkeit des Transports und der Installation vor Ort, weil Es besteht aus separaten Abschnitten, die dreischichtig sind Sandwichrohre. Die Struktur wird mit Ankern am Fundament befestigt.

Im Inneren des Rohres befindet sich eine Schicht aus widerstandsfähigem Stahl, der durch die bei der Verbrennung freigesetzten Stoffe nicht angegriffen wird. Die äußere Schicht schützt vor atmosphärischen Einflüssen.

Schornsteine ​​für große Kesselhäuser sind meist selbsttragend. Dabei handelt es sich um ein nach einem individuellen Projekt errichtetes Gebäude mit eigener Infrastruktur

Die Parameter von Rauchkonstruktionen müssen den in den Regulierungsdokumenten festgelegten Anforderungen entsprechen. Ihre Berechnung basiert auf Faktoren wie der Anzahl der Kessel, der Leistung und der Art des Brennstoffs. Luftemissionsnormen müssen berücksichtigt werden. In manchen Fällen sind Schornsteine ​​mit einer Plattform, einer Leiter, einer Inspektionsluke und einem Lichtzaun ausgestattet.

Säulenrauchstrukturen

Ein solches Rohr besteht aus einer Außenhülle aus Kohlenstoffstahl und darin eingesetzten Innenrohren unterschiedlichen Durchmessers aus Edelstahl zur Entfernung von Gasen. Die Struktur wird in einem in das Fundament eingegossenen Ankerkorb befestigt. Es kann entweder eine oder mehrere geben. Um zu verhindern, dass sich Kondenswasser im Inneren absetzt, wird eine Wärmedämmung verwendet.

Teil eines Säulenrohrs. Hier sieht man im Querschnitt, dass sich im Inneren mehrere Edelstahlfässer mit unterschiedlichen Durchmessern befinden.

Der Vorteil dieser Konstruktionslösung ist eine lange Lebensdauer und die Möglichkeit, mehrere Kessel anzuschließen. Die Stahldicke und -sorte wird auf der Grundlage der Temperatur und Aggressivität der Verbrennungsprodukte ausgewählt.

Der Durchmesser jedes Stammes kann bis zu eineinhalb Meter betragen, und wenn ein gemeinsamer Gaskanal für mehrere Kessel genutzt werden soll, ist ein Durchmesser von etwa 3 m erforderlich. Um die Bildung von Kondenswasser zu verhindern, werden die Stämme mit Thermo abgedeckt Isolierung.

Merkmale fassadennaher und fassadennaher Schornsteine

Installieren Sie fassadennahe Schornsteine ​​für an das Haus angeschlossene oder eingebaute Heizräume. Sie werden mit Klammern an der Gebäudewand befestigt. Die Bestandteile eines Schornsteins sind Rohrstämme und ein Rahmen bzw. Anker.

Das Fass besteht aus 3 Schichten: innen Edelstahl, dann Wärmeisolierung und verzinkter Stahl. Die Rohre sind für Kesselräume bestimmt, in denen die Kessel mit Gas oder flüssigem Brennstoff betrieben werden.

Am häufigsten werden Fassadenrohre entlang der Außenwand eines Gebäudes verlegt. Bei der Wahl der Stahlsorte und Rohrwandstärke werden die chemische Zusammensetzung der Abgase und deren Temperatur berücksichtigt

Fassadennahe und Fassadenrohre übertragen die Gewichtslast über ein zusätzliches Unterfundament und die Windlast über schwingungsisolierende Befestigungen. Dieser Schornsteintyp ist hinsichtlich der Materialkosten am wirtschaftlichsten, da keine tragenden Strukturen und ein solides Fundament vorhanden sind.

Das modulare System zur Herstellung der Gasabgasfässer ermöglicht einen einfachen Austausch beschädigter Teile.

Rohre vom Fachwerktyp

Diese Metallkonstruktion besteht aus Rohren, die auf einer starken, selbsttragenden Fachwerksäule montiert sind. Das Fachwerk wiederum wird in einem im Fundament eingegossenen Ankerkorb befestigt.Fachwerkschornsteine ​​eignen sich für den Einsatz in Regionen mit gefährlichen seismischen Bedingungen.

Das Fachwerkdesign umfasst 1 bis 6 Stämme. Die Säule besteht aus gewalztem Rohr. Das Profilrohr kann einen quadratischen oder dreieckigen Querschnitt haben. Es kommt auf die Anzahl der Stämme an

Um Korrosion vorzubeugen, werden Gasauslässe mit einer Grundierung beschichtet und anschließend lackiert.

Der Gasabzugszylinder besteht aus Modulen, die aus 3 Schichten bestehen:

• innenliegend, in direktem Kontakt mit Verbrennungsprodukten und aus speziellen Edelstahlsorten gefertigt;
• 5-6 cm dick, dient als Wärmedämmung;
• außen und schützt die wärmedämmende Schicht vor negativen Umwelteinflüssen.

Für die Korrosionsschutzbeschichtung werden Lacke mit einem hohen Zinkanteil verwendet. In manchen Bauwerken können im Inneren der Säule Treppen und Plattformen vorhanden sein, um die Wartung zu erleichtern. Die Strukturelemente derartiger Rohre sind relativ leicht, was sowohl den Transport als auch die Installationsarbeiten erleichtert.

Schornsteinmastrohre

Das zentrale Element des Mastrohres ist der Stützturm – drei oder vier Masten, an denen die Schornsteine ​​befestigt sind. Alle Strukturkomponenten werden auf einer Basis in Form einer Betonplatte montiert, beginnend von unten und schrittweise nach oben. Verwenden Sie bei der Montage eine Nietverbindung oder verwenden Sie selbstschneidende Schrauben.

Die Tragkonstruktion des Mastrohres besteht aus Stahlprofilen, die durch Streben und Winkel miteinander verbunden sind. Die Basis der Säule ruht auf dem Fundament und wird mit Ankern befestigt

Typischerweise werden einzelne Elemente zum Einbauort transportiert und wie ein Baukasten zusammengebaut. Dieser Vorgang nimmt sehr wenig Zeit in Anspruch – einige Stunden.Die Höhe des Schornsteins kann maximal 28,5 m betragen. Für die Stabilität des Schornsteins sorgen Versteifungsrippen – Stahlabspanndrähte mit einem Querschnitt von 1,6 bis 2 cm. Sie gleichen die Wirkung von Querkräften aus.

Materialien für den Bau von Kesselrohren

Rauchabzugssysteme werden aus verschiedenen Materialien gebaut – Ziegel, Stahl, Keramik, Polymer. Gemauerter Schornstein, über Ziegelöfen und Kaminen gebaut, zeichnet sich durch gute mechanische Festigkeit, hervorragende Wärmekapazität und einen relativ hohen Brandschutz aus.

Auch diese Konstruktionen haben viele Nachteile, weshalb im modernen Bauwesen komplett gemauerte Schornsteine ​​immer seltener vorkommen. Behördliche Dokumente begrenzen die Höhe von Ziegelrohren auf 30–70 m und den Durchmesser auf 0,6–8 m.

An den Wänden eines gemauerten Rohres mit vielen Vorsprüngen und Vertiefungen im Inneren setzt sich immer viel Kondensat und Ruß mit Schwefeloxiden ab. Letzteres reagiert mit Wasser und bildet Säuren, die Ziegel aktiv zerstören.

Oberflächenunebenheiten und eine Verengung des Durchgangs infolge einer allmählichen Zunahme der Rußschicht führen zu einer Verringerung der Rauchdurchgangsgeschwindigkeit und Kippschub im Rauchabzugskanal.

Widerstandsfähiger gegen Kondensation und äußere Einflüsse KeramikkamineSie haben eine hohe Feuerbeständigkeit. Aber dieses System hat viel Gewicht, weil Im Inneren befinden sich Metallstäbe, die ihm zusätzliche Stabilität verleihen. Dies erfordert die obligatorische Installation eines separaten Fundaments und von Stützen, was die Komplexität und die Kosten der Installation erhöht.

Polymer-Schornsteinrohre eignen sich für Heizräume mit einer maximalen Temperatur von 250 °C während der Installation Geysire. Sie sind leicht, flexibel und langlebig, sind jedoch nur für Gasgeräte relevant.

Ein Gerät zum Entfernen von Rauch aus Edelstahl ist eine Baugruppe, die aus einzelnen Schornsteinelementen besteht, die durch Formteile miteinander verbunden sind: T-Stücke, Rohre, Deflektoren, T-Stücke, Bögen. Stahlschornsteine hauptsächlich mit Gaskesseln ausgestattet.

Der Einbau eines solchen Schornsteins kann nach der Errichtung des Gebäudes in kurzer Zeit erfolgen. Es gibt eine große Auswahl an Verbindungsteilen, so dass dem Rohr jede beliebige Konfiguration gegeben werden kann.

Ein modularer Schornstein kann leicht demontiert und an einen anderen Ort verlegt werden. Der Vorteil der Konstruktion ist das geringe Gewicht, das den Verzicht auf ein Fundament ermöglicht, die Feuchtigkeitsbeständigkeit, die leichte Rußablagerung an den Innenwänden und die hohe Durchgangsgeschwindigkeit der Rauchgase.

Hygienenormen erlauben die Verwendung von Stahlrohren für den Bau von Schornsteinen mit einer Höhe von mehr als 30 m; eine Ausnahme ist nur möglich, wenn weniger als 5 Tonnen Polyasche-Brennstoff pro Tag verbraucht werden. Der Grund dafür ist, dass die Lebensdauer solcher Bauwerke 10 Jahre beträgt und sich bei Verwendung von schwefelreichem Kraftstoff deutlich verkürzt.

Zu den Sorten, deren Körper aus einer Stahllegierung besteht, gehören koaxiale SchornsteineWir empfehlen Ihnen, sich mit den Konstruktionsmerkmalen und Betriebsmerkmalen vertraut zu machen.

Berechnung der Rohrparameter

Um die Höhe und den Durchmesser des Schornsteins für den Heizraum zu bestimmen, ist eine aerodynamische Berechnung erforderlich. Der Durchmesser hängt von der Leistung einzelner Kessel oder des gesamten Heizraums ab.

Die Verbrennung von Brennstoff und die effektive Rauchabfuhr werden maßgeblich vom Luftzug beeinflusst, dessen Entstehung eine ständige Luftzufuhr zum Feuerraum erfordert.Dies wird sowohl auf natürliche als auch auf künstliche Weise erreicht.

Wenn eine Rauchpumpe in das System eingebaut ist, ist die Höhe des Rohrs unkritisch. Dieser Parameter ist vor allem für die Berücksichtigung schädlicher Emissionen in die Atmosphäre wichtig. Zur Bestimmung der Schwerkraft ist eine zwingende Berechnung sowohl der Höhe als auch des Rohrquerschnitts erforderlich.

Bestimmen der Rohrhöhe mit natürlichem Tiefgang

Um einen normalen natürlichen Zug zu erzeugen, muss die Bedingung der Gleichheit der Zugkraft und des Gesamtwiderstands eingehalten werden, die bei der Bewegung der Rauchgase durch die Gaskanäle des Kessels und des Schornsteinzugs auftreten. Eine solche Traktion ist möglich, sofern der Gaswiderstand gering ist und die Rohrhöhe 60 m nicht überschreitet.

Dieses Diagramm vereinfacht die Berechnung der Hauptparameter eines Rohrs zur Entfernung von Verbrennungsprodukten jeglicher Brennstoffe in Kesselraumöfen

Regulierungsdokumente, die den Standort und die Berechnung der Schornsteinhöhen regeln, sind SNiP41-01-2003, SP 7.13130.2009.

Sie sollten auch die Empfehlungen in der Bedienungsanleitung des Heizkessels berücksichtigen, insbesondere die folgenden Anforderungen:

1. Der Abstand vom Rost bis zur Rohroberkante sollte nicht weniger als 5 m betragen.
2. Über einem Flachdach ohne hohen Zaun sollte das Rohr mindestens 0,5 m ansteigen.
3. Bezogen auf die Höhe von Zaun und Dachfirst sollte das Rohr deren Niveau um 0,5 m überschreiten, wenn es sich innerhalb von eineinhalb Metern von diesen Bauwerken befindet.
4. Wenn der Schornstein in einem Abstand von 1,5 bis 3 m von der Brüstung und dem First entfernt ist, sollte sein oberster Punkt mit deren Höhenniveau übereinstimmen.

Wenn die Schornsteinhöhe falsch berechnet wird, können viele Probleme auftreten, vor allem Luftturbulenzen oder eine Winddruckzone. Das Feuer im Ofen kann durch starke Windböen gelöscht werden.

Bei der Installation eines Schornsteins müssen die Dachkonstruktion, die Dicke des Dachkuchens, der Abstand zu den umschließenden Elementen und dem First sowie die Brandschutzvorschriften (+) berücksichtigt werden.

Auch bei der Planung einer Heizraumleitung ist die Einhaltung der Brandschutzvorschriften Voraussetzung. Es ist notwendig, an das Rohr angrenzende Strukturen zu isolieren.

Um zu verhindern, dass Funken aus den Lüftungslöchern des Rohrs auf das Dach fallen, wenn es aus brennbarem Material besteht, wird die Höhe der Konstruktion um 0,5 m erhöht. Das Heizraumrohr muss mindestens 2 m von hohen Gebäuden und Bäumen entfernt sein .

Die Höhe des Rohres richtet sich nach der Dachkonstruktion. Wenn das Dach mehrgeschossig ist, werden Höhenunterschiede bei der Berechnung berücksichtigt, die Basis ist jedoch in allen Fällen gleich - die Höhe des Firsts (+)

Da der optimale Zug aufgrund der Differenz zwischen der Gesamtdichte der in den Schornstein austretenden Gase und einer gleich hohen Außenluftsäule entsteht, erfolgt die Berechnung nach folgender Formel:

Mit dieser Formel wird die Höhe des Rauchkanals selbstständig berechnet. Alle Werte können der mitgelieferten Dokumentation des Heizgerätes entnommen werden

Die Berechnung ist recht kompliziert, besser ist es, wenn sie von Spezialisten durchgeführt wird. Parameter, die die Höhe des Rohrs beeinflussen:

1. Der Koeffizient A charakterisiert die meteorologische Situation in der Region.
2. Mi ist die Masse der Rauchgase, die pro Zeiteinheit durch das Rohr strömen.
3. F ist die Geschwindigkeit, mit der sich bei der Verbrennung gebildete Partikel absetzen.
4. Spdki und Cfi sind Indikatoren für die Konzentration verschiedener Stoffe im Rauchgas.
5. V – Gasvolumen.
6. T ist die Differenz zwischen den Temperaturen der in das Rohr eintretenden und austretenden Luft.

Wenn Heizungsraum Da es sich in einem Anbau an das Haus befindet, wird letzteres zum Hindernis. In diesem Fall ist es erforderlich, dass der Rohrkopf oberhalb der Windunterstützungszone liegt.Andernfalls kann die Heizanlage nicht normal funktionieren.

Um festzustellen, um wie viel das Rohr erhöht werden muss, suchen Sie den höchsten Punkt des Hauses und ziehen Sie eine gerade Linie durch ihn, die einen Winkel von 45 Grad mit der Erdoberfläche bildet. Der Raum unterhalb dieser Linie ist die Windunterstützungszone, und der Schornstein sollte sich darüber befinden.

Berechnung des Rohrdurchmessers

Zur Berechnung des Rohrdurchmessers gibt es eine Formel:

S = m/(ρr x w),

Dabei ist m der Brennstoffverbrauch für 1 Stunde, w ist die Geschwindigkeit der Rauchgase, ρr ist die Luftdichte unter Betriebsbedingungen, sie wird durch die Formel bestimmt: pв = pBну x 273⁄273 x tос. Wobei to die Außenlufttemperatur ist, pBnu die Luftdichte unter normalen Bedingungen = 1,2932 kg/m3.

Die Tabelle hilft dabei, den Wert der Luftdichte ρg unter Betriebsbedingungen zu bestimmen, ohne komplexe Berechnungen durchführen zu müssen. Zur Vereinfachung der Berechnungen wird angenommen, dass die Rauchgasdichte gleich der Luftdichte (+) ist.

Lassen wir 50 kg Festbrennstoff pro Stunde im Kessel verbrennen, dann sind es pro Sekunde 50:3600 = 0,013888 kg. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Rauchgase beträgt 2 m pro Sekunde. Bei einer Lufttemperatur von -4 Grad C beträgt die Luftdichte 0,6881 kg pro 1 Kubikmeter. m. Dann ist S = 0,013888: (0,6881 x 2) = 0,010092 Quadrat. m = 92 qm. cm. Für einen kreisförmigen Abschnitt d = √4 x 92: 3,14 = 10,83 cm.

Der Durchmesser eines zylindrischen Schornsteins kann mit einer anderen Formel berechnet werden: d = 1000/1,163 x (r x Q√H), wobei r ein Koeffizient ist, der von der Art des verwendeten Brennstoffs abhängt. Für Kohle beträgt er 0,03, für Brennholz 0,045, für Gas 0,016 und für flüssigen Brennstoff 0,024.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Ein Video mit einer visuellen Demonstration des Prozesses zur Berechnung der Höhe des Rauchkanals für die Anordnung eines Heizraums:

Hier teilte der Autor des Videos seine eigenen Erfahrungen bei der Berechnung und Installation eines Schornsteins für einen Festbrennstoffkessel:

Ein weiteres Video, das dem Amateurdesigner helfen soll:

Es ist nicht so wichtig, welchen Brennstoff die Kessel im Heizraum verwenden. Auf eine Rauchgasabsauganlage kann man in jedem Fall nicht verzichten. Die wichtigsten Anforderungen, die Schornsteinrohre erfüllen müssen, sind ein guter Zug und Durchsatz sowie die Einhaltung von Umweltstandards.

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