Pour installer correctement la cheminée, il est nécessaire d'effectuer une série de travail de conception, qui comprennent à la fois le calcul de la cheminée et le choix du matériau pour sa fabrication. Et si pour le travail échelle industrielle Il serait préférable d'impliquer des professionnels, mais dans la construction privée, vous pouvez vous limiter à vos propres efforts. Ci-dessous, nous verrons comment calculer une cheminée.

Types de cheminées

La cheminée a pour but d'évacuer les produits de combustion et les fumées du poêle ou de tout autre appareil de chauffage extérieur à la pièce. Le tirage de toute cheminée domestique se forme naturellement et ne nécessite l'utilisation d'aucun appareil supplémentaire.

Les cheminées modernes peuvent être réalisées :

• Fabriqué en brique. Étant donné qu’une telle structure a un poids important, il est nécessaire de lui construire une base solide.

Conseil! Les experts conseillent d'ajouter de la chaux à la solution utilisée pour maçonnerie, ce qui évitera la formation de condensation, qui a un effet néfaste sur les murs du bâtiment.

• À partir de tuyaux sandwich, constitués de deux couches de métal avec une isolation posée entre elles. Le matériau le plus souvent utilisé pour la fabrication de tels tuyaux est l’acier inoxydable. Dans la plupart des cas, le basalte est utilisé comme isolant.
• Depuis matériaux polymères. De tels tuyaux ne doivent pas être exposés à des températures trop élevées. De telles cheminées peuvent donc être utilisées pour les chauffe-eau à gaz et les petites chaufferies. En même temps, tuyaux en polymère très durable, facile à installer et peu coûteux.
• Fabriqué en céramique. De tels tuyaux se caractérisent par une résistance élevée, mais ils coûtent également cher. Par conséquent, ils sont le plus souvent utilisés pour aménager des cheminées industrielles. En raison de leur poids important, de telles structures, comme celles en brique, nécessitent la pose de fondations.

Important! Dans certaines situations, des combinaisons de matériaux destinés à la fabrication des cheminées sont possibles. Par exemple, une cheminée en polymère ou en métal peut être recouverte de brique.

Comment est calculée une cheminée ?

Afin de calculer la taille des cheminées, vous devez naviguer dans les paramètres de l'appareil de chauffage. Les principales dimensions des cheminées sont le diamètre coupe transversale et la hauteur. Ces données se trouvent dans la documentation jointe à l'équipement.

Comment calculer la hauteur

Les performances des appareils de chauffage dépendent directement de ce paramètre, le calcul de la hauteur de la cheminée est donc très important. Selon la documentation SNiP, la hauteur minimale de la cheminée est de 5 mètres. Si le tuyau est plus petit que cette valeur, le tirage naturel nécessaire ne s'y produira pas. Cependant, une cheminée trop haute est également mauvaise, car dans ce cas le tirage sera réduit par le lent passage des fumées à travers le système et son refroidissement.

Des calculs sérieux de cheminées sont utilisés dans la construction industrielle. Très applicable ici système complexe calculs. Dans la construction privée, les exigences sont généralement beaucoup plus réduites et le calcul de la hauteur de la cheminée implique de suivre les règles suivantes :

• De la base au point le plus élevé, la longueur doit dépasser 5 mètres.
• En sortant sur un toit plat, la cheminée doit s'élever au-dessus d'au moins 50 cm.
• Si la cheminée est érigée sur toit en pente avec une distance de plus de trois mètres au faîte du toit, le calcul de sa hauteur est effectué de cette manière : la ligne reliant le faîte du toit à la cheminée et la ligne horizontale du faîte du toit doivent être situées à un angle de 10 degrés les uns par rapport aux autres.

Une méthode de calcul aérodynamique des cheminées a été développée pour déterminer les résistances et sélectionner les cheminées. Un bon calcul aérodynamique doit prendre en compte les éventuelles chutes de pression dans les sections des conduits gaz-air, en tenant également compte de la résistance qui apparaît dans une certaine section.

Comment calculer la section transversale d'une cheminée

Afin de calculer le tirage d’une cheminée, il faut d’abord déterminer son diamètre. Afin de ne pas effectuer de calculs complexes, vous pouvez utiliser les recommandations d'experts suivantes :

• Si la puissance de l'équipement de chauffage ne dépasse pas 3,5 kW, alors une cheminée mesurant 0,14 sur 0,14 mètre vous suffira.
• Si la chaudière de chauffage a une puissance comprise entre 4 et 5 kW, alors dans ce cas tailles optimales la cheminée mesurera 0,14 sur 0,2 mètres.
• Lors de l'utilisation d'équipements puissants dont les performances sont comprises entre 5 et 7 kW, la section transversale du tuyau de cheminée doit être d'au moins 0,14 sur 0,27 mètre.

Conseil! Si vous connaissez la puissance de l'appareil de chauffage que vous utilisez, vous pouvez utiliser en toute sécurité les recommandations spécialisées données ci-dessus. Si la puissance est inconnue, pour déterminer la section efficace optimale, il sera nécessaire d'effectuer des calculs appropriés.

• La quantité de carburant brûlée dans l'appareil par heure. Le plus souvent, ce paramètre peut être lu dans les caractéristiques de l'équipement.
• Indicateurs de température du gaz à l'entrée du conduit de cheminée. Ce paramètre se retrouve également dans les spécifications de l'équipement. Le plus souvent, elle oscille entre 150 et 200 degrés Celsius.

• Hauteur de la cheminée.
• La vitesse du gaz traversant le tuyau.

Remarque : Par défaut, cet indicateur est de 2 m/s.

• Indicateurs de traction naturelle. Généralement, ce paramètre est pris à 4 Pa ​​​​par mètre de longueur de cheminée.

Le paramètre principal dans le calcul de la section transversale du tuyau est la quantité de carburant brûlée. Lors du calcul du diamètre de la cheminée, vous devez utiliser la formule suivante : F=(π*d²)/4. Ainsi, pour connaître le diamètre, on en dérive un nouveau basé sur cette formule : d²=4*F/π. Grâce à lui, vous pouvez déjà déterminer la section de tuyau requise pour votre équipement de chauffage.

Conclusion

Afin d'assurer travail correct système de chauffage, il est nécessaire de faire un calcul compétent des paramètres de la cheminée. Ce n’est que dans ce cas qu’une traction naturelle efficace sera créée. Et si dans un environnement industriel cela est généralement réalisé calculs complexes, alors chaque artisan peut déterminer indépendamment les paramètres d'une cheminée domestique.

L'une des exigences les plus importantes pour garantir le fonctionnement sûr des équipements de chauffage à combustible solide est l'organisation correcte de l'élimination des produits de combustion. Dans l'espoir qu'ils sortent en temps opportun et complètement, sans pénétrer dans la pièce, et cèdent la place à l'afflux air frais, nécessaire à la combustion continue du remplissage de carburant. La violation de ces règles conduit, au mieux, à un fonctionnement inefficace du four ou de la chaudière. Mais ce qui est bien pire, c’est la possibilité d’une intoxication au monoxyde de carbone ou d’un risque d’incendie.

Dans cet article, nous ne considérerons pas options possibles construction de tuyaux de cheminée - il y a beaucoup d'informations à ce sujet dans d'autres publications de notre portail. La conversation portera sur les principaux paramètres du tuyau - sa section transversale, qui assure l'élimination rapide des produits de combustion à une vitesse optimale, et la hauteur, qui assure la création du tirage naturel nécessaire.

Ainsi, le sujet de la conversation d'aujourd'hui est la cheminée : calcul de la hauteur et de la section, justifications et calculateurs en ligne pratiques.

Pourquoi les appareils à combustible solide sont-ils envisagés ?

C'est simple : il y a toujours plus de problèmes avec eux dans ces domaines qu'avec ceux du gaz. Expliquons pourquoi :

• Tout d’abord, les appareils de chauffage au gaz sont presque toujours des produits fabriqués en usine. C'est-à-dire qu'ils doivent avoir un tuyau d'une certaine section pour le raccordement à la cheminée. La section transversale du canal est spécifiée et dans documentation technique modèles. C'est-à-dire que tout est assez simple - il n'est permis de rétrécir le canal dans aucune des sections de la cheminée ascendante.

• La température des produits de combustion des gaz sortant de la cheminée est disproportionnellement inférieure à celle générée lors de la combustion du bois ou autre. combustible solide.
• Il est également difficile de comparer les volumes de mélanges gazeux formés lors de la combustion des combustibles « bleus » et solides. La différence ici est assez significative !

Mais les appareils de chauffage à combustible solide, poêles ou chaudières, sont très souvent créés indépendamment. Ou bien ils sont « hérités » des anciens propriétaires de la maison. Et ici, il n'est jamais superflu de vérifier les paramètres de la cheminée connectée à un tel appareil.

Cependant, ce qui concerne la hauteur du tuyau et le contrôle du tirage peut probablement être entièrement attribué aux équipements de chauffage au gaz. La section transversale est connue, mais cela ne ferait pas de mal de vérifier le reste.

Mais commençons par la section.

Comment calculer la section transversale d'une cheminée ?

Il existe plusieurs méthodes pour calculer la section optimale. Par exemple, sur la taille de la chambre de combustion du foyer ou sur la surface de la fenêtre du ventilateur du four. Mais dans cette publication, l'attention se concentrera sur la méthodologie basée sur l'évaluation du volume de gaz de combustion générés au cours du processus de combustion. gaz de combustion.

Sur la base de calculs et d'expériences, les experts ont depuis longtemps établi des tableaux à partir desquels on peut obtenir des informations sur la génération de fumée spécifique pour différents types combustible solide. C'est-à-dire quel volume de produits de combustion est formé lors de la combustion, disons, d'un kilogramme de bois de chauffage, de charbon, de tourbe, etc.

Nous présenterons également un tel tableau (dans une version abrégée). En plus de la formation de fumée spécifique, il indique la teneur en calories du combustible (la quantité de chaleur dégagée lors de la combustion d'un kilogramme) et la température approximative des produits de combustion à la sortie de la cheminée. La première de ces caractéristiques ne nous intéresse pas particulièrement à un instant donné – elle donne simplement une idée générale du rendement énergétique. Mais la température, oui, sera nécessaire aux calculs.

Comme vous pouvez le constater, les volumes sont impressionnants. Même les types de carburant qui produisent un minimum de fumée consomment déjà environ 10 mètres cubes pour chaque kilogramme brûlé. Cela signifie que, pour des raisons physiques et géométriques, la section transversale du conduit de cheminée doit pouvoir évacuer en permanence ces volumes considérables.

C'est pourquoi nous « dansons » lors du calcul.

Prix ​​​​des cheminées

cheminée

Le volume de produits de combustion libérés lors de la combustion d'un combustible solide pendant une heure peut être déterminé par la formule suivante (en tenant compte de la dilatation thermique des gaz).

Vgch =Vud × Mtch × (1 + Td/273))

Vgch- le volume de produits de combustion formé en une heure.

Vsp- volume spécifique de produits de combustion générés pour le type de combustible sélectionné, m³/kg (d'après le tableau).

Mtch- masse de carburant remplie, brûlée en une heure. On le trouve généralement par le rapport entre la pleine charge de combustible et le moment de son épuisement complet. Par exemple, 12 kg de bois de chauffage sont chargés dans le poêle en une seule fois et ils brûlent en 3 heures. Cela signifie Mtch = 12 / 3 = 4 kg/heure.

Td- température du gaz (℃) à la sortie du conduit de cheminée (du tableau).

273 - constante pour amener les paramètres de température à l'échelle Kelvin, utilisée dans les calculs thermodynamiques.

Puisque l'unité de temps dans notre système de calcul est la seconde, il n'est pas difficile de connaître le volume obtenu par seconde - le résultat est simplement divisé par 3600 :

Vgс =Vgch / 3600

Pour connaître la section transversale d'un canal qui est garanti de faire passer ce volume à travers lui-même à une certaine vitesse de mouvement du gaz, il est nécessaire de trouver leur rapport

Sc = Vgc /Fd

Sc- surface de la section transversale du canal de cheminée, m².

Fd- vitesse d'écoulement du gaz dans le conduit de cheminée, m/s

Quelques mots sur cette vitesse. Pour les appareils de chauffage et les structures domestiques, elles visent généralement à rester dans la plage de 1,5 à 2,5 m/s. Avec une vitesse aussi faible, d'une part, il n'y a pas de résistance significative à l'écoulement et aucune forte turbulence ne se produit qui ralentit le mouvement des gaz. Les pertes de chaleur sont minimisées, la température des gaz à la sortie du tuyau est réduite à des valeurs normales. Dans le même temps, la vitesse est suffisamment élevée pour réduire la formation de condensation et le dépôt de cendres sur les parois internes du canal.

Si la section transversale est trouvée (et c'est sa valeur minimale), alors selon la formules géométriques vous pouvez trouver le diamètre du tuyau section ronde, ou la longueur du côté - pour une section carrée, ou sélectionnez les longueurs des côtés pour une section rectangulaire.

Vous trouverez ci-dessous une calculatrice qui simplifiera grandement ces calculs. Il doit indiquer le type de combustible, sa consommation approximative (plus précisément la masse et la durée de combustion d'une pleine charge) et le débit de gaz attendu dans la cheminée. Le programme fera le reste lui-même.

Le résultat final est affiché dans trois vues :

Diamètre minimum pour section ronde ;

Longueur de côté minimale pour une section carrée ;

La surface de la section transversale, qui peut être utilisée, par exemple, pour sélectionner les dimensions des côtés d'une section rectangulaire.

Calculatrice pour calculer les paramètres de la section transversale du tuyau de cheminée

Entrez les valeurs demandées et cliquez sur
« CALCULER LES DIMENSIONS DE LA SECTION CHEMINÉE »

TYPE DE COMBUSTIBLE SOLIDE

POIDS D'UNE SEULE CHEMINÉE DE COMBUSTIBLE, kg

DURÉE DE FONCTIONNEMENT DU FOUR SUR UNE SEULE COUCHE, heures

VITESSE PRÉVUE DU GAZ DANS LA CHEMINÉE, mètres par seconde

Hauteur du tuyau de cheminée.

Ici, nous pouvons nous passer de calculs complexes.

Oui, bien sûr, il existe des formules assez lourdes qui permettent de calculer avec une grande précision la hauteur optimale de la cheminée. Mais ils deviennent vraiment pertinents lors de la conception de chaufferies ou d'autres installations industrielles, où ils fonctionnent avec des niveaux de puissance, des volumes de combustible consommés, des hauteurs et des diamètres de tuyaux complètement différents. De plus, ces formules incluent également une composante environnementale concernant l’émission de produits de combustion jusqu’à une certaine hauteur.

Il ne sert à rien de présenter ici ces formules. La pratique montre, et cela est d'ailleurs également stipulé dans les codes du bâtiment, que pour tout dispositif ou structure à combustible solide théoriquement possible dans une maison privée, un conduit de cheminée (à tirage naturel) d'une hauteur d'au moins cinq mètres sera suffisant. Vous pouvez toujours trouver des recommandations pour vous concentrer sur le chiffre de six mètres.

Dans ce cas, nous entendons précisément la différence de hauteur entre la sortie de l'appareil (pour les poêles, elle est souvent considérée depuis la grille) et le bord supérieur du tuyau, sans tenir compte du parapluie, de la girouette ou du déflecteur fixés. Ceci est important pour les cheminées comportant des sections horizontales ou inclinées. Répétons-le, pas la longueur totale du tuyau utilisé, mais seulement la différence de hauteur.

Ainsi, la longueur minimale est claire - cinq mètres. Moins est impossible ! Et encore ? Bien sûr, c’est possible, et parfois même nécessaire, car ils peuvent interférer facteurs supplémentaires, déterminé par les spécificités du bâtiment (généralement - la hauteur de la maison) et l'emplacement de la tête du tuyau par rapport au toit ou aux objets voisins.

Cela est également dû aux règles sécurité incendie, et le fait que la tête du tuyau ne doit pas tomber dans la zone dite de support du vent. Si ces règles sont négligées, la cheminée deviendra extrêmement dépendante de la présence, de la direction et de la vitesse du vent, et dans certains cas, le tirage naturel qui la traverse pourra disparaître complètement ou changer à l'opposé (« chavirer »).

Ces règles ne sont pas si compliquées et, en les prenant en compte, il est déjà possible de déterminer avec précision la hauteur du conduit de cheminée.

Prix ​​​​des tuyaux de cheminée

tuyau de cheminée

• Tout d'abord, quel que soit le toit traversé par la cheminée, le bord du tuyau ne peut pas être à moins de 500 mm du toit (en pente ou plat - peu importe).
• Sur les toits de configuration complexe, ou sur un toit adjacent à un mur ou à un autre objet (par exemple, le bord du toit d'un autre bâtiment, une extension, etc.), la zone de support du vent est déterminée par une ligne tracée selon un angle de 45 degrés. Le bord de la cheminée doit être au moins 500 mm au-dessus de cette ligne conditionnelle (dans la figure du haut il y a un fragment de gauche)..
• La même règle s'applique d'ailleurs également lorsqu'il y a un grand objet tiers à côté de la maison - un bâtiment ou même un arbre. L'image ci-dessous montre comment il est produit construction graphique dans ce cas.

• Sur un toit en pente, la hauteur de la section de tuyau dépassant du toit dépend de la distance au faîte (fragment de gauche du schéma supérieur).

Un tuyau situé à une distance allant jusqu'à 1 500 mm du faîte doit, avec son bord, s'élever au-dessus de celui-ci d'au moins 500 mm.

À une distance de 1 500 à 3 000 mm, le bord supérieur du tuyau ne doit pas être inférieur au niveau du faîte.

Si la distance jusqu'à la crête est supérieure à 3 000 mm, l'emplacement minimum autorisé de la coupe du tuyau est déterminé par une ligne passant par le sommet de la crête, tracée à un angle de -10 degrés par rapport à l'horizontale.

Pour réduire la dépendance du tirant d'eau au vent, des capuchons spéciaux, des déflecteurs et des girouettes sont utilisés. Dans certains cas, l'utilisation d'un pare-étincelles est également requise - cela est particulièrement vrai pour les appareils à combustible solide.

Il ne reste plus qu'à s'asseoir avec un dessin de votre maison (existante ou en projet), à déterminer l'emplacement du tuyau puis enfin à s'installer sur une certaine hauteur - à partir de 5 mètres ou plus.

Vérification du tuyau prévu pour la quantité de tirage naturel

En fait, nous avons déjà déterminé les principaux paramètres de la cheminée - la section suffisante de son canal et sa hauteur. Mais pour les appareils à tirage naturel, ce n’est jamais une mauvaise idée de vérifier la force de ce tirage. Pour qu'il n'arrive pas que la cheminée construite refuse soudainement de remplir ses fonctions principales.

Le tirage est essentiellement la différence de pression des gaz chauds dans le tuyau et de l’air extérieur. C'est cette différence qui stimule le mouvement du flux de gaz à travers le conduit de cheminée.

On pense que pour le fonctionnement normal d'une cheminée à tirage naturel, cette différence doit être d'au moins 4 pascals par mètre de hauteur de tuyau (0,408 mm de colonne d'eau ou 0,03 mm mercure). Autrement dit, pour un tuyau de cinq mètres (notre minimum), la poussée doit être d'au moins 20 Pa. Cela garantit à la fois une évacuation normale des gaz et le débit d'air nécessaire à une combustion continue du carburant.

Comment calculer cette poussée. Naturellement, cela dépend en grande partie des densités des gaz, qui, elles, sont étroitement liées à la température. Vous pouvez le vérifier en regardant la formule avec laquelle nous allons travailler :

Δ P=Htr ×g×Ratm × (1 / TV – 1 / Tds) / 287,1

Δ P.- tirage naturel dans la canalisation, Pa.

Htr- hauteur de la cheminée, m.

g- accélération de chute libre (9,8 m/s²) ;

Patm - pression atmosphérique. Une valeur de 750 mmHg est considérée comme normale. Cependant, la zone pour laquelle le calcul est effectué peut avoir ses propres spécificités. Nous devons bien comprendre que le niveau de la mer est considéré comme la norme. Et avec l’altitude, ce taux commence à diminuer. Et de manière assez significative. Ainsi, lors des calculs, vous devrez vous guider par la norme de votre région de résidence.

La pression atmosphérique est généralement mesurée en millimètres de mercure. Cependant, pour calculer dans le système SI, il est nécessaire de le convertir en pascals. Ce n'est pas difficile si vous savez que 1 mm Hg. Art. = 133,3 Pa.

TV- la température de l'air extérieur. De plus, réduit à l'échelle Kelvin, soit C° + 273.

TDS- température moyenne des gaz dans la cheminée. Défini comme la moyenne arithmétique des indicateurs d'entrée et de sortie, suivie d'une réduction à l'échelle Kelvin.

287,1 - le gaz air constant. Il serait plus correct de sélectionner cette valeur pour un composition chimique gaz d'échappement. Mais dans notre cas, l'erreur ne sera pas significative, ce qui affectera grandement le résultat final.

Quelques remarques importantes sur les températures d'entrée et de sortie.

Vous devez toujours vous efforcer d’atteindre ses valeurs optimales. Les statistiques montrent que la plupart des incendies se produisent avec les poêles de sauna, qui n'ont pratiquement aucune dissipation de chaleur ; la chaleur s'accumule dans le hammam en peu de temps et la cheminée chauffe généralement à des températures dangereuses. Par conséquent, vous devez pouvoir contrôler les températures dans le tuyau à l'aide de fonds disponibles– registres, vannes, dispositifs supplémentaires de récupération de chaleur (par exemple, réservoirs de chauffage à eau).

Dans les poêles domestiques et chauffants, c'est plus facile, mais un contrôle reste nécessaire. Dans les chaudières, où l'essence même du travail est le transfert constant de chaleur vers le liquide de refroidissement en circulation, ces problèmes ne sont pas si urgents.

Le mode 900 ÷ 600 ℃ (entrée et sortie), que l'on retrouve sur certains poêles de sauna, est extrêmement dangereux à tous égards, et ne doit même pas être envisagé ! Les limites raisonnables (et même alors leur limite supérieure) sont de 600 ÷ 400 degrés pour les briques domestiques et fours à métaux. Habituellement, ils essaient de le maintenir dans la plage de 400 ÷ 200 ℃. Pour les équipements à gaz, la limite inférieure peut descendre en dessous de 100 degrés.

Si toutes les valeurs initiales de substitution dans la formule sont connues, vous pouvez procéder au calcul. Pour ce faire, nous suggérons à nouveau d'utiliser les capacités d'un calculateur en ligne spécial.

Le poêle ou la cheminée est appelé le « cœur de la maison » pour une bonne raison. Mais maîtriser le feu à l’intérieur d’un immeuble résidentiel nécessite toute une série d’actions et un long ensemble de règles. Après tout, toute erreur dans la conception d'une cheminée coûte trop cher, depuis l'étouffement de la fumée à l'intérieur de la pièce jusqu'à un incendie. Et le plus souvent, tout commence par une violation du tirage et la destruction des parois de la cheminée, puis les structures des bâtiments adjacents prennent feu.

Aujourd'hui Les calculs de la hauteur de la cheminée sont souvent effectués par des moyens spéciaux programmes, bien que des spécialistes expérimentés doivent vérifier les valeurs obtenues manuellement, en utilisant des formules qu'il est logique de connaître pour des raisons de tranquillité d'esprit.

Ils ne sont pas compliqués, il suffit de les comprendre connaissances scolaires la géométrie et la capacité de substituer des valeurs au bon endroit. Et nous essaierons à notre tour de vous expliquer pourquoi chaque indicateur est si important pour déterminer la hauteur du tuyau de cheminée et comment il l'affecte exactement.

Selon tout le monde règlement de construction et règles, la cheminée doit s'élever au-dessus du toit à une certaine distance. Ceci est nécessaire pour que l'air sur les parties saillantes du toit ne provoque pas de refoulement dû aux turbulences.

Le refoulement peut être constaté directement sous la forme de fumée qui s’échappe du foyer directement dans la pièce. Mais la hauteur supplémentaire de la cheminée n'est pas non plus nécessaire, sinon le tirage deviendra trop fort et vous ne recevrez aucune chaleur d'une telle cheminée : le bois brûlera en cendres comme une allumette, sans avoir le temps de dégager de la chaleur.

Si le tuyau est situé trop près d'arbres denses ou d'un mur haut, il doit être prolongé avec un tuyau en amiante-ciment ou en acier.

Dans cette vidéo, vous trouverez également de précieux conseils sur l'installation de la cheminée et la résolution des problèmes de hauteur :

Force de traction : comment obtenir une combustion idéale du carburant

La force de traction elle-même est influencée par plusieurs facteurs importants :

• matériel de cheminée;
• hauteur des fondations au-dessus du niveau de la mer ;
• température des fumées sortant du four ;
• forme en coupe transversale du tuyau de cheminée ;
• douceur ou rugosité de la surface intérieure ;
• violation de l'étanchéité interne de la cheminée;
• température et humidité de l'air extérieur ;
• ventilation d'une pièce avec une chaudière ou un poêle ;
• exhaustivité de la combustion du carburant ;
• degré de contamination de la chaudière (ou du poêle) et de la cheminée ;
• type de brûleur utilisé (modulant ou discret).

Tout d’abord, vous devez déterminer le tirage statique de la cheminée, qui est mesuré en ∆p [Pa]. Voici la formule de calcul :

h[m]=(∆p·Tp·Tн)/(3459·(Tp-1.1·Тн))

Tr est la température moyenne dans la canalisation, et TN– la température extérieure. Elle est mesurée par défaut en degrés sur l'échelle Kelvin, mais vous pouvez également la spécifier en Celsius en ajoutant +273.

Calculer la température moyenne n'est pas difficile. Ceci est généralement indiqué dans les caractéristiques techniques de la chaudière, mais il est également important de prendre en compte le refroidissement. Cela représente 1 degré par mètre de tuyau en brique, 2 degrés par mètre de tuyau en acier isolé et 5 degrés pour un tuyau non isolé.

Dans ce cas, la valeur température extérieure Il est conseillé de considérer ce qui est typique de l'été comme la période la plus problématique pour la traction :

Faites un calcul aérodynamique et découvrez la hauteur et le diamètre exacts requis de la cheminée. La quantité de tirage elle-même signifie la différence entre les densités de l'air et des gaz de combustion, multipliée par la hauteur de la maison. C'est 5 mètres de la cheminée qui assurent le vide et le tirage des fumées..

Mais que faire si la hauteur du tuyau ne peut pas être augmentée et que le tirage, pour certaines raisons, est toujours insuffisant ? Cela se produit souvent lorsque les gaz de combustion refroidissent trop rapidement, surtout pendant la saison froide. Puis pour restaurer la traction zone requise les tuyaux sont simplement isolés.

N'oubliez pas non plus que la poussée réelle est toujours inférieure à la poussée statique en raison de la résistance au mouvement des gaz à l'intérieur des parois des tuyaux. Plus la section d'écoulement de la cheminée est étroite et plus elle contient de coudes, de sections horizontales, etc., plus le tirage sera mauvais, car le tirage est affecté par la perte de pression sur toute la longueur du tuyau.

Un autre problème lié à la hauteur de la cheminée est l’air froid provenant du foyer. Ainsi, lorsqu'il ne fonctionne pas, l'air froid de la rue en est évacué. Cela se produit lorsque la tête de cheminée se trouve en dessous de l'extrémité de la hotte de ventilation, ou lorsque les combles sont trop grands et mal isolés.

Conception de la cheminée en fonction de la configuration du chauffage

Et tout d'abord, lors de la conception d'une cheminée, ses indicateurs de débit minimum sont calculés. Si des erreurs sont commises ici, les gaz de combustion commenceront à s'accumuler à l'intérieur du tuyau et causeront de nombreux problèmes.

La disposition générale de la cheminée ressemble à ceci :

Si la température des gaz d'échappement est basse, comme dans les chaudières modernes à basse température, des extracteurs de fumée dits électriques sont installés dans la partie supérieure de la cheminée.

Il s'agit d'un petit ventilateur à pales. Un tel dispositif élimine de force les produits de combustion du tuyau, augmentant ainsi la force de traction. Et puis la force de traction n’affecte plus directement la hauteur de la cheminée, car elle est obtenue d’une manière différente, et non en « captant le vent ».

S'il n'y a pas d'appareil supplémentaire, vous devrez quand même attraper le vent. Et dans ce cas, il faut s'appuyer sur la puissance disponible de la chaudière, du poêle ou de la cheminée, que l'on retrouve dans la documentation technique. Elle s'exprime en quantité de carburant brûlée en une heure de travail.

Si la quantité de carburant est connue, le volume de gaz est calculé à l'aide de la formule suivante :

Vg = B∙V∙(1+t/273)/3600

Le résultat sera en m 3 / s. C'est la vitesse de déplacement du gaz dans le tuyau. Nous calculons la section transversale du tuyau à l'aide de la formule suivante :

F = π∙d²/4

Et la valeur résultante est déterminée en m 2. Il s'agit de la section transversale de la cheminée et le diamètre est calculé à l'aide de la formule :

dt = √4∙B∙V∙(1+t/273)/π∙ω∙3600

Les autres caractéristiques sont presque les mêmes pour la plupart des appareils de chauffage. Ainsi, la vitesse de sortie des gaz dans la cheminée n'est généralement pas inférieure à 2 mètres par seconde et la température des gaz à l'entrée des tuyaux est de 150 à 200 degrés.

De plus, la pression standard du gaz pour 1 mètre n'est pas inférieure à 0,4 mm H 2 O, ou 4 Pa ​​:

Par conséquent, selon SNiP, la hauteur de la cheminée par rapport à la grille doit être d'au moins 5 mètres.

Inflammabilité des toitures : quand une étincelle mène au désastre

Cela compte aussi matériau de toiture, à savoir son inflammabilité. Ainsi, avec un revêtement ignifuge, la hauteur du tuyau doit être augmentée de 1 à 1,5 mètres afin que les étincelles n'atteignent pas le toit :

Dépendance de la hauteur de la cheminée par rapport aux autres éléments du toit

La distance entre la cheminée elle-même et le faîte du toit, le parapet ou ses autres éléments est également d'une grande importance :

Ainsi, concernant l'élévation des cheminées au-dessus du toit, il existe les règles suivantes :

1. Pas moins de 1,2 mètres au-dessus toit plat.
2. Au moins 50 cm au-dessus du faîte du toit, si le tuyau est situé jusqu'à 1,5 mètre du faîte.
3. Pas plus bas que le niveau du faîte si le tuyau est situé de 1,5 à 3 m du faîte.
4. Pas plus bas que la ligne qui peut être tracée depuis la crête jusqu'à l'horizon selon un angle de 10 degrés, si le tuyau est situé à plus de 3 mètres de la crête.

Dans ce cas, le conduit de fumée doit être situé à une certaine distance des autres éléments du bâtiment, minimum :

• 150 mm pour les tuyaux avec isolation ;
• 500 mm pour les tuyaux sans isolation.

La hauteur minimale autorisée des tuyaux est de 50 cm. Mais il s'agit de tuyaux trop bas qui ne peuvent être placés que sur des tuyaux. toits plats sans aucune saillie. Si le toit a plus configuration complexe, il faudra bricoler et prendre en compte toutes les parties saillantes.

Ainsi, si toutes ces pièces sont situées à une distance de 1,5 mètre du tuyau lui-même, alors le tuyau doit seulement être plus haut que tous ces éléments. S'ils sont à moins de 1,5 mètre, alors la cheminée doit dépasser leur hauteur d'au moins 59 cm :

Maintenir une hauteur de cheminée de 5 mètres entre la grille du foyer et la coupe supérieure du tuyau n'est pas difficile si une maison à un ou deux étages a été construite. Mais des problèmes surviennent si le foyer a été installé à l'étage supérieur du grenier - la hauteur du plafond et du grenier est insuffisante.

Considérations environnementales pour les bâtiments industriels

En un mot, débit Le conduit de cheminée doit assurer le libre passage des fumées et leur rejet dans l'atmosphère. De plus, l'aspect environnemental est également important ici, à savoir si les produits de la combustion du carburant sont correctement dispersés dans l'atmosphère.

Ainsi, lors de la construction d'entreprises commerciales et industrielles, certains normes sanitaires. Et ils dépendent des conditions météorologiques de la région, de la vitesse typique du flux d'air, de la topographie du paysage et de nombreux autres facteurs.

Alors, quelle valeur avez-vous obtenue et est-elle exactement égale à 5 mètres ?

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Comment calculer une cheminée - 4 points importants à considérer lors de l'installation d'une cheminée

Pour chauffer les maisons privées pendant la saison froide, ils sont le plus souvent utilisés, soit conventionnels fours à briques et cheminées, ou ménage chaudières de chauffage sur combustible solide, liquide ou gazeux. Une condition indispensable au fonctionnement normal de tels appareils de chauffage est la libre circulation de quantité suffisante de l'air frais dans la zone de combustion de la flamme et une élimination rapide des déchets de combustion dans l'atmosphère. Pour s'assurer que ces conditions sont remplies, avant l'installation cheminée de poêle, il est très important d'effectuer un calcul compétent de la cheminée à tirage naturel, car non seulement l'efficacité des appareils de chauffage en dépendra, mais également la sécurité des résidents d'une maison privée.

Qu’est-ce qui cause le tirage naturel dans le four ?

La plupart des fours et chaudières de chauffage et de cuisson chauffage autonome ne sont pas équipés d'un système d'alimentation forcée d'air frais et d'évacuation des gaz de combustion, par conséquent le processus de combustion du combustible dans ceux-ci dépend directement de la présence d'un tirage naturel dans le conduit de cheminée.

Théoriquement, la méthode de calcul d'une cheminée est assez simple. Pour faire comprendre au lecteur d'où vient le tirage naturel, je vais essayer ci-dessous d'expliquer brièvement la physique des processus thermiques et dynamiques des gaz qui se produisent dans le four lors de la combustion du combustible.

1. La cheminée du poêle est toujours installée verticalement (à l'exception de certaines sections horizontales ou inclinées). Son canal commence au sommet de l'arche du foyer et se termine sur la rue, à une certaine élévation au-dessus du toit de la maison ;

1. Les gaz de combustion chauds dans la zone de combustion du combustible ont une température très élevée (jusqu'à 1000°C), donc, selon les lois de la physique, ils se précipitent rapidement vers le haut ;
2. En remontant le conduit de cheminée à une vitesse d'environ deux mètres par seconde, les gaz de combustion créent une zone de basse pression dans le four ;
3. Grâce au vide naturel dans le foyer, un flux d'air frais est assuré à travers le cendrier et la grille dans la zone de combustion de la flamme ;
4. Ainsi, il est facile de comprendre que pour la formation d'une bonne traction naturelle, plusieurs conditions doivent être réunies à la fois :

• La cheminée doit être positionnée strictement verticalement. De plus, l'ode doit avoir une hauteur suffisante et la configuration la plus droite possible, sans virages ni virages inutiles à un angle supérieur à 45°.

• La section interne du canal de fumée doit être conçue de manière à permettre à tout le volume de fumées formées lors de la combustion du combustible de passer librement dans l'atmosphère ;
• Afin de ne pas créer d'importantes traînée aérodynamique mouvement de fumée les parois internes du tuyau doivent avoir une surface aussi plate et lisse que possible avec un nombre minimum de transitions et de joints ;
• Au fur et à mesure de leur déplacement dans le conduit, les fumées se refroidissent progressivement, ce qui entraîne une augmentation de leur densité et de leur tendance à se former. Pour éviter que cela se produise, le tuyau de cheminée doit avoir une bonne isolation thermique.

Le vent extérieur a un effet positif significatif sur la force du tirage naturel. Ceci s'explique par le fait qu'un flux d'air continu dirigé perpendiculairement à l'axe de la cheminée crée une pression réduite dans celle-ci. Par conséquent, par temps venteux, il y a toujours bonne traction au four.

Point 1. Choix du matériau et de la conception de la cheminée

La documentation réglementaire et technique de construction ne stipule aucune exigence stricte pour la disposition des cheminées de poêle, c'est pourquoi chaque propriétaire fabrique une cheminée à sa propre discrétion. Dans le même temps, je dois dire que tous les types de cheminées diffèrent les uns des autres non seulement par leur conception et leurs caractéristiques externes, mais également par leurs caractéristiques thermiques, de poids et de dynamique des gaz.

1. Une cheminée en maçonnerie se caractérise par une résistance et une durabilité élevées ; elle peut résister à une exposition prolongée à des températures élevées, mais ne résiste pas aux effets des condensats de fumée agressifs. Grâce aux murs massifs en briques, il présente une capacité thermique élevée et satisfaisante propriétés d'isolation thermique. Concernant la question de la condensation de la vapeur d’eau et de la dynamique des gaz cheminée en brique, alors tout ne va pas si bien ici.

• Massif tuyau en brique a un poids important, par conséquent, son installation nécessite sa propre fondation, qui à son tour nécessite également des calculs séparés ;

• La forme transversale rectangulaire ou carrée des canaux de fumée, en combinaison avec des parois internes inégales et rugueuses, crée une résistance significative au mouvement des gaz de combustion, de sorte que la section transversale de ces cheminées doit être choisie avec une petite marge ;
• Le manque d'isolation thermique supplémentaire peut entraîner la formation de condensation à l'intérieur de la cheminée, ses parois doivent donc être d'une épaisseur suffisante pour que la température des fumées à l'intérieur ne descende pas en dessous du point de rosée.

1. Les tuyaux en amiante-ciment et en céramique sont vendus prêts à l'emploi et sont faciles à installer de vos propres mains. Ils sont donc souvent utilisés dans la construction de maisons privées pour connecter des chaudières à gaz ou à combustible solide. De nombreux propriétaires sont attirés par leur prix pas très bas, mais je tiens à vous rappeler que lors de l'installation d'une cheminée à partir de tuyaux en amiante-ciment, vous devez prendre en compte les points suivants :

• Les tuyaux en amiante-ciment ont une conductivité thermique élevée et ne retiennent pas bien la chaleur des gaz de combustion, à cause de laquelle de la condensation peut se former à l'intérieur, ce qui entraînera rapidement la destruction des murs ;
• Pour éviter que cela ne se produise, lors de l'installation d'une cheminée en amiante-ciment, il est important de choisir le bon matériau d'isolation thermique, et calculer son épaisseur pour que la température des fumées en sortie ne descende pas en dessous de 110° C ;
• À des températures supérieures à 350 °C, l'amiante-ciment peut se fissurer et s'effondrer., donc entre le tuyau d'entrée de la cheminée et le tuyau de sortie de la chaudière, je conseille d'installer une entretoise constituée d'un tuyau métallique isolé ;
• Sa longueur doit être calculée de manière à ce que la température des fumées à l'entrée du tuyau en amiante-ciment ne dépasse pas 300-350°C ;
• Le tuyau en amiante-ciment lui-même a une rigidité suffisante. Malgré cela, pour meilleure isolation thermique et protection contre les dommages mécaniques, je recommande d'installer une telle cheminée à l'intérieur d'une enveloppe de protection en maçonnerie épaisse en demi-brique.

1. Tuyaux sandwich métalliques en acier inoxydable, à mon avis, sont les plus une bonne option cheminée domestique, qui convient également aux massifs dalle de brique, et pour une chaudière de chauffage compacte et moderne. Ils sont assemblés à partir de sections séparées, ils vous permettent donc de créer de vos propres mains une cheminée externe ou interne de presque toutes les configurations.

• Le manchon intérieur en acier inoxydable résistant à la chaleur présente une surface parfaitement lisse et une forme de section ronde, créant ainsi une résistance aérodynamique minimale au flux des gaz de combustion. Pour cette raison, le diamètre intérieur du conduit de fumée doit correspondre valeur minimale caractéristiques de conception ;

• Le tuyau sandwich en métal isolé a de bonnes propriétés d'isolation thermique, et n'a pas besoin isolation supplémentaire, c'est pourquoi calculs thermiques, V dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'effectuer ;
• Lors de l'installation et du montage de la cheminée, chaque section doit être montée de manière à être fixée à mur intérieur ou la façade d'un bâtiment en au moins deux points. Dans ce cas, la distance entre les supports de montage ne doit pas dépasser 1 200 mm.

1. Préfabriqué isolé cheminées en céramique ont des caractéristiques similaires et peuvent également être utilisés pratiquement sans restrictions, en combinaison avec tout type de poêles, cheminées ou chaudières de chauffage domestique.

• Ils sont conçus et fabriqués en usine, dans le respect de toutes les calculs thermiques et les exigences des réglementations en matière de sécurité incendie ;
• Cela permet de les installer tels quels, sans penser à vos propres calculs supplémentaires ;
• Malgré cela, je tiens à vous rappeler qu'un tel sandwich composé de blocs de béton d'argile expansée, d'isolant en laine minérale et d'inserts de tuyaux en céramique, une fois assemblé, peut avoir poids lourd, il est donc également nécessaire de le calculer et de créer une fondation distincte.

1. Récemment sur le marché matériaux de construction a commencé à apparaître relativement nouveau look cheminées en polymère, plus connues sous le nom commercial « Furan Flex ». Il s'agit d'un tuyau flexible renforcé qui est installé dans un conduit de fumée existant, puis rempli de vapeur chaude à haute pression. Sous pression et haute température le manchon se redresse et polymérise, ce qui remplit complètement la lumière du canal de fumée et renforce les parois du tuyau de l'intérieur.

• L'installation d'un tel insert en polymère nécessite l'utilisation équipement spécial et le strict respect des régimes technologiques ne peuvent donc être effectués que par des spécialistes qualifiés ;
• Sur cette base, dans ce cas, je ne recommande pas de vous embêter formules complexes, et confiez tous les calculs aux ingénieurs de l'entrepreneur qui réalisera l'installation.

Le tuyau en amiante-ciment a une surface rugueuse surface intérieure, qui favorise l'adhésion rapide de la suie et de la suie. Au fil du temps, la couche croissante de suie réduit la section transversale interne et augmente la résistance aérodynamique du canal de fumée, je ne recommande donc pas d'utiliser de tels tuyaux pour les poêles et les chaudières utilisant des combustibles solides et liquides.

Point 2. Calcul du diamètre intérieur de la cheminée pour poêles et cheminées à combustible solide

Afin de calculer correctement le tirage de la cheminée, vous devez d'abord déterminer la section transversale interne requise. Dans cette section, je vais vous expliquer comment procéder, en utilisant l'exemple du calcul de la section transversale d'une cheminée pour poêles chauffants et les foyers à combustible solide.

1. Tout d'abord, vous devez déterminer la quantité de gaz de combustion qui sera produite lors de la combustion d'un certain type de combustible dans un four en une heure. Ce calcul est effectué à l'aide de la formule suivante :

V gaz = V * V carburant * (1 + T / 273) / 3600, Où

• V gaz– volume de fumées qui traversera le conduit en une heure (m³/heure) ;

• B– masse maximale de combustible brûlant en une heure dans le foyer (kg) ;

• V carburant– coefficient du volume de fumées libérées lors de la combustion d'un certain type de combustible (m³/kg).

• Cette valeur est déterminée selon des tableaux spéciaux et sa valeur est la suivante : pour le bois de chauffage sec et la tourbe en morceaux – 10 m³/kg, pour le lignite briqueté – 12 m³/kg et pour la houille et l'anthracite – 17 m³/kg ;

• T– température des fumées à la sortie de la canalisation (°C). Avec une cheminée normalement isolée, sa valeur peut aller de 110 à 160°C.

1. Ayant la valeur obtenue du volume total de gaz traversant le tuyau par unité de temps, il ne sera pas difficile de calculer la section transversale requise du canal de cheminée. Elle est définie comme le rapport du volume résultant à la vitesse de déplacement des fumées et se calcule à l'aide de la formule suivante :

S fumée = V gaz / W, Où

• S de la fumée– surface de la section transversale du canal de fumée (m²) ;
• V gaz– volume de fumées par unité de temps, que nous avons obtenu dans la formule précédente (m³/heure) ;
• W– vitesse réduite de mouvement ascendant du flux de gaz et de fumées à l’intérieur du tuyau (m/s). Ici, je dois dire que cette valeur est conditionnellement constante et que sa valeur est de 2 m/s.

1. Afin de comprendre de quel diamètre de tuyau nous aurons besoin pour fabriquer une cheminée, en fonction de la valeur obtenue de l'aire du cercle, nous devons déterminer son diamètre. La formule suivante est utilisée pour cela :

D = √ 4 * S fumée / π, Où

• D– diamètre intérieur du conduit de cheminée rond (m) ;
• S de la fumée– surface de la section interne de la cheminée obtenue lors des calculs précédents (m²)

Pour que ce soit clair pour le lecteur, je propose de considérer un exemple simple de calcul d'une cheminée pour un poêle chauffant, si l'on sait que lors du chauffage, 8 kg de bois de chauffage sec y brûlent par heure, et la température des fumées à la sortie est de 140 °C.

1. À l'aide de la première formule donnée, nous déterminons le volume maximum de fumée qui peut être dégagé en une heure de combustion de 8 kg de bois de chauffage sec : V gaz = 8 * 10 * (1 + 140/273) / 3600 = 0,033 m³/heure ;
2. À l'aide de la deuxième formule, vous devez calculer la section transversale requise du canal de fumée : S fumée = 0,034 / 2 = 0,017 m² ;
3. La dernière formule vous permet de déterminer le diamètre de tuyau requis en fonction de place célèbre sa section transversale : D = √ 4 * 0,017 / 3,14 = 0,147 m;
4. Ainsi, nous avons déterminé que pour ce poêle dans les bains publics, vous aurez besoin d'une cheminée avec diamètre interne pas moins de 150 mm.

Si lors des calculs vous obtenez un nombre non entier, alors je vous conseille de l'arrondir à un nombre entier dans grand côté, cependant, de tels arrondis peuvent être effectués dans des limites raisonnables, car dans ce cas, un très grand diamètre ne signifie pas très bon.

Point 3. Calcul du conduit de cheminée pour les chaudières domestiques

Dans cet article, je n'ai délibérément pas fourni de calculs séparés pour les chaudières domestiques à combustible solide et les chaudières à gaz fabriquées en usine, car toute instruction d'utilisation de l'équipement de chaudière contient déjà toutes les informations techniques nécessaires.

Connaître la puissance thermique indiquée sur la plaque signalétique de votre chaudière à gaz, le diamètre de la cheminée est facile à sélectionner, en fonction de paramètres pré-calculés.

1. Pour les petites chaudières de chauffage d'une puissance thermique maximale ne dépassant pas 3,5 kW, un tuyau d'un diamètre interne de 140 à 150 mm suffira ;

1. Pour équipement de chaudière domestique puissance moyenne(de 3,5 à 5 kW), il faudra des cheminées d'un diamètre de 140 à 200 mm ;
2. Si la puissance de la chaudière est comprise entre 5 et 10 kW, elle devra alors utiliser des tuyaux d'un diamètre de 200 à 300 mm.

Si une chaudière à gaz est équipée d'une turbine intégrée pour créer un tirage forcé, le diamètre du tuyau d'échappement peut être bien inférieur aux valeurs ci-dessus. Dans ce cas, le diamètre de tuyau recommandé doit être indiqué dans la fiche technique du produit.

Point 4. Détermination de la hauteur du tuyau et de son emplacement sur le toit

La force du tirage naturel dépend en grande partie de la différence de hauteur entre le niveau de la grille du foyer dans la partie inférieure du poêle et le déflecteur de vent ou l'embouchure du canal de fumée dans la partie supérieure du tuyau de poêle.

Afin que les fumées chauffées utilisent leur énergie le plus efficacement possible pour créer un tirage naturel, il est très important de calculer correctement la hauteur de la cheminée par rapport à la grille et par rapport au faîte du toit.

1. La hauteur relative de la cheminée du poêle, depuis le niveau de la grille jusqu'à l'embouchure de la cheminée, doit être d'au moins 5 000 mm ;

1. Sur bâtiments résidentiels en cas d'utilisation d'un toit plat, l'embouchure de la cheminée doit être située au moins 500 mm plus haut que la hauteur maximale du parapet latéral ou de la rampe de toit ;
2. Dans les maisons à toit en pente ou en croupe, l'embouchure de la cheminée doit être située à au moins 500 mm du niveau du faîte du toit ;
3. Si, sur un toit en pente, la cheminée est située sur l'une des pentes, à une distance ne dépassant pas 1 500 mm du faîte du toit, elle doit également s'élever de 500 mm au-dessus du niveau du faîte ;

1. Si cette distance est de 1500 à 3000 mm, le déflecteur d'air du fumeur peut être situé au niveau du faîte du toit ;
2. Sur les toits plats en pente avec un petit angle de pente, la cheminée peut être située à une distance de plus de 3000 mm du faîte. Dans ce cas, il hauteur optimale calculé conformément au schéma présenté dans la figure ci-dessous.

Un mauvais choix de la hauteur du tuyau ou de son emplacement par rapport au faîte du toit, en cas de direction du vent défavorable, peut provoquer la formation de poussée inverse. Ce phénomène est très dangereux, car il peut entraîner la libération de braises brûlantes et de monoxyde de carbone toxique du cendrier ou du foyer dans l'espace de vie.

Conclusion

Pour résumer, je tiens à noter que lors du choix des matériaux, des dimensions et de la configuration du tuyau de cheminée, vous devez tout d'abord partir de la puissance thermique maximale de l'appareil de chauffage. Dans le même temps, vous devez également prendre en compte vos capacités financières et les types de combustibles pour lesquels votre poêle ou votre chaudière est conçu.

Vous pouvez en apprendre davantage sur tous les types de cheminées décrits à partir de la vidéo ci-jointe dans cet article, et si vous avez des questions ou des commentaires, je vous suggère d'en discuter dans le formulaire de commentaires.

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Pour toutes les chaufferies - industrielles et domestiques, en règle générale, un tuyau de cheminée est conçu, commun à toutes les chaudières. Dans ce cas, la partie la plus importante du projet est le calcul aérodynamique de la cheminée.

Le matériau utilisé peut être de la brique, du béton armé, de la fibre de verre. L'utilisation d'analogues en acier d'un diamètre supérieur à 1 m n'est autorisée que si un tel choix présente des avantages techniques et économiques.

Principaux types de calculs pour les cheminées industrielles

Calcul de l'aérodynamique des tuyaux

Faites attention!

Cette partie de la conception est nécessaire pour déterminer la capacité minimale de la structure.

Il doit être suffisant pour assurer un passage sans problème et une élimination ultérieure des produits de combustion du combustible dans l'atmosphère lorsque la chaufferie fonctionne à charge maximale.

Il convient de noter qu'une capacité de tuyau mal calculée peut provoquer une accumulation de gaz dans le conduit ou la chaudière.

Un calcul aérodynamique compétent permet d'évaluer objectivement les performances des systèmes de soufflage et de tirage, ainsi que la différence de pression dans les parcours d'air et de gaz de la chaufferie.

Le résultat des calculs aérodynamiques sont des recommandations de spécialistes sur la hauteur et le diamètre de la cheminée et l'optimisation des sections et éléments du trajet gaz-air.

Déterminer la hauteur d'une structure

Le point suivant du projet est la justification environnementale de la taille des canalisations, basée sur des calculs de dispersion. produits nocifs combustion de carburant dans l'atmosphère.

La hauteur de la cheminée est calculée en fonction des conditions de dispersion des émissions substances nocives.

Dans ce cas, toutes les normes sanitaires des entreprises commerciales et industrielles doivent être respectées et la concentration de fond de ces substances doit être prise en compte.

La dernière caractéristique dépend :

• régime météorologique de l'atmosphère dans une zone donnée ;
• vitesse du débit massique d'air ;
• terrain;
• température des gaz d'échappement et d'autres facteurs.

Au cours de cette étape de conception, les éléments suivants sont déterminés :

• hauteur optimale du tuyau ;
• le volume maximum autorisé d'émissions de substances nocives dans l'atmosphère.

Résistance et stabilité des tuyaux

Ces calculs sont effectués pour déterminer la capacité de la conception sélectionnée à résister à l'influence de facteurs externes :

1. activité sismique;
2. comportement du sol ;
3. charges de vent et de neige.

Les facteurs opérationnels sont également pris en compte :

1. masse du tuyau ;
2. vibrations dynamiques des équipements ;
3. dilatation thermique.

Les calculs de résistance permettent de sélectionner non seulement la conception et la forme du tronc de la structure. Ils permettent également de calculer les fondations de la cheminée : déterminer sa conception, la profondeur de pose, la surface de base, etc.

Calcul thermique

Un calcul d'ingénierie thermique est requis :

• trouver la dilatation thermique du matériau du tuyau ;
• déterminer la température de son enveloppe extérieure ;
• sélection du type et de l’épaisseur.

Calcul des paramètres de cheminée dans une maison privée

Ce qu'il faut savoir lors du calcul

Pour déterminer les paramètres de la cheminée d'une chaufferie domestique, il n'est pas nécessaire de faire des calculs sérieux. Il suffit d'utiliser un schéma de calcul simplifié.

Faites attention!

Pour effectuer un tel calcul, vous devez connaître la puissance (puissance calorifique) de la chaudière ou du four, c'est-à-dire : la quantité de combustible brûlée par heure. Ce chiffre est facile à connaître en consultant le passeport matériel.

Les paramètres restants pour toutes les structures de ménage sont à peu près les mêmes :

1. température du gaz à l'entrée du tuyau – 150/200º ;
2. leur vitesse dans la cheminée n'est pas inférieure à 2 m/sec ;
3. la hauteur d'une cheminée domestique, selon le SNiP, doit être d'au moins 5 m de la grille ;
4. la pression du gaz naturel par 1 m n'est pas inférieure à 4 Pa ​​​​(ou 0,4 mmH2O)

Pour connaître la valeur de la gravité, il convient de considérer ce qu'elle est : la différence de densité entre l'air et les fumées, multipliée par la hauteur de la structure.

Autrement dit : le calcul du diamètre de la cheminée dépend de la quantité de combustible brûlée par heure.

Disons que vous connaissez déjà la quantité de carburant brûlée, puis le volume de gaz à l'entrée de la canalisation, à certaine température c'est :

Vg = B∙V∙(1+t/273)/3600, en m³/sec.
Connaissant la vitesse à laquelle les gaz doivent se déplacer dans le tuyau, vous pouvez calculer l'aire (F) de sa section :

F = π∙d²/4, en m²

Et, sur la base de la formule pour déterminer l'aire d'un cercle, vous pouvez calculer le diamètre (d) d'un tuyau rond :

dt = √4∙B∙V∙(1+t/273)/π∙ω∙3600, en mètres.
Un exemple de calcul d'un tuyau, trouver le diamètre requis

Donnons exemple concret Comment calculer les cheminées à usage domestique.

Que ce soit un tuyau isolé en métal.

1. Supposons que 10 kg de bois par heure avec une humidité de 25 % soient brûlés sur la grille du foyer.
2. Alors le volume de gaz (V) dans des conditions normales (en tenant compte du coefficient d'excès d'air) nécessaire à la combustion est de 10 m³/kg.
3. La température à l'entrée du tuyau est de 150º.
4. Par conséquent, Vg = (10∙10∙1,55)/3600. Après avoir effectué les calculs, nous obtenons un volume de gaz de 0,043 m³/sec.
5. En prenant la vitesse du gaz égale à 2 m/sec, nous calculons le diamètre :
   d² = (4∙0,043)/3,14∙2, on obtient la valeur 0,027.
6. Nous substituons tous les nombres dans la formule dt = √4∙0,34∙0,043∙(1+150/273)/3,14∙10∙3600. Après avoir effectué les calculs, nous obtenons le diamètre requis de 0,165 m.

Définition de la gravité

1. Déterminons comment le gaz est refroidi pour 1 m de structure. Sachant que 10 kg de bois sont brûlés par heure, on calcule la puissance : Q = 10∙3300∙1,16, on obtient le chiffre 38,28 kW.
2. Le coefficient thermique de notre tuyau est de 0,34. Cela signifie que par mètre de perte sera : 0,34 : 0,196 = 1,73º.
3. Donc, à la sortie du tronc de 3 mètres (du total 5 m on soustrait 2 m du four)
   température du gaz : 150-(1,73∙3)=144,8º.
4. La valeur de la gravité lors de la détermination de la densité de l'air, dans des conditions normales
   à 0º = 1,2932, à 144,8º = 0,8452. Faisons les calculs : 3∙(1,2932-0,8452). Nous obtenons une valeur de pression de gaz naturel de 1,34 mmH2O. Cette vague est suffisante pour le fonctionnement normal de la canalisation.

Comme vous pouvez le constater, calculer un conduit de cheminée à usage domestique n'est pas aussi compliqué qu'il y paraît.