Дымоход сэндвич своими руками: пошаговая инструкция от выбора диаметра до установки

Из всех возможных вариантов дымовых труб на сегодняшний день сэндвич-дымоход можно считать наиболее оптимальным решением для печей и котлов домашних систем отопления, саун, бань, летних кухонь и даже для походных буржуек. Но эффективность его во многом зависит от правильного расчета сечения, выбора материала и установки. Поэтому приходится обращать внимание даже на мелочи.

Преимущества сэндвич дымохода

Идея двойной трубы из легированного или черного металла с теплоизолирующей прослойкой используется в печных дымоходах с момента появления термостойкого каменного волокна. Стекловолокно, как и легкие марки минеральной ваты, базальтового волокна, для термоизоляции не подходит.

В сэндвич-дымоходах используется термоизоляция из базальтовой ваты плотностью 150-170 кг/м³, способной противостоять постоянному нагреву до 800-850℃. Благодаря эффективной базальт-волоконной изоляции сэндвич легко обходит ближайших конкурентов – кирпичные и керамические дымоходы.

Преимущества сэндвич-дымохода:

1. Высокая теплопроводность внутренней металлической трубы. Тонкая стенка прогревается до рабочей температуры за считанные минуты по всей высоте канала. А значит, при розжиге котла тяга появится раньше, чем в кирпичном или керамическом канале.
2. Термоизоляция защищена стальными стенками от воздействия дымовых газов, водяных паров и конденсата.
3. Корпус труб практически не подвержен коррозии.
4. Небольшой вес сэндвич-трубы. Крепление сэндвич-дымохода можно выполнить с помощью обычных металлических кронштейнов.
5. Гладкая поверхность внутренних стен собирает меньше сажистых отложений.
6. Более ровная и гладкая поверхность снижает потери тяги в трубе.

Кроме перечисленного, можно упомянуть современный дизайн сэндвич-дымохода. Даже если каналы нужно будет проложить внутри помещения кухни или в коридоре верхнего этажа здания, то цвет и фактура нержавеющей стали не испортят интерьер комнат.

Еще один нюанс – качественные сэндвич-дымоходы можно собрать своими руками, не привлекая к постройке мастеров. Кирпичный дымоход или трубу из керамических блоков должен собирать только специалист, причем с огромным опытом работы.

Материал, из которого производят трубы

Простая конструкция сэндвич-дымохода позволяет изготавливать секции для бытовых дымоходов полукустарным способом. Все, что нужно, это раскроечный станок, гибочный пресс, комплект оправок – штампов и сварочный аппарат.

Большинство поддельных сэндвич-дымоходов изготавливают из нелегированной стали с последующим нанесением защитного слоя. Качественные дымоходы (в подавляющем большинстве случаев) делают из нержавейки. Но не всякая легированная или нержавеющая сталь подойдет для этой цели.

Нержавеющая сталь

Ниже приведен список марок жаростойких сталей, используемых в производстве сэндвич-дымоходов.

Все марки нержавейки специально разработаны для отведения газов с температурой 250-600℃. Конкретную подбирают в зависимости от содержания легирующих добавок. Чем больше хрома и марганца, тем выше термостойкость дымохода.

Например, внешний корпус нагревается максимум до 150℃, поэтому оболочку обычно делают из относительно вязких и стойких к коррозии марок 08Х18Н10 (AISI304) и 08Х17Т (AISI439 AISI430). Такую нержавейку можно рихтовать молотком, осаживать на оправке – трещин не будет. Если в паспорте на сэндвич-дымоход указано, что из AISI304 выполнена внутренняя труба, то данная конструкция предназначена для газовых и газоконденсатных котлов. Также из 08Х18Н10 (08Х17Т) часто делают крепеж и доборные элементы.

Для внутреннего контура используются марки 03Х18Н10Т и 03Х16Н15М3. В первом случае для дымоходов дровяных печей и котлов с температурой газов до 450-500℃. Во втором – для угольных топок, а также систем отопления, работающих на мазутно-дизельном (печном) топливе с высоким содержанием серы и температурой потока до 700℃.

Наружные корпуса из марок AISI321 и AISI316L не делают. Исключением могут быть однокорпусные дымоходы для бани с наставными баками. Нержавейка плохо переносит механические удары, поэтому ровнять и осаживать кромки сэндвича в процессе сборки дымохода категорически не рекомендуется.

Черный металл

Конструкционные стали для изготовления внутренних труб сэндвич-дымоходов используются редко даже для относительно холодных (150-180℃) газовых котлов. Чаще всего горячий канал выполняется из низколегированных сталей, более устойчивых к коррозии.

На рынке можно встретить сэндвич-дымоходы из низкоуглеродистой стали с дополнительным защитным покрытием на основе хрома, никеля, алюминия. Для первых секций, устанавливаемых на выходной адаптер топки, металл может покрываться окисью алюминия, что дает возможность эксплуатировать дымоход наравне с дорогостоящими AISI304.

Стоимость сэндвич-дымохода на порядок ниже, чем в случае вариантов из нержавейки, но устанавливать такие каналы можно лишь внутри дымоходных труб из кирпича или блоков.

Комбинированные

Кроме сэндвич-дымоходов из нержавейки и конструкционной стали, можно использовать секции, у которых внутренняя труба изготовлена из жаростойкой 08Х18Н10Т, а наружная оболочка – из оцинкованного металла, иногда даже окрашенного керамической краской.

Изготавливаются такие сэндвич-дымоходы по 2 причинам:

• компании-производители стремятся сделать свою продукцию более доступной по цене, экономя на нержавейке;
• для наружного корпуса приходится использовать более мягкие марки стали по технологическим и конструкционным требованиям.

Например, кромку наружного корпуса сэндвич-дымохода нужно опрессовывать швом сложной формы, чтобы надежно фиксировать торцевые слои теплоизоляции. Или необходимо выполнить доборные детали (колено, уголок, поворот) с большим количеством сварных швов. Нержавейка, особенно тонколистовая, сваривается сложно. Иногда, чтобы обеспечить качество шва, используется лазерная установка.

Из оцинкованного металла можно сварить доборную деталь к сэндвич-дымоходу без сложностей, любой конфигурации и размеров. Для внутренних каналов оцинкованный металл не используется. Цинк окисляется и выгорает при температуре более 250℃ за несколько часов работы дымохода.

Материал креплений

Существенным недостатком сэндвич-труб является то, что крепить их нужно максимально точно, обязательно с уплотняющим сальником из термостойкого силикона или автомобильного герметика (для прокладок на выхлопном коллекторе).

Для крепления сэндвич-дымоход используют хомуты с винтовым замком (болт-гайка). Для фиксации сэндвичей на горячих участках, например, на выходе из топки печи, используют комплекты хомутов и метизов из низколегированной стали, часто с защитным покрытием. Остальная часть крепежа выполняется из конструкционной стали, покрытой цинком или никелем.

По аналогичной схеме изготавливаются опоры-кронштейны. Для крепления сэндвич-дымоходов нельзя использовать цветные металлы, даже с хромированным покрытием. Как показывает практика, из-за электрохимической коррозии детали привариваются «намертво», и отвернуть крышку стакана для конденсата или лючок ревизии становится невозможным.

Влияние вида топлива на работу дымохода

Качественные сэндвич-дымоходы с толщиной стенки 0,3-0,4 мм внутри и 0,5 мм по наружному корпусу способны работать практически на любом виде бытового топлива. Исключение – жидкое печное топливо (смесь солярки и мазута). Из-за высокого содержания серы даже жаростойкая нержавейка достаточно быстро прогорает до дыр. Для сжигания тяжелых нефтепродуктов используют однокорпусные дымоходы из специальных марок нержавейки с дополнительным дожиганием дымовых газов перед выбросом в канал.

Сэндвич-дымоходы из нержавейки марок AISI321 и AISI316L способны обеспечить длительную и устойчивую работу на угольных брикетах и антраците. Сажи образуется немного, так как топливо сухое (содержит мало воды).

На угле других марок (тощие или газовые) сэндвич-дымоход интенсивно забивается сажей и может ржаветь из-за большого содержания серы. Для угольных котлов сэндвичи, как правило, монтируют внутри старых кирпичных дымоходных труб из-за высокого содержания СО в дымовых газах.

Идеальным топливом считаются пеллеты или газ+дрова. Они дают невысокую температуру дымовых газов и полное отсутствие соединений серы. Труба может прослужить до 30 лет без ремонта.

Единственная проблема – большое количество водного конденсата. Поэтому стыки между сэндвич-секциями нужно по возможности подгонять осадкой на деревянной оправке, чтобы не было щелей. В любом случае стыковку выполняют с заклейкой высокотемпературным (печным) герметиком. Примерно раз в 5 лет проклейку стыков нужно обновлять.

Конструкционные элементы и их особенности

Кроме линейных секций, в сэндвич-дымоходах используется большое количество доборных элементов. Большинство компаний-производителей выпускают целые комплекты дополнительных деталей, которые понадобятся в процессе сборки дымохода.

Минимальный набор доборных элементов для самого простого сэндвич-дымохода:

• уголок 90^о;
• поворотное колено плавное;
• стакан для конденсата;
• повороты на 30^о, 45^о, 60^о;
• колпак или дефлектор;
• ревизионный люк;
• глушитель (для котлов с дымососом);
• переходная плита (для установки дымохода на настенном кронштейне);
• узел прохождения стен и потолочных перекрытий;
• фартук из нержавейки с силиконовой прокладкой.

В комплект для сборки сэндвич-дымохода может входить еще много разных элементов, но не все они так уж необходимы для работы трубы. Во многих случаях их использование в системе дымохода является необязательным.

Для стабильной работы дымоотводный канал должен иметь минимальное количество элементов, так как каждый дополнительный стык, соединение, поворот (особенно под углом 90^о) – это места для отложений сажи и мусора. Плюс – все это увеличивает бюджет и создает добавочное сопротивление потоку дымовых газов.

Поэтому по возможности нужно сократить второстепенные горизонтальные участки и дополнительные углы на поворотах. Пусть даже сэндвич-трубы не будут вписываться в интерьер кухни. Нельзя сокращать только общую вертикальную высоту дымохода.

Кроме перечисленного, потребуется крепеж. Если сэндвич-дымоход будет установлен на внешней стене снаружи здания, то нужны будут главный опорный кронштейн с переходной плитой (ставится в узле прохода через стену) и несколько консольных хомутов с винтовым замком-затяжкой.

Как подобрать необходимый диаметр дымохода

Конструкционные характеристики дымоходной трубы напрямую связаны с типом и мощностью котла (печки или колонки). Самый простой способ определить оптимальный диаметр проходного сечения – посмотреть в паспорт на котельное оборудование. Обычно компания производитель приводит диаметр внутренней трубы и толщину теплоизоляции сэндвич-дымохода. Часто в паспорте есть указание на высоту дымохода и особенности подключения к выходному фланцу на топке.

Чуть сложнее ситуация, если приходится менять старый кирпичный на новый сэндвич-дымоход. В этом случае можно измерить сечение старого и пересчитать его на диаметр внутренней трубы. Но такой способ допускается только в случае, если котел работал с кирпичным дымоходом без замечаний по тяге.

Таблично-расчетный способ

Сведения о рекомендуемом диаметре (рабочем сечении внутренней трубы) для сэндвич-дымохода можно взять из справочников по отопительному оборудованию. Такой способ будет более точным, так как в справочной литературе учитывается еще температура газов, окружающей среды и вид котельного топлива.

Те, кто не доверяет справочникам, могут рассчитать диаметр внутренней трубы самостоятельно. Для определения сечения необходимо определить объем дымовых газов (летучих продуктов горения). Количество золы можно вычесть (для угля) или не учитывать для дров или газа.

Площадь сечения дымового канала можно рассчитать по формуле.

Объем дымовых газов V_g можно взять из таблицы.

Кроме того, для расчета сэндвич-дымохода нужно узнать тепловую мощность котла. Например, посмотреть на бирке, прикрепленной на задней стенке корпуса заводом-изготовителем.

Порядок расчета параметров внутренней трубы выглядит следующим образом:

1. Определяем потребляемое количество топлива. Теплопроизводительность котла делим на среднюю калорийность и получаем количество килограммов дров, торфа или брикета, сжигаемого в час.
2. Умножаем килограммы топлива на удельный объем продуктов сгорания (берем из таблицы), получаем количество газов в час (W_g). Делим величину на 3600, получаем объем, проходящий через сэндвич-дымоход в секунду.
3. Последним действием делим секундный объем продуктов горения на максимальную скорость движения газов в трубе. Рекомендуется не более 1 м/с.

В результате получаем площадь поперечного сечения в метрах квадратных, делим его на 3,14, умножаем на «4» и из получившегося значения извлекаем квадратный корень. Получаем диаметр внутренней трубы сэндвич-дымохода в метрах, разделим на 1000, чтобы получить величину в миллиметрах. Диаметр нужно округлить до ближайшего большего числа из ряда стандартных размеров сэндвич-секций.

Толщина стенки должна быть в пределах 0,4-0,5 мм для небольших дымоходов (100-120 мм), для всех остальных сэндвич-труб используется металл в 1 мм.

Мощность теплоизоляции принимается в соответствии с температурой газов в дымоходе. Для котла на газу и дровах толщина базальтового волокна 30-40 мм, при сжигании угля и брикета – не менее 50 мм.

Монтаж сэндвич-системы для отвода дыма

Сборку начинают с составления монтажной схемы – чертежа, по которой можно будет сделать список необходимых деталей. Так как система монтажа сэндвич-дымохода в чем-то похожа на конструктор, ручной подгонки размеров секций не предусмотрено, поэтому количество деталей нужно будет просчитать по возможности точно.

Сборка элементов дымоходной трубы

Отдельные секции сэндвич-дымохода стыкуются между собой замком типа раструб-конус. На торце каждой трубы имеется посадочный раструб, внутри которого базальтовое волокно посажено внутрь на глубину 30-40 мм. С противоположного конца теплоизоляция уложена под срез кромки наружного корпуса.

Это дает возможность вставить одну секцию внутрь другой и зафиксировать стык с помощью хомута-петли. Для того чтобы кромки наружной трубы сэндвича не сминались, они могут быть усилены кольцевым пазом или зубчатым замком.

Сборку дымоходной трубы выполняют по направлению снизу вверх. Каждую следующую сэндвич-секцию одевают (наставляют) поверх нижней. В дымоходах, установленных внутри жилого дома, секции стыкуются «по газу». То есть так, чтобы внутренняя труба верхней детали одевалась кромкой поверх торца нижней. Такая схема гарантирует, что дымовые газы не будут попадать внутрь помещения.

Для наружных сэндвич-дымоходов используется обратная схема стыковки. За пределами дома утечка дымовых газов не страшна, а конденсат, которого зимой образуется много, свободно стекает по внутренним стенкам в сборный стакан-капельник.

Прохождение потолочных и стеновых перекрытий

Сборка любых сэндвич-дымоходов начинается с обустройства проходного (разделочного) узла. Для этого на стену или потолочное перекрытие наносится разметка (контур сечения трубы). Далее на поверхность крепится лист термостойкого базальтового картона (30-35 мм), в котором нужно сделать отверстие по диаметру первой секции сэндвич-дымохода.

Следующим этапом собирается проходной узел, в который входят:

1. Треугольник 90^о или Т-угол, которые соединяются с первой секцией.
2. На треугольник одевается переходная плита и главный опорный кронштейн.
3. В нижней части узла крепится стакан для сбора конденсата.

После того как поворотная часть дымохода собрана, пробивается отверстие в стене, конструкция вставляется в отверстие в термокартоне и стыкуется с адаптером котла. Кронштейн крепится к стене дюбелями, пространство между сэндвичем и стеной заполняется базальтовой термоизоляцией и закрывается с двух сторон защитными экранами.

Примерно по той же схеме собирается узел прохождения через потолочное перекрытие. Единственное отличие заключается в том, что размеры отверстия в потолке получаются больше (50х50 см или 110х110 см), а сам проем усиливается металлическим коробом с засыпкой вермикулитовыми гранулами.

Прохождение системы через кровлю

Для того чтобы проложить дымоход от потолочного перекрытия на крышу, нужно правильно определить точку врезки в кровельное покрытие. Для этого можно использовать лазерный уровень, но чаще всего применяется обычный строительный отвес – джутовый шнур с грузом.

Так как разделочный узел, переходная плита и следующая секция сэндвич-дымохода уже установлены, то для определения точки прохождения через кровлю нужно лишь такое положение отвеса на кровле, чтобы груз на шнуре указывал на центр сечения трубы.

Далее отмечаем точку на теплоизоляции кровли, вырезаем квадрат 30х30 см и опускаем с крыши уже собранную трубу дымохода (без верхней секции). Со стороны чердака на сэндвич надевают хомут с кронштейном, силиконовую гидроизоляцию и прижимной лист из обычного окрашенного металла. Прежде чем зафиксировать эту часть сэндвич-дымохода, ее нужно выровнять по вертикали в двух плоскостях. Если нужно, то подрезать кровельное покрытие и увеличить проходное отверстие.

В завершение одевают со стороны крыши на сэндвич-дымоход силиконовую прокладку, фартук из нержавеющей стали и крепят саморезами так, чтобы крепеж прошел через рейки обрешетки и пробил прижимной лист.

Размещение конструкции над крышей

Стык между последними двумя секциями сэндвича обычно стараются спрятать под кровельное покрытие, но если место установки хомута все же получилось над кровлей, то его нужно будет заклеить самодельной наплавляемой гидроизоляцией.

Сэндвич-дымоход может быть достаточно высоким – чем дальше от линии коньковой балки, тем выше труба выступает над плоскостью ската. Такая схема расположения выбирается намеренно, чтобы поднять срез дымохода с колпаком-зонтом над зоной динамического подпора, возникающих при торможении воздушных потоков о скат кровли. Если этого не делать, то тяга в сэндвич-дымоходе будет постоянно меняться с каждым порывом ветра.

Кроме того, для зданий, расположенных в ветреных зонах местности, выступающую часть сэндвич-дымохода рекомендуется фиксировать растяжками или кронштейнами.

Причины плохого вывода продуктов сгорания

Если сэндвич-дымоход собран из комплектующих высокого качества, правильно выполнен расчет сечения трубы, то причинами падения тяги в трубе могут быть:

• отложения сажи;
• потеря герметичности стыков;
• деградация термоизоляции.

Степень загрязненности дымоходного канала сажей можно установить через ревизионный люк. Косвенным подтверждением может быть появление крупных кусков сажи в стакане для сбора конденсата. Чистить сажу принято раз в год для газового или дровяного топлива, и дважды, если котел работает на смеси из угля разных марок.

Потерю герметичности стыков можно определить по появлению потеков на стыках, а также выкрашивания герметика. В качестве временной меры можно подтянуть хомуты на сэндвич-дымоходе.

Деградация термоизоляции происходит при конденсации горячих водяных паров внутри базальтового волокна. Определить дефект можно по деформации (просадке) опорного кронштейна из-за увеличившегося веса дымохода вследствие значительного накопления воды внутри корпуса.

Как предупредить проблемы с тягой

Для обеспечения стабильного уровня тяги сэндвич-дымоходы нельзя располагать на углах зданий. Если используются вальмовые или двухскатные крыши со слуховыми окнами или мансардными балконами, то трубу нужно будет выносить в место с минимальными порывами ветра.

При планировании траектории дымоходного канала нужно избегать лишних поворотов трубы, сделать ее по возможности без горизонтальных участков. Несколько отрезков небольшой длины с поворотами и коленями лучше заменить одним большим, даже если это несколько ухудшит интерьер помещения. Задекорировать трубу дымохода внутри дома проще, чем чистить сажу, скопившуюся внутри сэндвич-тройников.

Так как дымоход набирается из отдельных секций, то на уровень тяги в трубе влияет каждый неправильно собранный стык или недотянутый хомут. Поэтому не стоит экономить на герметике и после сборки всей трубы дополнительно подтянуть все наружные винты на хомутах.

Причиной падения тяги может быть использование дров хвойных пород или угля с высоким содержанием летучих соединений. В первом случае внутренняя поверхность закоксовывается отложениями дегтя и смолы, соответственно снижается проходное сечение и скорость потока.

Во втором случае пиролизные газы, выделяющиеся при нагреве угля, начинают гореть внутри сэндвич-дымохода, что приводит к прогоранию герметика и деградации базальтового волокна. Для двухэтажных зданий это может стать причиной пожара или резкого снижения тяги при растопке печи в морозную погоду.

Проблемы с герметиком

Использование высокотемпературного герметика не всегда дает желаемый результат. Почти все силиконовые материалы холодного отверждения при застывании дают усадку. Застывшее уплотнение на стыке после сборки сэндвич-дымохода в холодном состоянии может обеспечивать герметичность при нагреве до 200-250℃. Труба надежно работает на газовом топливе и на пеллетах. Если перейти на дрова из тяжелой древесины, уголь или брикет, то силиконовое уплотнение на стыке потеряет герметичность.

Поэтому некоторые мастера при сборке сэндвич-секций нагревают строительным феном кромку той детали, которая осаживается поверх. В этом случае после остывания трубы герметик обжимается с большей силой. Тем самым повышается качество уплотнения.

Ни в одной пошаговой инструкции нет подобных рекомендаций, поэтому, если собирать сэндвич-дымоход для работы топки на угольном брикете, то лучше использовать готовые кольца-сальники из высокотемпературной резины. Такие уплотнения устанавливаются с использованием печного герметика. Но секции приходится стыковать с большим усилием. Такая схема гарантирует надежную работу стыка в течение 20-30 лет.

Что делать для улучшения тяги

Улучшить воздушный подпор в трубе можно несколькими способами:

1. Почистить сажу. Сделать прочистку со стороны крыши бронзовым ершом с грузом. А также вычистить сажевые отложения изнутри помещения с использованием гибкой щетки на удлинителе.
2. Проверить состояние уплотнения стыков между сэндвич-секциями. Временно, до окончания отопительного сезона, поврежденные места можно обмотать увлажненным асбестовым шнуром. Летом дымоход нужно будет разобрать до поврежденного участка для чистки сажи и замены герметика.
3. Установить на срез сэндвич-дымохода дефлектор или дымосос.

Эффективность дефлекторных насадок во многом зависит от удачного расположения дымоходной трубы на крыше. Часто дефлекторы не дают желаемого результата, поэтому лучше сразу смонтировать зонтик и электрический дымосос.

Для газовых котлов более эффективным считается использование наддува, смонтированного на выходном коллекторе топочной камеры. В этом случае, помимо улучшения тяги в трубе, появляется возможность ее точного регулирования. В итоге можно улучшить экономичность котельного оборудования на 10-15% и более. Но в этом случае на трубу придется установить щелевой глушитель, чтобы компенсировать шум работы вентилятора.

Эксплуатация дымоходных сэндвич систем

Несмотря на внешне простое устройство дымохода из сэндвич-труб, его работу, состояние и наличие тяги нужно постоянно контролировать. Обязательно прислушиваться к шумам и звукам, создаваемым потоком дымовых газов. Опытные печники способны на слух определять причину проблем с тягой.

Также по инструкции рекомендуется регулярно осматривать канал дымохода и крепеж – кронштейн и хомуты. Если визуально видно, что конструкция провисла, то однозначно возникла проблема с термоизоляцией.

Если труба расположена с наветренной стороны, то нужно будет хотя бы раз в году проверять состояние крепления. Иногда достаточно попытаться пошевелить секцию рукой, чтобы определить состояние дюбельного (саморезного) крепежа.

Смонтировать сэндвич-дымоход своими руками вполне реально практически для всех типов зданий. Исключением могут быть лишь бревенчатые срубы, а также постройки из обычного бруса. Из-за наличия сезонной усадки венцов нужно будет использовать скользящие соединения, поэтому для таких ситуаций сборку дымохода лучше доверить мастеру.

Расскажите о своем опыте сборки сэндвич-дымохода – какие проблемы возникали, и как они решались в процессе сборочных работ? Сохраните статью в закладках, чтобы в любое время быстро получить к ней доступ.