Как рассчитать высоту конька двухскатной крыши
Расчет высоты конька двускатной крыши производится двумя способами: схематическим и математическим. Точность получаемых результатов у них примерно одинакова, так как в их основе лежат аналогичные принципы тригонометрии.
Оба метода предполагают, что высота конька определяется по известным углам скатов и длине пролета крыши.
Математический расчет осуществляется с помощью формулы c = a × tan b, где:
- C – это длина конька;
- a – это половина длины пролета;
- b – это угол наклона крыши.
Использование данной формулы обуславливается тем, что конструкция двухскатной крыши представляет собой равнобедренный треугольник, который разделяется своей высотой на два прямоугольных.
Схематический расчет предполагает построение треугольника с формой аналогичной форме крыши в строго выдерживаемом масштабе. Самый удобный масштаб для чертежей – это 1:100, где 1 сантиметру в графическом выражении соответствует 1 метр реальных показателей.
Сначала нужно провести линию пролета крыши, которая будет основанием треугольника. Затем находится ее середина, из нее проводится ось симметрии. С помощью транспортира от концов этой линии откладывается установленный угол ската. В соответствии с отмеченным углом нужно провести линию. Точка, в которой она будет пересекаться с осью симметрии, станет ориентировочным местом расположения конька.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
К полученным показателям добавляется толщины коньковой доски и других доборных элементов, устанавливаемых в верхней части конструкции.
Расстояние от основания до точки пересечения оси симметрии с линией ската измеряется и преобразуется в соответствии с масштабированием в реальную высоту конька.
Несмотря на возможные погрешности, связанные с неточностью выполненных чертежей, графический метод позволяет получить хорошие результаты.
Расчет высоты конька
Расположение дымохода и направление ветра: как не допустить завихрений
Все строительные нормы требуют, чтобы дымоход находился на определенной высоте над крышей. Это необходимо для того, чтобы воздух в выступающих частях крыши не создавал обратной тяги из-за ветровых вихрей.
Вы можете видеть обратную тягу в виде дыма, выходящего из дымохода прямо в комнату. Но и высота дымохода не нужна, иначе тяга станет слишком сильной и тепла от такого камина не дождешься: дрова будут гореть, как спичка, не успевая отдавать тепло.
Вот почему так важно как можно точнее рассчитать высоту дымохода, особенно с учетом направления ветров в данной местности:
Если дымоход находится слишком близко к густым деревьям или высокой стене, его следует поддерживать асбестоцементной или стальной трубой.
В этом видео вы также найдете ценные советы по прокладке дымохода и решению проблем с высотой дымохода:
Принципы выбора вентиляционной трубы
Воздуховоды системы вентиляции должны обеспечивать расход воздуха в соответствии со значениями, указанными в проектной документации. Кроме того, они должны различаться по:
- герметичность
- устойчивость к огню;
- минимальные размеры;
- соблюдение санитарно-гигиенических норм, включая шумовые выбросы.
Виды воздуховодов и особенности использования
Трубы для вентиляции классифицируются по различным признакам следующим образом
- форма поперечного сечения;
- используемые материалы.
Чаще всего используются круглые или квадратные воздуховоды. Круглые трубы проще в производстве, требуют меньше материала и обладают хорошими аэродинамическими свойствами. Круглые воздуховоды проще в изготовлении, требуют меньше материала и обладают хорошими аэродинамическими свойствами. Однако они занимают меньше места и легко устанавливаются в помещении с подвесными потолками. Прямоугольные воздуховоды чаще всего используются для установки в офисных зданиях, квартирах многоэтажных домов и загородных коттеджах. Круглые воздуховоды более популярны в промышленных помещениях, где функциональность важнее эстетики.
Круглые воздуховоды
Для изготовления воздуховодов используется следующее сырье.
- Оцинкованная сталь. Он характеризуется устойчивостью к коррозии, сохраняет свои свойства в умеренном климате и может использоваться в районах с повышенной влажностью.
- Нержавеющая сталь. Используется для воздуховодов, транспортирующих воздушные потоки при температуре до +500 ⁰C. Воздуховоды из жаропрочной стали используются в агрессивных средах — на предприятиях тяжелой промышленности.
Прямоугольные воздуховоды из нержавеющей стали
- Металлопластик. Воздуховоды этого типа изготавливаются путем соединения двух слоев металла со вспененным пластиком. Они отличаются хорошей прочностью, небольшим весом, не требуют дополнительной теплоизоляции и имеют эстетически привлекательный внешний вид. Однако высокая стоимость ограничивает применение металлопластиковых вентиляционных каналов.
Пластик. Пластиковые воздуховоды необходимы для транспортировки агрессивных воздушных масс на химических, пищевых и фармацевтических предприятиях. Основным материалом является ПВХ, который устойчив к влаге, щелочным и кислотным парам. Гладкая поверхность полимерных труб обеспечивает минимальную потерю давления воздушного потока при движении, а герметичность соединений отдельных компонентов предотвращает передачу перемещаемой массы в окружающую среду. Полиэтиленовые трубы востребованы для систем приточной вентиляции, а их стекловолоконные аналоги используются для соединения диффузоров и вентиляторов.
-
Кроме того, воздуховоды могут отличаться по конструкции и жесткости. В зависимости от технологии производства они могут быть прямыми, спирально-навитыми и спирально-сварными, а по жесткости — гибкими или жесткими.
Жесткие воздуховоды с круглым или квадратным сечением являются наиболее востребованным типом. Они используются в системах с высокими требованиями к прочности, характеризуются простотой обращения и монтажа, но требуют надежного крепления, так как имеют значительный вес.
Гибкие воздуховоды
Гибкий воздуховод представляет собой гофрированную руку, основу которой составляет арматура из стальной проволоки и металлизированный полиэфирный материал для стенок. Они имеют небольшой вес, просты в установке и обслуживании. Недостатками гофрированных воздуховодов являются низкая звукоизоляция и гофрированная поверхность, которая снижает скорость движения воздуха. Эти характеристики также важны при определении того, какие вентиляционные каналы выбрать.
Гибкие воздуховоды с теплоизоляцией
При монтаже системы вентиляции в одноквартирном доме для соединения воздуховодов используются фланцевые или бесфланцевые соединения. В последнем случае в качестве крепежных элементов используются полосы стальных листов и металлические полосы. При фланцевом соединении воздуховоды скрепляются между собой фланцами, а для уплотнения используются прокладки.
Объём притекающего воздуха
Как правило, жилые дома оборудованы естественной циркуляцией воздушных потоков. Приток наружного воздуха может осуществляться через окно или специальный клапан. Отток же происходит через вентканал. Он может быть расположен внутри стены или сконструирован как приставной. Во внешней стене вент канал обустраивать нельзя, поскольку в таком случае на поверхности может образоваться конденсат, что приведёт к повреждению сооружения. Также из-за охлаждения скорость движения воздуха может снизиться.
Значения для вентиляционных труб в жилых домах определяются установленными требованиями, которые регламентирует СНиП
Немаловажное значение имеет и кратность обмена, отражающая качество работы вентиляционной системы. Так, объём притекающего в комнату воздуха должен иметь следующие значения:
- в жилом здании — 3 м³ в час на один квадратный метр площади. При этом данный показатель не зависит от того, какое количество людей находится в помещении. Санитарными нормами установлено, что для временно пребывающих людей в здании достаточно 20 м³ в час приточного воздуха, а постоянным жильцам требуется 60 м³;
- в подсобном сооружении (например, в гараже) — не меньше 180 м³ воздуха в час.
Для вычисления диаметра вент трубы используют систему, в которой присутствует только естественный воздушный приток, без установленных принудительных устройств. Наиболее простым способом расчета является соотношение площади комнаты к сечению отверстия вент канала.
Как правильно определить высоту трубы
Этот фактор является определяющим при проектировании системы вентиляции. Провести необходимые расчеты необходимо еще на стадии составления чертежей инженерных коммуникаций будущего дома. В процессе строительства или по его окончании внести коррективы и изменения будет крайне затруднительно или невозможно.
Что влияет
На общую высоту вытяжного воздуховода оказывает влияние сразу несколько факторов.
Наиболее существенные из них следующие:
- перепады температуры в помещении и за окном;
- наличие рядом трубы дымохода от котла отопления;
- господствующее направление ветра и его сила;
- степень сопротивления трения воздуха о стенки трубопровода;
- конфигурация вытяжной системы, наличие и количество углов.
Так, в летнее время тяга значительно снижается, так как температура внутри и снаружи дома почти одинакова. Однако, чрезмерно высокая труба может представлять опасность в плане падения при сильных порывах ветра.
Конструкция кровли
Крыши жилых сооружений имеют различную форму. В бесснежных регионах страны с небольшим количеством осадков накрывают дома плоской кровлей, так как это проще, быстрее и дешевле. Высота вентканала здесь не имеет особого значения. Главное, что обеспечивалась достаточная тяга, для этого нужно 50-60 см возвышения при расположении трубы рядом с коньком кровли или парапетом.
В случаях обустройства строений со скатными крышами необходимо учитывать соотношение между их самой высшей точкой и срезом вентканала.
Если расстояние до конька меньше 150 см, то трубу нужно поднимать над кровлей на 40-50 см. При большем удалении ее необходимо поднимать над коньком не менее, чем на 100 см. Это обеспечит захват выходящего воздуха ветром и создание хорошей тяги.
Правила противопожарной безопасности
Поскольку в дымоход поступают не только продукты горения, но и искры, система отопления требует повышенного внимания с точки зрения пожарной безопасности.
Для того, чтобы свести к минимуму саму вероятность возникновения пожара, необходимо придерживаться таких правил:
- между дымоходом вытяжных труб и вентканалом должно быть не менее 3 метров для предотвращения попадания искр и угарного газа;
- высота вентиляционной и дымоходной трубы должна быть одинаковой по уровню;
- обогрев внешней трассы необходимо делать безопасным в плане возможности воспламенения.
Если вытяжка и дымоход проходят снаружи здания, то их следует разделить теплоизоляционным материалом, чтобы избежать прогорания вентканала.
При проведении проектирования вытяжной системы в частном доме нужно изначально определиться с конфигурацией трубопровода. К этому вопросу нужно подойти дифференцированно, не выбрав эстетичность в ущерб практичности и наоборот.
Существуют такие варианты выбора сечения труб для обустройства магистрали:
- Круглое. По таким каналам воздух движется лучше всего, не создавая завихрений и обратных потоков.
- Прямоугольное. Смотрится хорошо, как внутри, так и снаружи дома. но аэродинамические качества таких вентканалов несколько хуже.
Оптимальным решением является прокладка прямоугольных каналов внутри помещения, а круглых в технических комнатах и на тыловых стенах дома.
Вид: естественный или механический
Что касается выбора вида вытяжной системы, то в большинстве строений она комбинированная. В жилых комнатах используется естественный способ удаления загрязненного воздуха за счет разницы в температуре и давлении. Вентканалы маскируются коробами, краской или обоями. Под тон интерьеру подбираются декоративные решетки.
Что касается комнат с ограниченным объемом приточного воздуха, то в их стенах делаются входные клапаны и отверстия для вытяжных вентиляторов. Воздух из таких комнат удаляется непосредственно на улицу или подается в общую магистраль.
Виды вентиляции
Согласно требований пожарной безопасности системы кондиционирования воздуха должны быть установлены во всех домах, оборудованных котлами, работающими на любом виде топлива.
Вентиляция может быть естественная и принудительная. Кратко остановимся на особенностях каждой.
Естественная
Как правило, устанавливается в высоких домах, где разница по высоте входного отверстия (окон) до конечной точки вывода вентиляции (среза трубы) довольно существенна. Отток воздуха происходит по причине разницы в атмосферном давлении на разных уровнях строения. Скорость потока зависит от силы ветра, регулируется путем изменения параметров входных и выходных отверстий.
Механическая
Предполагает установку одного или нескольких вентиляторов. Используется для обустройства внутренних помещений, где нет естественного притока воздуха для создания достаточной тяги. В ряде случаев механическое кондиционирование делается при незначительной разнице температуры воздуха внутри и снаружи строения.
Мощность изделий подбирается индивидуально.
Способы расчета высоты вентиляционной трубы над крышей
На качество вентиляции в доме влияет расположение вентиляционной трубы над крышей
Большинство строителей планируют свою работу на основе основных документов СНиП:
- № 41-01-2003, п. 6-6-12. Документ регулирует высоту дымовых труб.
- № 2.04.05-91. Пересмотрена конструкция дымохода в старой версии.
- SP. № 7.13130.2009. Здесь прописаны методики, правила проектирования вентиляции, кондиционирования воздуха.
- № 2.04.01. Описывает высоту выходов канализационных стояков.
Существует два способа определения минимальной высоты дымохода от конька крыши:
- Графика. Высота возвышения секции дымохода над крышей обусловлена геометрическим дизайном.
- Математический. Размер внешней секции дымохода рассчитывается с помощью тригонометрических формул.
Эффективный процесс тяги
Появляется некая разница, если показатели температуры воздуха за пределами помещения и внутри его имеют разные показатели. И чем больше это отличие, тем с большей силой воздушные массы из помещения поднимаются ввысь. Если же на улице достаточно тепло, то тяга уменьшается, а сама результативность вентиляции падает. Кроме этого, на интенсивность тяги влияют параметры сечения трубы и размеры вентиляционных каналов.
Процесс тяги изнутри наружу
Стоит заметить, что проектирование и проведение соответствующих подсчетов для системы вентиляции нужно сделать на начальных этапах. Исправления в процессе проведения работ сделать практически нереально. Специалисты утверждают, что комнаты, которые находятся примерно на одном уровне, должны иметь одинаковую длину каналов вентиляции, в противном случае эффективность всей системы может резко упасть.
Существуют следующие особенности выбора параметров вентиляционной трубы:
- сечение канала должно быть не меньше 16 см 2, если труба выполнена из нержавеющей стали;
- сторона канала должна составлять не меньше 10 см, а наиболее распространенный вариант – 14 см. В этом случае его длина будет примерно 3 м;
- при невозможности создания одинаковой длины каналов, для всех помещений здания применяются вентиляционные решетки.
Если расчеты проведены правильно, то вы увидите, для чего нужна вентиляционная труба в каждом доме. Она обеспечит поступление свежего и вывод загрязненного воздуха до трех раз в течение всего одного часа.
Вне зависимости от вида вентиляционных систем, для беспрепятственного движения воздушных масс по всему зданию устанавливаются особые переточные решетки. При правильной организации перетока воздуха наиболее грязное помещение будет вентилироваться в самую последнюю очередь. В соответствии с этим принципом вытяжка монтируется в туалете или на кухне.
Вентиляция при ветреной погоде
Выбор сечения трубы для печи
Специалисты не рекомендуют простукивать керамический кирпич дополнительно для того, чтобы он встал на место. В процессе простукивания происходит образование воздушного пространства, влияющего на тягу дымового газа. Если требуется уложить 4-6 рядов кирпичей изнутри трубы, то кладка дымохода из кирпича протирается влажной тряпкой, а все швы затираются. Шов кладки обычно составляет в горизонтальном направлении 0,5 см, а по вертикали — 1 см.
Форма кирпичного дымохода для металлической печи или камина влияет на уровень гидравлического сопротивления в трубе, поэтому ее поперечное сечение может быть в виде прямоугольника или квадрата. Оптимальный вариант представляет собой круглая форма дымохода, но выложить его из кирпича своими руками довольно трудно.
Печная труба не должна иметь повороты и наклоны, поскольку эти виды элементов приводят к созданию дополнительного сопротивления воздуха. Если нельзя обойтись без поворота, его несложно оборудовать под углом 60 °. Кладка трубы предполагает обустройство оголовника, выполняемого в 1 кирпич. Выкладка верхней части осуществляется на цементно-песчаный раствор.
От выбора сечения должен зависеть уровень теплоотдачи печи или камина. Сечение может находиться в пределах 260х260 мм. К примеру, если выбранное сечение составляет 130х130 мм, то теплоотдача равна 3,5 кВт, а при сечении 130х250 мм — более 3,5 кВт. Выбирать очень большое сечение трубы для котла, печи или камина не следует, поскольку при этом теряется эффективность отопления, что приводит к уменьшению теплоотдачи.
Дистанция между креплениями
В СП 60.13330 и СП 73.13330.2012 указывается, как рассчитывать крепление воздуховодов квадратного и круглого сечения. Также учитываются рекомендации производителей оборудования, прописанные в инструкциях. Чтобы получить правильный результат необходимо знать длину воздуховодов и допустимую дистанцию между креплениями.
Крепления для горизонтальных неутепленных металлических бесфланцевых воздуховодов устанавливаются на расстоянии не больше 4 метров друг от друга. Это требование в равной степени относится к опорам, подвескам, хомутам.
Правило распространяется на прямоугольные и круглые воздуховоды, у которых диаметр или наибольшая сторона не превышают 40 см. Для воздуховодов с прямоугольным сечением или диаметром более 40 см расстояние между креплениями сокращается до 3 метров.
Горизонтальные металлические неизолированные воздуховоды на фланцевом соединении с диаметром или большей стороной до 2 метров монтируются с шагом не более 6 метров между крепежами. Крепление к фланцам не разрешается. Максимальное расстояние между креплениями вертикальных металлических воздуховодов составляет 4,5 метра.
При проектировании даже простейшей кухонной вытяжки оставляют зазоры между поверхностью воздуховода и стенами, потолком, другими коммуникациями и предметами интерьера
Для соединения магистральных участков воздуховодов в качестве фасонных элементов могут применяться гибкие воздуховоды, изготовленные из полимерной пленки. В отдельных случаем они служат в качестве основных элементов для построения вентиляционной магистрали.
Для их крепления гибких полимерных воздуховодов используют кольца из стальной проволоки. Диаметр проволоки должен быть в пределах 3-4 мм, а диаметр самого кольца – на 10 процентов больше диаметра воздуховода. Шаг между кольцами – не больше 2 метров.
При таком типе монтажа вдоль воздуховода натягивают несущий трос, к которому и крепятся кольца. Сам трос крепится к строительным конструкциям с шагом от 20 до 30 метров. Гибкий воздуховод необходимо натянуть, чтобы между кольцами не образовались провисы, снижающие давление в системе.
Необходимость вентиляции
Прежде всего, необходимо проветрить ванную комнату и кухню.
Высота вентиляционного канала зависит от количества воздуха, перемещаемого в помещение, и степени изоляции.
Высота вентиляционного канала зависит от количества воздуха, поступающего в помещение и выходящего из него:
- Потребность в свежем воздухе — один из важнейших факторов в жизни человека. Он влияет на производительность, обмен веществ и комфорт. Процентное содержание кислорода не должно опускаться ниже рекомендуемых пределов. Его содержание в спальных комнатах особенно определено.
- Удаление из помещения вредных веществ, продуктов горения и дыма.
- Удаление вредных частиц, газов и загрязняющих веществ.
- Удаление избыточной влаги, пыли из помещения.
- Снижение риска возникновения пожара за счет удаления горючих газов и соединений. Вентиляционные установки для этих целей являются наиболее технологичными, с активной искрозащитой, взрывобезопасными, работающими с датчиками газа и температуры.
Снижение интенсивности вентиляции повышает температуру в помещении во время отопления. Ускорение воздушного потока снижает температуру, уменьшая эффективность обогрева.
Что влияет на производительность вентиляции
Существует еще один способ определить высоту трубы и, соответственно, превышение над кровельным покрытием крыши дома. Сделать это можно, используя формулу расхода воздуха в зависимости от перепада давления. Известно, что при подъеме на 12 м давление воздуха падает на 101 Па. Полученный результат будет справедлив только для идеальной вентиляционной системы с абсолютно гладкой внутренней поверхностью.
На самом деле для практического расчета параметров, высоты и сечения вентиляционного канала потребуется учесть несколько важных условий:
- Скорость потока воздуха на высоте установки вентиляционной трубы;
- Температура воздуха на улице и внутри помещения;
- Форма сечения канала и качество поверхности по всей высоте воздуховода;
- Форма крыши.
Практическим измерением можно получить расходный коэффициент С. От его величины и от разницы давления у земли и на высоте установки выводной вентиляционной стойки можно рассчитать реальный расход воздуха.
Или наоборот, зная С и известный расход воздуха, который должен будет перемещаться по воздуховоду для конкретного объема помещения, можно определить разницу давлений и, в итоге, уровень подъема вывода вентиляции.
Сделать такой расчет достаточно сложно, поэтому обычно используют рекомендации справочников по ремонту и проектированию систем вентиляции, в которых приведены приближенные зависимости расхода воздуха от вылета выводной трубы для различных вариантов конструкций крыш и выводов.
Рекомендации по определению высоты вентиляционной трубы на крыше никоим образом не касаются определения размеров воздуховода и тяги в воздушном канале. В нормативе есть только одна ссылка, которая требует, чтобы общая высота вертикальной части канала дымохода составляла не менее 5 м.
Вылет дымовой или вентиляционной трубы над кровельным покрытием устанавливается нормами СНиП по совершенно иным соображениям. Если посмотреть на рекомендованную СНиП схему установки выводов, то становится понятным, что срез вентиляционного и дымового канала должен находиться на уровне самых быстрых воздушных потоков. Чем выше скорость воздуха, тем сильнее тяга, и наоборот, – в штиль система вентиляции работает крайне неудовлетворительно.
Значение дымохода и дымовая тяга
Газы по дымоходу поднимаются самостоятельно под действием нескольких физических сил. Дым, образующийся при горении, легче воздуха, он поднимается наверх. Его легкость обусловлена температурой. Как известно, чем больше нагрет газ тем меньше молекул его содержится в единице объема и тем легче он сам по себе. Легкие газы всегда поднимаются наверх.
Кроме того, значение имеет разница давлений и температур между воздухом снаружи и газами внутри. Эта разница как бы вытягивает наружу газы из дымохода. Этот процесс называется тягой. Тяга возникает в том случае, если имеется перепад давлений. С физической точки зрения тяга — это разница давлений.
В дымоходах с естественной, пассивной тягой действует сила Архимеда. Воздух находящийся внизу максимально разрежен, поскольку имеет высокую температуру. Плотность его минимальная. Воздух наверху, снаружи дома, минимально разрежен, поскольку он холодный.
Плотность его выше. Происходит это так: тяжелый холодный воздух опускается по дымоходу вниз и выдавливает теплый легкий воздух наверх, таким образом дым поднимается по трубе и выводится наружу. Пока нагревательный прибор работает, воздух внизу трубы будет теплее, чем снаружи.
Однако разница температур — не единственный фактор, влияющий на тягу.
Рекомендуем ознакомиться: Обустройство дымохода печей — разновидности и как сделать своими руками
На что влияет
Высота трубы и материал, из которого она выполнена, оказывают влияние на следующее:
- улучшение тяги;
- качество сжигания топлива;
- скорость прогрева стенок канала.
Эти аспекты указывают на то, что чем больше высота, тем тяга и КПД приборов отопления лучше. Однако не все так однозначно, поскольку при возведении слишком высокого дымоотвода тяга уменьшается. По длинной трубе дым поднимается дольше и нагревает ее стенки. Чем ниже температура дыма, тем больше масса продуктов сгорания и хуже тяга. Поэтому даже при большой длине дымового канала нет гарантии устойчивой тяги. Слишком высокий дымоход приводит к разрушению фундамента в результате нагрева. Появление трещин сказывается на ухудшении тяги.
