Оголовок для вентиляционной трубы своими руками

Что такое оголовок печной и вентиляционной трубы + особенности монтажа

19.05.2017 3,597 Просмотров

Доборные элементы кровли – это изделия, которые оформляют основные функциональные элементы крыши. Они выполняют эстетические и защитные функции.

Эстетическая функция проявляется в декоративном обустройстве стыков и пересечений материалов покрытия, а защита кровли обеспечивается предотвращением проникновения влаги и грязи в пространство ее пирога.

Оголовок дымохода – это один из важнейших доборных элементов. Он представляет собой изделие, закрепляемое на вершине выхода печной трубы, которое украшает ее и защищает от негативных внешних воздействий.

Что представляет из себя оголовок дымохода

Конструкция стандартного выхода печной трубы, имеющего прямоугольную форму, достаточно несовершенна. Она не препятствует попаданию пыли и осадков в дымоход, а при большой ветровой нагрузке в трубе образуется обратная тяга дымовых газов, вызываемая повышенным давлением движущегося воздуха. Данные факторы могут значительно уменьшить срок эксплуатации дымохода.

Во избежание этого, к вершине выхода печной трубы прикрепляется оголовок. Существует большое количество вариаций форм и материалов изготовления этого изделия, но его неотъемлемой чертой является наличие защитного колпака, который возвышается над выходом трубы и защищает ее от попадания внутрь влаги и грязи.

Дефлектор, дымник, флюгарка, зонт, колпак – это синонимы понятию оголовка, но между некоторыми из этих наименований есть незначительные различия. Так, дефлектором называется изделие со встроенным диффузором, отвечающим за правильное распределение проходящих через трубу потоков воздуха. Он предотвращает образование обратной тяги при ветровой нагрузке и усиливает прямую тягу.

Зонт – это изделие, основной функцией которого является защита внутреннего пространства дымохода от попадания влаги и мусора. В отличие от дефлектора, он не всегда оснащается диффузором.

Флюгарка – это оголовок с установленным флюгером, определяющим направление ветра.

Некоторые виды оголовков оснащаются искрогасителями для предотвращения попадания вылетающих из трубы искр на кровельное покрытие. Самый простой способ установки искрогасителя – это монтаж металлической сетки между основанием оголовка и его крышей, которая заодно будет обеспечивать дополнительную защиту колпака от попадания мусора.

Разновидности

Оголовки классифицируются по трем признакам: по материалу изготовления, по форме изделия и по наличию дополнительных функциональных элементов.

Основные материалы производства оголовков представлены медью, сталью и цинк-титановым сплавом.

Самый простой и дешевый вариант – это стальной колпак. Недостатком материала является небольшой срок эксплуатации, составляющий 8-10 лет. Изделия из нержавеющей стали могут прослужить 20-30 лет.

Медные оголовки более долговечные (срок службы – до 50 лет), но при их монтаже могут возникнуть затруднения, так как все крепежные элементы тоже должны быть медными во избежание окисления металла.

Цинк-титановые оголовки отличаются относительной дороговизной, но это самый надежный и долговечный вариант изделия.

Различия в формах изделий определяются конструкцией крыши оголовка. Она может быть:

• Двухскатной. Самый простой вариант, такое изделие легко сделать своими руками.
• Четырехскатной. По форме она похожа на вальмовую крышу и применяется для обустройства прямоугольных труб.
• Плоской. Отличается простотой монтажа и хорошо соответствует минималистическому стилю оформления кровли. Но отсутствие скатов усложняет сход влаги и снежных масс с колпака.
• Конусообразным зонтом. Крышей такой формы оснащаются оголовки круглых труб. Основное достоинство конструкции – нет необходимости в установке капельника.

Устройство в разрезе

Дополнительные функциональные элементы представлены:

• Диффузором (дефлектор).
• Флюгером (флюгарка).
• Откидной крышей, позволяющей регулярно прочищать внутренность оголовка без его демонтажа.
• Двойной крышей (для декорирования и улучшения воздухообмена).
• Металлической сеткой (защита от выхода искр и попадания грязи).
• Прочими декоративными элементами.

Выбор оголовка

Выбор изделия определяется характеристиками отопительной системы. Для простой печной трубы будет достаточно стандартного колпака, который предотвратит попадание в нее влаги и предоставит минимальную защиту от обратной тяги.

Если через трубу проходит значительное количество дымовых газов или дом находится в местности с постоянными и сильными ветрами, но необходима установка оголовка с диффузором.

Тип печной трубы не оказывает существенного влияния на выбор разновидности колпака, различаться будут лишь особенности крепежных элементов и методы монтажа.

Технология монтажа

Основное требование строительных норм заключается в том, что оголовок не должен затруднять выхода дымовых газов из трубы.

Чтобы ему соответствовать, нужно соблюдать ряд принципов:

• При удалении трубы от конька крыши на 1,5 метра и менее вершина колпака должна возвышаться над коньком как минимум на 50 сантиметров.
• При удалении трубы от конька на 1,5-3 метра оголовок должен находиться с ним на одной горизонтальной линии.
• При удалении трубы от конька на 3 метра и более оголовок не должен находиться ниже прямой линии, проведенной от вершины крыши под углом 10 градусов.
• Если высота внешней дымоходной кладки составляет 1,2 метра и более, то перед установкой колпака нужно закрепить трубу крышевыми растяжками.

Большинство моделей оголовков являются сборными, что упрощает их монтаж. Общий алгоритм установки стандартен для всех доборных элементов: сначала производится крепеж основного изделия и его дополнительных деталей, затем все стыки герметизируются.

Оголовок не должен затруднять выхода дымовых газов из трубы

Первой устанавливается нижняя часть колпака, прикреплять ее надо к верхушке дымовой трубы. В качестве крепежных элементов используются шурупы или заклепки.

Далее устанавливаются промежуточные элементы и верхушка конструкции, которые соединяются между собой с помощью кронштейнов. Для герметизации стыков используются составы на основе каучука или силикона. Особое внимание стоит уделить изоляции стыков оголовка и дымохода.

Самостоятельное изготовление

Ниже представлен алгоритм изготовления двухскатного дымника для прямоугольной вентиляционной трубы, так как именно такое изделие проще всего сделать самостоятельно.

Потребуется следующий набор инструментов:

• Ножницы по металлу.
• Тиски.
• Перфоратор.
• Металлические уголки.
• Металлический лист.
• Четыре отрезка профильной трубы.

Сначала нужно замерить диаметр трубы дымохода, что изделие подходило к ней. К результатам замеров прибавляются 5 миллиметров. Затем нужно сварить основание для оголовка из четырех кусков металлического уголка. По углам полученной конструкции привариваются стойки, на которые будет опираться крыша оголовка.

Устройство своими руками

Далее к основанию привариваются подпорки колпака на высоте около 20 сантиметров, так как нижняя часть изделия будет опущена в трубу для лучшей фиксации.

Стальной лист, вырезанный в соотношении 2х3, нужно согнуть в тисках под углом 90 градусов так, чтобы он образовал конструкцию с двумя скатами. Она прикрепляется к стойкам с помощью металлических пластин.

Оптимальная ширина пластины составляет 20 мм, в каждой пластине нужно просверлить отверстие для крепежа. В заготовке крыши просверливаются отверстия для самих пластин и для их крепежа.

Изготовление прямоугольного оголовка

Перед установкой металлического листа все детали покрываются грунтовкой. Затем пластины привариваются к стойкам, и на них надевается крыша. Предварительно сделанные отверстия совмещаются и фиксируются заклепками. Готовая конструкция монтируется на дымоход.

Заключение

Оголовок – это один из множества доборных элементов кровли. Он защищает трубу от грязи и влаги, а некоторые модели значительно улучшают тягу, увеличивая коэффициент полезного действия всей отопительной системы.

Наиболее качественными считаются изделия из нержавеющей стали и цинк-титанового сплава. Многообразие дополнительных функциональных элементов позволяет выбрать оголовок для любого типа трубы.

Источник

Вентиляционный дефлектор на вытяжную трубу – конструкция и принцип работы

В отличие от дымоходов, оголовки вертикальных шахт вытяжной вентиляции всегда накрываются зонтами. Попадание осадков внутрь воздуховода нежелательно – воде некуда деваться. Суть проблемы: защитный колпак создает дополнительное аэродинамическое сопротивление воздушному потоку. Работа естественной вытяжки ухудшается, а при недостатке тяги прекращается вовсе.

Вопрос решается так: на конец трубы вместо традиционного «грибка» монтируется вентиляционный дефлектор. Установка выполняется своими руками, но сначала нужно подобрать конструкцию вытяжного устройства.

Зачем нужен дефлектор

Для лучшего понимания вопроса приведем данные из справочной литературы. Величина местного сопротивления потоку воздуха в системах вентиляции характеризуется безразмерным коэффициентом ξ. Чем больше его значение, тем сильнее фасонный элемент – зонт, колено, шибер — замедляет движение газов по трубопроводу.

Применительно к нашим случаям коэффициент составляет:

• на выходе воздушного потока из открытой трубы любого диаметра ξ = 1;
• если канал накрыт классическим колпаком, ξ = 1.3—1.5;
• на трубе установлен зонт Григоровича с диффузором (расширение сечения), ξ = 0.8;
• насадка Волпера цилиндрическая либо звездообразная «Шенард», ξ = 1;
• дефлектор типа ЦАГИ, ξ = 0.6.

Примечание. Здесь нет ошибки – даже при свободном выбросе из шахты воздушная струя преодолевает местное сопротивление от внезапного расширения. Источник: «Справочник по теплоснабжению и вентиляции», издание 1976 г.

Итак, дефлектор — это насадка, которая под действием ветра создает разрежение на выходе из вертикального вентканала и таким образом уменьшает аэродинамическое сопротивление потоку. То есть, выступает усилителем тяги.

Вдобавок вытяжное устройство решает такие задачи:

• защищает воздуховод от осадков;
• не позволяет ветру задувать внутрь трубы;
• препятствует возникновению обратной тяги (опрокидывания).

Принцип работы любого дефлектора основан на двух эффектах: разрежение от ветровой нагрузки и эжекция (увлечение) медленного потока газов более быстрым. Хотя некоторые зарубежные производители реализуют механическое побуждение – попросту оснащают зонт электрическим вентилятором. Рассмотрим устройство каждой конструкции по отдельности.

В этом ракурсе хорошо видно, что сечение нижнего патрубка насадки не уменьшается, значит, скорость и давление газов не изменяется

Замечание. В интернете работу подобных колпаков часто объясняют действием закона Бернулли либо эффекта Вентури. Оба физических явления предполагают сужение воздуховода, ускорение потока и падение давления. В действительности дефлекторы не уменьшают сечение канала (смотрите выше на фото) — разрежение создается исключительно силой ветра.

Разновидности насадок

Сейчас можно приобрести в готовом виде либо сделать самостоятельно следующие виды колпаков – усилителей тяги:

• дефлектор ЦАГИ с расширением вентканала — диффузором;
• цилиндрический «грибок» Волпера;
• Н-образный коллектор из труб;
• колпак – флюгер (в народе — «подхалим»);
• сферическая ротационная насадка – так называемый турбодефлектор;
• статодинамическое открытое устройство типа «Astato».

Включать в список и рассматривать обычные зонтики бессмысленно – подобные изделия не улучшают тягу, лишь прикрывают срез трубы от дождя.

Устройство колпаков типа ЦАГИ

Данная конструкция разработана в период СССР профильным НИИ (научным институтом). Дефлектор состоит из таких деталей (показаны на чертеже):

• нижний стакан с диффузором (расширением) на конце;
• внешний корпус – обечайка из кровельной стали цилиндрической формы;
• крышка в виде зонта;
• стойки крепления крышки из металлических полос.

Схема работы изделия проста: ветровой обдув корпуса с любой стороны создает зону разрежения над открытым сверху диффузором. Поступающие из шахты отработанные газы увлекаются этим разрежением, выходят наружу и подхватываются ветром – срабатывает принцип эжекции.

Ниже в таблице представлены характеристики типовых дефлекторов ЦАГИ – размеры, производительность в зависимости от скорости ветрового потока.

Замечание. Производительность указана без учета сопротивления системы воздуховодов, пересекающих крышу. Реальный объем вытяжки зависит от высоты подъема трубы и перепада температур внутреннего/наружного воздуха.

Из всех статичных усилителей тяги колпак ЦАГИ признан наиболее эффективным, невзирая на почтенный возраст разработки. Плюсы конструкции:

• простота в изготовлении, установке;
• максимальная защита от попадания дождя и снега, опрокидывания тяги;
• надежность, отсутствие вращающихся деталей;
• направление ветровых потоков не играет роли;
• наименьший коэффициент сопротивления (ξ = 0.6).

Недостаток дефлектора – зависимость от скорости ветра. Если потоки движутся медленнее 2 м/с, эффективность устройства стремится к нулю. Впрочем, штиль оказывает негативное влияние на работу любой насадки, призванной усиливать естественную тягу в вентканале.

Колпак работает благодаря ветровому подпору — над срезом воздуховода возникает разрежение

Обратите внимание: в современных версиях ЦАГИ заводского изготовления предусматривается утепление нижнего стакана, если колпак крепится к крышной сэндвич-трубе. Под «грибком» мы видим юбку, хотя проходное сечение канала не уменьшается.

Статический зонт Волпера

Этот дефлектор скорее является ветрозащитным устройством, нежели усилителем природной тяги. Хотя потери давления на выходе потока насадка успешно компенсирует. Конструкция включает следующие элементы:

• нижний патрубок (стакан);
• верхний цилиндрический стакан с вогнутыми стенками;
• конусный зонт;
• соединительные полосы.

Колпак устанавливается на воздуховод круглого сечения либо прямоугольную шахту через переходник. Как работает дефлектор вентиляции Волпера:

1. Прямые ветровые потоки отражаются вверх и вниз вогнутой поверхностью верхней обечайки.
2. Струя, проходящая между зонтом и срезом стакана, создает область пониженного давления внутри корпуса.
3. Вытяжной воздух меняет направление движения – вытекает сквозь зазор под «юбкой».

Насадка уступает конструкции ЦАГИ в эффективности, зато лучше защищает воздуховод от порывов ветра. Сделать изогнутый стакан сложнее, потому домашние умельцы попросту изготавливают конус. Для повышения производительности под зонтом ставится аналогичная тарелка в зеркальном отражении, как показано на видео:

Н-образная насадка

Эта оригинальная конструкция представляет собой узел из труб в виде русской буквы «Н», вытяжка подключена к середине воображаемой перекладины. С какой бы стороны ветер ни задул в открытые трубы – сверху или снизу – более быстрый поток станет эжектировать (увлекать за собой) воздушную струю из вентиляционного стояка.

Преимущество Н-образного дефлектора – почти стопроцентная защита от задувания ветра, обратной тяги, попадания влаги и обмерзания. Указанные плюсы перечеркиваются не менее существенными минусами:

1. Проблемы с аэродинамикой — чтобы выйти на улицу, воздух преодолевает 2 поворота 90°. Потери компенсирует поток ветра, но сила тяги возрастает минимально. Отсюда низкая производительность вытяжной насадки.
2. Приспособление довольно громоздкое, поэтому крепеж на трубе затруднен.
3. Н-дефлектор не слишком красиво выглядит. Представьте ситуацию, когда на кровлю выведены 2—3 вентканала с подобными колпаками.

Колпак максимально предохраняет от задувания и опрокидывания тяги, но сам создает немалое сопротивление вытекающим газам

Дополнение. Мы пропустили 1 преимущество насадки – ее несложно собрать своими руками из готовых тройников. Применить изделие можно для вентиляции подсобных строений, например, бани или теплого сарая.

Турбодефлекторы и флюгеры

Мы объединили эти 2 разновидности насадок в один раздел из-за схожести принципа действия:

1. Сферический ротационный дефлектор с множественными полукруглыми лопастями вращается силой ветра. Над оголовком трубы (внутри шара) образуется разрежение, эффективность вытяжки возрастает.
2. Флюгер с крылом всегда поворачивается «спиной» к ветру, предотвращая задувание внутрь ствола. За корпусом насадки образуется зона пониженного давления (аэродинамическая тень), воздушная струя охотнее покидает вертикальный канал.

Опорный элемент колпака-флюгера частично перекрывает проходное сечение вентканала

По эффективности динамические колпаки выигрывают у статических, но имеют ряд особенностей эксплуатации:

• в безветренную погоду турбодефлекторы и «подхалимы» не крутятся, соответственно, тягу не улучшают;
• узел вращения – подшипник либо втулка – требует обслуживания (смазки), зимой рискует обмерзнуть;
• заклинивший флюгер может заломить резким порывом ветра;
• насадки слабо защищают от косого дождя либо снега.

Справка. Цены флюгеров и ротационных дефлекторов выше, чем статических насадок. Пример: заводской зонт ЦАГИ, сделанный по серии 5.904.51, стоит от 23 у. е., турбодефлектор – 38 у. е. Вывод: за эффективность придется доплачивать, плюс ежегодно забираться на крышу и обслуживать вентиляционный девайс.

Как работает флюгер сравнительно с открытой трубой, смотрите на видео:

Колпак принудительного действия Astato

Это единственный тип дефлектора, функционирующий при любой погоде, включая полный штиль. Насадка выполнена из двух усеченных конусов, повернутых вершинами друг к другу. Верхняя часть снабжена зонтом и осевым электровентилятором. Сбоку проем закрыт алюминиевой сеткой от птиц.

Как работает дефлектор французского бренда Astato:

1. В ветреную погоду колпак действует как статичный усилитель – проходящий между конусами поток подхватывает воздух, поднимающийся по вытяжному стволу. Вентилятор отключен.
2. Когда ветер затихает, срабатывает датчик давления – прессостат. Он подает сигнал блоку управления EOL.
3. Контроллер запускает вентилятор на нужную скорость (всего их две). Начинается принудительная вытяжка из канала.

Примечание. Порог срабатывания датчика настраивается пользователем. Cтатодинамическое устройство может работать без дорогой автоматики – от реле температуры либо включаться ручным способом.

Единственный недостаток активного дефлектора Astato – космическая по нашим меркам цена. Чтобы купить насадку минимального диаметра 160 мм, придется уплатить 1395 евро. Хотите автоматизировать работу принудительной вытяжки — добавьте сюда стоимость блока EOL – еще 1520 евро.

Какой дефлектор выбрать

Если вы хотите установить колпак – усилитель тяги с минимальными затратами и не обслуживать изделие в процессе эксплуатации, рекомендуем остановиться на статичных моделях – дефлекторе Волпера либо ЦАГИ. Последний вариант предпочтительнее для собственноручного изготовления.

Совет. Размер насадки выбирайте по диаметру вытяжного ствола. Если из дома выведена прямоугольная шахта, подбор делается по эквивалентному круглому сечению. То есть, необходимо сделать расчет поперечника канала, потом взять круг аналогичной площади. При установке используется адаптер.

Рекомендации по выбору различных дефлекторов:

1. При недостатке либо отсутствии тяги лучше ставить динамические версии колпаков – ротационный или флюгер.
2. Покупая вращающуюся насадку, не гонитесь за дешевизной. В недорогих изделиях применен открытый шарнир – обычная втулка, которая замерзнет зимой. Подбирайте флюгер или турбодефлектор с закрытым подшипником.
3. Н-образный колпак пригодится в местности с постоянными сильными ветрами. В остальных случаях лучше брать ЦАГИ.

Дефлекторы Astato приобретайте по желанию – усилитель будет работать в любых условиях. Но помните: движущиеся части насадки нужно периодически обслуживать.

Изготовление своими силами

Технологию сборки колпака предлагаем пояснить на примере насадки типа ЦАГИ. Детали вырезаются из оцинкованной стали толщиной 0.5 мм, между собой скрепляются заклепками или болтами с гайками. Конструкция вытяжного элемента представлена на чертеже.

Для изготовления понадобится обычный слесарный инструмент:

• молоток, киянка;
• ножницы по металлу;
• дрель электрическая;
• тиски;
• приспособления для разметки – чертилка, рулетка, карандаш.

Ниже в таблице указаны размеры деталей дефлектора и окончательный вес изделия.

Справка. Наиболее «ходовые» диаметры вентиляционных каналов – 100 либо 110 мм, когда вытяжка сделана пластиковой канализационной трубой.

Алгоритм сборки следующий. По разверткам вырезаем ножницами заготовки зонта, диффузора и обечайки, скрепляем между собой заклепками. Раскрой обечайки не представляет сложности, развертки диффузора и зонта показаны на чертежах.

Раскрой нижнего стакана — расширяющегося диффузора

Готовый дефлектор насаживается на оголовок, нижний патрубок стягивается хомутом. На квадратную шахту придется сделать или купить переходник, чей фланец прикрепляется к торцу трубы.

Можно ли устанавливать на дымоход

Установкой дефлектора незадачливые домовладельцы пытаются решить проблему недостатка тяги. Такое случается, когда дымоходная труба сделана неправильно – оголовок попал в зону ветрового подпора крыши, поднят на малую высоту либо сосед построил рядом высокое здание.

Лучший решение при недостаточной тяге — поднять дымоотвод на нужную высоту. Почему на оголовок нежелательно нахлобучивать различные насадки:

1. Запрещается ставить зонты и прочие вытяжные устройства на трубы, отводящие продукты горения газовых котлов. Это требования правил безопасности.
2. Печки и твердотопливные котлы при горении выделяют сажу, оседающую на внутренних поверхностях дымоходов и колпаков. Дефлектор придется чистить, особенно крутящийся.
3. Внизу правильно построенного дымового канала предусмотрен карман для сбора конденсата и лишней влаги. Закрывать трубу от осадков бессмысленно, достаточно прикрепить на конце сопло, защищающее утеплитель сэндвича.

Оголовки печных газоходов допускается оснащать зонтиками, но турбодефлектор там точно не нужен. Тема монтажа колпаков на дымоотводные каналы подробно раскрыта в отдельном материале.

Источник