(495) 766-86-01603-971-803
Мы работаем по выходным - тел. 8-926-197-21-13
 

Строительство дымовых труб


Как строят дымовые трубы

Какие мысли возникают у нас при виде гигантских дымовых труб, выпускающих в синее небо черные облака? Возможно, в первую очередь это будут мысли о сложных взаимоотношениях природы и цивилизации.  
  • Один из финальных этапов сооружения трубы — ее окраска. Здесь не может быть никаких вольностей: труба — высотный объект и должна быть хорошо заметна для экипажей летательных аппаратов.

Однако, пока человечество не научилось избавляться от газообразных отходов предприятий и электростанций, не выбрасывая эти отходы подальше в атмосферу, трубы будут строиться, а возведение этих сооружений останется сложнейшей и интереснейшей инженерной задачей.

Самая высокая дымовая труба в мире была построена в 1987 году в СССР, а находится ныне на территории Казахстана. На высоту 420 м она отводит выбросы Экибастузской ГРЭС-2, вырабатывающей электроэнергию из местного высокозольного угля. Этой трубе немного уступает по высоте канадская Inco Superstack с ее 385 м, возведенная в 1971 году.

В XXI веке ничего подобного уже не строилось — сегодня ставка делается на очистные сооружения, которые серьезно снижают токсичность выбросов. Это, однако, не означает, что трубы утратили свою актуальность — просто появилась возможность строить их ниже, но не так чтобы намного: трубы выше 200 м возводятся и сегодня. Они не столь зрелищны, как небоскребы, но многие инженерные проблемы, которые приходится решать при строительстве сверхвысоких зданий, присутствуют и в работе трубокладов — да-да, именно так называют строителей дымовых труб.

Кирпич отступил

Классическим и самым первым материалом для строительства дымовых труб был кирпич. Пока трубы оставались невысокими, все было отлично, но по мере увеличения их высоты выяснилось, что кирпич имеет свои прочностные пределы и недостаточно хорошо работает на сжатие. Впрочем, если подобрать кирпич покрепче и связующие растворы с особыми качествами, то рекорды возможны и в этой области. Еще в 1919 году американской компанией Custodis Chimney в городе Анаконда, штат Монтана, была возведена самая высокая в мире кирпичная труба для отвода газов от множества медеплавильных печей. Труба имеет коническую форму (диаметр 23 м у основания и 18 у вершины) и уходит в небо на 178,3 м. Толщина ее кирпичных стен у основания составляет 180 см.

У этого рекордсмена не было последователей. В грядущие десятилетия самым популярным конструкционным материалом стал железобетон. Железобетонные трубы возводят и поныне, хотя уже существуют альтернативы в виде металла и пластика. Чтобы узнать, что представляют собой современные гигантские дымовые трубы, «ПМ» отправилась в Санкт-Петербург, где расположилась штаб-квартира ЗАО «Корта». Эта компания проектирует и строит высокие дымовые трубы, градирни, а также занимается их ремонтом и обслуживанием в 40 регионах России.

«Видео в интернете, на которых жаждущие адреналина молодые люди прыгают с высоких труб с тарзанок и с парашютами, в нашей профессиональной среде воспринимаются без восторга, — говорит Алина Смирнова, генеральный директор ЗАО «Корта». — Эти сорвиголовы рискуют ради риска, а работа трубоклада сопряжена с риском по необходимости. До сих пор работа на высоте — это тяжелый, по преимуществу ручной труд, где невнимательность и пренебрежение техникой безопасности может стоить жизни». Кубометр бетона, залитый вблизи земли, и кубометр бетона, залитый на высоте 150 м, колоссально отличаются по стоимости — так нам говорят специалисты. Чтобы убедиться в справедливости этого утверждения, стоит разобраться, как устроена и как строится современная железобетонная дымовая труба.

Все ближе к небу

Все, конечно, начинается с фундамента, и тут аналогии с небоскребом напрашиваются сами собой. Подобно ядру высотного здания, дымовая труба — это стержень, консольно защемленный в основании. Как под будущей трубой, так и под будущим небоскребом заливается бетонная плита. Плита может опираться на сваи, а может и не опираться, но в последнем случае придется значительно увеличить ее площадь. Поскольку дымовые трубы строятся, как правило, в стесненных условиях промышленных территорий, сваи обычно используют. Над плитой устанавливается так называемый стакан — круглое основание будущей трубы.

  • Стакан Сооружение финальной части фундамента под дымовую трубу — так называемого стакана. Сначала монтируется арматура, затем создается бетонная форма.

Сооружение трубы в чем-то сходно с монолитным строительством зданий — она поэтапно растет вверх. Разница лишь в том, что в распоряжении трубокладов не просторные этажи, а пространство, ограниченное диаметром трубы — всего несколько метров. Существует два основных метода сооружения труб — подъемно-переставной опалубки и скользящей опалубки. Первый метод технологически проще, дешевле, но уступает второму в скорости работ и в качестве железобетонного ствола трубы.

  • Начало возведения железобетонной трубы методом переставной опалубки На шахтном подъемнике (решетчатой конструкции) установлена подъемная головка, к которой будет прикреплена рабочая площадка с внешней опалубкой.

Если трубу возводят методом подъемно-переставной опалубки, то на фундаменте (внутри будущей трубы) устанавливают наращиваемую решетчатую конструкцию — «шахтный подъемник». Он используется для подъема наверх строительных материалов (арматуры, бетона), а также служит опорой для электромеханического подъемного механизма — «подъемной головки». К головке подвешивается круглая площадка, с которой свисает внешняя часть опалубки. Внутренняя (переставная) часть опалубки монтируется дополнительно. Опалубка собрана, закреплена, в ней установлена арматура, туда заливают бетонный раствор. После того как бетон застывает и обретает конструктивную прочность, головка поднимает площадку на 2,5 м. Все повторяется снова. Таким образом труба нарастает кольцами, и каждое из этих колец имеет внутренний выступ, так называемую консоль. Зачем она?

О чем плачут трубы?

Дело в том, что помимо внешнего ствола железобетонной трубы есть еще и внутренняя оболочка, так называемая футеровка. Она выполняется, как правило, из огне- и кислотоупорного кирпича. Футеровка (в отечественных конструкциях) тоже состоит из отдельных колец, каждое из которых опирается на свою консоль. В западных трубах футеровка представляет собой обычно цельный отдельный ствол, который устанавливается внутри основного. Между футеровкой и железобетонным стволом делается теплоизолирующая прослойка из минеральной ваты, а то и просто ничем не заполненной пустоты.

  • Раствор не любит холода При возведении железобетонной трубы в зимнее время, особенно если речь идет о скользящей опалубке, строительную площадку окружают так называемым тепляком, где плюсовая температура поддерживается с помощью калорифера.

Задача футеровки и теплоизоляции — сберечь железобетонный ствол от действия отводимых газов. Во-первых, газы бывают очень горячими, на стеклопроизводстве, например, их температура достигает порой 400°. Но более того, отводимые газы обладают еще и агрессивными свойствами. В них чаще всего присутствуют соединения серы. «Если труба спроектирована неправильно или изменены условия ее эксплуатации, — объясняет Алина Смирнова, — то может произойти очень неприятная вещь: прямо в стволе трубы на определенной высоте появится зона «точки росы» и газообразные отходы начнут конденсироваться. Надо понимать, что в присутствии водяного пара, который в трубе есть всегда, соединения серы могут дать серную кислоту, и прямо в трубе пойдет кислотный дождь». Агрессивный конденсат, стекающий по футеровке, представляет большую опасность. При сильном перепаде температуры газов внутри трубы и воздуха снаружи происходит миграция влаги: конденсат проникает внутрь железобетонного ствола и разъедает арматуру и камень.

Иногда он выступает на наружной поверхности трубы в виде белесых пятен, а в зимний период превращается в огромные сосульки. Тогда говорят: труба плачет. Чтобы исключить такие явления, футеровку покрывают специальными составами, снижающими ее проницаемость для конденсата. А вот в трубах, отводящих газы при сжигании угля (в России много угольных разрезов и много ТЭЦ при них), защита футеровки возникает естественным образом: образующийся налет прекрасно защищает кирпич.

Недешевое скольжение

В 1960-е годы в Швеции была разработана более прогрессивная технология строительства железобетонных труб — метод скользящей опалубки. В этом случае рабочая площадка с опалубкой двигается от нулевой отметки, поднимаясь на домкратных стержнях, которые остаются в теле бетона. Высота опалубки 1,2 м, но укладка бетона происходит слоями по 20−30 см. Как только слой обретает конструктивную прочность 5 МПа, укладывается следующий. Метод скользящей опалубки позволяет наращивать строящуюся трубу на 3 м и более в сутки, процесс идет практически непрерывно, и нет необходимости разбирать и собирать опалубку.

«Однако это сложная и дорогая технология, — говорит директор по производству ЗАО «Корта» Андрей Кузнецов. — Оборудование для строительства труб методом скользящей опалубки производят только две фирмы в мире, и его эксплуатация настолько сложна, что нам приходится использовать его только под контролем иностранных супервайзеров, представляющих производителя. Строить же конические сооружения этим методом умеют только австрийцы. Кроме дороговизны, в России метод скользящей опалубки имеет еще два недостатка. Во-первых, его практически нельзя применять при минусовых температурах (из-за постоянной подачи жидкого раствора, который может замерзнуть), а во-вторых, технология предполагает бесперебойный подвоз раствора в течение, скажем, двух месяцев, и далеко не в каждом регионе нашей страны производственные мощности такое позволяют».

Но какой бы сложной ни была технология опалубки, работа на высоте предъявляет людям высокие требования. Если строящаяся труба не оснащена лифтовым оборудованием (а до определенных высот оно не устанавливается), только забраться на высоту 100−150 м — это приличная затрата времени и сил. Работа на высоте нелегка и психологически — страх высоты заложен в человеке с рождения. Как нам рассказали, некоторые трубоклады, успешно работающие на 120-метровых трубах, отказываются наотрез от работы на 200-метровых. Страшно! Наверху на небольшой площадке нет места для тяжелой техники — для заливки раствора в опалубку рабочие используют тачки и много разного ручного инструмента. Куб бетона, залитый на высоте, «золотым» делает еще и необходимость обеспечивать безопасность трубокладов, а это стоит больших денег. «Экономия на безопасности позволяет некоторым компаниям предлагать низкие цены, — говорит Андрей Кузнецов, — но в итоге это может привести к трагическим последствиям, вроде гибели трех рабочих во время ремонта трубы Конаковской ГРЭС в мае этого года. Люди сорвались вниз вместе с люлькой, которая, очевидно, не прошла положенных испытаний».

Железный аргумент

Впрочем, железобетонным трубам с их трудоемкими технологиями есть альтернатива — металлические конструкции. Металлические трубы бывают отдельно стоящими (в этом случае металла нужно много) или закрепленными в несущем портале, имеющем вид решетчатой фермы. Возведение таких труб технологически проще, они более ремонтопригодны, но менее долговечны.

  • Фото Сделано из железа. Сооружение дымовой трубы из металла имеет свои технологические сложности. Один из наиболее дорогостоящих моментов — использование сверхтяжелых кранов для доставки на большую высоту секций будущей трубы.

«Выбор в пользу металлической трубы должен основываться на экономических расчетах, — поясняет Андрей Кузнецов. — Если железобетонная труба наращивается, то металлическую надо собирать из кольцевых элементов с помощью кранов. Краны, способные поднять детали трубы на высоту 150 м, — это уникальные машины, аренда которых может обходиться в миллион рублей в день и выше. Чтобы удешевить процесс, мы сейчас экспериментируем с другой технологией. На всю высоту трубы выстраивается решетчатая легкосборная ферма, а затем внутри нее монтируется труба из металлических колец. Она наращивается либо сверху (тогда секции поднимаются вверх с помощью лебедки), либо снизу (тогда построенная часть трубы поднимается на домкратах). В данном случае тяжелые краны не нужны».

Опубликовал: Василий Смирнов

Как строят дымовые трубы

Какие мысли возникают у нас при виде гигантских дымовых труб, выпускающих в синее небо черные облака? Возможно, в первую очередь это будут мысли о сложных взаимоотношениях природы и цивилизации.

Однако, пока человечество не научилось избавляться от газообразных отходов предприятий и электростанций, не выбрасывая эти отходы подальше в атмосферу, трубы будут строиться, а возведение этих сооружений останется сложнейшей и интереснейшей инженерной задачей.

Самая высокая дымовая труба в мире была построена в 1987 году в СССР, а находится ныне на территории Казахстана. На высоту 420 м она отводит выбросы Экибастузской ГРЭС-2, вырабатывающей электроэнергию из местного высокозольного угля. Этой трубе немного уступает по высоте канадская Inco Superstack с ее 385 м, возведенная в 1971 году.

В XXI веке ничего подобного уже не строилось — сегодня ставка делается на очистные сооружения, которые серьезно снижают токсичность выбросов. Это, однако, не означает, что трубы утратили свою актуальность — просто появилась возможность строить их ниже, но не так чтобы намного: трубы выше 200 м возводятся и сегодня. Они не столь зрелищны, как небоскребы, но многие инженерные проблемы, которые приходится решать при строительстве сверхвысоких зданий, присутствуют и в работе трубокладов — да-да, именно так называют строителей дымовых труб.

Один из финальных этапов сооружения трубы — ее окраска. Здесь не может быть никаких вольностей: труба — высотный объект и должна быть хорошо заметна для экипажей летательных аппаратов.

Кирпич отступил

Классическим и самым первым материалом для строительства дымовых труб был кирпич. Пока трубы оставались невысокими, все было отлично, но по мере увеличения их высоты выяснилось, что кирпич имеет свои прочностные пределы и недостаточно хорошо работает на сжатие. Впрочем, если подобрать кирпич покрепче и связующие растворы с особыми качествами, то рекорды возможны и в этой области. Еще в 1919 году американской компанией Custodis Chimney в городе Анаконда, штат Монтана, была возведена самая высокая в мире кирпичная труба для отвода газов от множества медеплавильных печей. Труба имеет коническую форму (диаметр 23 м у основания и 18 у вершины) и уходит в небо на 178,3 м. Толщина ее кирпичных стен у основания составляет 180 см.

У этого рекордсмена не было последователей. В грядущие десятилетия самым популярным конструкционным материалом стал железобетон. Железобетонные трубы возводят и поныне, хотя уже существуют альтернативы в виде металла и пластика. Чтобы узнать, что представляют собой современные гигантские дымовые трубы, «ПМ» отправилась в Санкт-Петербург, где расположилась штаб-квартира ЗАО «Корта». Эта компания проектирует и строит высокие дымовые трубы, градирни, а также занимается их ремонтом и обслуживанием в 40 регионах России.

При возведении железобетонной трубы в зимнее время, особенно если речь идет о скользящей опалубке, строительную площадку окружают так называемым тепляком, где плюсовая температура поддерживается с помощью калорифера.

«Видео в интернете, на которых жаждущие адреналина молодые люди прыгают с высоких труб с тарзанок и с парашютами, в нашей профессиональной среде воспринимаются без восторга, — говорит Алина Смирнова, генеральный директор ЗАО «Корта». — Эти сорвиголовы рискуют ради риска, а работа трубоклада сопряжена с риском по необходимости. До сих пор работа на высоте — это тяжелый, по преимуществу ручной труд, где невнимательность и пренебрежение техникой безопасности может стоить жизни». Кубометр бетона, залитый вблизи земли, и кубометр бетона, залитый на высоте 150 м, колоссально отличаются по стоимости — так нам говорят специалисты. Чтобы убедиться в справедливости этого утверждения, стоит разобраться, как устроена и как строится современная железобетонная дымовая труба.

Все ближе к небу

Все, конечно, начинается с фундамента, и тут аналогии с небоскребом напрашиваются сами собой. Подобно ядру высотного здания, дымовая труба — это стержень, консольно защемленный в основании. Как под будущей трубой, так и под будущим небоскребом заливается бетонная плита. Плита может опираться на сваи, а может и не опираться, но в последнем случае придется значительно увеличить ее площадь. Поскольку дымовые трубы строятся, как правило, в стесненных условиях промышленных территорий, сваи обычно используют. Над плитой устанавливается так называемый стакан — круглое основание будущей трубы.

На шахтном подъемнике (решетчатой конструкции) установлена подъемная головка, к которой будет прикреплена рабочая площадка с внешней опалубкой.

Сооружение трубы в чем-то сходно с монолитным строительством зданий — она поэтапно растет вверх. Разница лишь в том, что в распоряжении трубокладов не просторные этажи, а пространство, ограниченное диаметром трубы — всего несколько метров. Существует два основных метода сооружения труб — подъемно-переставной опалубки и скользящей опалубки. Первый метод технологически проще, дешевле, но уступает второму в скорости работ и в качестве железобетонного ствола трубы.

Если трубу возводят методом подъемно-переставной опалубки, то на фундаменте (внутри будущей трубы) устанавливают наращиваемую решетчатую конструкцию — «шахтный подъемник». Он используется для подъема наверх строительных материалов (арматуры, бетона), а также служит опорой для электромеханического подъемного механизма — «подъемной головки». К головке подвешивается круглая площадка, с которой свисает внешняя часть опалубки. Внутренняя (переставная) часть опалубки монтируется дополнительно. Опалубка собрана, закреплена, в ней установлена арматура, туда заливают бетонный раствор. После того как бетон застывает и обретает конструктивную прочность, головка поднимает площадку на 2,5 м. Все повторяется снова. Таким образом труба нарастает кольцами, и каждое из этих колец имеет внутренний выступ, так называемую консоль. Зачем она?

О чем плачут трубы?

Дело в том, что помимо внешнего ствола железобетонной трубы есть еще и внутренняя оболочка, так называемая футеровка. Она выполняется, как правило, из огне- и кислотоупорного кирпича. Футеровка (в отечественных конструкциях) тоже состоит из отдельных колец, каждое из которых опирается на свою консоль. В западных трубах футеровка представляет собой обычно цельный отдельный ствол, который устанавливается внутри основного. Между футеровкой и железобетонным стволом делается теплоизолирующая прослойка из минеральной ваты, а то и просто ничем не заполненной пустоты.

Задача футеровки и теплоизоляции — сберечь железобетонный ствол от действия отводимых газов. Во‑первых, газы бывают очень горячими, на стеклопроизводстве, например, их температура достигает порой 400°. Но более того, отводимые газы обладают еще и агрессивными свойствами. В них чаще всего присутствуют соединения серы. «Если труба спроектирована неправильно или изменены условия ее эксплуатации, — объясняет Алина Смирнова, — то может произойти очень неприятная вещь: прямо в стволе трубы на определенной высоте появится зона «точки росы» и газообразные отходы начнут конденсироваться. Надо понимать, что в присутствии водяного пара, который в трубе есть всегда, соединения серы могут дать серную кислоту, и прямо в трубе пойдет кислотный дождь». Агрессивный конденсат, стекающий по футеровке, представляет большую опасность. При сильном перепаде температуры газов внутри трубы и воздуха снаружи происходит миграция влаги: конденсат проникает внутрь железобетонного ствола и разъедает арматуру и камень.

Сооружение финальной части фундамента под дымовую трубу — так называемого стакана. Сначала монтируется арматура, затем создается бетонная форма.

Иногда он выступает на наружной поверхности трубы в виде белесых пятен, а в зимний период превращается в огромные сосульки. Тогда говорят: труба плачет. Чтобы исключить такие явления, футеровку покрывают специальными составами, снижающими ее проницаемость для конденсата. А вот в трубах, отводящих газы при сжигании угля (в России много угольных разрезов и много ТЭЦ при них), защита футеровки возникает естественным образом: образующийся налет прекрасно защищает кирпич.

Недешевое скольжение

В 1960-е годы в Швеции была разработана более прогрессивная технология строительства железобетонных труб — метод скользящей опалубки. В этом случае рабочая площадка с опалубкой двигается от нулевой отметки, поднимаясь на домкратных стержнях, которые остаются в теле бетона. Высота опалубки 1,2 м, но укладка бетона происходит слоями по 20−30 см. Как только слой обретает конструктивную прочность 5 МПа, укладывается следующий. Метод скользящей опалубки позволяет наращивать строящуюся трубу на 3 м и более в сутки, процесс идет практически непрерывно, и нет необходимости разбирать и собирать опалубку.

«Однако это сложная и дорогая технология, — говорит директор по производству ЗАО «Корта» Андрей Кузнецов. — Оборудование для строительства труб методом скользящей опалубки производят только две фирмы в мире, и его эксплуатация настолько сложна, что нам приходится использовать его только под контролем иностранных супервайзеров, представляющих производителя. Строить же конические сооружения этим методом умеют только австрийцы. Кроме дороговизны, в России метод скользящей опалубки имеет еще два недостатка. Во‑первых, его практически нельзя применять при минусовых температурах (из-за постоянной подачи жидкого раствора, который может замерзнуть), а во-вторых, технология предполагает бесперебойный подвоз раствора в течение, скажем, двух месяцев, и далеко не в каждом регионе нашей страны производственные мощности такое позволяют».

Но какой бы сложной ни была технология опалубки, работа на высоте предъявляет людям высокие требования. Если строящаяся труба не оснащена лифтовым оборудованием (а до определенных высот оно не устанавливается), только забраться на высоту 100−150 м — это приличная затрата времени и сил. Работа на высоте нелегка и психологически — страх высоты заложен в человеке с рождения. Как нам рассказали, некоторые трубоклады, успешно работающие на 120-метровых трубах, отказываются наотрез от работы на 200-метровых. Страшно! Наверху на небольшой площадке нет места для тяжелой техники — для заливки раствора в опалубку рабочие используют тачки и много разного ручного инструмента. Куб бетона, залитый на высоте, «золотым» делает еще и необходимость обеспечивать безопасность трубокладов, а это стоит больших денег. «Экономия на безопасности позволяет некоторым компаниям предлагать низкие цены, — говорит Андрей Кузнецов, — но в итоге это может привести к трагическим последствиям, вроде гибели трех рабочих во время ремонта трубы Конаковской ГРЭС в мае этого года. Люди сорвались вниз вместе с люлькой, которая, очевидно, не прошла положенных испытаний».

Железный аргумент

Впрочем, железобетонным трубам с их трудоемкими технологиями есть альтернатива — металлические конструкции. Металлические трубы бывают отдельно стоящими (в этом случае металла нужно много) или закрепленными в несущем портале, имеющем вид решетчатой фермы. Возведение таких труб технологически проще, они более ремонтопригодны, но менее долговечны.

«Выбор в пользу металлической трубы должен основываться на экономических расчетах, — поясняет Андрей Кузнецов. — Если железобетонная труба наращивается, то металлическую надо собирать из кольцевых элементов с помощью кранов. Краны, способные поднять детали трубы на высоту 150 м, — это уникальные машины, аренда которых может обходиться в миллион рублей в день и выше. Чтобы удешевить процесс, мы сейчас экспериментируем с другой технологией. На всю высоту трубы выстраивается решетчатая легкосборная ферма, а затем внутри нее монтируется труба из металлических колец. Она наращивается либо сверху (тогда секции поднимаются вверх с помощью лебедки), либо снизу (тогда построенная часть трубы поднимается на домкратах). В данном случае тяжелые краны не нужны».

Статья «Дымящие исполины» опубликована в журнале «Популярная механика» (№9, Сентябрь 2014).
Page 2

Какие мысли возникают у нас при виде гигантских дымовых труб, выпускающих в синее небо черные облака? Возможно, в первую очередь это будут мысли о сложных взаимоотношениях природы и цивилизации.

Однако, пока человечество не научилось избавляться от газообразных отходов предприятий и электростанций, не выбрасывая эти отходы подальше в атмосферу, трубы будут строиться, а возведение этих сооружений останется сложнейшей и интереснейшей инженерной задачей.

Самая высокая дымовая труба в мире была построена в 1987 году в СССР, а находится ныне на территории Казахстана. На высоту 420 м она отводит выбросы Экибастузской ГРЭС-2, вырабатывающей электроэнергию из местного высокозольного угля. Этой трубе немного уступает по высоте канадская Inco Superstack с ее 385 м, возведенная в 1971 году.

В XXI веке ничего подобного уже не строилось — сегодня ставка делается на очистные сооружения, которые серьезно снижают токсичность выбросов. Это, однако, не означает, что трубы утратили свою актуальность — просто появилась возможность строить их ниже, но не так чтобы намного: трубы выше 200 м возводятся и сегодня. Они не столь зрелищны, как небоскребы, но многие инженерные проблемы, которые приходится решать при строительстве сверхвысоких зданий, присутствуют и в работе трубокладов — да-да, именно так называют строителей дымовых труб.

Один из финальных этапов сооружения трубы — ее окраска. Здесь не может быть никаких вольностей: труба — высотный объект и должна быть хорошо заметна для экипажей летательных аппаратов.

Кирпич отступил

Классическим и самым первым материалом для строительства дымовых труб был кирпич. Пока трубы оставались невысокими, все было отлично, но по мере увеличения их высоты выяснилось, что кирпич имеет свои прочностные пределы и недостаточно хорошо работает на сжатие. Впрочем, если подобрать кирпич покрепче и связующие растворы с особыми качествами, то рекорды возможны и в этой области. Еще в 1919 году американской компанией Custodis Chimney в городе Анаконда, штат Монтана, была возведена самая высокая в мире кирпичная труба для отвода газов от множества медеплавильных печей. Труба имеет коническую форму (диаметр 23 м у основания и 18 у вершины) и уходит в небо на 178,3 м. Толщина ее кирпичных стен у основания составляет 180 см.

У этого рекордсмена не было последователей. В грядущие десятилетия самым популярным конструкционным материалом стал железобетон. Железобетонные трубы возводят и поныне, хотя уже существуют альтернативы в виде металла и пластика. Чтобы узнать, что представляют собой современные гигантские дымовые трубы, «ПМ» отправилась в Санкт-Петербург, где расположилась штаб-квартира ЗАО «Корта». Эта компания проектирует и строит высокие дымовые трубы, градирни, а также занимается их ремонтом и обслуживанием в 40 регионах России.

При возведении железобетонной трубы в зимнее время, особенно если речь идет о скользящей опалубке, строительную площадку окружают так называемым тепляком, где плюсовая температура поддерживается с помощью калорифера.

«Видео в интернете, на которых жаждущие адреналина молодые люди прыгают с высоких труб с тарзанок и с парашютами, в нашей профессиональной среде воспринимаются без восторга, — говорит Алина Смирнова, генеральный директор ЗАО «Корта». — Эти сорвиголовы рискуют ради риска, а работа трубоклада сопряжена с риском по необходимости. До сих пор работа на высоте — это тяжелый, по преимуществу ручной труд, где невнимательность и пренебрежение техникой безопасности может стоить жизни». Кубометр бетона, залитый вблизи земли, и кубометр бетона, залитый на высоте 150 м, колоссально отличаются по стоимости — так нам говорят специалисты. Чтобы убедиться в справедливости этого утверждения, стоит разобраться, как устроена и как строится современная железобетонная дымовая труба.

Все ближе к небу

Все, конечно, начинается с фундамента, и тут аналогии с небоскребом напрашиваются сами собой. Подобно ядру высотного здания, дымовая труба — это стержень, консольно защемленный в основании. Как под будущей трубой, так и под будущим небоскребом заливается бетонная плита. Плита может опираться на сваи, а может и не опираться, но в последнем случае придется значительно увеличить ее площадь. Поскольку дымовые трубы строятся, как правило, в стесненных условиях промышленных территорий, сваи обычно используют. Над плитой устанавливается так называемый стакан — круглое основание будущей трубы.

На шахтном подъемнике (решетчатой конструкции) установлена подъемная головка, к которой будет прикреплена рабочая площадка с внешней опалубкой.

Сооружение трубы в чем-то сходно с монолитным строительством зданий — она поэтапно растет вверх. Разница лишь в том, что в распоряжении трубокладов не просторные этажи, а пространство, ограниченное диаметром трубы — всего несколько метров. Существует два основных метода сооружения труб — подъемно-переставной опалубки и скользящей опалубки. Первый метод технологически проще, дешевле, но уступает второму в скорости работ и в качестве железобетонного ствола трубы.

Если трубу возводят методом подъемно-переставной опалубки, то на фундаменте (внутри будущей трубы) устанавливают наращиваемую решетчатую конструкцию — «шахтный подъемник». Он используется для подъема наверх строительных материалов (арматуры, бетона), а также служит опорой для электромеханического подъемного механизма — «подъемной головки». К головке подвешивается круглая площадка, с которой свисает внешняя часть опалубки. Внутренняя (переставная) часть опалубки монтируется дополнительно. Опалубка собрана, закреплена, в ней установлена арматура, туда заливают бетонный раствор. После того как бетон застывает и обретает конструктивную прочность, головка поднимает площадку на 2,5 м. Все повторяется снова. Таким образом труба нарастает кольцами, и каждое из этих колец имеет внутренний выступ, так называемую консоль. Зачем она?

О чем плачут трубы?

Дело в том, что помимо внешнего ствола железобетонной трубы есть еще и внутренняя оболочка, так называемая футеровка. Она выполняется, как правило, из огне- и кислотоупорного кирпича. Футеровка (в отечественных конструкциях) тоже состоит из отдельных колец, каждое из которых опирается на свою консоль. В западных трубах футеровка представляет собой обычно цельный отдельный ствол, который устанавливается внутри основного. Между футеровкой и железобетонным стволом делается теплоизолирующая прослойка из минеральной ваты, а то и просто ничем не заполненной пустоты.

Задача футеровки и теплоизоляции — сберечь железобетонный ствол от действия отводимых газов. Во‑первых, газы бывают очень горячими, на стеклопроизводстве, например, их температура достигает порой 400°. Но более того, отводимые газы обладают еще и агрессивными свойствами. В них чаще всего присутствуют соединения серы. «Если труба спроектирована неправильно или изменены условия ее эксплуатации, — объясняет Алина Смирнова, — то может произойти очень неприятная вещь: прямо в стволе трубы на определенной высоте появится зона «точки росы» и газообразные отходы начнут конденсироваться. Надо понимать, что в присутствии водяного пара, который в трубе есть всегда, соединения серы могут дать серную кислоту, и прямо в трубе пойдет кислотный дождь». Агрессивный конденсат, стекающий по футеровке, представляет большую опасность. При сильном перепаде температуры газов внутри трубы и воздуха снаружи происходит миграция влаги: конденсат проникает внутрь железобетонного ствола и разъедает арматуру и камень.

Сооружение финальной части фундамента под дымовую трубу — так называемого стакана. Сначала монтируется арматура, затем создается бетонная форма.

Иногда он выступает на наружной поверхности трубы в виде белесых пятен, а в зимний период превращается в огромные сосульки. Тогда говорят: труба плачет. Чтобы исключить такие явления, футеровку покрывают специальными составами, снижающими ее проницаемость для конденсата. А вот в трубах, отводящих газы при сжигании угля (в России много угольных разрезов и много ТЭЦ при них), защита футеровки возникает естественным образом: образующийся налет прекрасно защищает кирпич.

Недешевое скольжение

В 1960-е годы в Швеции была разработана более прогрессивная технология строительства железобетонных труб — метод скользящей опалубки. В этом случае рабочая площадка с опалубкой двигается от нулевой отметки, поднимаясь на домкратных стержнях, которые остаются в теле бетона. Высота опалубки 1,2 м, но укладка бетона происходит слоями по 20−30 см. Как только слой обретает конструктивную прочность 5 МПа, укладывается следующий. Метод скользящей опалубки позволяет наращивать строящуюся трубу на 3 м и более в сутки, процесс идет практически непрерывно, и нет необходимости разбирать и собирать опалубку.

«Однако это сложная и дорогая технология, — говорит директор по производству ЗАО «Корта» Андрей Кузнецов. — Оборудование для строительства труб методом скользящей опалубки производят только две фирмы в мире, и его эксплуатация настолько сложна, что нам приходится использовать его только под контролем иностранных супервайзеров, представляющих производителя. Строить же конические сооружения этим методом умеют только австрийцы. Кроме дороговизны, в России метод скользящей опалубки имеет еще два недостатка. Во‑первых, его практически нельзя применять при минусовых температурах (из-за постоянной подачи жидкого раствора, который может замерзнуть), а во-вторых, технология предполагает бесперебойный подвоз раствора в течение, скажем, двух месяцев, и далеко не в каждом регионе нашей страны производственные мощности такое позволяют».

Но какой бы сложной ни была технология опалубки, работа на высоте предъявляет людям высокие требования. Если строящаяся труба не оснащена лифтовым оборудованием (а до определенных высот оно не устанавливается), только забраться на высоту 100−150 м — это приличная затрата времени и сил. Работа на высоте нелегка и психологически — страх высоты заложен в человеке с рождения. Как нам рассказали, некоторые трубоклады, успешно работающие на 120-метровых трубах, отказываются наотрез от работы на 200-метровых. Страшно! Наверху на небольшой площадке нет места для тяжелой техники — для заливки раствора в опалубку рабочие используют тачки и много разного ручного инструмента. Куб бетона, залитый на высоте, «золотым» делает еще и необходимость обеспечивать безопасность трубокладов, а это стоит больших денег. «Экономия на безопасности позволяет некоторым компаниям предлагать низкие цены, — говорит Андрей Кузнецов, — но в итоге это может привести к трагическим последствиям, вроде гибели трех рабочих во время ремонта трубы Конаковской ГРЭС в мае этого года. Люди сорвались вниз вместе с люлькой, которая, очевидно, не прошла положенных испытаний».

Железный аргумент

Впрочем, железобетонным трубам с их трудоемкими технологиями есть альтернатива — металлические конструкции. Металлические трубы бывают отдельно стоящими (в этом случае металла нужно много) или закрепленными в несущем портале, имеющем вид решетчатой фермы. Возведение таких труб технологически проще, они более ремонтопригодны, но менее долговечны.

«Выбор в пользу металлической трубы должен основываться на экономических расчетах, — поясняет Андрей Кузнецов. — Если железобетонная труба наращивается, то металлическую надо собирать из кольцевых элементов с помощью кранов. Краны, способные поднять детали трубы на высоту 150 м, — это уникальные машины, аренда которых может обходиться в миллион рублей в день и выше. Чтобы удешевить процесс, мы сейчас экспериментируем с другой технологией. На всю высоту трубы выстраивается решетчатая легкосборная ферма, а затем внутри нее монтируется труба из металлических колец. Она наращивается либо сверху (тогда секции поднимаются вверх с помощью лебедки), либо снизу (тогда построенная часть трубы поднимается на домкратах). В данном случае тяжелые краны не нужны».

Статья «Дымящие исполины» опубликована в журнале «Популярная механика» (№9, Сентябрь 2014).

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА ДЫМОВЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТРУБ

ТЕХНОЛОГИИ  СТРОИТЕЛЬСТВА  ДЫМОВЫХ  ПРОМЫШЛЕННЫХ  ТРУБ

Дудочкин  Игорь  Борисович

начальник  лаборатории  неразрушающего  контроля,  эксперт  ООО  «ЭкспертСервисПроект»,  РФ,  г.  Уфа

E -mail:  [email protected]

Овчинников  Ярослав  Валерьевич

зам.  генерального  директора  по  диагностике,  эксперт  ООО  «ЭкспертСервисПроект»,  РФ,  г.  Уфа

E -mail:  [email protected]

Кухта  Михаил  Валерьевич

специалист  лаборатории  неразрушающего  контроля  ООО  «ЭкспертСервисПроект»,  РФ,  г.  Уфа

E -mail:  [email protected]

Шишкина  Елена  Анваровна

начальник  отдела  экспертизы  зданий  и  сооружений,  эксперт  ООО  «ЭкспертСервисПроект»,  РФ,  г.  Уфа

E -mail:  [email protected]

Зарипова  Гузель  Ураловна

специалист  отдела  экспертизы  зданий  и  сооружений  ООО  «ЭкспертСервисПроект»,  РФ,  г.  Уфа

E-mail: 

CONSTRUCTION  METHODS  OF  INDUSTRIAL  CHIMNEY

Igor  Dudochkin

a  head  of  the  nondestructive  testing  laboratory,  an  expert  Ltd.  “ExpertServisProekt”,  Russia,  Ufa

Yaroslav  Ovchinnikov

deputy  director  general  of  diagnosis,  an  expert  Ltd.  “ExpertServisProekt”,  Russia,  Ufa

Michael  Kuhta

expert  of  the  nondestructive  examination  laboratories,  expert  visual  and  measuring  testing  level  II  Ltd.  “ExpertServisProekt”,  Russia,  Ufa

Elena  Shishkina

a  head  of  buildings  and  structures  department,  an  expert  Ltd.  “ExpertServisProekt”,  Russia,  Ufa

Guzel  Zaripova

a  specialist  of  buildings  and  structures  department  Ltd.  “ExpertServisProekt”,  Russia,  Ufa

АННОТАЦИЯ

В  данной  статье  рассмотрены  наиболее  распространенные  способы  возведения  дымовых  промышленных  труб. 

ABSTRACT

This  article  considers  the  most  popular  methods  of  the  industrial  chimney  construction

Ключевые  слова:   дымовая  труба;  кирпичная  труба;  железобетонная  труба;  металлическая  труба;  строительство;  фундамент;  ствол.

Keywords:   chimney;  мasonry  chimney;  reinforced  concrete  chimney;  metal  chimney;  construction;  foundation,  trunk.

При  техническом  диагностировании  дымовых  промышленных  труб,  для  понимания  причин  возникновения  тех  или  иных  дефектов,  предотвращения  их  появления  в  дальнейшем,  необходимо  знать  и  учитывать  материалы,  из  которых  изготовлен  объект,  их  свойства,  особенности  работы  в  различных  условиях,  а  так  же  саму  технологию  строительства  трубы,  что  позволяет  изначально  с  большей  вероятностью  определить  те  элементы  конструкции,  которые  наиболее  подвержены  образованию  дефектов.

При  появлении  первых  дымовых  труб,  они  строились  из  кирпича  (см.  рис.  1).  Он  долгое  время  и  оставался  для  них  главным  материалом.  Множество  таких  сооружений  и  по  сей  день  находится  в  эксплуатации.  В  основном  они  принадлежат  предприятиям  тепловых  сетей  и  котельным  различных  заводов.  Недостатки  кирпича  стали  очевидны  с  ростом  высоты  строящихся  труб.  Стало  ясно,  что  прочностные  пределы  кирпича  не  удовлетворяют  новым  требования,  он  недостаточно  хорошо  работает  на  сжатие.  Строители  еще  некоторое  время  пытались  возводить  трубы  большой  высоты  из  старого  материала,  подбирая  сам  кирпич  и  связующие  растворы  с  особыми  качествами.  Самая  высокая  в  мире  кирпичная  труба  появилась  в  1919  году  в  США,  в  городе  Анаконда,  штат  Монтана,  ее  высота  178,3  м,  диаметр  у  основания  23  м,  у  вершины  18  м,  толщина  стены  у  основания  1,8  м.  Однако,  уже  в  двадцатые  годы  прошлого  века  на  смену  кирпичу  пришел  бетон  (см.  рис.  2).  Но  кирпич  не  утратил  актуальности.  В  нашей  стране  свидетельством  этому  является  массовое  возведение  относительно  невысоких  промышленных  кирпичных  труб  в  пятидесятых  —  восьмидесятых  годах  прошлого  века,  которые  мы  до  сих  пор  можем  наблюдать  на  огромном  количестве  предприятий.  Кроме  железобетонных  и  кирпичных,  широкое  распространение  получили  металлические  дымовые  трубы,  кроме  того,  появились  трубы  из  композитных  материалов.

Любая  дымовая  труба  представляет  собой  стержень,  консольно  защемленный  в  основании.  Под  трубой  заливается  бетонная  плита.  Если  плита  опирается  на  сваи,  ее  площадь  можно  сделать  меньше,  если  не  опирается,  приходиться  эту  площадь  увеличивать.  Над  плитой  устанавливается  стакан  —  круглое  основание  для  трубы.  Для  сооружения  железобетонных  труб  используют  в  настоящее  время  два  метода  —  подъемно-переставной  опалубки  и  скользящей  опалубки.  Первый  метод  проще  и  дешевле,  но  гораздо  сложнее  и  уступает  в  качестве  ствола.

Рисунок  1.  Кирпичная  дымовая  труба

При  строительстве  методом  подъемно-переставной  опалубки  внутри  будущей  трубы,  на  фундаменте  устанавливают  «шахтный  подъемник».  Это  специальная  наращиваемая  решетчатая  конструкция.  С  ее  помощью  поднимают  арматуру  и  бетон.  Кроме  того,  она  является  опорой  электромеханического  подъемника  —  «подъемной  головки»,  к  которому  подвешивается  круглая  площадка,  с  которой  свисает  внешняя  часть  опалубки.  Внутренняя  (переставная)  часть  опалубки  монтируется  дополнительно.  После  сборки  и  закрепления  опалубки,  в  нее  устанавливают  арматуру  и  заливают  бетонный  раствор.  Застывая,  бетон  обретает  конструктивную  прочность,  после  этого  площадку  поднимают,  и  процесс  повторяется.  Труба  нарастает  кольцами,  каждое  из  которых  имеет  внутренний  выступ,  который  называется  консолью.  Консоль  служит  для  крепления  внутренней  оболочки  трубы  —  футеровки.  Футеровку  выполняют  из  огне-  и  кислотоупорного  кирпича.  Она  состоит  из  отдельных  колец,  при  этом  каждое  опирается  на  свою  консоль.  Между  футеровкой  и  железобетонным  стволом  находится  теплоизолирующая  прослойка  из  минеральной  ваты.  Бывают  случаи,  когда  между  стволом  и  футеровкой  оставляют  пространство,  не  заполненное  минеральной  ватой.

Такая  конструкция  трубы  должна  защитить  сооружения  от  негативного  влияния  отводимых  газов,  имеющих  высокую  температуру.  Кроме  температурного  воздействия,  газы  могут  вызвать  образование  в  трубе  агрессивной  кислотной  среды.  В  них  присутствуют  соединения  серы,  и  в  случае  если  в  трубе  образуется  «точка  росы»,  начинается  конденсация  газообразных  отходов.  Особенно  это  становится  опасным,  если  в  качестве  топлива  для  котлов  используется  мазут.  Так  как  в  трубе  присутствует  водяной  пар,  то  сернистые  соединения  дают  с  ним  серную  кислоту.  Образование  такого  агрессивного  конденсата  представляет  для  трубы  большую  опасность.  Если  имеет  место  сильный  перепад  температур  наружного  воздуха  и  дымовых  газов  внутри  трубы,  начинается  миграция  влаги:  проникая  внутрь  железобетонного  ствола,  кислота  начинает  разъедать  арматуру  и  камень.  На  наружной  поверхности  труб  иногда  можно  увидеть  белесые  пятна  —  это  и  есть  конденсат,  проникающий  сквозь  футеровку  и  ствол.  Зимой  такая  влага  превращается  в  лед.  Чтобы  снизить  проницаемость  футеровки  для  конденсата,  футеровку  покрывают  специальными  составами.  При  наладке  котлов  стараются  добиться  такой  температуры  отводимых  газов,  чтобы  избежать  возникновения  «точки  росы»  внутри  трубы.  Если  же  котлы  работают  на  угле,  тогда  образуется  налет,  который  хорошо  защищает  кирпич  футеровки.

Рисунок  2.  Железобетонная  дымовая  труба

Кроме  метода  подъемно-переставной  опалубки,  последние  50  лет  используется  и  метод  скользящей  опалубки.  Его  родоначальники  —  шведы.  Суть  метода  заключается  в  том,  что  рабочая  площадка  с  опалубкой  поднимается  на  домкратных  стержнях,  которые  остаются  в  бетоне.  Укладка  бетона  идет  слоями  по  20—30  см,  как  только  слой  обретает  конструктивную  прочность,  на  него  укладывается  следующий.  Такой  метод  позволяет  наращивать  трубу  без  разбора  и  сбора  опалубки,  строительный  процесс  практически  непрерывен.  Скорость  подъема  ствола  трубы  3  м  в  сутки  и  более.  Недостатком  метода  является  его  большая  сложность,  невозможность  применения  при  минусовых  температурах  (постоянно  подающийся  жидкий  раствор  может  замерзнуть),  оборудование  для  него  изготавливают  лишь  зарубежные  фирмы,  необходимость  наличия  больших  мощностей  для  непрерывного  подвоза  бетона.

Для  того  чтобы  возводить  трубы  зимой,  используют  специальное  сооружение  —  «тепляк»,  окружающее  строительную  площадку.  В  нем  положительная  температура  поддерживается  с  помощью  калорифера.

Альтернативой  кирпичным  и  железобетонным  трубам  служат  трубы  металлические  (см.  рис.  3).  Для  объектов  небольшой  производительности  дымовая  металлическая  труба  представляет  собой  сооружение  из  ствола,  как  правило,  это  несколько  секций,  соединенных  стыковыми  сварными  швами,  которые  часто  усиливают  накладками  или  косынками.  Это  могут  быть  как  пластины,  так  и  уголок.  Ствол  устанавливается  на  металлическую  опорную  плиту,  лежащую  на  бетонном  основании  и  крепящуюся  к  нему  анкерными  болтами.  Ствол  приваривается  к  плите  и  дополнительно  проводится  усиление  этого  узла  косынками,  которые  соединяют  сварным  швом  с  одной  стороны  со  стволом  трубы,  а  с  другой  с  опорной  плитой.  Для  устойчивости  трубу  снабжают  растяжками,  иногда  в  несколько  поясов,  которые  крепятся  на  бетонные  якоря.  Подвод  дымовых  газов  от  котлов  к  трубе  осуществляется  с  помощью  газоходов.  Газоходы  могут  быть  надземными  и  подземными.  Обычно  они  выложены  из  кирпича,  надземная  часть  оштукатурена,  однако,  встречаются  и  газоходы,  выполненные  из  металлических  труб.  Часто  используются  дымососы.  Как  правило,  такие  трубы  отдельно  стоящие. 

Рисунок  3  Отдельно  стоящая  металлическая  труба

На  объектах,  требующих  применение  более  крупных  и  высоких  труб,  часто  применяют  трубы,  закрепленные  в  несущем  портале,  который  является  решетчатой  фермой.  Возведение  металлических  труб  проще  технологически,  их  проще  ремонтировать,  но  они  менее  долговечны.  Для  подъема  металлических  колец  используют  тяжелые  краны.  Из-за  дороговизны  этих  машин  строители  стали  использовать  и  другой  способ  монтажа.  На  всю  высоту  трубы  строится  решетчатая  легкосборная  ферма,  а  уже  внутри  нее  монтируют  трубу  из  металлических  колец.  Ее  наращивают  или  сверху  (секции  поднимаются  вверх  лебедками),  или  снизу,  тогда  построенная  часть  поднимается  на  домкратах.

Как  видим,  сооружение  трубы  сложный  процесс,  на  каждом  этапе  которого  могут  возникнуть  дефекты,  которые  впоследствии,  со  временем,  а  особенно  при  неблагоприятных  условиях  эксплуатации,  к  примеру,  при  поступлении  химически  агрессивных  газов  с  влажностью  выше  и  температурой  ниже  проектных  значений,  могут  значительно  сократить  срок  службы  трубы,  или  привести  к  необходимости  сложного  и  дорогостоящего  ремонта.  При  экспертизе  промышленной  безопасности,  специалистам  ее  проводящим,  приходится  учитывать  всю  совокупность  факторов,  влияющих  на  техническое  состояние  трубы  с  момента  ее  возведения  и  далее,  на  протяжении  всего  времени  работы  сооружения.

Список  литературы:

1.Справочная  нормативная  система  NormaCS.  Лицензия  41456/NCS-2013  выдана  ООО  «ЭкспертСервисПроект»,  г.  Уфа.

2.СП  13-101-99  Правила  надзора,  обследования,  проведения  технического  обслуживания  и  ремонта  промышленных  дымовых  и  вентиляционных  труб.  Приняты  и  введены  в  действие  постановлением  Госстроя  России  от  14.07.1999  г.  №  2

Строительство дымовых труб тепловой электростанции

Статья добавлена в Июне 2015 года

            0

На тепловых электростанциях сооружаются в основном дымовые трубы с одним или несколькими стальными газоотводящими стволами в одной железобетонной оболочке и с подвесным газоотводящим стволом из кремнебетонных панелей в железобетонной оболочке. Начато проектирование и строительство двухслойных дымовых труб для ТЭС, работающих на низкосернистых топливах. Дымовая труба представляет собой железобетонную оболочку с внутренним монолитным футеровочным слоем из полимербетона или силикатполимербетона. По данным института Теплопроект около половины дымовых труб высотой 120—180 м предусматривается построить с футеровкой из кислотостойкого кирпича с кольцевым вентилируемым зазором. Основным недостатком труб такой конструкции является повышение продолжительности их строительства. Например, сооружение только футеровки дымовой трубы высотой 320 м с диаметром условного прохода 10,6 м занимает 1 год, удлиняется и срок возведения железобетонной оболочки трубы в связи с необходимостью выполнения консолей через каждые 10 м. Кроме того, из-за наличия таких консолей исключается возможность применения при возведении оболочки скользящей опалубки. К настоящему времени на объектах Минэнерго СССР введены в эксплуатацию и находятся в стадии строительства 13 дымовых труб со стальными газоотводящими стволами высотой 150—320 м, из них одна труба — с одним, три — с тремя и девять — с четырьмя стальными газоотводящими стволами. Для стальных газоотводящих стволов характерны монтажная технологичность и сравнительно небольшие сроки возведения. Так, продолжительность монтажа четырех стальных газоотводящих стволов со всеми площадками, шахтами лифта и лестницами для дымовой трубы высотой 250 м на Лукомльской ГРЭС составила 6 мес (без учета затрат времени на подготовительные работы). При этом возведение одного ствола выполнялось за 30 дней. На Запорожской ГРЭС возведена дымовая труба высотой 320 м с подвесным газоотводящим стволом из кремнебетонных панелей. В результате применения индустриальных методов строительства сроки сооружения газоотводящего ствола значительно (в 4 раза) сокращены по сравнению с нормативными сроками монтажа традиционной футеровки. Положительный опыт строительства дымовой трубы на Запорожской ГРЭС послужил основанием для применения сборных подвесных стволов из кремнебетона на Запорожской (труба № 2), Углегорской, Молдавской, Ставропольской, Рефтинской ГРЭС, Таллинской ТЭЦ и других ТЭС. В целях уменьшения повреждения панелей при транспортировке и производстве работ необходимо усовершенствовать их конструкцию, улучшив прочностные характеристики. На Экибастузской ГРЭС возведена дымовая труба № 2, конструкция которой предусматривает выполнение монолитной футеровки. Основные достоинства дымовых труб с монолитной футеровкой — простота конструкции и возможность одновременного возведения оболочки и футеровки в одной опалубке, а следовательно, сокращение сроков строительства. Основной строительной организацией, специализирующейся на возведении железобетонных дымовых труб с кирпичной футеровкой, является трест Спецжелезобетонстрой. Для возведения железобетонных оболочек дымовых труб в тресте используется подъемнопереставная опалубка. Работы по сооружению дымовых труб проводятся в две или три смены, а на наиболее срочных объектах — непрерывно по скользящему графику. Применяемые трестом Спецжелезобетонстрой методы прогрева бетона позволяют возводить железобетонные дымовые трубы круглогодично практически во всех климатических районах Советского Союза. Основным методом обогрева бетона в зимних условиях является выдерживание его в подвижном тепляке с обогревом рабочих зон отопительными агрегатами. В качестве основного метода возведения газоотводящих стволов дымовых труб в СССР принят метод подращивания. Учитывая технологические возможности существующего монтажного оборудования, этот метод как наиболее экономичный применяется для монтажа не только стальных, но и кремнебетонных газоотводящих стволов. Подъемно-полиспастная система, с помощью которой производятся подъем и установка блоков газоотводящего ствола, собирается внизу, а затем поднимается на трубу электролебедками и закрепляется в рабочем положении.  Рис. 13.21. Схема бетонирования железобетонной оболочки дымовой трубы > Объединение Гидроспецстрой Минэнерго СССР сооружает железобетонные оболочки дымовых труб с применением скользящей опалубки. Для сооружения оболочек дымовых труб, имеющих максимальный наружный диаметр у основания 32 м при толщине стенки от 0,8 внизу до 0,3 м в верху ствола, скользящая опалубка поставки ГДР перепроектирована институтом Гид-роспецпроект. Управлением Энерговысотспецстрой ВО Гидроспецстрой начиная с 1972 г. построены с этой опалубкой железобетонные дымовые трубы высотой 180, 250 й 150 м на ТЭЦ-25, ТЭЦ-23 и ТЭЦ-26 Мосэнерго. На рис. 13.21 приведены схемы сооружений оболочек дымовых труб в подъемно-переставной и скользящей опалубке. Проектные марки бетона оболочек труб приняты следующие: по прочности М300, морозостойкости Мрз-200, водонепроницаемости В8. Средняя скорость скольжения опалубки при возведении железобетонной оболочки дымовой трубы на ТЭЦ-25 равнялась 2,1 м/сут. Прочность бетона через 6—8 ч после распалубки составляла 0,16—0,25 МПа. Введение комплексной добавки позволило интенсифицировать процессы твердения бетона и увеличить скорость бетонирования оболочки в среднем на 10%.

На ТЭЦ-23 скорость подъема опалубки при применении комплексной добавки (0,15% СДБ+1% NaNO3) достигала 3,5 м/сут.

На строительстве трубы ТЭЦ-26, осуществлявшемся в зимних условиях с обогревом бетона электрокалориферами, также использовалась комплексная добавка (0,2—0,4 % СДБ+0,5 % Na2SO4), что позволило сократить продолжительность тепловой обработки на 15%.

На строительстве Экибастузской ГРЭС-1 впервые в практике энергетического строительства дымовые трубы наружным диаметром у основания 32 м с толщиной стенки 0,8 м бетонировались с помощью скользящей опалубки в условиях резкоконтинентального климата. Для ствола трубы применен бетон М400 (выше отметки 30,0 м — М350) морозостойкостью Мрз-200 и водонепроницаемостью В8. Выбор и подбор марки и состава бетона для ствола дымовой трубы № 1 Экибастузской ГРЭС-1 осуществлены институтом Гидроспецпроект. Прочность бетона принималась на 20% выше проектной, чтобы компенсировать нестабильность качества материалов (особенно портландцемента), несовершенство бетонного завода и резкие перепады температуры воздуха.

Конструкция опалубки потребовала обеспечения стабильной подвижности бетонной смеси в месте укладки в опалубку 7—9 см по осадке стандартного конуса. Бетонная же смесь, предназначенная для укладки в опалубку, подвергается частой перевалке и значительно теряет свою подвижность. В связи с этим институтом Гидроспецпроект предложен следующий состав бетонной смеси (в расчете на 1 м3):

При таком составе была получена бетонная смесь со следующими характеристиками: Уход за бетоном осуществляется путем нанесения на поверхность трубы пленкообразующего материала — раствора универсальной карбамндной смолы, а при отсутствии смолы — путем непрерывного полива бетона. Указанные мероприятия обеспечили получение проектных характеристик бетона. В процессе бетонирования постоянно проводится контроль однородности бетонной смеси. Строительство оболочек дымовых труб показало, что высокие трубы, имеющие массивные нижние части, до отметки 30,0—40,0 м целесообразно бетонировать в подъемно-переставной опалубке, а выше — в скользящей. Поверхностно-активные добавки (например, СДБ), замедляющие потерю подвижности бетонных смесей, следует вводить в количестве 0,15—1,6% массы цемента (в зависимости от температуры наружного воздуха). Результаты исследований и опыт бетонирования в скользящей опалубке показали, что скорость подъема опалубки необходимо назначать с учетом температуры наружного воздуха (рис. 13.22), качества бетона, минералогического состава применяемого цемента, вида и количества вводимых химических добавок. При температуре воздуха 20±5°С скорость подъема скользящей опалубки должна быть не менее 3 м/сут. При повышении температуры воздуха скорость бетонирования должна быть соответственно увеличена, с тем чтобы прочность бетона после распалубки находилась в пределах 0,1—0,3 МПа. Перед началом сооружения дымовой трубы строительство должно быть обеспечено пленкообразующими материалами или оборудованием для непрерывного увлажнения бетона и его укрытия.

Понравилась ли вам эта публикация?

Строительство дымовых труб: особенности процесса

Статьи

В данной статье будет рассмотрено строительство дымовых труб, их основные разновидности, а также особенности и сам процесс строительства дымовой трубы.

Такие устройства, как печь, камин, газовая колонка и отопительный котел имеют одну общую особенность – требуют утилизации насыщенного продуктами горения воздуха.

Покраска труб дымовых

При этом правильное устройство дымовой трубы влияет на целый ряд важных показателей, таких как:

  • Пожарная безопасность;
  • Общий расход топлива;
  • Чистота воздуха в помещениях;
  • Соотношение между производимым и теряемым теплом.

Поэтому, даже выполняя устройство и выбор камина – дымовые трубы должны соответствовать как различным строительным нормам, так и здравому смыслу.

Виды дымовых труб

Крепление дымовой трубы

Конструкции дымовых труб различаются в соответствии с обслуживаемыми ими объектами, например:

  • Дымовая труба для печи;
  • Дымовая труба для газового котла;
  • Дымовая труба для бани и т.д.

Кроме того, дымоходные трубы классифицируются также в зависимости от материала, используемого при их создании:

  • Кладка дымовой трубы из кирпича, являющаяся наиболее популярным и привычным видом устройства;
  • Дымовая труба из нержавеющей стали с применением жаростойких материалов, наиболее популярным из которых является кислородная сталь с молибденом;
  • Асбестовая труба для дымохода. Использование данного материала является спорным, поскольку многие считают устройство дымовых труб из него опасным для жизни и здоровья.

Установка дымовой трубы

Кроме того, различают дымовые трубы различают по способу монтажа:

  • Стенные конструкции, проходящие через внутренние капитальные стены здания;
  • Коренные в виде отдельно стоящих около печей трубных косяков;
  • Насадные, устанавливаемые непосредственно на печи.

Полезно: наиболее популярной на сегодняшний день считается третья разновидность дымоходов.

Кроме того, дымовые трубы могут различаться размерами в зависимости от того, объект какой мощности они обслуживают. В данном случае диаметр трубы прямо пропорционален мощности объекта.

Особенности строительства дымовых труб

Оголовок дымовой трубы

Для того, чтобы выполнить установку трубы правильно, следует внимательно прислушаться к приведенным ниже советам:

  • Кирпичные дымоходы следует выводить на как можно меньшем расстоянии от конька крыши;
  • Дымоходы из нержавеющей стали в качестве насадных устройств размещаются чаще всего в зависимости от того, как расположена печь, камин или другой подобный объект;

Конструкция дымовой трубы

  • Высота трубы зависит от расстояния, на которое она удалена от конька. Например, если расстояние между коньком и дымовой трубой не превышает 1,5 м, то высота трубы над коньком составит 0,5 м. При расстоянии между коньком и трубой в 1,5-3 м трубу размещают на одном уровне с коньком, а при расстоянии, превышающем 3 м, труба может располагаться ниже уровня конька;

Важно: в любом случае внешнее устройство дымовой трубы должно быть как минимум на 0,5 выше крыши. При небольшом расстоянии между кирпичным дымоходом и высокой стеной или деревьями трубу наращивают при помощи керамического или стального дымохода.

Самонесущая дымовая труба

  • Установка дымовых труб также не должна выполняться с подключением к общему дымоходу нескольких печей, поскольку это вызовет нарушение тяги. В ряде случаев нормами предусмотрено подключение двух объектов, расположенных на одном этаже, к одному дымоходу;
  • Правильное строительство дымовой трубы включает в себя также рассечку и возведение перегородки в общем канале данного дымохода, что позволяет исключить встречное движение газов. В таком случае минимальный общий размер дымового прохода составляет 27х14 см;

Полезно: в промышленных условиях применяется также футеровка дымовых труб, защищающая основной ствол от высоких температур и химически агрессивных компонентов дымовых газов.

  • Удаление от печи стенного дымохода или коренной трубы подразумевает подключение с помощью перекидного рукава, длина которого не должна превышать 2 метров. Для чистки дымохода при этом оборудуется прочистная дверка, устанавливаемая в рукаве.

Важно: для улучшения тяги рукав устанавливают с подъемом под углом около 10° в направлении движения газов.

  • Выше уровня кровли на трубу следует установить специальный козырек (распушку), препятствующий попаданию воды в трубу во время осадков. В отсутствие распушки проникающая в трубу вода во время снега или дождя будет вызывать разрушения стояка. Дополнительная защита трубы обеспечивается установкой на ней колпака или флюгарки, чаще всего стальных, также увеличивающих тягу.

Дымовой трубы крепление

  • Распушку рекомендуется защитить с помощью цементного слоя или покрытия кровельной сталью. Кроме того, в любом случае рекомендуется оштукатурить дымовую трубу цементно-известковым или цементным раствором, после чего побелить ее. Это позволяет продлить срок службы дымохода, а также сделает более заметными появляющиеся трещины, которые нужно будет заделывать.

Инструкция по строительству

После того, как выполнена разборка дымовой трубы, имевшейся ранее, можно приступать к строительству новой трубы из сборных блоков, поставляющихся в комплекте.

Рассмотрим основные этапы строительства:

  1. Первым делом следует изучить подробную инструкцию о порядке сборки данной дымовой трубы.

Укладка раствора

  1. На фундаментную плиту укладывают слой цементно-известкового раствора (группа II).

Фундамент под дымовую трубу

  1. В слое раствора расстилают толь, препятствующий подъему сырости.

Нанесение второго слоя

  1. Далее всю поверхность покрывают вторым слоем раствора.

Установка оболочки

  1. Устанавливают первый блок-оболочку. В случае строительства дымовой трубы с двумя дымоходами работы лучше выполнять вдвоем.

Фундаментные вставки

  1. Фундаментные вставки вкладывают в отверстия блока и выправляют при помощи ватерпаса и резинового молотка. На этом строительство цоколя завершено.

Отверстие для вентиляции

  1. Под каждый дымоход при помощи фрикционного диска вырезают вентиляционное отверстие.

Шаблон для раствора

  1. Равномерность нанесения раствора обеспечивается специальным шаблоном для раствора.

Второй блок

  1. Обрабатывают второй блок-оболочку и также юстируют при помощи ватерпаса и резинового молотка.

Цокольный блок

  1. Кладут толстый слой раствора и устанавливают на нем цокольный блок внутренней шамотной трубы.

Первая плита теплоизоляции

  1. Обрезают по высоте блока первую плиту теплоизоляции.

Важно: стыки трубы теплоизоляции не должны располагаться в области ячеек вентиляции.

Сток для росы

  1. Закрывают в цокольном шамотном блоке сток для росы, куда позже устанавливают специальную емкость для нейтрализации кислотосодержащего конденсата.

Вычерчивание отверстия

  1. На следующем блоке вычерчивают при помощи входящего в комплект шаблона отверстие под дверцу, предназначенную для очистки дымовой трубы.

Вырезание отверстия

  1. Вырезают отверстие, предварительно убедившись в беспрепятственном доступе к данной точке технического обслуживания.

Установка блока и теплоизоляции

  1. Устанавливают разрезанный блок-оболочку и разрезают слой теплоизоляции, чтобы оставить свободной переднюю часть, где будет устанавливаться дверца.

Нанесение раствора

  1. Перед тем, как устанавливать соединительную арматуру дверцы, следующий блок-оболочка также покрывается раствором.

Важно: вложение фасонной детали до нанесения раствором делает невозможным использование шаблона для раствора.

  1. Вырезают в следующем блоке отверстие под дверцу так, чтобы обеспечивался доступ к дверце (или двум дверцам в случае дымовой трубы с двойной тягой) не перекрывался в дальнейшем трубопроводами или котлом отопления.
  2. После укладки блока с отверстием встраивают теплоизоляцию и фасонную шамотную деталь.
  3. Шамотные трубы соединяют между собой при помощи специальной замазки для заделывания швов. Ширина шва при этом не должна превышать 7 мм.
  4. Устанавливаемую трубу переворачивают и наносят на нее замазку, после чего опять переворачивают и аккуратно вставляют через ранее облицованное отверстие.

Важно: выступающий вверх обод края шамотной трубы должен быть направлен вверх, чтобы избежать в последующем затекание воды в дымовую трубу.

Выполняя строительство труб дымовых, следует уделить внимание не только самому устройству дымохода, но и его своевременному обслуживанию в процессе эксплуатации. Это позволит существенно продлить срок службы и надежность дымохода, в результате чего он будет наиболее качественно справляться со своими обязанностями.

Строительство дымовых труб

Дымовые трубы по своему количеству, размерам и положению должны устраиваться таким образом, чтобы все предусмотренные печи или камины могли быть к ним подключены. Они должны быть плотными, нечувствительными к влажности, устойчивыми против силовых воздействий и против воздействий температуры, продуктов горения, кислот и сажных пожаров, а также против обратной тяги.

Предписания

Форма, размеры и высота

Дымовая труба должна иметь одинаковое сечение в свету по всей высоте. Очень целесообразны круглые трубы, так как по ним газы могут выходить без завихрений. При квадратном сечении труб завихрения в углах мешают беспрепятственной вытяжке газов. При прямоугольных сечениях образование завихрений ограничивается, если соотношение сторон сечения в свету будет около 1:1,5 (рис. 1). Для уменьшения образования завихрений в сборных элементах труб углы внутреннего сечения должны быть закруглены.

 

Рис. 1. Формы сечений труб

Размеры сечения трубы в свету минимум 10 см2 зависят от вида и количества подключаемых отопительных установок и их тепловой мощности, а также от рабочей высоты трубы. Наименьший диаметр при круглых трубах и наименьшая сторона квадратных элементов составляет 13,5 см, при топке деревом, как, например, при открытых каминах, она должна составлять не менее 18 см (табл. 1). Наименьшая сторона прямоугольных сечений должна составлять 10 см.

Таблица 1. Размеры одноходовых и двухходовых труб
   
Диаметр в свету Ø, см Внешние размеры Ø, см Диаметр в свету Ø, см Внешние размеры Ø, см
12 34/34 12 + 12 38/68
14 34/34 14 + 14 38/68
16 36/36 16 + 16 40/72
18 40/40 18 + 12 43/73
20 40/40 18 + 14 43/73
22 43/43 20 + 12 43/73
25 50/50 20 + 14 43/73
12L 38/52 (одноходовые с вентиляцией)

Для того чтобы обеспечить достаточную тягу, рабочая высота собственной трубы и общей трубы, которые подключены к камерам сгорания для газообразного топлива, должна составлять не менее 4 м. В общих трубах с камерами сгорания для твердого или жидкого топлива рабочая высота труб должна составлять минимум 5 м.

Расположение и проведение труб

Трубы могут располагаться поодиночке и группами. Несколько труб надо объединять в группу, чтобы потери тепла были как можно меньше. В основном дымовые трубы должны располагаться внутри дома для того, чтобы их хорошо защитить от охлаждения. Трубы у наружных стен и вне здания должны быть защищены дополнительной теплоизоляцией.

Дымовые трубы должны выходить через крышу по возможности вблизи конька кровли для того, чтобы жерло трубы находилось в свободном воздушном потоке, обеспечивающем наиболее равномерную тягу, а также для того, чтобы подверженная ветровым нагрузкам и погодным воздействиям наружная часть трубы была как можно более короткой.

Трубы, проходящие сбоку от конька, могут смещаться только на 30° к вертикали, чтобы жерло трубы располагалось вблизи конька кровли. При этом сечение трубы в свету не должно меняться.

Жерла труб не должны располагаться в непосредственной близости от окон и балконов. Чтобы была обеспечена тяга и защита от пожара, жерла труб должны располагаться выше крыши. Размеры зависят от уклона кровли, от кровельных материалов и от существующих надстроек на крыше.

При уклоне кровли более 20° жерло трубы должно выступать над коньком кровли не менее чем на 40 см (рис. 2). Труба должна выступать над коньком на 80 см, если кровля устроена из мягких кровельных материалов, например из рубероида или битумной черепицы. В случае террасных зданий трубы могут выходить только из крыши наивысшей части здания.

Рис. 2. Жерло трубы при уклоне кровли > 20°

Чем дальше труба располагается от конька кровли, тем больше должна быть высота трубы над крышей, особенно при малоуклонных кровлях. Из условий устойчивости расстояние от поверхности крыши до жерла трубы, равное 1 м, можно считать достаточным, если жерло располагается в свободном потоке воздуха. При высоких оголовках труб необходимо принимать особые меры по обеспечению их устойчивости. Если уклон кровли 20° и менее, то жерло трубы должно находиться на 1 м выше крыши (рис. 3). Это же касается и плоских крыш.

Рис. 3. Жерло трубы при уклоне кровли < 20°

Трубы, которые располагаются к надстройкам на крыше ближе чем 1,5 высоты h над кровлей, должны быть выше этих надстроек не менее чем на 1 м (рис. 4). Этот размер должен выдерживаться до расстояния ЗА между трубой и надстройкой на крыше. При больших расстояниях достаточно превышение жерла трубы на 40 см (рис. 5). При плоских крышах действуют те же предписания.

Рис. 4. Жерло трубы при надстройках над кровлей

Рис. 5. При большем расстоянии от надстроек на крыше

Присоединения и отверстия

Для присоединения дымовых труб необходимы соединительные элементы. Для этого встраиваются особые присоединительные элементы или доборные формованные детали (рис. 6). Угол наклона присоединений к горизонтали может составлять 10° или 45°.Если к одной трубе необходимо сделать несколько подключений, то они не должны лежать на одной высоте. Расстояние между присоединениями самого нижнего и самого верхнего каналов должно составлять не менее 6,5 м.

Рис. 6. Элементы присоединения к трубам и элемент с очистным отверстием

Дымовые трубы должны тщательно чиститься и проверяться по своему свободному сечению (в свету). Поэтому каждая трубау своей подошвы должна иметь отверстие для прочистки. Его надо устраивать по меньшей мере на 20 см ниже самого нижнего подключения огня.

Если дымовые трубы нельзя прочистить со стороны жерла, то на чердаке необходимо предусмотреть очистное отверстие. При косо проводящихся трубах (под наклоном) у каждого перелома направления трубы необходимо предусматривать такое очистное отверстие. Эти очистные дверки должны быть не менее 10 см в ширину и не менее 18 см в высоту и быть легко доступными. Они должны иметь испытательный товарный знак института строительной техники. Дверки очистных отверстий не должны выходить в жилые и спальные помещения, в гаражи, хлева, помещения, где складируются продовольственные товары и в помещения с повышенной пожарной опасностью.

Трубы, объединяющие несколько камер сгорания с газообразным топливом должны у очистных отверстий маркироваться буквами G, а трубы, объединяющие камеры сгорания с разными видами топлива должны маркироваться буквами GR.

Расстояния до других строительных конструкций

Наружные поверхности дымовых труб должны по пожарному законодательству находиться на расстоянии от деревянных балок и стропил не менее чем 2 см, а от других конструкций из сгораемых материалов — не менее чем 5 см (рис. 7 и 8). Дымовые трубы из сборных формованных элементов должны быть отделены от других конструкций. В строительных нормах земель ФРГ могут быть установлены более короткие расстояния.

Рис. 7. Защита балочной клетки

Рис. 8. Защита в крыше

Защита должна быть устроена из несгораемых материалов. В стропильных ногах и балочной системе перекрытий защита, например, может быть выполнена из бетона. В качестве защиты между массивным перекрытием и облицовочным камнем дымовой трубы подходят минераловатные плиты. Пространство между трубой и стенами также необходимо заполнить несгораемыми материалами для того, чтобы поверхности стен не нагревались.

Дополнительные требования по защите дымовых труб

Дымовые трубы должны устойчиво стоять на фундаменте, имеющем достаточную несущую способность, или должны поддерживаться конструкциями здания, способными нести нагрузку от этой трубы. Они не должны прерываться перекрытиями, ригелями и другими конструкциями и не должны быть нагруженными другими конструкциями или подвержены посторонним воздействиям.

Поверхности труб, граничащие с наружным воздухом, должны быть устроены таким образом, чтобы в них не могла проникнуть дождевая вода. Это достигается путем оштукатуривания, обкладки кирпичом или облицовки жестью.

На трубах не должны крепиться другие конструкции или устройства, как, например, трубопроводы и электропроводка, а также анкеры для стен. Долбежные работы на трубах недопустимы. Сверление, пиление фрезеровка или резка, например, при изготовлении присоединений или для крепления облицовки, напротив, допускаются.

Строительные материалы и конструкции

Дымовые трубы могут строиться из кирпича и формованных сборных элементов. Их соединение производится на плотной против конденсата, огнестойкой и кислотостойкой шовной мастике или на кладочном растворе группы II или На. При многослойных трубах необходимо, кроме того, устраивать теплоизоляцию. Все в больших объемах применяются системные конструкции труб, в которых с основными элементами труб предлагается также набор сопутствующих элементов, таких как цокольные плиты и плиты крышек.

В качестве кладочных камней для труб подходят только определенные кирпичи и силикатные камни. При многослойных дымовых трубах для наружной оболочки могут применяться, например, полнотелый кладочный кирпич, газобетонные блоки, пустотелые блоки и полнотелые камни из легкого бетона. Выложенный из кирпича оголовок трубы необходимо выполнять из морозостойкого кирпича.

Таблица 1. Температура газообразных продуктов горения
Камера сгорания Горючий материал Температура газов
Обычная, например нагревательный котел, газовый нагреватель, кафельная печь Нефть, газ, уголь, дерево >80 °С ≤ 400 °С
Низкотемпературный котел Нефть, газ >60°С ≤ 400 °С
Независимая от температуры воздуха Газ 30°С ≤200 °С
Экономичный котел Нефть, газ ≤ 400 °С >30°С

Однослойные формованные элементы по DIN 18150 изготавливаются на заводе одностенными или двухстенными (рис. 9). Они имеют в большинстве случаев сечения в свету в 13,5, 20, 23 или 26 см с квадратными или круглыми сечениями в свету. Высоты одностенных элементов составляют 24,3,32,6 или 49,3 см и соответствуют модульной сетке размеров неотделанных строительных конструкций. Часто они имеют фальцы для того, чтобы облегчить сборку.

Рис. 9. Однослойные формованные элементы

Трехслойные дымовые трубы состоят из формованных элементов внутренних труб и формованных элементов одежды трубы или кирпичной кладки с внутренним слоем утеплителя (рис. 10).

Рис. 10. Трехслойная труба

Внутренняя труба состоит из шамота, глазурованного или неглазурованного. Шамотные трубы устойчивы против температурных деформаций и против воздействия кислот, гладкостенные, устойчивы против истирания и надежны против разъедания. Формованные элементы вместе с 7 мм шовной мастики имеют высоту 33,3 или 66,6 см. Дополнительно изготавливаются формованные элементы с очистительными отверстиями и с присоединениями для дымоходов (рис. 10). Для подключения низкотемпературных котлов применяются также внутренние трубы из нержавеющей стали и пластмасс. При установке внутри зданий все трубы должны быть из огнестойких материалов. Облицовочные камни состоят, как правило, из легкого бетона с толщиной щек 5 см и высотой 32,6 см. При толщине швов 7 мм получается размер сетки 33,3 см. Для камер сгорания с более низкими температурами газообразных продуктов горения подходят облицовочные камни с прослойками для вентиляции. Через дополнительные воздушные трубы выпадающая конденсационная влага выводится наружу и улучшается теплоизоляция трубы (рис. 11).

Рис. 11. Функциональная схема работы трубы с применением облицовочных камней

Теплоизоляция между внутренней трубой и облицовочными камнями состоит из утеплителя, возможность использования которого подтверждена допуском стройнадзора. Часто применяются плиты из минерального войлока, которые внутри имеют рифленую поверхность и, таким образом, обеспечивают легкую укладку.

Строительные типы

Многие более старые здания имеют кирпичные трубы. Для сжигания нефти, газа, угля и дерева применяются трехслойные дымовые трубы. Трубопроводы для отведения газообразных продуктов горения применяются только для нефти и газа. Для установок, независимых от воздуха помещения допускается применение воздушно-газовых труб (LAS). Во все возрастающем объеме применяются сборные дымовые трубы высотой на этаж.

Дымовые трубы из кирпича больше не строятся. Знания о них еще необходимы при ведении работ по санации старых зданий. Трубы из кирпича должны быть герметичными для дыма, выполняться с гладкими внутренними поверхностями и с правильной перевязкой.

Это достигается только при полном заполнении швов и кладке с внутренней перевязкой. Швы на внутренних поверхностях должны быть заглажены. Наружные поверхности, находящиеся в здании, необходимо оштукатуривать, а на поверхностях вне здания должна производиться, как минимум, расшивка швов.

Существующие трубы из кирпича имеют для современных низкотемпературных систем отопления слишком большие сечения в свету и при разъедании их изнутри должны быть санированы. Для этого можно применять трубу из нержавеющей стали с меньшим диаметром вместе с теплоизоляционными плитами и дистанционными прокладками, которые могут вставляться в существующее сечение до самого камина (рис. 12).

Рис. 12. Кирпичная дымовая труба, санированная

Трехслойные трубы состоят из внутренней оболочки и наружной оболочки с лежащим между ними слоем теплоизоляции. Внутри здания они оштукатуриваются, а над крышей оголовок трубы облицовывается.

Установку формованных элементов следует производить согласно указаниям изготовителя. Сначала устанавливается цокольная плита на растворе по плите пола. Первый облицовочный камень должен иметь приточное отверстие с решеткой и желоб для выпуска конденсата. После укладки первого облицовочного камня устанавливается цокольный камень для приема желоба для отвода конденсата и отверстие в облицовочном камне закрывается решеткой (рис. 13). После вставки плиты утеплителя она укорачивается до высоты облицовочного камня. Второй облицовочный камень имеет отверстие для дверцы очистного проема. Шовная мастика наносится с помощью растворного шаблона и закрепляет облицовочный камень. После установки плиты теплоизоляции вставляется шамотная труба с очистным отверстием. Каждый ряд выполняется трехслойным, прежде чем начинается установка следующего ряда. Для упрощения подошва трубы может быть выполнена в виде сборного элемента и целиком установлена на фундамент.

Рис. 13. Выкладывание трехслойной трубы

Для газоотводных трубопроводов действительны менее строгие технические требования, чем для дымовых труб. Газоотводящие трубопроводы имеются для различных границ температуры удаляемых газов, например от 80 до 160 °С. Важным является устойчивость труб против коррозии. Подходящими материалами для газоотводящих трубопроводов являются нержавеющая сталь, керамика и пластмассы (например полипропилен). Большинство таких трубопроводов не имеют утепляющую оболочку вокруг внутренней трубы. Свободное пространство между отводящей трубой и облицовочным камнем является вентилируемой воздушной прослойкой.

У воздушно-газовых труб (LAS) камеры сгорания получают необходимый для горения воздух не из помещения, а по шахте между внутренней трубой и облицовочным камнем (рис. 14). Холодный приточный воздух предварительно нагревается на пути вниз горячими газами продуктов сгорания. Котел должен быть оборудован вентилятором для того, чтобы нагнетать воздух в шахту. С помощью особого устройства оголовка трубы исключается попадание газообразных продуктов сгорания в воздушную шахту. К воздушно-газовой трубе могут быть подключены до 10 камер сгорания. Для воздухоподводящих каналов требуется огнестойкое исполнение. Расстояние от трубы до сгораемых конструкций для данной системы не требуется. В котельном помещении, там где размещаются камеры сгорания, необходима установка таблички с указанием, что это воздушно-газовая система, имеющая соотвегствуюший допуск.

Рис. 14. Работа вытяжной трубы

Закрытые сборные дымовые трубы собираются элемент за элементом на заводе со всеми подключениями и присоединениями и затем преднапрягаются. Они могут в зависимости от технологии строительного производства устанавливаться поэтажно или на всю высоту здания (рис. 15).

Рис. 15. Сборная, предварительно изготовленная труба

Установка таких труб возможна также после завершения строительства несущего остова здания. Монтаж производится с помощью крана путем подвески сборного элемента за закладные петли. Сборные трубы поставляются элементами с модульным размером также 33,3 см. Поставляются одно- и двухходовые трубы с диаметром в свету от 12 до 30 см и до высоты 5,5 см. Поставки производятся по указанным строителями высоте этажа и положению отверстий для присоединения каналов и дымоходов, а также дверок для очистки труб.

Для устройства частей дымовых труб над крышей оголовки труб выполняются из железобетона, или применяются облицовки и одежда труб из кирпича, плит или жести. Железобетонные сборные элементы, которые монтируются с помощью крана, обеспечивают расстояние около 3 см до внешней оболочки трубы. Уклон кровли также должен учитываться при устройстве оголовков труб. Перед установкой оголовков на них должны быть надеты защитные фартуки из жести. Одежда труб из кирпича под крышей устанавливается на плиту воротника, а на высоте жерла трубы завершается плитой крышки трубы. Хорошо утепленные трубы из формованных элементов могут у жерла трубы быть оштукатурены (рис. 16).

Рис. 16. Оголовок трубы

Дымовые трубы для котельных и печей: строительство и демонтаж

Дымовые трубы – вертикальные устройства, обеспечивающие вывод в атмосферное пространство дымовых газов и прочих продуктов сгорания, образующихся при работе отопительных котлов или печей. Это способствует экологической безопасности, предотвращая загрязнение окружающего пространства и устраняя угрозу здоровью людей. Наличие такого устройства, создающего естественную тягу, способствует более производительной работе отопительного агрегата.

Дымовые трубы для котельных и бытовых печей строятся из разных материалов — кирпича, металла, керамики и даже пластика

Классификация дымовых труб

Исходя из целевого назначения, дымовые трубы можно разделить на:

  • предназначенные для котельных промышленного типа;
  • печные, с их помощью обустраивается отопление частных домов.

Дымовые трубы для котельных различаются в зависимости от того, что представляет собой несущая конструкция. Она может быть:

  • самонесущей (одноствольной или многоствольной). Крепление самонесущей трубы, устанавливаемой на крыше, производится внутри здания. Самонесущая металлическая дымовая труба составлена трехслойными сендвич-трубами, поэтому ее можно разобрать и перевезти для установки на новом месте. Использование ограничено требованиями к продуктам сгорания (по температуре – не более 350º С и химической агрессивности) и уровням снеговой и ветровой нагрузки;
  • колонной. В наружную обечайку из углеродистой стали вставляются внутренние трубы из нержавейки, покрытые термоизоляцией. Закрепляется конструкция в анкерной корзине (корзинах), залитой в фундамент. Боров (газоход) колонной дымовой трубы может соединять несколько котлов;
  • фасадной (околофасадной). Пристроенные или встроенные дымоходы крепятся к стенам кронштейнами. У ствола трехслойное строение – внутренний слой из нержавеющей стали, промежуточный – теплоизоляционный, наружный – из оцинкованной стали. Весовая нагрузка приходится на дополнительное нижнее основание, ветровая – на виброизолирующие крепления. Модули такой конструкции легко менять и ремонтировать. Изготовление и обслуживание фасадных дымовых труб является наиболее экономичным, так как не требуется сооружать фундамент и несущие конструкции, а всего лишь прикрепить трубы к стене;
  • фермовой. Фермовые дымовые трубы принято устанавливать в сейсмоопасных местах. На фермовой конструкции, закрепленной в залитой в фундамент анкерной корзине, закрепляется от одной до шести труб;
  • мачтовой. Каждая металлическая труба крепится к трех-, четырех мачтовой опорной башне. Основа представляет собой бетонную подушку, на которой поэтапно, снизу-вверх на заклепках или саморезах закрепляются элементы конструкции. Посредством стальных оттяжек обеспечивается устойчивость и компенсируется поперечная нагрузка.

Самонесущие трубы крепятся внутри здания, их монтаж рассчитывается с учетом нагрузки при неблагоприятных погодных условиях

Печные дымовые трубы, исходя из места размещения, разделяют на:

  • коренные. Снабжены собственным фундаментом поблизости устройства отопления;
  • насадные. Наиболее распространенный тип, труба насажена прямо на устройство отопления;
  • подвесные. Принято устанавливать снаружи, если дом невелик по площади, чтобы не загромождать пространство;
  • стенные. В креплении дымовой трубы к стене в этом случае нет потребности, так как она встраивается непосредственно в стену на этапе строительства здания. Ввиду сложности обслуживания этот тип не получил распространения.

По показателю использования утеплителя при установке дымоходы делятся на:

  • неутепленные.
  • утепленные. В трехслойных конструкциях внутренний слой выполняется теплоизолирующим, а для каркаса дымовой трубы используется металл.

Обратите внимание! Установку неутепленных модульных систем из нержавеющей стали, как правило, производят внутри зданий.

При производстве дымовых труб по правилам безопасности могут использоваться в качестве основного материала:

  • кирпич. Такие конструкции постепенно уходят в прошлое, несмотря на высокую степень пожарной безопасности, хорошую механическую прочность и теплоемкость. Пропускная способность снижается вследствие зарастания сажей, а кирпичный каркас разрушается под воздействием кислот, образующихся при реакции оксида серы, содержащегося в копоти, с водой, а также вследствие изменений в режиме отопления и под собственным весом;

Трубы из кирпича прочны и надежны, но они разрушаются быстрее, чем керамические или металлические

  • керамика. Современные модульные керамические конструкции, рассчитанные на эксплуатацию в течение 120 лет, отличаются уменьшившейся толщиной стенок и, следовательно, весом, рабочей температурой в 600º С, способностью продолжать работу при прямом возгорании в течение полутора часов;
  • сталь. К достоинствам дымовой трубы металлической из нержавеющей или оцинкованной стали относят универсальность, позволяющую использование на отопительных устройствах всех типов, гладкую внутреннюю поверхность, не позволяющую задержаться саже, малую теплоемкость и простоту сборки и обслуживания;
  • пластик. Полипропиленовые и поливинилиденфторидные конструкции легки в сборке, износостойки и не поддаются коррозии, но температура рабочей среды не должна превышать 120º С. Стеклопластиковые изделия могут эксплуатироваться при температуре дымовых газов до 180º С.

Какие требования выдвигаются к дымовым трубам СНиП

СП к дымовым трубам не могут не выдвигать достаточно жестких требований. Возведение подобной конструкции, эффективно выполняющей свои функции, не относится к числу простых инженерных задач. Грамотно составленный проект обеспечивает многолетнюю беспроблемную работу. Высоту конструкции, к примеру, рассчитывают, опираясь на ОНД-86, в зависимости от вида отопительного устройства. Отдельными СНиПами регламентируются такие существенные при возведении дымовых труб параметры, как:

  • уровень ветровой нагрузки;
  • прочность конструкции;
  • обустройство фундамента;
  • подбор анкерных болтов.

Одно из главных требований к дымоходу — это устойчивость, поэтому при сильной ветровой нагрузке используются дополнительные крепления

При проектировании, согласно этим правилам по дымовым трубам, должно быть обязательно учтено следующее:

  • размещение основной части конструкции внутри постройки;
  • достижение минимальной пятиметровой высоты, измеряемой от отопительного устройства;
  • самотяга дымовой трубы, ее высота и диаметр должны соответствовать показателям, обеспечивающим оптимальное функционирование конструкции;
  • соблюдение пропорций между высотой изделия и коньком крыши здания, а также другими выступающими элементами;
  • крепление к стенам следует производить, размещая хомуты на расстоянии в полтора метра по прямой и, дополнительно, перед угловыми отводами и за ними;
  • соответствие нормам пожарной безопасности.

Экспертиза промышленной безопасности дымовых труб (ЭПБ) обязана проводиться на основании закона №116-ФЗ. Проверке подлежат сооружения:

  • высотой от 20 метров;
  • расположенные на обособленном фундаменте;
  • находящиеся на территории производственного объекта, причисленного к опасным.

Проведение экспертизы промышленной безопасности дымовой трубы состоит в выполнении таких мероприятий:

  • проверяется, в каком состоянии находятся поверхности и межтрубное пространство;
  • оценивается прочность конструкций и уровень развития коррозии;
  • производится определение осадки и крена дымовой трубы;
  • выявляются фактические эксплуатационные показатели;
  • уточняется насколько выявленные дефекты повлияли на работоспособность и безопасность эксплуатации;
  • разрабатываются рекомендации по устранению выявленных отклонений;
  • составляется заключение о возможности дальнейшей эксплуатации.

Любые дымоходы должны подвергаться регулярному осмотру, чтобы вовремя устранить неисправности, провести чистку и прочие работы

Обратите внимание! Экспертиза и обследование дымовой трубы представляются необходимыми мероприятиями, проведение которых фактически основывается на ПБ 03-445-02, отмененных приказом № 287 Ростехнадзора еще в 2014 году.

Основные причины для проведения экпертизы:

  • правила безопасности на многих объектах не соблюдаются;
  • многим трубам, введенным в эксплуатацию еще в советский период, неоправданно продлевается расчетный ресурс;
  • строительство дымовых труб зачастую велось либо со значительными отступлениями от проектной документации, либо по некачественно выполненному проекту.

По завершении строительства дымоотводов специальная маркировка и покраска дымовых труб. Окраску высотного объекта произвести довольно сложно, она подразумевает прохождение нескольких этапов, начиная с грунтовки. Поэтому общая смета включает и смету на окраску дымовой трубы, так как велика площадь окрашиваемой поверхности и сложно добраться до еще не окрашенных участков. Такие работы требуют определенной альпинистской подготовки и специального снаряжения, поэтому расценки на их проведение достаточно высоки, как и высотных работ вообще.

Обязательным является не только нанесение маркировочной окраски, но и светоограждение высотных промышленных дымовых труб. Эти объекты относят к аэродромным препятствиям, поэтому необходимо их обозначение на местности с наступлением сумерек и темноты, а также при ухудшении видимости. Необходимо размещение оградительного освещения на каждом ярусе и в верхней части, в полутора-трех метрах от обреза.

Важно! По завершении всех работ, включая установку молниеотвода, и проведении запуска оформляется паспорт дымовой трубы.

Высотные дымовые трубы в обязательном порядке оснащаются подсветкой, фонари которой располагаются на каждом ярусе и на самой вершине сооружения

Порядок проведения демонтажа дымовых труб

Разбирать высотный дымоотвод запрещается при отсутствии проекта разработки работ. ППР на демонтаж дымовой трубы представляет собой объемистый сборник, в который включены все виды регламентных работ и учтены возможные риски. Типовой перечень состоит из:

  • листа ознакомления с ППР;
  • пояснительной записки с полными данными об объекте и способах демонтажа;
  • календарного плана;
  • графиков (вывоза строительного мусора, передвижений работников по территории);
  • технологической карты общего порядка проведения демонтажа;
  • технологической карты разборки конструкций;
  • общих положений трудоохранного свойства;
  • норм пожарной безопасности;
  • экологических стандартов.

Снос дымоотвода осуществляется поэтапно, отклонения чреваты опасностями для работников:

  1. Анализируется состояние объекта, осматриваются окрестности, изучается техническая документация.
  2. На основании анализа полученных данных выбирается способ демонтажа.
  3. Выполняются технические замеры.
  4. Выдается разрешение на проведение демонтажа и вывод объекта из эксплуатации в оговоренные сроки.
  5. Проводится снос.

Способ демонтажа трубы выбирается в зависимости от ее типа и состояния, для кирпичных сооружений часто применяется простая валка

Технологически снос можно провести в таком виде:

  • простой валки, когда откалываются отдельные куски;
  • направленного взрыва;
  • постепенной разборки, когда разобранное принято выносить на отдельную площадку или сбрасывать во внутреннюю часть конструкции;
  • валки с использованием специальных опор, что позволяет контролировать наклон конструкции в ходе проведения работ.

Методы демонтажа отличаются особенностями проведения и преимуществами:

  • применение промышленного альпинизма считается самым экономичным и экологичным, но проведение демонтажа (сверху вниз) затянется, так как не применяется дорогостоящая крупногабаритная техника;
  • применение валки связано с особой тщательностью подготовительных мероприятий и возведением временных опор. Зато проведение сноса, начинаемого снизу, ограничено по времени и материальным затратам;
  • применение направленного взрыва возможно только после получения всех разрешений и проведения согласований.  Это требует времени и немалых средств, в том числе и на обеспечение безопасности. Зато снос происходит быстро и демонтировать направленным взрывом можно дымовые трубы всех видов.

Полезно знать! Чаще всего производится демонтаж кирпичных конструкций, не требующий особых затрат. К тому же, расходы могут с лихвой компенсироваться повторным использованием материалов.

Без дымовых труб трудно представить окружающее нас пространство. Несмотря на простоту внешнего облика, эти сооружения выполняют весьма важные и полезные функции, а их возведение требует проведения многочисленных и весьма сложных расчетов. Отклонения от правил подготовки объектов к эксплуатации оборачиваются ненадлежащей работой и сокращением гарантированного срока службы. Весьма значительными проблемами представляются отсутствие надлежащего контроля за состоянием дымовых труб и выработка большинством из них гарантированного ресурса.


Смотрите также