Перед тем как строить печь
- Классификация печей.
- Теплопотери помещения и размер печи .
- Утепление углов зданий.
- Расположение печи.
По существующим гигиеническим нормам температура поверхности нагревательных приборов не должна превышать 70°С. Дело в том, что при более высоких температурах происходит пригорание пыли, содержащейся в воздухе, с выделением вредных веществ. Наверное многим приходилось чувствовать в помещениях с буржуйками запах "горелого металла", или, по крайней мере, слышать выражение "печь выжигает кислород". Этот самый неприятный запах и есть продукты сухой перегонки пыли. Сейчас почему-то об этом забыли, хотя еще в конце 19 - начале 20 века вопрос был выяснен [1,2,3]. Тогда, как и сейчас, в моду стали входить заморские металлические печки.
Классификация печей
Итак, кирпичные печи бывают:
Отопительные. Как следует из названия они предназначены только для отопления помещений. Небольшие прямоугольные отопительные печи называют "голландками" . Название появилось в 17 веке, когда печи облицовывались изразцами, а последние завозились из Голландии.
Отопительно-варочные. Предназначены как для отопления, так и для приготовления пищи. Если печь имеет плиту и духовой шкаф, то ее часто называют "шведкой ". Этимология термина точно не известна. Есть мнение, что при Петре I пленные шведы устроили мануфактуру по производству изразцов, отсюда и название.
Русские. Или иначе - духовые печи. В принципе они тоже относятся к отопительно-варочным, но по множеству своих возможностей это поистине уникальный аппарат. Существуют русские печи с нижним прогревом - оптимальный вариант для сельского быта.
Камины . Можно разделить их на два класса. Настоящие и имитации. Настоящий камин - это открытый кирпичный камин, даже если он без дополнительной отделки и сложен из простого кирпича. К имитациям отнесем всевозможные импортные каминные вставки (название само за себя говорит- не камин, а вставка) и прочие сборно-блочные штуки. Потенциальным заказчикам советую понять, что это – дорогой ширпотреб.
Печь с камином - это камин встроенный или пристроенный к печи. В такой конструкции две топки - печная и, собственно, камин. Желательно, чтобы боковые и задняя стенки камина нагревались при топке печи - это увеличит теплоотдачу устройства.
Каминопечь имеет одну топку с топочной дверкой увеличенного размера со стеклом. Система задвижек позволяет направлять газы либо в систему дымооборотов, либо прямо в трубу. В режиме печи топочная дверка закрыта, а дым направляется в каналы печи. Если вы хотите полюбоваться открытым огнем, то открываете задвижку прямого хода и топочную дверку. Печь работает как камин. К достоинствам такой схемы можно отнести возможность изготовления небольшого по размеру изделия.
Банные печи. Настоящая банная печь – каменка для русской (так сказать классической) парной должна создавать температуру в парилке 60-80°С. Камни должны находится внутри печи, за дверкой, и раскалятся докрасна. Для этого их нагрев должен быть прямым (то есть пламя проходит через камни).
По типу конвективной системы печи различают на канальные и бесканальные (по другому колпаковые). Колпаковые печи появились в 1930 годах. Автором многих конструкций и идеологом данного направления был И. С. Подгородников [11, 12]. По сравнению с канальными конструкциями колпаковые схемы позволяют уменьшить газовое сопротивление печи, добиться более равномерного прогревания печи по поясам, и как следствие уменьшить трещинообразование. Но главное их преимущество в том, что такие печи гораздо менее чувствительны к несвоевременному закрыванию задвижки трубы. Они гораздо меньше продуваются холодным воздухом в этом случае.
Теплопотери помещения и размер печи
Размер печи и ее мощность определяется теплопотерями помещения. Можно даже сказать, что печь ничего не греет, а просто восполняет теплопотери помещения. Если бы дом был абсолютно теплоизолирован, как термос, то человек своим теплом нагревал бы его достаточно. Неправы те, кто недостаточно заботливо относится к утеплению дома. Затраты на утепление окупятся очень быстро уменьшением годового количества топлива и комфортом проживания. В последние годы постоянно пересматриваются нормы теплопотерь зданий. Если раньше для наружных стен жилых зданий в Московском регионе минимальное сопротивление теплопередаче принималось R =1.1 м² *ч* 0 С/ккал (что соответствует 17 см деревянной стене), то согласно СНиП 23-02-2003 рекомендуемое значение R =3.16 м² * 0 К/Вт (3.67 м² *ч* 0 С/ккал). Деревянная стена с таким R должна иметь толщину около 50 см . Разумеется, что такого высокого теплосопротивления можно достичь только с применением современных материалов – пенополистирола, минеральных ват и пр.
Расхожее в народе мнение о том, что если будет холодно – подтопим посильнее приводит к перетопке печей, трещинообразованию и преждевременному выходу их из строя. Большинство проблем с печами возникают в сильные морозы именно по этой причине.
Потери тепла помещением складываются из теплопотерь собственно через ограждающие конструкции и потерь на вентиляцию. Существует множество различных способов и таблиц для расчета, например [4,5] . Для ориентировки приведем результаты расчета теплопотерь для рубленого в лапу дома, внешним размером 6*6 метров. Высота потолка 2.5 метра . Температуру внутри примем +18, снаружи –30 градусов.
Материал |
Потери, ккал/час |
Доля, % |
|
|---|---|---|---|
Стены |
Бревно. Усредн. толщина стены 20 см |
1770 |
48 |
Потолок |
Доска 50 мм , минвата 70 мм . |
768 |
21 |
Пол |
Доска 40 мм , минвата 70 мм , доска 25мм. |
777 |
21 |
Окна |
4 шт. по (60 на 80)см. Дв. остекление. |
187 |
5 |
Дверь |
Доска 40 мм (80*200) см. |
183 |
5 |
Всего: |
3685 |
100 |
Вентиляция в данном случае осуществляется естественным образом, через неплотности окон и двери, инфильтрацией через стены, поэтому оценить ее весьма сложно. Если, например, принять, что воздухообмен составляет 20 м³ /час, то теплопотери будут 390 ккал/час. Итого суммарная мощность теплопотерь составит 4075 ккал/час (4727 Вт).
Определив теплопотери здания, можно оценить размер печи. Средняя теплоотдача печи при двух топках в сутки, согласно [5] , составляет 510 ккал/час*м 2 . Отсюда активная поверхность печи около 8 м 2 . Для квадратной в плане печи размер составит примерно 1*1 м при высоте в 2 метра . В реальности в этом доме установлена улучшенная русская печь Теплушка , размером 1.5*1.65 м. Даже в сильные морозы ее достаточно топить один раз в сутки.
Утепление углов
Интересно, что удельные теплопотери через углы здания выше, чем через плоскость стены (при одинаковой толщине и материале). Объясняется это неравенством площадей теплоотдачи и тепловосприятия - наружный “периметр” угла больше внутреннего. При неблагоприятных обстоятельствах это может вызывать такое неприятное явление, как промерзание углов. В частности, этому способствует уменьшение конвекции в углах, за счет их загромождения мебелью и пр.
В деревянных зданиях, рубленных в лапу (в угол, без остатка), или сложенных из бруса ситуация еще более осложняется. Известно, что теплопроводность древесины вдоль волокон в два раза выше чем поперек. Если через стену тепловой поток проходит перпендикулярно волокнам, то в углах он направлен практически вдоль, через торцы бревен. Поэтому в отапливаемых зданиях, рубленых в лапу (особенно при недостаточно толстых бревнах) рекомендуется утеплять углы накладками из досок.
Характерно, что раньше жилые здания никогда не рубились в лапу, а только в обло (с остатком). Выпуски бревен надежно защищали углы от промерзания.
Расположение печи в доме
Местоположение печи в доме желательно задавать на стадии проектирования здания. А планировку комнат уже делать вокруг печи. Плясать, как говориться, - от печки, учитывая следующие вещи:
- Желательно, чтобы под печью не проходили половые балки. Количество балок перекрытия и стропил над печью свести к минимуму.
- Располагать печь по возможности ближе к центру здания, чтобы труба вышла недалеко от конька. Особенно это важно в домах с высокими крышами. В противном случае, наружная часть трубы окажется слишком высокой. Это нехорошо эстетически, а кроме того очень трудоемко в изготовлении.
