Рис. 5.1. Расположение печи в доме: а - у стены; 6 - в углу; в, г, д - для обогрева двух, трех, четырех комнат; е, ж - топка со стороны веранды (ж - печь и камин рядом).

Рис. 5.1. Расположение печи в доме: а - у стены; 6 - в углу; в, г, д - для обогрева двух, трех, четырех комнат; е, ж - топка со стороны веранды (ж - печь и камин рядом).

Суховатое определение Даля, конечно же, не вмещает в себя всех смыслов и оттенков слова «очаг», к которому просятся эпитеты - родной, домашний и т. д. Одно из самых уютных слов в нашем языке. Кстати, именно эту роль очага - для уюта - Далю не грех бы упомянуть. Но... суровы были наши предки. Так что - обогрев, готовка, работа (кузнечное дело, обжиг и пр.) - таков был удел очага в прошлом. О кузнечных, плавильных печах и проблемах обжига гончарных и др. изделий мы, возможно, поговорим в другой раз. А сейчас нас интересуют как раз «тепловой и стряпной» огонь, то есть:
• отопительные печи, камины, банные каменки;
• универсальные отопительно-варочные печи;
• печи для готовки.

Конечно, это разделение условное. Например, камины нужны в наше время скорее для уюта (и тепла, разумеется). Но в зеве камина вполне можно установить вертел для обжарки дичи.

Рассказ о кирпичной печи

Прочитав эту главу, вы сможете сами решить, нужна ли в вашем доме печь и по силам ли вам сложить ее (конечно же, по силам! А сколько удовольствия!..). Вы узнаете, как работает печь - одно из немалых достижений человеческой мысли, - какие проблемы приходится решать печному мастеру, в чем преимущества и недостатки разных конструкций печей.

Главные технические характеристики

1. Теплоотдача, или, попросту говоря, мощность печи - это количество тепловой энергии, которую печь ежечасно выделяет от протопки до протопки. Вообще-то тепла тем больше, чем больше сгорело топлива. Обычная не очень большая печь имеет мощность до 3 кВт (это примерно соответствует двум конфоркам газовой плиты в квартире).

Понятно, что расположение печи или печей в помещении или нескольких помещениях тоже влияет на тепловой комфорт (см. рис. 5.1.).

2. Теплоемкость. Иными словами, как долго печь хранит тепло сгоревшего топлива (теплоемкость печи измеряют в часах). Казалось бы - чем дольше, тем лучше. Но это не так. Конечно, если речь идет о доме, где живут постоянно и все время готовят, сушат одежду и т. д., то есть о крестьянском доме, там лучше всего массивная печь. Ее топят два раза в сутки, утром и вечером. Но если вы приехали в свой домик обогреться и поесть после катания на лыжах, зачем вам прогревать весь дом? Тут лучше всего подойдет камин или легкая чугунная печь. Они недолго держат тепло, 2-3 часа, зато согреют комнату гораздо быстрее массивной печи, которая сначала должна все свои холодные кирпичи разогреть, а их ой как много.

3. Масса. Это тоже важный параметр. Самые легкие печи - фабричного производства, чугунные или с двойным кожухом, засыпные. Их можно ставить на пол, без фундамента. (Не просто на пол, конечно, а с теплоогнеупорной прокладкой - об этом в свое время будет рассказано.)

Кирпичные печи тоже можно ставить на пол без фундамента - самые легкие, в четверть кирпича, то есть стенки их выкладываются кирпичом, поставленным на ребро (тут для прочности необходим металлический каркас или кожух).

Рис. 5.2. Устройство печи : 1 - шанцы; 2 - поддувало (зольник); 3 - поддувальная дверца; 4 - колосниковая решетка; 5 - топочная дверца; 6 - под (имеет скат к решетке); 7 - топочная камера; 8 - хайло, или прогар; 9 - свод топки; 10 - камера (виден душник); 11 - наружная стенка; 12 - дымооборот; 13 - перекрыша печи; 14 - дымоход (к трубе); 15 - отступка (зазор между дымоходом, и печью); 16 - канал; 17 - дымовая задвижка; 18 - внутренние тепловоспринимающие стенки.

Более тяжелые печи требуют устройства собственного фундамента. Этот фундамент не должен быть связан с фундаментом дома!

Если печная труба не насадная, а стоит отдельно от печи (коренная труба, отопительный щиток), она тоже имеет свой фундамент. Как выбрать мощность (и размер) печи? Выделяемое печью тепло должно в точности восполнять тепловые потери помещения; тогда температура воздуха будет поддерживаться на заданном уровне. Тепловые же потери зависят как от теплонепроницаемости стен, окон, дверей, перекрытий, так и от температуры снаружи дома. Есть много способов расчета теплопотерь помещения, вернее, требуемой площади теплоотдающей поверхности (зеркала) печи. Ориентировочно можно оценить требуемую мощность печи по формуле: Р = 24 • V, где Р - мощность печи, Вт; V - кубатура обогреваемого помещения, м3. Квадратный метр зеркала печи (зеркало печи - это ее высота без трубы, помноженная на периметр основания) отдает примерно 350 Вт тепла, поэтому общая площадь зеркала может быть найдена, если разделить мощность печи на 350: S = Р/350, где S - площадь зеркала печи, м2; Р - мощность печи, Вт.

Огонь и кирпич

Это главные действующие лица нашего рассказа. А место действия - печь. (Мы в этой книге говорим о кирпичных печах - их можно сложить самому, вне заводских условий.) Ее устройство поясняется на рис. 5.2. Рождается огонь при сгорании топлива в топке (топливнике, топливной камере). Кирпичные стены образуют каналы, которые направляют газы в трубу, но не напрямую. В печах для готовки они сначала омывают чугунную плиту с конфорками, духовку (духовой шкаф, котел для горячей воды). Затем проходят через дымоходы (дымообороты) отопительного щитка. И только после этого уходят через трубу на волю, в небо. Это общая схема. А в конкретных конструкциях печей, которых не счесть, имеются те или иные из упомянутых частей, причем их размеры, форма, взаимное расположение - самые разные.

Рис. 5.3. Топка для дров (размеры в см) Свод Топка Поддувало

Как работает печь

Это очень важная глава, ведь для того, чтобы выбрать, какую печь строить, нужно:
• решить, чего ты от нее хочешь;
• представлять, как она работает.

Мы уже знаем, что любая печь состоит из топки, устройства для отбора тепла (дымохода) и трубы. (О приспособлениях для готовки пока из соображений простоты говорить не будем.)

1. Топка. Это, безусловно, сердце печи. Топка представляет собой камеру, где и сгорает топливо (рис. 5.3).

Дно этой камеры (под) имеет отверстие, закрытое прутьями - колосниками (обычно из чугуна). Колосники, вернее щели (или просветы) между ними, нужны для того, чтобы:
• свежий воздух мог поступать к месту горения;
• зола могла ссыпаться из топки вниз.

Для загрузки дров, угля или другого топлива служит топочная дверца в передней или боковой стенке печки. Замыкают объем топки стенки и свод. Камера под топкой называется поддувало. Как ясно из названия, она нужна для поддува воздуха в топку (через колосники). Кроме того, поддувало служит зольником. Зола, образующаяся при горении топлива, через колосники попадает на дно поддувала, откуда ее можно удалить через поддувальную дверцу. Как уже было сказано, для горения топлива необходима тяга, то есть постоянный приток свежего воздуха и отток дыма. Это движение обеспечивается благодаря тому, что горячий воздух, как известно, легче холодного и потому сам поднимается вверх.

Самотяга - это замечательное свойство печи. Благодаря ей не нужен насос или вентилятор, чтобы подавать в зону горения кислород (воздух) и удалять продукты сгорания топлива. Тяга обеспечивается высотой трубы: чем выше труба, тем сильнее тяга. Почему так получается? Представьте себе, что вместо дверцы поддувала установлена гибкая пленка. Изнутри на нее давит столб горячего воздуха, высотой до верхнего среза трубы. Плотность воздуха зависит от температуры. При комнатной температуре кубометр воздуха весит 1,2 кг. От зоны горения до выхода из трубы температура падает от 600 до 110-120 С. Если принять среднюю температуру горячего воздуха за 140°С, то его кубометр весит примерно 1,1 кг (в действительности - еще меньше). Если внутренний объем дымовой трубы и печи равен одному кубометру, то на нашу гибкую перегородку изнутри давит горячий воздух с силой 1.1 кг, а снаружи, из комнаты, - холодный с силой 1.2 кг. Разница составляет 0,1 кг. Это и есть то давление, которое гонит воздух из комнаты в печь и обеспечивает самотягу.

Рис. 5.4. Многооборотный дымоход: а - с вертикальными и б - с горизонтальными каналами Дымовая труба Топка

При сгорании 1 кг топлива реальная печь потребляет до 10 м3 воздуха. Это, кстати, обеспечивает отличную вентиляцию помещения. Следует помнить, что обычно печь сконструирована так, чтобы, когда она прогреется и установится рабочий режим, обеспечить наилучшие параметры: хорошая тяга, полное сгорание топлива, экономичная работа печи (эффективное использование тепла). Однако в начале работы печи, при растопке, печь может работать неэффективно: тяга плохая, так как дымовые каналы заполнены холодной воздушной массой; может произойти опрокидывание газовой струи; дым валит из печки в комнату. Требования к устройству каналов печи при растопке и при установившемся режиме противоречат в известной мере друг другу. Об этом надо помнить, выбирая тип печи. Проблема решается либо специальным устройством печи, либо дополнительными задвижками, которые позволяют при растопке направлять движение дыма другим путем, обеспечивающим быстрое установление тяги; когда печь прогреется, задвижки переводят в положение, обеспечивающее наилучшую работу печи в рабочем режиме. Для выхода дыма в топочной камере, своде или стенке имеется хайло (или прогар), которое ведет в ту часть печи, где накапливается тепло. Хотя, конечно, стенки печки тоже его накапливают и потом медленно отдают. Конструкция топки зависит от вида топлива. Как правило, мы описываем в этой книге печи, рассчитанные на топку дровами. Но в ряде конструкций отопительных печей приводим варианты топок и порядовки к ним для других видов топлива: торфа, угля.

2. Дымоход. Иначе его называют дымооборот. Когда дымооборот не является частью печи, он называется тепловым щитком. В любом случае дымооборот - это система каналов внутри кирпичной кладки. Проходя по этим каналам, дым нагревает их. Конструкция дымохода зависит и от того, сколько тепла приносит с собой дым, и от того, какую его часть надо поглотить, прежде чем оно «вылетит в трубу» (вообще-то, кавычки тут не нужны). Простейший (малооборотный) дымоход - с двумя поворотами: участок прямого хода, обратного, и снова прямого, который по сути уже труба. Поворот из подъемного канала в опускной называют перевалом, из опускного в подъемный - подверткой. Для увеличения поверхности теплосъема опускной участок может состоять из нескольких параллельных каналов.

Рис. 5.5. Однооборотные дымоходы: а - с одним опускным каналом.; б - с несколькими опускными каналами; в - с нижним прогревом Дымовая труба Топка

Бесканальный (колпаковый) дымоход (рис. 5.6) лишен недостатков, свойственных традиционным дымоходам. Здесь дымооборот совершается внутри замкнутой камеры (колпака). В отверстие в дне камеры поступают горячие газы из хайла топки, поднимаются к своду колпака и по более холодным стенкам опускаются вниз; далее через боковое отверстие уходят в дымовую трубу. Эта конструкция обладает всеми достоинствами одно-оборотного дымохода с параллельными опускными каналами, но лишена ее недостатков: в период растопки дым сразу из входного отверстия уходит в выходное, столб холодного воздуха не запирает его. Проблема здесь в другом. Подъем дыма происходит в «канале» без стенок: подъемная струя окружена опускной; поэтому свод колпака (перекрыта) воспринимает первый тепловой удар, сопряженный с поворотом (его печники называют перевалом). Свод сильно греется, на нем выделяется много сажи. Если же по оси камеры поставить подъемную трубу, которая воспримет часть тепла, мы возвратимся к однооборотной системе с ее недостатками. Решение этой проблемы существует. Центральная подъемная труба должна быть «дырявой». Ее можно выполнить из кирпичей, сложенных на ребро «колодцем». Бесканальный дымоход создает хорошую тягу как при растопке, так и при прогретой печи. Он позволяет обойтись короткой дымовой трубой. Правда, не насадной, а коренной: ведь выпуск дыма происходит у основания колпака.

Рис. 5.6. Бесканальный дымоход Колпак Топка Дым

3. Труба. Название этого устройства говорит само за себя (рис. 5.7). Труба нужна, чтобы удалить из дымохода продукты горения, а именно достаточно горячий воздух с частичками сажи. Тяга в печи зависит от высоты трубы. Дым на выходе трубы должен быть горячее 100°С, чтобы из него, как уже говорилось, не выделялся конденсат; поэтому стенки трубы должны быть достаточно толстыми, чтобы дым не успел охладиться. К внутренней поверхности трубы предъявляются те же требования, что и к поверхности каналов дымохода: она должна быть гладкой, без трещин и щелей. Нельзя выравнивать внутреннюю поверхность трубы глиняным раствором: у него слишком плохая теплопроводность. Конструктивно трубы бывают насадными и коренными (в каменных домах дымовой канал обычно расположен внутри стен). Насадные трубы устанавливаются на печи (насаживаются), коренные покоятся на собственном фундаменте (и могут обслуживать несколько печей). Трубу можно класть из кирпича либо изготавливать из асбоцементной трубы, но в последнем случае снаружи ее надо утеплять, чтобы не выстудить дым и не допустить образования конденсата.

Сечение дымового канала для небольших печей (мощностью до 3 кВт) должно быть в полкирпича (13 х 13 см), для печей с большей теплоотдачей - в кирпич (13 х 26 см). Заниженное сечение канала не обеспечит полноценного горения топлива, при слишком большом канале печь плохо растапливается. Важные элементы трубы - место прохождения через перекрытие (потолок) и верхний срез. При прохождении горячей зоны трубы через деревянное перекрытие следует предусмотреть промежуточную теплозащитную зону. Один из способов - использовать утолщенную кирпичную кладку трубы на этом участке, другой - сделать проем в перекрытии с запасом и заделать образовавшуюся щель теплостойким материалом. При устройстве верхушки трубы следует исключить возможность возникновения противотяги из-за нежелательного направления ветра, а также возможность попадания в трубу дождя. Существует множество конструкций защитного колпака, изготавливаемого обычно из оцинкованного железа. Верхушка трубы должна возвышаться над коньком крыши хотя бы на 0,5 м. Если труба отстоит от конька на 1-2 м, то ее верхушка может быть вровень с коньком.

Рис. 5.7. Дымовая труба. Металлический колпак Оголовье Шейка Бетонный откос Выдра Кровля Обрешетка Стропила Стояк Распушка (разделка) Балка и перекрытие Изоляция Дымовая задвижка Шейка трубы. Если труба отстоит от конька еще дальше, ее верхушка может быть и ниже конька: при трех метрах на 30 см, при четырех - на 40 см и т. д. На рис. 5.8 показано, как выкладывать наиболее сложные элементы трубы, распушку и выдру, для наиболее употребительных сечений трубы - в кирпич (кладку ряда стояка образуют 5 кирпичей), а на рис. 5.9 - в два кирпича (кладку ряда стояка образуют 6 кирпичей). По аналогии эти элементы можно сложить и для труб другого сечения. При кладке распушки каждый следующий ряд кладут со свесом на 3 см в каждую сторону, то есть каждый следующий ряд имеет наружные размеры на полкирпича больше, чем предыдущий. За счет этого свеса с внутренней стороны кладки образуются уступы, которые нужно заложить соответствующей толщины пластинками, вытесанными из кирпича, как это показано на порядовках. В результате внутренний канал трубы должен сохранить постоянное сечение. При кладке выдры нужно обеспечить переход на увеличенный наружный размер трубы, причем так, чтобы граница перехода шла по косой, образуя наклонный карниз параллельно скату крыши. Это нужно, чтобы защитить от осадков место соединения кровли с трубой. На порядовках видно, что задача решается постепенным увеличением в каждом ряду ширины карниза. Используя доли кирпича, можно подобрать любой угол наклона. Следует помнить о перевязке рядов! Выше выдры стояк имеет прежние размеры. Образовавшуюся полку нужно защитить от атмосферных воздействий, например, с помощью бетонного откоса, поверхность которого должна быть гладкой, без трещин.

Если вы внимательно прочитали эту главу, вам, наверное, ясно, что домашняя кирпичная печь - дело серьезное, и делать его нужно добросовестно - или не делать совсем. Работа трудоемкая, кропотливая, но благодарная. В случае удачи печь прослужит долго и будет радовать вас, ваших детей и внуков. «Печку-то, - скажут они, - наш дедушка клал. Топится отменно!»

Так что стоит постараться! Очаг - огнище, возвышенный под для разводки огня - теплового, стряпного или работного. В. Даль. Словарь живого великорусского языка. Знаменитая русская печь, которая была, можно сказать, сердцем русской избы, по своей многофункциональности достойна занесения в Книгу рекордов Гиннесса. Она грела избу, она была оборудована теплой лежанкой для стариков и малых детей, имела встроенный котел для нагрева воды, позволяла сушить одежду, печь хлеб, к ней можно было подключить дымовую трубу самовара. Да и готовка в русской плите особенная - пища томилась в чугунных или глиняных горшках; кстати, ставили и снимали их ухватами...

Рис. 5.8. Кладка распушки (слева) и выдры (справа) при сечении канала трубы в полкирпича (размеры в см)

С другой стороны, простой костер, который разжигает, устраиваясь на ночлег, охотник или турист, тоже многофункционален: он греет, варит, жарит, отгоняет мошкару, отпугивает хищников и... наполняет душу. Если печь обогревает одну и даже две комнаты, ее задняя (или боковая) стенка отстоит от стены помещения. Этот промежуток необходим для того, чтобы все поверхности печи могли отдавать тепло воздуху. Ширина промежутка должна быть не менее 15 см. Ну, и более чем на два метра тоже отодвигать печь от стены неразумно, если дымоход в стене - слишком длинная получится газовая перемычка. Вообще сначала нужно выбрать место установки трубы, если она стоит на собственном фундаменте, или место выхода трубы через перекрытие.

Тот, кому приходилось разводить костер или растапливать печку, знает, что главное условие устойчивого горения - это тяга, то есть обеспечение постоянного притока воздуха (точнее - кислорода) к месту горения и постоянного оттока горячего воздуха (дыма). Зная это, нетрудно разобраться в устройстве классической печки для готовки и обогрева. Печь лучше ставить в углу комнаты - не так мешает, - но не очень далеко от двери, чтобы не таскать дрова или иное топливо через всю комнату. Имеет смысл и такое расположение, чтобы топка выходила в сени, на веранду, в коридор и т. д. - тогда в комнате и чище, и просторнее.

Какая печь вам, точнее вашему дому, подходит больше всего:
1. Большая печь для большого хозяйства, типа русской.
2. Отопительно-варочная печь с духовкой и котлом.
3. Чисто отопительная печь.
4. Самая распространенная печь с плитой для готовки и отопительным щитком.
5. Камин - символ романтики и уюта.
6. Чугунная (или железная с засыпкой) фабричная печь. О таких печах мы рассказывать не будем - их можно купить или изготовить в мастерской.
7. Каменка для бани. Банную печь или аппарат для сауны тоже можно купить.

Об этом ниже будет рассказано. Кстати, рекомендуем сочетание вариантов 3 и 5 - отопительная печь и камин, или 4 и 5 - печь со щитком и камин. Камин очень быстро согревает комнату, а после можно затопить и плиту. Или наоборот, днем вы пользуетесь на кухне плитой, а в холодный дождливый вечер сидите у камина, в гостиной. Или... и т. д.

Рис. 5.9. Кладка распушки (слева) и выдры (справа) при сечении канала трубы в кирпич (размеры в см)

Дымоход - очень важный элемент печи. Хороший дымоход должен обладать:

• необходимой нагреваемой поверхностью. Если она мала, вы будете отапливать улицу, а не помещение; если велика - слишком холодный дым будет выделять конденсат (черную жидкость с неприятным запахом, разрушающую кладку трубы и дымохода);

• оптимальным поперечным сечением каналов. Если оно велико, то скорость дыма мала, а значит, понадобится чересчур большая поверхность дымохода, чтобы успеть отнять у дыма тепло. Если сечение мало, уменьшится тяга и дым не будет весь уноситься в трубу, а кислорода не хватит для поддерживания горения, так что вам достанется мало тепла, но в избытке дыма и угарного газа. Да и сажа будет быстро скапливаться в дымоходе;

• по возможности сглаженными и стесанными острыми кромками на поворотах (кстати, повороты, т. е. перевалы и подвертки, должны иметь сечение площадью в 2 раза больше сечения основного канала); гладкой поверхностью кладки - как за счет применения отборного кирпича с поверхностью без трещин, так и за счет тщательной, без уступов, кладки и аккуратно заглаженных швов (особенно это относится к верхней части, перекрыше горизонтальных участков - ведь именно по верхней части канала скользит дым, и любые неровности, подтеки раствора, трещины приводят к скоплению сажи);

• герметичностью (отсутствием щелей);

• конструкцией, обеспечивающей удобство чистки сажи и регулировку тяги (дверцы, называемые чистками, и задвижки или вьюшки).