В небольших банных печах, ширина топливников и пролетов над дверками которых не превышает 42 см, пролеты перекрывают простым треугольным сводом. Кирпич для этого нужно укладывать с подъемом кверху и продолжать кладку стенок, которые будут надежно прижимать пяты к нижним рядам.
Такой свод нельзя возводить без продолжения кладки, потому что уложенные пяты не удержат прочно кирпичи треугольного свода. Они не будут прижаты сверху с достаточной силой. В этом случае пяты сдвинутся распором свода, который может обрушиться.
Для предотвращения этого пяты, уложенные под своды, стягивают или сжимают стальными брусками и связывают жгутом из проволоки. Такая конструкция должна находиться внутри кладки, ведь если жгут останется открытым, он из-за высокой температуры быстро перегорит в топливнике. Надежнее вместо проволоки применять полосовую сталь, которую надлежит прочно приклепать к брускам.
Еще одно важное замечание. Запрещается опирать кирпичи на рамку дверки, поэтому при кладке топочные отверстия необходимо перекрывать перемычками. Топочное отверстие, ширина которого меньше кирпича, перекрывают кирпичом в замок. Если же оно более широкое, перекрытие нужно выполнять клинчатой перемычкой из кирпича. Если отверстие и вовсе большое, то делают арочное перекрытие. Своды в этом случае опираются на боковые стенки топливника, плоскости которого стесывают под определенным углом. Опорой для свода служат также его задняя и передняя стенки.
Устройство дымовых труб
Заключительный, сложный и не менее важный этап строительства банной печи — это сооружение дымовой трубы (рис. 6.7–6.9).
Трубы в печах служат не только для отвода дыма, но и для образования тяги. Чтобы каналы труб меньше засорялись сажей и обеспечивали хорошую тягу, они должны иметь очень гладкие стенки.
В разных печах применяется довольно много видов труб: насадные, коренные, а также стенные каналы или дымоходы. Насадные трубы (именно такие в большинстве своем употребляются в индивидуальных банях) служат продолжением печи. Их кладут на ее перекрытие. Такие трубы ставят не прямо на печную кладку, а на железобетонную плиту, хорошо армированную, толщиной не менее 5 см, чтобы обеспечить более устойчивую опору. Плита позволяет при необходимости поочередно разбирать стенки печи, не нарушая трубы.
Рис. 6.7. Печная труба
Диаметр внутренних каналов труб из любого материала должен быть не менее 200 см2. Их устраивают строго вертикальными. Кирпичная труба должна иметь сечение не менее 14 × 14 см, то есть в полкирпича. Каналы труб меньшего сечения быстро зарастают сажей и начинают дымить.
Трубы выкладывают на разных растворах: глиняных, известковых, известково-цементных (сложных) или цементных. Толщина швов должна быть не больше 1 см. Если на чердаке трубы обычно выкладывают на глиняном растворе, то выше крыши их следует устраивать на более прочном, лучше сложном или цементном растворах, чтобы трубы не разрушались от атмосферных осадков (это часто приводит к пожару) и не требовали систематического ремонта. Швы кладки всегда заполняют, не оставляя пустот. Чтобы обеспечить противопожарную безопасность, трубы оштукатуривают или облицовывают. Это дополнительно утепляет их и сводит к минимуму образование конденсата.
Иногда вместо кирпичных применяют асбестоцементные, керамические и стальные трубы. Они прочны, легки и не имеют швов. Гладкие внутренние стенки труб улучшают тягу.
Прежде чем приступить к кладке трубы, изучим ее составные части.
В качестве примера рассмотрим насадную трубу. Она устанавливается на перекрыше печи, которую на два-три и более ряда не доводят до междуэтажного перекрытия. Можно закрепить трубу и на шейке печи, на так называемой шейке распушки. В шейке печи обычно ставят вьюшку.
При подходе к междуэтажному перекрытию над шейкой кладку расширяют. Таким образом создают разделку или распушку, толщина которой считая от «дыма» — от 30 до 40 см. Ее выкладывают в несколько рядов кирпича по высоте. Выше распушки по чердачному пространству проходит стояк, то есть ровная часть трубы, доведенная до кровли.
Над кровлей выкладывают головку трубы, после чего делают вторую распушку, называемую выдрой. Она обычно нависает над кровлей на 10 см по четырем сторонам. Это мешает дождевой и снеговой воде стекать на крышу. В противном случае вода будет беспрепятственно стекать вниз, разрушая стояк и заливая чердак бани.
Поверх выдры кладут вторую головку трубы такого же сечения, как и стояк. Наконец, кладку расширяют, в результате чего получается оголовок. Чтобы защитить трубу от разрушения, над ней желательно установить колпак из кровельной стали. Он, кроме всего прочего, также улучшает тягу в печах.
Все части головки трубы, которые выступают над кровлей, покрывают кровельной сталью или цементным раствором с уклоном для стекания воды. Лучше всего оштукатурить головку цементно-известковым или цементным раствором, после чего побелить известью. В таком случае она прослужит долго, ее не придется перекладывать раз в несколько лет.
Как уже говорилось ранее, ширина каналов дымоходов бывает разной, поэтому класть распушку и выдру приходится по-разному, но в любом случае тщательно перевязывая швы. Приведем пример кладки распушки и выдры с каналами разного сечения (см. рис. 6.8, 6.9).
Рис. 6.8. Выполнение распушки кирпичной трубы
Рис. 6.9. Выполнение выдры кирпичной трубы
Допустим, мы имеем дымовой канал 14 × 26 см, толщина стенок которого составляет 26 см. Если толщина швов меньше, размеры канала могут быть уменьшены на 1 см.
Кладка распушки и выдры рассчитывается так, чтобы по длине и ширине по каждому ряду они увеличивались на четверть кирпича (на 6–7 см).
Первый ряд — шейка печи. Ее выполняют из пяти кирпичей, размеры дымового канала составят 14 × 26 см, наружные стороны — 31 × 38 см.
Второй ряд — начало распушки. Наружные размеры составят 59 × 45 см. Чтобы их получить, в кладку нужно добавить четверки и половинки кирпича. Для ограничения размеров канала внутри распушки в кладку вставляют пластинки из колотого кирпича толщиной 3–4 см. Таким образом, размер дымового канала распушки не изменяется.
Третий ряд распушки должен иметь размеры 65 × 51 см. Теперь внутрь кладки вставляют пластинки кирпича толщиной уже около 6 см.
Четвертый ряд имеет размеры 71 × 57 см. Внутри распушки нужно вставить кирпичи толщиной 9–10 см.
Пятый ряд состоит полностью из целого кирпича.
Шестой ряд кладется так же, как и пятый, со строгим соблюдением перевязки швов. Если высоту распушки нужно увеличить, пятый и шестой ряды чередуются.
С седьмого ряда начинается кладка стояка трубы в пять кирпичей, который доводят на один-два ряда выше уровня кровли. Далее на стояке возводят выдру, не забывая при этом тщательно перевязывать швы.
Кладку выдры делают в девять рядов, каждый из которых выступает на четверть кирпича вперед. Внутри нее, около дымового канала, вставляют кирпичные пластинки такой толщины, чтобы они сохраняли размеры канала постоянными.
В заключение напомню, что любые печные трубы необходимо осматривать несколько раз в год и в случае обнаружения дефектов сразу же их устранять.
Печные приборы
Теперь, когда печь практически готова, поговорим о печной «фурнитуре», или, как их называют, печных приборах. Печные приборы — это готовые металлические изделия: топочные, поддувальные и другие дверки, колосниковые решетки, колосники, дымовые задвижки, печные вьюшки, чугунные плиты, заслонки, духовые шкафы, водогрейные коробки и др. (рис. 6.10–6.12).
Рис. 6.10. Топочная дверка
Рис. 6.11. Печная задвижка
Рис. 6.12. Колосник
Стоит выбирать чугунные приборы, ибо они более прочные, чем стальные, не прогорают, не ржавеют, меньше коробятся от высокой температуры и долго служат. Дверки и задвижки, а также вьюшки должны хорошо закрываться. Наиболее плотно это делают герметические дверки. Дверки и ручки должны иметь плавный ход, без заедания задвижек, свободно перемещаться в пазах рамок.
Дверки и полудверки подразделяют на топочные, поддувальные, прочистные и вьюшечные. Топочные дверки служат для закрывания печи, загрузки топлива в печь и его перемешивания — шуровки при горении (см. рис. 6.10). В печах, не имеющих поддувала, их используют для регулировки подаваемого воздуха, необходимого для горения топлива. Каждая дверка состоит из рамки, к которой приделан крючок, и полотна. Его крепят на двух петлях к рамке и закрывают ручкой за крючок. Рамку любой дверки нужно прочно приделывать к кладке печи. Изготавливают такие дверки обыкновенными и герметическими.
Прочистные дверки устанавливают в стенках печи или дымовой трубы. Они предназначены для очистки их каналов от золы и сажи. Размеры дверок — 11,2 × 15 см.
Чистки-коробочки более практичны, чем дверки. Их можно изготовить из кровельной стали таким же размером, как и прочистные дверки простой конструкции. Они состоят из рамки, в которую входит коробочка с ручкой. Их легко изготовить самостоятельно. Внутреннюю часть коробочки заполняют куском кирпича на глиняном растворе. Его толщина должна быть равна толщине стенки печи или дымохода. Можно обойтись одной коробочкой без рамки, вставляя ее в отверстие кладки и обмазывая глиняным раствором.
Чтобы можно было прочно установить дверку в печной кладке, к рамкам дверок крепят лапки из полосовой стали. Не стоит фиксировать дверки проволокой: она быстро отгорает.
Металлический бак для воды чаще всего устанавливают в печь так, чтобы он своим днищем накрывал верхнюю часть топки. При таком классическом способе языки пламени нагревают воду непосредственно через его стенки. Берут горячую воду из таких емкостей или ковшиком, открыв крышку, или самотеком по вмонтированной трубе с краном.
Форма баков обычно прямоугольная, а материалом служат сваренные в жесткую конструкцию стальные листы (рис. 6.13). Его можно сварить самому в домашних условиях. При этом лучше использовать «нержавейку» (обычная сталь под воздействием воды и огня быстро ржавеет, и бак приходится заменять).
Рис. 6.13. Бак для воды
Под холодную воду специально никаких емкостей, как правило, не изготавливают, приспосабливая молочные фляги, бочки или другую подобную посуду. В последние годы в бани возвращается деревянная утварь: шайки, бочки, кадушки, черпаки, изготовленные иногда фабричным способом, но чаще народными умельцами, в роду которых такое ремесло передается из поколения в поколение.
В металлических печах, работающих на электричестве, газе и других видах топлива, горячее водоснабжение организовано по-другому. Нагревается маленький объем воды на большой контактной площади теплообменника, которая силой конвекции поднимается наверх, заменяясь холодной порцией. Внешние накопительные баки таких систем могут находиться довольно далеко от котла, соединяясь с ним трубами и обеспечивая циркуляцию воды.
Такие баки уже не контактируют напрямую с печным жаром, они более долговечны. Поэтому их делают из тонкого металла, всячески украшают в соответствии с выбранным интерьером. Установка внешнего бака из нержавеющей или хромированной стали, кроме того, приносит в баню дополнительный свет, поскольку такая сталь обладает зеркальным эффектом. Использование же проточного водонагревателя вообще делает накопление горячей воды ненужным; остается лишь позаботиться о получении пара.
Камни для печи
Эффективность печи во многом зависит от правильного подбора загружаемых в нее камней. Основное требование к ним — чтобы они хорошо аккумулировали, а затем и отдавали тепло, выдерживали высокие температуры и не растрескивались от воды. Для этого камни должны быть плотными, однородными, равномерно нагреваться по всей массе и иметь во всех направлениях одинаковый коэффициент теплового расширения. Стоит отбирать гладкие и имеющие округлую форму камни.
Всем этим требованиям отвечают хорошо окатанные крупные тяжелые камни-булыжники, подвергшиеся за миллионы лет закалке солнцем и водой. Наиболее прочны камни из горных пород вулканического происхождения, например базальта гранита, андезита.
Если невозможно достать камни горных пород вулканического происхождения, можно воспользоваться камнями из кремнистых горных пород невулканического происхождения. Они отличаются твердостью, плотностью, темным цветом. Такие камни собирают на берегах рек, озер, заливов. Песчаник, известняк и другие осадочные породы для печей не подходят, так как быстро разрушаются, забивая каналы для пламени, дыма и пара.
Прочность камней и отсутствие трещин в них проверяют, ударяя молотком. Кроме того, пригодность определяют, раскаливая их докрасна и окуная в воду. Если камень при этом не треснул, его можно использовать в банной печи.
Диаметр камней должен быть 5–13 см. В нижней части контейнера на одну третью его объема укладывают более крупные диаметром 10–13 см, выше помещают средних размеров диаметром 7–9 см. Сверху насыпают мелкие диаметром 5–6 см. При укладке следует учитывать, что камни должны как можно меньше закрывать отверстия решетки между камерой сгорания и контейнером для них. Их заменяют через каждые 2–3 года.
Чтобы устранить все недостатки, присущие натуральному камню (пористость, острые края, недостаточная аккумуляция тепла, растрескивание, неоднородность, отсутствие гладкой поверхности), в последнее время широкое распространение получила технология изготовления искусственных камней для засыпки печей на основе керамики, керамических смесей и фарфора.
Полученный таким образом новый, не существующий в природе сплав позволил существенно улучшить характеристики материала для засыпки печи-каменки. Конечно, дополнительные затраты повышают его стоимость, но знатоки быстро смогут оценить его очевидные преимущества.
Большая, чем у горных пород, объемная теплопроводность и теплоемкость присуща чугуну и стали. Поэтому для ускорения нагрева и облегчения отдачи тепла при подаче воды на камни их укладывают вперемежку с чугунными или стальными болванками или чурками, которые следует располагать вертикально, чтобы они проводили тепло снизу вверх.
Печи-каменки на любой вкус
Вы познакомились с описаниями различных печей и пошаговыми рекомендациями по их строительству. Тем не менее, исходя из того, что печь — это самое главное и сложное сооружение в бане, лучше всего поручить кладку печи специалисту.
В этом разделе будет приведено несколько эскизов-проектов печей-каменок, из которых вы сможете выбрать подходящую для вас модель.
Простейшая металлическая печь-каменка
В этом проекте бак для нагрева воды не предусмотрен, так что его можно использовать в качестве печи для сауны (рис. 6.14).
Рис. 6.14. Простейшая металлическая печь-каменка, обложенная кирпичом: 1 — труба; 2 — перекрытие в два ряда на уголках; 3 — дверцы для выхода воздуха; 4 — дверца для подбрасывания воды; 5 — камни; 6 — металлическая печь; 7 — дверцы для забора воздуха
Кирпичная печь для бани с закрытой каменкой и боковым размещением бака для воды
Эта печь может использоваться для индивидуальной семейной бани больших размеров. Масса камней для печи подсчитывается исходя из того, что на 1 м3 парилки требуется 30–40 кг камней. Таким образом, для парилки объемом 8–10 м3 необходимо как минимум 250–300 кг камней.
В этой оригинальной печи свод выполняется из отрезка разрезанной вдоль металлической трубы диаметром 300–400 мм и длиной 500–600 мм. Водогрейный бак размещается сбоку (рис. 6.15).
К трубе, разрезанной вдоль, привариваются опорные стальные листы толщиной 5–6 мм, которыми отрезок трубы закладывается в кладку печи. Для герметичности свода торцы трубы также надлежит обварить металлическим листом с примыканием к ним кирпичной кладки.
Со стороны дымохода к трубчатому своду приваривается металлический лист — экран, который задерживает выход горячего воздуха в дымовую трубу.
В боковую стенку печи вмуровывают водогрейный бак размером 50:37:35 см, емкостью 40–45 л. Бак изготавливают из листовой стали толщиной 5–10 мм, сторону, примыкающую к топке, сваривают из листа толщиной 10 мм. С внутренней стороны боковой стены печи устанавливают металлический отрезок дымовой трубы, которая снабжена круглой заслонкой. Дымовая труба закрепляется в кирпичной кладке проволочными хомутами. Внизу она опирается своим обрезанным концом в металлический бак.
Верхняя часть печи представляет собой каменку, куда закладываются камни общей массой 150–200 кг. Каменка сверху закрывается крышкой из оцинкованной жести, которая снимается для выхода пара. Вода на камни подается через боковое отверстие размером 200:250 мм.
Рис. 6.15. Печь с закрытой каменкой и боковым размещением бака для воды: 1 — водогрейный бак; 2 — печь; 3 — дымовая труба; 4 — камни; 5 — крышка каменки; 6 — отверстие для подачи воды; 7 — металлический свод; 8 — экран; 9 — колосниковая решетка; 10 — дверка топки; 11 — дверка поддувала
Малогабаритная кирпичная печь-каменка с системой подогрева воды для семейной бани на 2–3 человека
Размер печи в плане 510:640 мм, вертикального вентиляционно-дымового канала 380:260 мм, высота 2030 мм при средней толщине швов 5 мм (рис. 6.16–6.18).
Кладка вентиляционно-дымового канала ведется совместно с кладкой печи с перевязкой швов. Устье вентиляционного канала располагается на уровне пола моечного отделения или ниже его, если уровень пола в предбаннике ниже уровня пола в моечном отделении. Вентиляционный канал перекрывается задвижкой № 4.
Рис. 6.16. Схема малогабаритной кирпичной печи-каменки с системой подогрева воды: 1 — задвижка № 1; 2 — задвижка № 2; 3 — гидроизоляция; 4 — вентиляционный канал; 5 — уровень пола; 6 — задвижка № 4; 7 — котел-змеевик; 8 — задвижка № 3; 9 — прочистная дверка; 10 — камера-каменка
Рис. 6.17. Кладка печи для бани из кирпича, 3–10-й ряды
Рис. 6.18. Кладка печи для бани из кирпича, 11–30-й ряды
Благодаря вертикальному вентиляционно-дымовому каналу есть возможность использования двух рабочих режимов и вентиляции моечного отделения.
Сперва открываются задвижки № 1 и № 3, дымовые газы с большим содержанием продуктов неполного сгорания уходят в дымовую трубу и далее в атмосферу. Горячий воздух заполняет камеру-каменку и прогревает камни, но циркуляции дымовых газов через камеру при закрытой задвижке № 2 не происходит.
Во втором режиме работы — при открытой задвижке № 2 и закрытой задвижке № 3 — раскаленные дымовые газы через отверстия в своде и слой камней будут проходить в тепловую камеру, а через нее — в дымовую трубу и далее в атмосферу.
Печь-каменка для русской бани с поддувалом