Печи и камины в доме

Наиболее частыми причинами ухудшения тяги являются:

• малое сечение канала трубы;

• наклон от оси (уводя трубу более чем на 30° – для каминов и очагов

прямоточного движения дымовых газов);

• выступающие кирпичи из кладки;

• неправильное подсоединение стального патрубка к стояку дымовой трубы;

• неправильное подсоединение дополнительного очага;

• прогар или разрушение стенки между двумя дымовыми стояками и с параллельно идущими вентиляционными каналами;

• неровная внутренняя поверхность дымовых каналов;

• разрушение и выкрашивание кирпича из кладки из-за применения для кладки стояка дымовой трубы кирпича несоответствующей марки (щелевого, дырчатого, силикатного и др.).

Часто возникает задымление очага от задувания устья трубы сильными порывами ветра. Для предотвращения этого явления необходимо проверить состояние дефлектора над оголовком дымовой трубы, а при его отсутствии – установить. Если хорошей работе трубы мешают более высокие соседние здания, тяга в очаге может быть обеспечена наращиванием высоты трубы, чтобы вывести ее из зоны ветрового подпора.

...

ВНИМАНИЕ

Наиболее частой неисправностью дымовых труб является разрушение оголовка трубы, так как он подвергается воздействию метеорологических условий – дождь, снег, ураганный ветер. Оголовок трубы необходимо выкладывать на цементном растворе.

Технология производства

Прежде чем начинать кладку очага необходимо определить его расположение в помещении, разметить место прохождения дымовой трубы через потолочные и чердачные перекрытия, посмотреть, достаточно ли расстояние между стропилами и балками перекрытия, соблюдаются ли нормы противопожарной безопасности, не придется ли разрезать несущие балки перекрытий для прохождения дымовой трубы, что недопустимо, разметить и заложить фундамент (основание печи).

Условия для печных работ

Нельзя выполнять кладочные (печные работы) под открытым небом. Должна быть установлена временная или постоянная кровля. Печная кладка должна вестись в теплое время года и «теплыми руками». Температура окружающего воздуха должна быть не ниже +10 °C.

Допускается вести кладку в зимнее время года при условии установки «тепляка» с круглосуточным поддержанием плюсовой температуры вплоть до полной просушки очага.

Подготовка к кладке печи

Прежде чем начать кладку очага необходимо убрать из помещения, где будут вестись печные работы, весь стройматериал, не нужный для кладки очага.

Убрать мебель и имущество, если работы проводятся в жилом доме, подготовить подмости, заблаговременно заготовить глину для раствора, замочив ее предварительно в металлической емкости на 23 дня, отсортировать кирпич для кладки. Отдельно сложить кирпич хорошего качества без дефектов, сколов и трещин для лицевой (наружной) кладки очага.

Приготовить инструмент для кладки и замешивания раствора: емкости для раствора, сетку металлическую для процеживания глинопесчаного раствора с ячейками не более 3 мм, лопаты – совковую и штыковую с прямоугольным лезвием, тяпку и грабли (для замешивания раствора). Приготовить ручной инструмент: ручной молоток (кирочку), кельму (мастерок), шпатель с шириной лезвия 70 мм, резиновый молоток (киянку).

...

СОВЕТ

Необходимо иметь электроинструмент – болгарку с абразивным или алмазным кругом для резки кирпича и шлифовки его граней. Дрель или перфоратор, ножницы по металлу, плоскогубцы.

Для крепления печных дверок заготовить нихромовую проволоку толщиной не менее 1 мм и не более 3 мм. Стальные пластины для изготовления кляммеров толщиной 2,2–3 мм, шириной 40–60 мм, желательно из нержавеющей стали. Болты с гайками диаметром 5–6 мм и длиной не менее 20 мм и не более 30 мм.

При работе с деревянными перекрытиями и кровлей необходимо также иметь инструмент плотника. Когда все заготовлено и учтено, только тогда можно приступать к выполнению печных работ.

Приготовление глинопесчаного раствора

Замоченную глину перекладывают в емкость для замешивания, добавляют чистую водопроводную или колодезную воду. Можно использовать воду из скважины, дождевую или талую (растаявший снег).

Обязательное условие – вода должна быть без примесей минеральных солей, кислот, щелочей. Затем в раствор добавляют в нужных пропорциях овражный (черный) песок. Мелкие зерна песка имеют острые грани, что способствует лучшему схватыванию песка с глиной. Нельзя применять речной или озерный мытый песок с зернами округлой формы. Вместо песка можно применять шамотную крошку с размерами зерен не более 1,5 мм. Обычный песок применяется с размерами зерен не более 1 мм.

Глина для приготовления раствора должна быть хорошего качества, средней жирности. Глина хорошего качества смешивается в пропорции 1: 2,5; 1: 3, где одна часть – объем глины, а 2,5 или 3 части – песок.

Сильно тощая или слишком жирная глина заметно ухудшает качество глинопесчаного раствора. Хорошая качественная глина заготавливается печниками из открытых карьеров, на берегах рек, озер или в оврагах. Такая глина проходит естественный (природный) процесс приготовления. Дождь, снег, морозы, ветер, эрозия почвы помогают улучшить свойства глины, так как глина имеет пластинчатую структуру (состоит из мельчайших пластинок, сильно сцепленных между собой). Природные факторы помогают разрушить взаимодействие пластинок, тем самым улучшая свойства глины. Ни в коем случае нельзя применять глину недавно вскрытых карьеров, ям, траншей. Глина должна вылеживаться под открытым небом не менее 2–3 лет. Если нет возможности найти такую глину, можно купить молотую глину или кирпич-сушняк (необожженный) на кирпичном заводе. На кирпичных заводах глина проходит механическую и термическую (сушку) обработку, что намного быстрее природных процессов.

После смешивания глины с песком и водой, приготовленный раствор необходимо процедить (просеять). Этот процесс имеет двоякое значение – удаляет крупные примеси в растворе более 3 мм и улучшает качество раствора, так как раствор при этом тщательно перетирается на решете или сите и равномерно перемешивается. Даже если в глине и песке нет примесей, все равно раствор необходимо перетирать через решето.

Как проверить качество раствора

Способ 1. Для этого необходимо иметь мастерок хорошего качества из нержавеющей стали, чистый без остатков глиняного или цементного раствора. Набирается мастерком небольшое количество раствора и выбрасывается обратно в емкость. Если он остался почти чистым с еле заметными следами глины, значит, этот раствор тощий и в нем большое количество песка. Необходимо добавить в раствор глину. Если на мастерке остается небольшое количество раствора – такой раствор нормальный.

Если к мастерку прилипает большое количество раствора, значит, раствор слишком жирный. Необходимо добавить песок. Это правило действует, если раствор приготовлен нормальной консистенции – сметанообразный. Если же раствор сильно жидкий или сильно густой, на таком растворе не определить его качество.

Способ 2. На кирпич положить небольшое количество раствора слоем 5 мм и разгладить мастерком.

Если через 5–10 минут на затвердевшем растворе появляются небольшие мелкие трещины, раствор нормальный. Если появляются большие трещины, раствор жирный.

Если же трещины вообще не появляются или слишком микроскопические, раствор тощий.

Способ 3. Положить на кирпич небольшое количество раствора слоем не более 5 мм, сверху положить еще один кирпич и прижать. Через 2 минуты поднять верхний кирпич. Если нижний кирпич не отпадет, значит, раствор нормальный.

«Теплые и холодные» растворы

«Теплый» раствор – когда в глинопесчаный раствор добавляется мелкая стружка или опилки.

«Холодный» раствор – это когда в глину добавляется поваренная соль для повышения термостойкости и прочности глинопесчаного раствора.

Подготовка фундамента

Перед началом кладки очага следует сначала подготовить фундамент. Для этого его следует тщательно гидроизолировать двумя слоями рубероида или бикроста. Также желательно фундамент теплоизолировать.

Теплоизоляция фундамента делается следующим образом.

Фундамент не доводится до уровня пола в помещении на 35 см. На основание фундамента укладываются два слоя гидроизоляции, затем железнодорожные или трамвайные шпалы, брус, лаги толщиной 20 см, пропитанные антисептиком. Они скрепляются металлическими скобами, затем выкладываются на них два ряда цокольного кирпича на цементнопесчаном растворе до уровня пола.

С уровня пола начинается кладка очага на глинопесчаном растворе.

Теплоизоляция фундамента способствует минимальным потерям очагом тепла, значительно более длительной аккумуляции тепла и экономичному расходу топлива.

Перевязка швов

Любая кирпичная кладка выполняется так, чтобы создать монолитную и прочную конструкцию.

Достигается это строгой перевязкой швов кладки в полкирпича с соблюдением прямолинейности и горизонтальности кладки.

Перевязка швов должна выполняться только в полкирпича. Перевязка поперечных и продольных вертикальных швов обеспечивает связь между смежными кирпичами и равномерное распределение нагрузки на весь массив кладки.

Толщина стенок печной кладки может быть в кирпич, в полкирпича и в четверть кирпича.

Не рекомендуется перевязывать внутреннюю кладку печи с наружной, так как они нагреваются до разных температур и имеют разные коэффициенты теплового линейного расширения. Внутренняя кладка больше расширяется чем наружная, что может привести к растрескиванию наружной кладки очага.

Швы между наружной и внутренней кладкой как правило заполняются специально приготовленным для этого раствором, имеющим свойство сжиматься и расширяться под воздействием расширения кирпича.

Такие растворы называются мягкими и эластичными.

Приготовляются такие растворы следующим образом: в готовый глинопесчаный раствор добавляются такие виды материалов как молотая каолиновая вата, вермикулит, асбестовый порошок. Толщина швов между наружной и внутренней кладкой должна быть в пределах 3–5 мм, не больше и не меньше.

Эластичный раствор

Раствор готовится в следующей пропорции – одна часть глинопесчаного раствора плюс одна часть волокнистого материала.

При кладке очага строго соблюдать толщину вертикальных и горизонтальных швов кладки.

Для печного красного кирпича толщина должна быть не более 5 мм. Для шамотного (огнеупорного) – не более 3 мм.

...

СОВЕТ

Чтобы обеспечить строгую вертикальность и горизонтальность кладки, необходимо на каждый ряд кладки подбирать кирпич одинаковый по длине, толщине и ширине, так как на кирпичных заводах кирпич выпускается с большими отклонениями от линейных стандартных размеров.

Рисунок 6. Кирпичная кладка: 1 – внутренняя кладка; 2 – наружная кладка; 3 – слой эластичного глинопесчаного раствора Физические и теплотехнические свойства кирпича

Кирпич печной полнотелый, изготавливаемый на кирпичных заводах, имеет пластинчатую структуру, а также имеет защитный слой на гранях.

Передача тепла в кирпиче

Так как печной кирпич имеет пластинчатую структуру, то при расположении кирпича в кладке очага он укладывается на плашку (постель).

Тепло постепенно накапливается (аккумулируется) в кирпиче, так как векторы тепла проходят поперек пластин (перпендикулярно) и прохождение тепла через толщу кирпича сильно замедляется и кирпич аккумулирует тепло.

Вследствие разности температур, теплота передается в сторону более низкой температуры.

Такое свойство кирпича обеспечивает постепенную медленную передачу тепла в помещение, не допуская чрезмерного резкого повышения температуры в нем. Чрезмерные колебания температуры не слишком комфортны для человека.

Малые колебания температуры на ±5 °C не создают больших неудобств.

При кладке кирпича на ребро (ложок) векторы тепла проходят вдоль пластин и не встречают препятствия – кирпич мало аккумулирует тепло и сразу передает его помещению. Печи с такой кладкой очень быстро нагревают помещение и по окончании топки быстро остывают. В таких помещениях значительно существенны колебания температуры – порядка ±10–15 °C, что создает не совсем комфортные условия для людей. Или в помещении сильная жара до +40 °C и буквально через 6–8 часов температура опускается до +5…10 °C.

Рисунок 7. Грани кирпича и тепловой поток: 1 – ложок; 2 – тычок; 3 – постель; 4 – ребро; 5 – векторы теплового потока

Кирпич, установленный на ребро (ложок), обращен рыхлой, неровной и не имеющей защитного слоя стороной внутрь дымовых каналов.

С таким расположением в кладке кирпича под воздействием высокой температуры, эрозии (движение дымовых газов создает это явление) создаются дополнительные препятствия для движения газов (из-за неровной поверхности), каналы быстро засоряются (забиваются) сажей, кирпичи растрескиваются. Растрескивание кирпича способствует проникновению угарного газа в помещение.

Засорение сажей уменьшает передачу тепла в помещение, снижает эффективность работы печи – повышенный расход топлива.

Все эти факторы намного снижают срок службы очага в среднем на 5–7 лет в зависимости от условий эксплуатации.

Очаги с кладкой стенок дымооборотов в полкирпича служат долгие годы – 20 и более лет в зависимости от условий эксплуатации, качества исходного материалов, соблюдения технологии кладки.

Когда подготовлены материалы и правильно выложено основание печи (фундамент), приступают к кладке очага.

Разметка периметра печи

Перед началом кладки необходимо разметить периметр печи. Выложить сначала на сухую без раствора кирпичи наружного периметра (см. Рисунок 8). Длину Х и ширину очага Y необходимо рассчитать так, чтобы укладывались в дальнейшем только полномерные кирпичи и соблюдалась ширина вертикальных швов не более 5 мм.

Рис. 8. Разметка периметра печи

Далее необходимо замерить длину диагоналей Zx и Z2. Диагонали должны быть равны Zx = Z2. Это необходимо для соблюдения прямоугольности кладки. Когда размечен первый ряд кладки, необходимо его выложить на глинопесчаном растворе.

Кладка выполняется следующим образом. Сначала выкладывают два угловых кирпича и далее по часовой стрелке по периметру выкладываются остальные кирпичи. Левши могут выполнять кладку против часовой стрелки. В процессе кладки необходимо

«правилом» проверять прямолинейность граней кладки.

Отвесом или уровнем необходимо проверять вертикальность углов кладки. Уровнем проверять горизонтальность кладки. Правилом необходимо проверять диагонали вертикальных сторон очага (см. рисунок 9).

Толщина шва

В процессе кладки необходимо строго соблюдать толщину швов кладки – не более 5 мм для красного печного кирпича и 3 мм для огнеупорного (шамотного) кирпича. Особое требование – соблюдение герметичности кладки – тщательно заполнять раствором все вертикальные и горизонтальные швы кладки.

1 – уровень (проверка горизонтали); 2 – уровень (проверка вертикали); 3, 4 – правило (проверка диагоналей); 5 – отвес (проверка вертикали); 6 – линейка (проверка прямоугольности по диагоналям) Смачивание кирпича

Для лучшего схватывания кирпича с раствором и обеспечения качественной долговечной кладки кирпич необходимо смачивать в воде.

Делается это следующим образом: в небольшую емкость с водой опускается кирпич на 10–15 сек. Летом, при температуре выше 20 °C – на 15–30 сек.

Кирпич обладает повышенной гигроскопичностью, поэтому сухой кирпич при контакте с раствором начнет интенсивно впитывать влагу из раствора.

В результате раствор потеряет свои свойства прочно и надежно удерживать кирпичи между собой. Также смачиванием кирпича убирается (смывается) пыль, которая препятствует соединению кирпича с раствором. Огнеупорный (шамотный) кирпич смачивать только для смывания пыли с его поверхности.

Защитные грани кирпича

Кирпич необходимо укладывать в кладку защитной стороной внутрь дымовых каналов, а грань кирпича, не имеющую защитного слоя, укладывать наружу.

Для придания эстетического вида очагу эти грани необходимо шлифовать вручную при помощи наждачной шкурки или электроинструмента.

Шамотный (огнеупорный) кирпич имеет все грани одинаковой плотности и такой кирпич можно располагать любыми гранями внутрь дымоходов или на лицевую поверхность.

Шамотный кирпич не рекомендуется шлифовать, так как в нем имеются зерна шамотного песка, которые при шлифовке выкрашиваются и ухудшают прочность, качество и товарный вид кирпича.

Кладка печного и шамотного кирпича

При совместной кладке шамотного и печного кирпича не допускается их перевязка между собой, так как они имеют разные габаритные размеры, коэффициенты теплового линейного расширения.

При совместной кладке разная толщина швов кладки. Для печного кирпича – 5 мм, а для шамотного – 3 мм. Применяются неодинаковые растворы для кладки. Для шамотного кирпича применяется раствор на основе огнеупорной глины и шамотного песка. Между рядами кладки должен быть оставлен зазор 10 мм и засыпан мелким кварцевым песком, смешанным в пропорции 1:1 с молотой каолиновой ватой или асбестовым порошком (см. рисунок 10).

Рисунок 10. Кладка печного и шамотного кирпича: 1 – кирпич печной; 2 – кирпич шамотный; 3 – засыпка Технология кладки каминов

Способы кладки кирпичных каминов значительно отличаются от приемов кладки печей.

Кладка внутренней части камина – топливника и дымосборника ведется отдельно от наружной лицевой части.

Внутренние части камина выкладываются на глинопесчаном растворе с применением шамотного (огнеупорного) кирпича, а наружная лицевая часть выкладывается на цементно-песчаном растворе и облицовывается в дальнейшем всевозможными облицовочными материалами или приобретаются и устанавливаются облицовочные комплекты импортного или отечественного производства.

...

СОВЕТ

Между внутренней и наружной частями камина оставляется воздушный промежуток, он заполняется теплоизоляционными материалами, чтобы не допустить перегрева наружных частей камина и их растрескивания.

Для засыпки применяются следующие материалы:

• глина смешивается в пропорции 1: 3 с вермикулитом, где одна часть глины и три части вермикулита;

• глина смешивается в пропорции 1: 3 с молотым каолиновым порошком;

• базальтовая минеральная вата;

• каолиновая вата.

Перечисленные выше материалы имеют малую плотность, достаточно низкую теплопроводность, высокую сжимаемость и высокую термостойкость, чем обеспечивают защиту наружных частей камина от перегрева и растрескивания.

Задняя стенка топливника, передняя и боковые стенки дымосборника выкладываются под наклоном от оси не более 30°, так как при большем угле наклона может ухудшиться тяга в камине (см. рисунок 11).

1 – кирпичная кладка на цементно-песчаном растворе; 2 – шамотная кладка на растворе из огнеупорной глины (мергель); 3 – арматура перекрытия портала камина; 4 – засыпка теплоизоляционными материалами; 5 – газовые пороги; 6 – хайло; 7 – верхний проем портала камина из шамотного кирпича; 8 – дымосборник камина; 9 – основание камина; 10 – шибер; 11 – наклонная задняя стенка топливника камина; 12 – наклонная передняя стенка дымосборника камина; 13 – приступок противопожарный (препятствует выпадению углей из топливника камина)

Наклон стенок топливника и дымосборника выполняются для того, чтобы обеспечить идеальные условия для движения дымовых газов и горячего воздуха. Неровные поверхности дымосборника и топливника создают препятствия для движения газов, а также ухудшают эстетический вид каминов. Способы кладки отдельных частей очагов

Нельзя применять для кладки перемычек, сводов, перекрытий металл.

Металл имеет больший коэффициент теплового линейного расширения, чем кирпич. При нагревании он деформирует и разрушает печную кладку, к тому же сильно коробится, вследствие чего уменьшает срок эксплуатации очагов в несколько раз. Печи с применением такой технологии служат не более 3–5 лет. Металл можно устанавливать только на наружные поверхности очагов, не подверженные сильному нагреву и прямому контакту с дымовыми газами.

К примеру, банные печи-каменки выкладываются в каркасе из стальных уголков, также топливники отопительно-варочных печей, легкие каркасные печи. Печи-голландки выкладываются в кожухе из кровельной стали. Печи заключаются в каркас, чтобы создать наиболее прочную конструкцию, работающую в экстремальных условиях. К примеру, банные печи-каменки подвержены большим перепадам температуры, в результате чего сильно расширяются швы кладки.

Печи не выдерживают значительных перепадов температуры и деформируются. В результате чего кирпичи в кладке смещаются и печь может разрушиться.

Заключение таких печей в каркас из уголков значительно увеличивает срок эксплуатации печей. Без каркаса печи служат не более двух лет, а с каркасом до 8–10 лет.

Применение стальных уголков

Стальные уголки в конструкциях печей можно применять для кладки перемычек, не подверженных прямому контакту с огнем и горячими дымовыми газами.

Например, устройство полок над очажной плитой, кладка перемычек подпечья русской печи, кладка сушильных и вентиляционных шкафов с устройством в них полок; кладка наружных перемычек каминов, русских печей, уличных очагов; кладка горизонтальных боровов дымоходов в качестве опоры их на уголки.

Рисунок 12. Банная печь в стальном каркасе

Металл листовой применяется для изготовления переходных дымовых патрубков.

Рисунок 13. Кладка перемычек

Этими способами можно перекрывать топливники и дымовые каналы с шириной от 120 мм до 500 мм. На перекрытиях шириной 380 и 500 мм необходимо срезать тычки под углом в 45°.

...

НА ЗАМЕТКУ

Перекрытия шириной свыше 500 мм рекомендуется перекрывать арочными сводами. Своды русских печей рекомендуется делать только арочными и с применением клинового кирпича и независимо от ширины топливника (горнила), так как такие своды подвержены чрезмерным термическим нагрузкам.

Боковые стены (опорные) арочных перекрытий рекомендуется выкладывать толщиной не менее чем в 1 кирпич – 250 мм.

Сам свод (арочное перекрытие) также рекомендуется выкладывать толщиной в 1 кирпич.

Способы перекрытия дымовых каналов

Дымовые каналы, дымоходы рекомендуется перекрывать следующим образом. Кирпичи тычковыми сторонами не должны выходить на наружные лицевые части очага и не перевязывать между собой лицевую и внутреннюю кладку очага.

На лицевые поверхности очага устанавливают неполномерные кирпичи, распиленные вдоль на две части, а перекрытия каналов шириной в 1 кирпич закрываются трех-четверками.

Перекрытия шириной в полкирпича закрываются полномерным кирпичом вдоль длины кладки дымохода.

Таким образом, на лицевых сторонах соблюдается перевязка швов в полкирпича.

Способы кладки топливников отопительных и отопительно-варочных печей

Топливники следует выкладывать из полнотелого печного кирпича и футеровать изнутри шамотным кирпичом с тепловым зазором между вертикальными рядами – 10 мм, заполняемых эластичной засыпкой, состоящей из мелкого сухого песка с молотой каолиновой ватой или асбестовым порошком, соблюдая перевязку швов кладки в полкирпича.

Рисунок 14. Арочный свод: 1 – пяточные кирпичи; 2 – клиновые кирпичи; 3 – подоснование печи; 4 – боковые стенки шириной 1 кирпич (250 мм)