Кирпичная печь для дома

Особенности кирпичной печи

Популярность кирпичных печей объясняется наличием у них целого ряда положительных характеристик:

1. Высокая теплопроводность. Кирпич относится к тем материалам, которые почти без потерь передают внутрь помещения тепло, полученное в результате сжигание топлива.
2. Способность аккумулировать тепло. Кирпичная печь способна длительное время обогревать помещение даже после затухания пламени в топке.
3. Простота сооружения. В отличие от котла, печку вполне по силам возвести самостоятельно, используя для этого подходящий качественный материал. Главное – обзавестись оптимальной и правильной порядовкой, заранее изучив технологию кладочных работ. Также потребуется подобрать наиболее подходящую разновидность топки и печной конструкции. Использовать во время кладки печи разрешается только специальный огнеупорный раствор.
4. Кирпичные стенки достаточно стойко переносят механические и прочие воздействия, отличаясь долговечностью и безопасностью. Это позволяет, при соблюдении всех правил по кладке, обзавестись надежным обогревающим прибором на длительное время.

Что касается недостатков кирпичных печей, то обычно к ним относят длительное время нагревания. Это следует учесть при отоплении изначально холодных помещений, начиная растопку заблаговременно.

Классификация печей

Печи отличаются по способу кладки, движения горячих потоков

Раньше печь была единственным источником генерации тепла в домохозяйствах и на предприятиях. За много лет она претерпела множество изменений. Во всех странах, где есть смена сезонов, можно встретить свой вариант такой отопительной системы. Наиболее удачные проекты стали широко известны и были заимствованы для массового использования.

По стране происхождения

Благодаря своей эффективности, удобству наибольшее распространение получили такие кирпичные топки:

• Русская – отличается сложной конструкцией и большими размерами. Имеет топку двухзонного типа, где одна часть (пекарня) служит для приготовления пищи, вторая (топливник) – для сжигания дров.
• Голландская – простая по строению отопительная система. Изначально служила только как средство отопления. Более поздние модернизации позволили устанавливать варочную плиту.
• Шведская – модификация голландской конструкции. Эффективное многофункциональное устройство с плитой, духовкой, местом для сушки вещей и извилистым дымоходом.

По предназначению

Печь с варочной поверхностью для приготовления пищи

Все известные виды печек можно поделить на варианты для отопления помещения, где не предусмотрена варочная плита, устройства приготовления еды с плитой, духовкой и комбинированные конструкции, которые являются универсальными. В некоторых случаях их устанавливают ради декоративных целей и не используют по прямому назначению в силу низкого КПД.

По виду материала

Самый распространенный материал для изготовления топки – огнеупорный кирпич, большинство моделей выкладывают из него. Из металла делают буржуйки – простые сварные агрегаты с прямым дымоходом и низким КПД. Существуют варианты, сооруженные из камня.

По толщине стенки

Чем больше толщина нагреваемой поверхности кладки, тем большей теплоемкостью она обладает. Теплоемкость дает возможность протапливать устройство реже, но при этом жилище будет обогрето за счет постепенной отдачи тепловой энергии в помещение.

К толстостенным конструкциям относится русская, ее после хорошего протапливания можно не разжигать в течение нескольких дней. Толщина тонкостенных топок может не превышать 7 см. Такой отопитель способен быстро прогреться почти до 1000 градусов по Цельсию, но после затухания комната остынет в течение 3 часов.

По типу дымохода

Внешний дымоход из нержавеющей стали

Дымоходы бывают прямыми вертикальными, когда продукты сгорания из камеры сразу попадают в трубу. Такие конструкции обычно снабжают заслонками для регулирования тяги, иначе большая часть тепла улетучится без пользы. В народе такие сооружения называют пролетками.

Многоканальные (параллельные или последовательные) системы более эффективны. Они способствуют большему прогреву самого массива сооружения и трубы, где проходит дымоход.

Иногда делают комбинированные конструкции, совмещая пролетки с многоходовым дымоходом – так называемый летний и зимний ход.

По устройству топки

Топка отопительного устройства практически во всех известных моделях закрытая. Открытые топочные системы используются при возведении каминов и других подобных сооружений (мангалы, барбекю), построенных на их принципе.

По форме

В плане внешнего вида нет ограничений для фантазии. Могут быть устроены угловые, в виде прямоугольников или квадратов, многоугольные, округлые и овальные варианты. Есть кладки неправильной формы, различные лежаки.

Отопительная печь с нижним обогревом размером 770×640 мм

Отопительная печь имеет размеры, мм: 770x640x2310 (рис. 1,а).

Рис. 1. Отопительная печь с нижним обогревом размером 770×640 мм а — фасад; б — разрезы А—А, Б—Б, В—В; в — кладка 1 —17 рядов; 1 — зольниковая камера; 2 — поддувальная дверка; 3 — колосниковая решетка; 4 — топочная дверка; 5 — топливник; 6 — дымовая задвижка.Рис. 1. Продолжение: г — кладка 18—35 рядов

Расход материалов (без фундамента и трубы):

• кирпич красный — 220 шт.;
• кирпич огнеупорный — 170 шт.;
• глина красная — 10 ведер;
• глина тугоплавкая — 50 кг;
• песок — 5 ведер;
• дверка топочная — 250×210 мм;
• дверка поддувальная — 250×140 мм;
• задвижка дымовая — 130×250 мм;
• решетка колосниковая — 380×250 мм;
• дверки прочистные размером 130×140 мм — 6 шт.;
• предтопочный лист — 500×700 мм.

Огнеупорный кирпич, при его отсутствии, может быть заменен обыкновенным красным отборным кирпичом первого сорта.

Прежде чем начать кладку печи, следует приобрести необходимые печные приборы и только после этого начинать работу, ориентируясь на их размеры.

Печь может сложить один печник в течение 16—18 ч, дополнительно для подноски материала и приготовления глинопесчаного раствора требуется около 4—5 ч.

Размеры печи небольшие, но она обеспечивает отопление помещения с площадью пола до 16 м².
Теплоотдача печи при одноразовой топке — 2,8 кВт (2400 ккал/ч), а при двухразовой топке — 3,5 кВт
(3000 ккал/ч).

Печь имеет простую конструкцию, повышенный обогрев в нижней зоне, топливом для нее служат антрацит, каменный уголь, углебрикеты, торфяные брикеты, дрова. Горячие дымовые газы в печи продвигаются по хорошо развитой системе дымоходов, обогревая при этом ее внутренние стенки.

На рис. 1,б даны вертикальные разрезы печи по А—А, Б—Б и В—В, а на порядовках показано, в какой последовательности осуществляются кладка кирпичей и установка печных приборов в каждом ряду.

На вертикальных разрезах видны топливник 1, зольниковая камера 2, колосниковая решетка 3, топочная дверка 4, поддувальная дверка 5, дымовая задвижка 6, прочистные отверстия.

Стрелками указаны направления движения горячих дымовых газов в прогревающейся печи, а штриховыми линиями показано движение холодного комнатного воздуха в прогретой печи перед полным закрытием дымовой задвижки.

Горячие дымовые газы прогревающейся печи из топливника поднимаются до перекрытия топливника и из верхнего отверстия.

Кладка пятого ряда не представляет трудностей, только следует обратить внимание на правильность чередования швов. Этот ряд образует топливник размером 250×380 мм

Во время кладки шестого ряда устанавливают и крепят к кладке топочную дверку. Перед установкой топочной дверки ее подготовляют к монтажу. Кладку седьмого и восьмого рядов проводят согласно порядовкам. Кладка печи с девятого по семнадцатый ряд не представляет трудностей, нужно только соблюдать правила перевязки швов. Восемнадцатый ряд перекрывает топливник и нисходящий канал. Остается только один канал размером 130×130 мм. Девятнадцатый ряд выкладывают обыкновенным красным кирпичом, кладка этого ряда похожа на кладку восемнадцатого ряда. Во время кладки двадцатого ряда устанавливают прочистные отверстия.

Двадцать первый ряд выкладывают согласно порядовке. Двадцать вторым рядом перекрывают прочистные дверцы. Двадцать третий ряд необходимо выкладывать строго по порядовке. Кладкой этого ряда образуется начало системы дымоходов.

Кладка печи с двадцать четвертого по двадцать седьмой ряды одинакова, нужно только строго соблюдать правила перевязки швов. Кладку печи с двадцать восьмого по тридцатый ряд проводят согласно порядовке. Тридцать первым рядом перекрывают верх печи, оставляя канал дымовой трубы размером 130×250 мм. Тридцать вторым и тридцать третьим рядами также перекрывают верх печи, только соблюдают при этом правила перевязки швов. В тридцать четвертом ряду показаны кладка ( канала в пять кирпичей и установка дымовой задвижки размером 130×250 мм.

Кладкой тридцать пятого ряда начинается дымовая труба. Кладка трубы не представляет трудностей. Трубу выкладывают «впятерик”, детально соблюдая правила перевязки швов, с внутренним размером трубы 130×250 мм строго вертикально. При прохождении потолочного перекрытия и крыши необходимо соблюдать противопожарные мероприятия. После окончания кладки печи и дымовой трубы их сушат пробными топками, после сушки оштукатуривают и белят.

Выполнение кладки кирпичной печи

Для того чтобы кладка получилась ровной по углам печи, с внешних сторон натягиваются вертикальные шнуры-отвесы, которые крепятся к потолку и полу.

Если же печь мастером возводится впервые, вместо шнуров лучше всего установить бруски опалубки от потолка до пола. Их выставляют по строительному уровню и надежно закрепляют в выверенном положении.

Далее, можно переходить к кладке остальных рядов. Ее аккуратность будет зависеть от умения правильно нанести и распределить раствор, уложить кирпич и соблюсти размер зазора между кирпичами. На этом этапе с использованием мастерка или шпателя на первый выложенный ряд наносится раствор слоем в 9-10 мм. Сверху него укладывается угловой кирпич. Затем на торцевую сторону второго кирпича наносится раствор и также разравнивается. Второй кирпич укладывается на подготовленное для него место, прижимается, а при необходимости пристукивается молотком. Выступивший между рядов раствор подбирается мастерком. При этом желательно аккуратно очищать кирпичи сразу, чтобы раствор не успел схватиться.

Если нет уверенности в том, что швы получатся одинаковыми, можно воспользоваться пластиковыми или деревянными рейками-калибраторами, имеющими толщину, равную необходимой толщине шва. Такие калибровочные приспособления укладываются на готовый ряд, перед монтажом следующего. Подобных реек нужно подготовить столько, чтобы их хватило на три ряда

Выложив эти ряды, из самого нижнего шва рейки вытаскиваются и перекладываются на самый верхний – и так до самого верха возводимой конструкции.

Если на стены печи не будет наноситься отделочный материал, то швы аккуратно обрабатываются специальным инструментом, называемым “расшивка”.

Очень важно учесть то, что следующий ряд печной кладки должен начинаться только после того, как будет полностью закончен предыдущий. Никаких “лесенок” не допускается. 

Горизонтальность каждого ряда обязательно контролируется строительным уровнем.

Чтобы нагретый воздух, циркулируя по внутренним каналам, не встречал препятствий в виде выступившего раствора, и плавно скользил по стенкам от топочной камеры к дымоходной трубе, раствор с внутренних стенок тоже нужно удалить

Этот процесс  может проводиться с помощью кисти из мочала, которой затирают несхватившийся раствор, при необходимости, увлажняя его водой. Подобная затирка производится при завершении кладки каждых 4-5 рядов или же при необходимости установки вертикального перекрытия, которое закроет полость печи.

Если планируется внешняя отделка печи, то для этого используется штукатурный раствор, состоящий из глины, извести и песка в пропорциях 1:1:3. Для жаростойкости в этот состав добавляется 0,2-0,3 части измельченного асбеста. Правда, существующие современные санитарные нормы не приветствуют использование асбеста в жилых помещениях.

Правила эксплуатации

Камин, небольшая печь для бани или модель с парогенератором, работающая на дровах, не должны создавать пожарных ситуаций. Эксплуатация дровяных отопителей предусматривает:

1. Установку рядом с топочным отсеком металлического листа 2 мм в толщину. Длина защитного изделия – 30 см, выход за пределы кирпичной конструкции – 15 см.
2. Монтаж дымовыводных систем для металлических конструкций из материалов, устойчивых к воздействию кислот.
3. Использование для топки сухих дров, хранящихся в крытом помещении.
4. Плотную закладку топлива – толстый пиломатериал находится сверху.
5. Использование для розжига тонких сухих веточек.
6. Укладку дров с зазором в 1/5 высоты топки до свода.

Нюансы выбора отопителя

При подборе дровяной печи необходимо учитывать условия работы, специфику материала, финансовые затраты и личные предпочтения

Перед покупкой агрегата стоит уделить внимание следующим моментам:

• Кирпичные конструкции отличаются высокой теплоотдачей, но требуют денежных вложений в строительство. Чугунные хорошо прогревают помещение и устанавливаются без фундамента.
• Функциональные отопительно-варочные модели оснащаются несколькими конфорками и духовкой.
• Пиролизные устройства обеспечивают полное сгорание топлива.
• Оптимальная толщина стенок печи с водным контуром – от 75 мм.
• В агрегат с автозагрузкой топлива закладывается дисковый пиломатериал 10-15 см в толщину.
• Варочно-отопительные сооружения по причине низкого КПД подходят для помещений до 25 м2.
• Если у вас имеется сауна или баня, остановитесь на каменке.
• Самый безопасный тип топки – закрытый.
• К модификациям с духовкой проще подсоединить расширительную емкость и теплообменники.

Конструктивные элементы печей

Иллюстрации	Описание элементов
Фундамент. Этот конструктивный элемент принимает на себя нагрузку от всего сооружения. То есть, фундамент — это основание, на которое передаётся вес топки, дымохода и прочих массивных и тяжёлых деталей. Фундамент устраивается непосредственно на грунте и повторяет конструкцию фундамента, на котором строится дом. Печной фундамент строится отдельно от несущих стен, от основания дома и т.п. Если стена располагается вблизи, при постройке фундамента выдерживается зазор в 3-5 мм. Зазор нужен для того, чтобы основание под тяжёлым кирпичным сооружением было независимо подвижно относительно элементов в конструкции дома.
Шанцы. Это несколько первых рядов в конструкции печи, начиная от фундамента. Применение шанцев позволяет увеличить отдачу тепла в помещение. Оптимальный вариант — это 2-3 ряда кирпичной кладки, начиная от фундамента.
Поддувало (зольниковая камера). Этот конструктивный элемент выполняет две функции: Обеспечивает подачу воздуха в топку, что необходимо для создания тяги и для горения. Накапливает золу, которая по мере выгорания топлива, проваливается вниз из топки через колосниковую решетку. Для того, чтобы поддувало выполняло перечисленные задачи, в нем устанавливается дверца. Открывая дверцу на нужную ширину, можно контролировать тягу. Опять же, через эту дверцу можно извлечь скопившуюся золу. Инструкция применения поддувала проста — после того, как топливо выгорело, дверцу нужно полностью закрыть. В результате, тёплый воздух останется в топке и не уйдет в дымоход
Топка (топливник). Топка — это камера, предназначенная для сжигания угля, дров или других видов твердого топлива. При постройке топки применяется огнеупорный шамотный кирпич. Чтобы обезопасить помещение от искр и раскаленных углей, на входе в топку устанавливается топочная дверца. Традиционная русская печь выполняется с открытой топкой, то есть, в ней не предусмотрена дверца. В нижней части топки располагается колосниковая решетка. В наиболее отдалённой от дверцы части топки, вверху располагается отверстие (хайло), предназначенное для отведения дыма. Чтобы при эксплуатации печи, через открытую дверцу топки, не вываливалась зола и раскаленные угли, в нижней части топки, до установки дверцы, уровень немного поднимается, чтобы получилось подобие ступеньки
Дымовые каналы (дымообороты). Эти элементы одновременно отводят дым от топки к дымоходу и отбирают тепло. Для того, чтобы дым отдал свое тепло, дымовые каналы делаются максимально протяженными. В итоге, температура на входе в канал и на выходе может различаться в разы. Но устройство дымооборотов планируется таким образом, чтобы эти каналы, время от времени можно было прочистить от скопившейся сажи. Неправильно спроектированные дымовые каналы — это причина быстрого остывания печи, так как большая часть тепла уходит в дымоход. В ином случае, неправильная конструкция дымовых каналов затрудняет тягу, что также снижает эффективность отопления
Дымоход (дымовая труба). Этот элемент непосредственно связан с дымовыми каналами и предназначен для создания тяги. Тяга создается за счет разницы давления в топке и на выходе из дымохода; Соответственно, чем выше будет труба, тем больше будет тяги.

Специфика использования раствора

Как определить консистенцию раствора

Перед тем как класть самостоятельно печку, нужно определиться с типом раствора. В строительстве отопительных изделий применяются:

• Известковое или цементное тесто – вязкость состава зависит от специфики грунта. Для почвы с небольшим уровнем влажности подойдет известковая или известково-цементная смесь. На влажных грунтах используют цемент.
• Глинопесчаный раствор – для корпуса и дымооборотов.
• Шамотный песок, смешанный с огнеупорной глиной – для футеровки. Толщина шва должна быть минимальной.
• Готовые смеси – камни укладывают на шамотные или глинопесчаные составы.
• Известковый или цементно-известковый раствор – для связки составляющих печки на чердаке.
• Цементное тесто – для наружной поверхности трубы.

Разновидности и классификация промышленных печей

Каждый производитель внёс в конструкцию промышленной печи собственную изюминку, отсюда и появились устройства, аналогичные по принципу действия, но отличающиеся по определённым параметрам. Из-за этого учёные приняли решение классифицировать электропечи по механическим, теплотехническим или термотехнологическим параметрам.

В зависимости от передачи тепловой энергии, промышленные электропечи разделяются на:

• Теплогенераторы.
• Теплообменники.

Промышленные печи-теплогенераторы провоцируют возникновение тепловой энергии внутри перерабатываемого сырья. Тепло появляется, в результате протекания электротока под воздействием химических реакций сквозь металлы. К таким печам относятся: устройства сопротивления, конвертерные, индукционные электропечи.

Печи-теплообменники разогревают перерабатываемые материалы, благодаря сжиганию топлива или применению электронагревателей. Передача тепла к помещённому внутрь сырью в таких устройствах, может выполняться конвективным или радиационным режимом. Примером функционирования первого, является хлебопекарная печь, а второго – промышленный инфракрасный обогреватель.

Функциональность электрических промышленных печей характеризуется электрическими импульсами. К таким печам относятся: дуговые, индукционные и электронно-лучевые печи. Они разделяются на 2 вида:

• Вертикальные.
• Горизонтальные.

Первая разновидность встречается крайне редко. В основном на промышленных предприятиях используются печи горизонтального типа. Температура внутри них может поддерживаться на одном уровне или изменяться, в зависимости от длины и времени функционирующей барокамеры. Устройства, изменяющие температуру внутри камеры, называются печами периодического действия, а поддерживающие заданный уровень – непрерывного действия.

Приготовление кладочного раствора

Очень важным этапом работ можно назвать приготовление глиняного раствора, который используется при кладке основного массива печи. Необходимо знать и то, что для возведения дымоходной трубы или обустройства фундамента раствор из глины не подходит. Для этой цели чаще применяют бетонные смеси или же в глиняный раствор добавляют несколько частей цемента.

Кладочный печной шов не должен превышать 8 мм по толщине, иначе на нем появятся трещины, а через них внутрь конструкции может проникать кислород, что снизит эффективность работы печи. Кроме этого, во время топки в комнату может просачиваться угарный газ, что крайне опасно для здоровья и даже жизни человека. Поэтому раствор нужно готовить из качественной глины и просеянного мелкого песка с фракцией песчинок не более 1 мм. Раствор должен быть однородным, без комков и посторонних вкраплений.

Растворы из глины подразделяются на тощие, нормальные и жирные. Это их качество напрямую зависит от правильно выбранной глины.

• тощие растворы не пластичны, непрочны и сильно крошатся.
• нормальные смеси имеют правильные пропорции и состоят из средней жирности глины и просеянного песка. Они в меру пластичны, практически не растрескиваются после полного просыхания, не дают сильной усадки и не меняют своего объема. Поэтому они и будут самым подходящим вариантом для печной кладки.
• жирные растворы пластичны, но имеют свойство растрескиваться при высыхании. Но этот состав смеси можно исправить, “затощив” его добавлением песка.

Правильная густота глиняного раствора не менее важна, чем пластичность. Поэтому по консистенции кладочная смесь должна напоминать средней густоты тесто, а при сжатии ее между двумя намоченными кирпичами — легко выдавливаться под их тяжестью.

Перед замешиванием раствора нужно обязательно проверить качество глины. Процесс проверки готового раствора можно провести тремя способами, но сначала его нужно изготовить используя метод подбора ингредиентов — глины и песка по пропорциям.

Обычно готовится несколько вариантов раствора в небольших количествах. В каждом из растворов предусматриваются разные пропорции:

чистая глина без добавления песка

• глина 90%, песок 10%
• глина 75%, песок 25%
• глина 25%, песок 75%

Растворы хорошо перемешиваются с добавлением воды до консистенции густого теста, не прилипающего к рукам. Далее можно переходить к его испытаниям.

А. Из каждого варианта раствора изготавливают шарики диаметром 35-40 мм и пластины толщиной 15-25 мм. Все эти изделия оставляют сохнуть при комнатной температуре на 7-9 дней. По истечении этого времени нужно провести проверку. Те изделия, которые дали меньше трещин, а шарики, брошенные с высоты 1000 мм на пол, не распались, имеют нужные пропорции для печной кладки. Можно раствор, скатанный в шарики, сжать между двумя деревянными пластинами до толщины 7 мм и оставить сохнуть при комнатной температуре. Выбирается тот раствор, который даст меньше трещин.

Б. Другим вариантом испытаний, не требующим длительного ожидания, является проверка на разрыв. Для этого из растворов с разными пропорциями изготавливаются жгутики толщиной 10-15 мм и длиной в 120-170 мм. Затем жгутики пытаются растянуть. Подойдет та смесь, жгут из которой разорвется, растянувшись в месте разрыва до толщины 2-3 мм.

В. Третьим вариантом может быть скатывание готовых растворов в жгут и сворачивание его вокруг круглой деревянной палочки диаметром в 40-50 мм. Тот раствор, из которого сделан жгут, который дал меньше трещин при высыхании и остался при этом целым, отлично подойдет для кладочных работ.

Выбрав оптимальный раствор по пропорциям, его необходимо правильно замесить:

1. Глина замачивается на одни — двое суток, а затем во влажном состоянии протирается через сито, изготовленное из металлической сетки с ячейками в 3-3,5 мм.
2. Песок просеивается
3. Отмеряется нужное количество глины и песка, согласно, выявленным экспериментальным путем пропорциям, а затем тщательно перемешивается до однородного состояния.

Для кладки шамотных кирпичей готовится специальный раствор, состоящий из чистой глины и шамотного песка в пропорциях 1:1.