Текст книги "Камины и печи: выбор, дизайн, строительство"

Глава 2
Камин либо печь как несущая конструкция

Традиционный источник отопления – это не костюм и не платье. Одежду можно выбирать, руководствуясь чем угодно. Даже решив, что приобрели не то, с легким сердцем вы можете подарить кому-нибудь неудачную покупку. На практике бывают случаи, когда люди, долго мечтавшие возвести у себя дома печь или камин, очень скоро устают от крупномасштабной игрушки и стараются проводить свободное время не в той комнате, где она установлена. Еще хуже, когда вы рассчитываете на свое новшество как на источник тепла или возможность готовить необыкновенно вкусные блюда, а печь или камин практически не работают либо работают плохо.

Поэтому, прежде чем учиться возводить традиционный источник отопления своими руками, нужно найти ответы на следующие вопросы: где строить, как строить, из чего строить. На них вы и найдете ответы в этой главе.

Определение места для печи либо камина на стадии проектирования дома

Если вы приступаете к строительству собственного жилища с нуля, первым шагом должно стать приобретение земельного участка. Это очень важный этап как для функционирования всего будущего дома или коттеджа, так и для вашего источника отопления. В случае если вы решили, что будете строить массивную печь либо камин, особенно важным становится географическое месторасположение (какие стороны здания будут выходить на юг, север, запад и восток) участка и качество грунта на нем.

ВАЖНО

Помимо таких общих факторов, как удобство и наличие подъездных путей и доступность инженерных коммуникаций, для дома с печным отоплением особенно важно, чтобы рядом не было препятствий в виде высокой стены либо огромного дерева, которые при смене направления ветра станут помехой на пути отхода дыма из трубы.

После того как вы убедились в том, что красивая лужайка вполне пригодна в качестве вашей строительной площадки, определяйтесь с типом дома, который должен зависеть от рельефа и месторасположения земельного участка.

Кроме того, на ваш выбор будет влиять и человеческий фактор. Например, количество членов семьи (со временем оно может измениться), образ жизни (необходимо понимать разницу между каминным залом для пышных вечеринок и небольшой уютной спальней с камином), увлечения домочадцев (возможно, среди вас есть творческие люди, для которых необходимо изначальное проектирование студии). Следует предусмотреть также и то, что с течением времени предназначение различных комнат может измениться: дети вырастут и вместо их прежних комнат понадобятся дополнительные гостиные. Нельзя пренебрегать такими исходными данными, как общий срок эксплуатации жилища, а также пригодность здания к глобальной либо косметической реконструкции.

Чтобы учесть все частности (в том числе месторасположение будущего источника отопления), важно изначально предусмотреть краеугольные камни индивидуального проектирования.

Прежде всего, реально оцените желаемые габариты комнат, чтобы после они не казались вам пугающе большими либо удручающе маленькими.

Рекомендуемые габариты современного индивидуального жилья:

♦ 2,5 м² – высота потолков;

♦ 12–16 м² – площадь холла либо гостиной;

♦ 8 м² – оптимальный размер спальни;

♦ 7 м² – площадь кухни;

♦ 1,5 м – ширина первой прихожей;

♦ 1 м – ширина коридора.

Для того чтобы правильно расположить печь или камин, нужно заранее учесть соотношение площади запланированных оконных проемов к площади пола (от 1:5 до 1:8), иначе ваш источник отопления может оказаться ненужным светорассеивателем.

Для расположения печи или камина важно и то, каково расстояние от стен дома до границы ваших владений – оно должно быть не меньше 5 м.

Спальни и комнаты, в которых вы будете проводить много времени (например, кабинет), непременно расположите окнами на юг – расходы в случае каминного отопления сократятся в 1,5 раза. На северной стороне устройте кухню и сауну – все равно придется топить их основательно, особенно если вы планируете готовить в печи.

ВАЖНО

При наличии в доме камина либо печи в комнатах с южной стороны можно устанавливать окна не с тройным, а всего лишь с двойным стеклопакетом – так будет лучше осуществляться вентиляция и приток воздуха к источнику отопления.

Крайне важно соотнести выбор высоты фундамента с рельефом вашего земельного участка. От этого зависит объем расходов и земляных работ по устройству общего котлована под здание и печь, а также его последующей засыпке. Удостоверьтесь, что верхний край фундамента не затрагивает корни растущих на участке деревьев. Если вы будете класть печь, не спешите вырубать прилегающие к дому лиственные деревья. Они весьма стойко переносят соседство с дымовой трубой, а хвойные деревья, находящиеся с северной стороны здания, будут препятствовать шквалам ветра и тем самым дополнительно защищать ареал дымовой трубы.

О том, насколько правильно спроектированы камин либо печь, можно будет впоследствии судить по трем критериям: риск пожара сведется к нулю, источник отопления не будет дымить в помещение и пользоваться им будет всегда в радость.

Если вы хотите, чтобы в суровом российском климате камин не только радовал глаз, но и грел, имеет смысл выложить не угловой либо фронтальный (пристенный), а отдельно стоящий источник отопления. В древности люди устраивали очаг именно по центру, ориентируясь на геометрический центр помещения (которое образно можно представить в виде окружности). В этом случае источник отопления, имея округлую направленность потоков тепла, даст наибольшее его количество.

Ни печь, ни камин не должны оказаться на линии перемещения внутренних воздушных потоков, иначе постоянный сквозняк станет результатом перебоев тяги. В итоге дым все время будет зависать в помещении. В любом случае решать вам: определить сначала место камина, а уже потом окон и внутренних и наружных дверей или наоборот. Помните, что линия перемещения внутренних воздушных потоков должна сопрягаться с локализацией источника отопления.

Важно и то, какой вы предпочтете тип дымохода. Наиболее современный вариант – встроенный, в виде вертикального канала, он закладывается изначально при проектировании в полость одной из несущих либо ограждающих стен. Помимо прочего, это дает вам возможность избежать возведения самостоятельного печного фундамента, ведь дымоход будет устраиваться в рамках капитального строительства.

Самые важные правила проектирования дымохода состоят в следующем:

♦ во-первых, его сечение и высота определяются размерами топки;

♦ во-вторых, высота и конфигурация видимой части будут прежде всего бросаться в глаза на фоне общего силуэта здания;

♦ в-третьих, через дымоход должен двигаться равномерный поток, а не водовороты горячего пара (то есть поверхность его стен изнутри должна быть идеально гладкой, а еще лучше при самостоятельном строительстве использовать металлические трубы).

Практика показывает, что часто случается такой курьез: домовладельцы забывают, что дымоход нужно регулярно чистить, и не учитывают необходимости беспрепятственного доступа к наружной части дымохода. Еще на стадии проектирования хозяева упускают из виду слуховое окно, которое с помощью специального трапа дает возможность подхода к дымовой трубе. В таком случае обычно забывают предусмотреть и наличие в дымоходе специального мусоросборника.

Если говорить о проектировании наиболее распространенных отопительно-варочных печей, важно не просто представлять, где именно она будет удобной в параметрах кухни, а сделать это, учитывая конфигурацию и дизайн кухонного гарнитура, который вы будете заказывать (с учетом роста человека, который преимущественно будет следить за печью и плитой). Обязательно должна быть предусмотрена зона обслуживания печи, а также соблюдена дистанция между местом, куда складывается разовая порция топлива, собственно топкой и деревянными либо иными поверхностями мебели.

Если после того, как печь уже возведена, дымовая труба не упирается в междуэтажные несущие балки, а находится от них на расстояния примерно 80 см, она спроектирована правильно.

Как показывает практика, намного чаще домовладельцы собственноручно сооружают печь в бане, нежели в жилом помещении. Почему-то считается, что это намного проще, более того, предъявляет менее жесткие требования, в том числе касающиеся правил их проектирования, соотносимых с правилами противопожарной безопасности. Однако проектирование банных печей (как и частных бань) – момент достаточно рискованный. Пожарные скажут, что 95 % пожаров произошли лишь потому, что неграмотно установленные печи не имели ничего общего с правилами возведения источников отопления.

Прежде всего, ваш проект должен подразумевать защищенную дистанцию между металлическими фрагментами печи и сгораемыми перегородками. Второе условие – автономный дымоход, установленный на общий со всем печным массивом фундамент. Ни в коем случае нельзя поднимать металлическую (пусть даже и облегченную) трубу на металлическую же печь. Если вы сделали какую-то ошибку в кладке, труба будет раскаляться докрасна. Как результат, за счет сушащего древесину инфракрасного излучения от нее могут загореться деревянные перегородки даже на расстоянии 1 м.

Под воздействием температуры от 120 °C дерево воспламеняется само по себе. Следовательно, в печной парилке обязательны кирпичные экраны – равно как и кирпичный либо бетонный пол, расстояние от которого до печи должно быть не менее 38 см.

Ошибкой будет проектировать для бани печь, рассчитанную лишь на летний вариант топки. Даже большой кирпичный источник отопления вряд ли сможет в таком случае поднять температуру выше 80 °C, если только сама площадь бани не будет очень маленькой, что при современном размахе строительства случается редко.

Если вы будете проектировать печь либо камин впервые, настоятельно рекомендую попробовать прежде собрать модель. Для этого понадобятся отесанные кусочки из дерева, около 1000 шт., за длину цельного кирпича принимаются 6 см, ширину – 3 см и толщину – 1,5 см. Соответственно, моделями широкой половины кирпича будут з х 3 х 1,5 см примерно 300 шт., имитирующими 3/4 – 3 х 4,5 х 1,5 см 150 шт., 1/4 – 3 х 1,5 х 1,5 см 150 шт. и продольных половин – 6 х 1,5 х 1,5 см.

Прежде чем проектировать камин, рассчитайте объемы его топки, дымосборника и дымохода. Основной показатель в случае топки – ее проем, то есть условное расстояние между ней и жилым пространством. Далее найдите соотношение площади проема топки и площади вашего помещения. Они должны быть такими: если топка открыта с одной стороны – 1: 60, если с двух – 1: 50, если с трех сторон – 1: 40, если со всех – 1: 30.

Найдите также соотношение максимальной ширины и максимальной высоты топки. Если топка открыта с одной стороны, это 1: 0,75, если с двух – 1: 0,70, если с трех – 1: 0,65 и если со всех сторон – 1: 0,55. Не менее важные параметры при проектировании – максимальная площадь дымосборника, а также расстояние между ним и подом топки.

Параметры топки рассчитываются исходя из того, что ее минимальная глубина без включения толщины наружной кладки 36 см, а максимальная – 60 см. Наклон задней стенки топки не должен превышать 20°.

Если топка открыта с одной стороны и у нее наклонена задняя стенка, ее минимальный объем 0,05 м³, если наклонена вертикальная стенка – 0,06 м³. Когда топка открыта с двух сторон, минимальный объем 0,07 м³, когда с трех и стенка вертикальная – 0,08 м³, когда топка открыта со всех сторон – 0,14 м³.

Далее высчитайте объем дымосборника. Определяющим здесь будет нижний горизонтальный периметр, который рассчитывается от карниза и верхней горловины лишь с учетом внутренней кладки и сечения.

Чтобы выяснить, какой понадобится фундамент, особенно если камин будет возводиться на междуэтажных перекрытиях, рассчитайте предполагаемую нагрузку. В случае подвесного камина определите вертикальную нагрузку, а также боковое давление – они будут приходиться на несущую стену либо на вертикальные опоры.

Чтобы правильно гидроизолировать каминный массив от грунтовых вод, нужно оснастить его специальной трубой, а в качестве теплоизоляции использовать базальтовую и каолиновую вату, вермикулин либо асбест.

Возводить камин в принципе можно лишь в помещении площадью от 12 м² с хотя бы одним проемом либо открывающимся окном. Все дверные и оконные конструкции и встроенные шкафы, в декоре которых присутствуют горючие материалы, текстиль, а также мебель и ковры должны быть на расстоянии 1 м от каминного портала, не ближе, а от каминных стен – 25 см.

Чтобы камин хорошо работал, рассчитайте подачу воздуха – без него пламени не будет. В случае, когда абсолютно все окна и двери герметично закрываются, нужно продумать, как через специальный канал в наружной стене дома воздух будет поступать к топке с улицы. Вы же будете регулировать подачу воздуха с помощью поворотной заслонки.

Лишь когда проект камина полностью продуман и рассчитан, а все теплотехнические и противопожарные нормы действительно учтены, можно заниматься разработкой дизайна камина.

Выбор места для печи и камина

Казалось бы, что проще – окинуть комнату взглядом и решить, где хочется видеть печь либо камин исходя из того, какой мебелью и аксессуарами вы собираетесь наполнить гостиную либо спальню. На самом деле определять в помещении место будущей печи (начнем с нее) следует правильно.

Кроме того, в большом доме, где вы планируете жить постоянно, будет, скорее всего, несколько печей или даже несколько источников отопления одновременно. Значит, нужно правильно разместить не столько печные массивы, сколько дымоходы – ведь перегрузка их в одном здании крайне нежелательна.

Самое рациональное место для установки печи находится в углу– так, чтобы она одновременно и примыкала к капитальной внутренней стене, и располагалась поближе к входной двери (это удобнее – не придется нести охапки дров через всю комнату, роняя кору на ковер). Разумеется, стоять отопительное устройство должно так, чтобы не только его портал, но и боковые стены были направлены к центру помещения, а также к тем зонам, где обычно располагаются обитатели дома. Кроме того, все уровни печи должны быть доступны для регулярного осмотра и уборки.

Если вы устроите печь слишком далеко от капитальной стены (в которой расположены дымоходы), понадобятся дополнительные затраты на то, чтобы протянуть к ней длинные перекидные рукава, по которым будет отводиться горячий пар. Устанавливать их надо с открытыми отступами шириной примерно 18 см.

ВАЖНО

Закрытый отступ, даже с отверстиями для вентиляции, крайне нежелателен. Ведь сторона печи, прилегающая к стене, отдает тепло, хоть и в небольшом количестве. Убрать пыль с нее будет невозможно.

Казалось бы, с точки зрения теплоотдачи можно установить печь так, чтобы одна ее сторона примыкала к середине стены. Однако на практике часто оказывается, что отопительное устройство «крадет» большее количество полезной площади, чем планировалось.

Если вы живете в большом доме, имеет смысл устроить отдельную печь в каждой комнате – в теплое время можно будет топить что– то одно, например детскую и столовую. В любом случае размещение отопительного устройства зависит от планировки дома.

Если у вас большой длинный коридор, можно исхитриться установить одну из печей так, что она будет отапливать две смежных комнаты, выходя топкой в общий коридор. Удачная комбинация – угловая печь в сочетании с прямоугольной, составленные так, что отапливаются три комнаты, а не коридор. Когда дом занимает одна семья, тем более правильным будет класть одну печь на две комнаты. В любом случае грани печи разворачиваются сообразно потребностям в тепле (исходя из его потерь) каждой комнаты.

Если дом спланирован так, что лучше разместить одну печь, но большую, чем несколько, но маленьких, можно сложить печь, отапливающую четыре комнаты (две или хотя бы одна из них в этом случае проходные).

Допустим, вы хотите выбрать место для печи по своему усмотрению в старом деревянном доме, но выбор ввиду планировки ограничен. В этом случае проблема решается за счет использования насадных труб. Установка такой трубы позволяет поместить печь в любом месте, однако нужно следить за тем, чтобы труба не попала на балку либо стропило.

ВАЖНО

Печь в таком случае должна быть массивной и толстостенной, ведь установить насадную трубу на тонкостенное отопительное устройство – это все равно что собственноручно учинить в доме пожар. Малогабаритные печи можно подключать исключительно к коренным трубам либо ко встроенным стенным дымоходам.

Коренная труба дает замечательную возможность для устройства в доме нескольких печей одновременно, достаточно лишь проделать в ней нужное количество восходящих дымовых каналов – по количеству отопительных устройств. Их может быть три-четыре.

Теперь о выборе места для камина. С точки зрения функциональности он должен находиться в таком простенке, где нет сквозняков, а с точки зрения красоты и уюта – играть роль энергетического центра помещения. Рядом с камином и вокруг него должно быть достаточно места.

Если вы поместите камин вдоль самой холодной из стен, придется устраивать дымовой канал и конвекционный колпак в наружной стене. Такая конструкция имеет недостаток: горячий пар охлаждается слишком быстро. Часть тепла вообще уходит на улицу, к тому же в результате скорого охлаждения на внутренних стенках каналов образуется чрезмерное количество конденсата, ощутимо ухудшающего тягу. Страдает и интерьер: велика вероятность того, что вскоре на наружной стене проступят неряшливые смолистые пятна. Однако есть и преимущество, причем немаловажное. Благодаря тому что камин стоит вдоль самой холодной стены, конвекционные потоки воздуха идут параллельно полу по направлению к наружной стене. Это дает отсутствие ощущения, что по ногам бегает сквозняк.

Можно установить камин у одной из внутренних капитальных стен, в которой удобнее всего протянуть дымовые каналы. В этом случае тепло практически не станет уходить на улицу. Зато холодный воздух будет двигаться вдоль пола накатывающими волнами от окон к установленному в глуби гостиной камину. Именно тогда вы поймете, что означает сквозняк, бегающий по ногам. Неподвластны ему только камины-очаги без топки, упрятанные глубоко в центр комнаты. Однако такая конструкция немыслима без навесного дымосборника и дымохода, а они редко бывают интерьерными.

Немаловажное требование к помещению, в котором будет устанавливаться камин, – наличие качественной системы вентилирования, как нагнетательной, так и вытяжной. Это означает, что количество поступающего в помещение воздуха должно совпадать с количеством удаляемого. Если вентиляция неисправна, крайне велика вероятность отравления угарным газом.

Как определить оптимальный объем вашего источника отопления

Размер печи определяют на основании расчета теплопотерь отапливаемых помещений. Точный расчет сложен, его выполняют по специальному методу и имеющимся нормам, которые предусматривают, что теплоотдача при двух топках в сутки может быть на 15 % больше или меньше теплопотерь помещения.

При расчете отопления необходимо знать теплопотери всех видов конструкций дома (стен, дверей, оконных проемов, материалов перекрытий), из которых сделаны стены, их высоту, а также наружную температуру воздуха и др. Если произвести неправильный расчет, печь будет выделять много тепла или, наоборот, мало. Оптимально выбранное отопительное устройство должно соответствовать средней часовой теплоотдаче и такой же теплопотере. Таким образом, необходимо, чтобы количество теряемой помещением температуры возмещалось жаром, выделяемым печью.

В первую очередь расчеты должны определяться параметрами жилой площади, но есть и общие закономерности. Например, если печь выходит в отступ, то ее зеркало будет давать в два раза меньше тепла, а щитки от плиты – в полтора раза. Следовательно, эти поверхности должны быть по возможности больше стандартных.

Чтобы правильно рассчитать кубический метраж помещения, который должна обогреть печь, нужно умножить полный наружный периметр здания на 21 – получится величина тепла в килокалориях, нужная для обогрева 1 м³ до +18 °C при наружной температуре воздуха -30 °C.

Для примера попробуйте высчитать нужную теплоотдачу печи для жилого дома площадью 6,6 х 7,4 м с высотой потолков 3 м и толщиной кирпичных стен 54 см, состоящего из двух комнат, кухни и прихожей. Объем кухни составляет 54,39 м³, прихожей – 18,87 м³, то есть за общий жилой объем принимается 73,26 м³.

Теперь, чтобы рассчитать теплоотдачу печи, нужно умножить жилой объем на 21. Получается 1538 ккал/ч.

В среднем каждый квадратный метр массива отопительного устройства выделяет 300 ккал/ч. Необходимо определить нужную площадь нагревающей печной поверхности: 1538 ккал/ч разделить на 300. Результат – 5,1 м². Можно округлить этот показатель до 5 м² либо до 5,2–5,4 м².

Установите требуемый размер отопительного устройства. Следует разделить площадь портала и боковых поверхностей (зеркал печи) на ее активную высоту, то есть высоту нагрева. Она равна 2,2 м. Теперь нужно разделить на нее площадь зеркал: 5Д / 2,2 = 2,3 м. Величина, которую вы получили, является целесообразным периметром печи, можно округлить ее до 2,5 м.

Теперь разделите получившийся периметр печи на два – получается две длины и две ширины. Вместе взятая, половина периметра печи составляет 1,15 м. Приняв за ширину печи 51 см, вы получите длину 64 см. Следовательно, площадь портала отопительного устройства на уровне топки будет составлять примерно 51 х 64 см.

На этом примере можно научиться высчитывать нужный объем печи для любого помещения.

Аналогичным образом рассчитывается объем камина – с учетом того, что тепло будет выделяться только в процессе топки.