Текст книги "Печи и камины в доме"

Выбор очага

Выбор печи для дачи, коттеджа

Для каждого вида постройки должен соответствовать отопительный прибор или отопительная система.

Для небольших садовых домиков не обязательно строить печи высокой теплоемкости, так как эти помещения используются эпизодически и в зимнее время практически не используются. Обычно толщина кирпичных стен в таких домиках не более 25 см или 1 кирпича. Никакая теплоемкая печь, какой бы наилучшей конструкции она ни была, никогда не обогреет такое помещение, так как теплопотери помещения намного выше теплоотдающей способности печи.

В таких домиках рекомендуется устанавливать легкие, весом до 750 кг, каркасные печи: они имеют малый объем кирпича и, быстро нагреваясь сами, нагревают помещение. В течение короткого времени – 30–60 минут – теплоотдача такой печи превышает теплопотери помещения.

Каркасные печи обычно бывают без кухонной плиты. Можно отдельно приобрести небольшую чугунную печь с плитой и подсоединить ее к каркасной печи. Для таких печей не требуется отдельного фундамента. Ее можно ставить прямо на жесткий, устойчивый пол. Труба для такой печи требуется коренная, с отдельным фундаментом или встроенная в капитальную стену. Такую печь можно построить самостоятельно, пользуясь рекомендациями этой книги, в конце которой приведены схемы порядовки и инструкции по самостоятельной кладке печей.

СОВЕТ

Целесообразно в садовом домике построить небольшой камин, который быстро прогреет помещение и создаст уют и комфорт.

В больших дачных кирпичных домах общей площадью одного этажа свыше 70 м² необходимо ставить теплоемкую печь вместе с печным водяным отоплением, так как эти дома также используются эпизодически.

Одной отопительной или отопительно-варочной печью такой дом не обогреешь.

Теплоемкие печи долго нагреваются, и, чтобы хорошо обогреть дом, печь в зимний период необходимо топить ежедневно, чтобы поддерживать постоянную комнатную температуру.

Если дом протапливается только в выходные дни, то следует дополнительно установить водяное отопление. Для того чтобы жидкость в отопительной системе не замерзала, туда необходимо заливать тосол или антифриз.

Ни в коем случае не допускается заливать машинное масло или другие нефтепродукты, что может привести к взрыву или пожару. Водяное отопление достаточно быстро прогревает помещение: печь еще не нагрелась, а теплая вода в батареях уже несет тепло по жилью. Немаловажен фактор качественной кирпичной кладки дома. Если в кладке имеется много щелей и пустот, будут большие теплопотери, превышающие теплоотдачу печи и батарей водяного отопления.

ВНИМАНИЕ

Рационально в кирпичном дачном доме устанавливать камин или совместный очаг – камин и печь. В больших кирпичных коттеджах вообще нет необходимости устанавливать отопительные печи. Существует много современных отопительных систем, которые намного экономичнее и удобнее печного отопления. В коттеджах можно устанавливать отопительно-варочные печи, но не для обогрева помещения, а для приготовления пищи.

Некоторые владельцы коттеджей устанавливают русские печи для создания интерьера «русской избы» и приготовления блюд русской кухни.

Камин в коттедже, в гостиной или иной комнате, просто необходим и как элемент интерьера, и как очаг, дающий тепло и создающий уют и комфорт.

Целесообразно устанавливать отопительные и отопительно-варочные печи в бревенчатых и шпальных домах дачного типа. Такие дома имеют низкие теплопотери (при условии их качественной постройки с тщательным утеплением мхом или паклей). На втором этаже такого дома можно устанавливать легкие каркасные кирпичные печи или чугунные печи-«буржуйки» отечественного или импортного производства.

Подключать такие печи можно к коренной или встроенной кирпичной трубе, имеющей отдельный фундамент.

На первом этаже целесообразно устанавливать совместный очаг – печь-камин.

Выбор печи для бани

Особые требования предъявляются к банным помещениям. Некачественно построенную бревенчатую баню может прогреть только металлическая печь-каменка, так как у такой бани большие теплопотери.

Выбор печи в бане зависит также от размеров помещения, в частности парильного отделения. Если площадь парилки больше 8 м², то ее необходимо нагревать не менее 6 часов.

Рационально в больших банях общей площадью свыше 25 м² устанавливать дополнительно водяное отопление с незамерзающей жидкостью (тосолом). Часто устанавливаются камины в пред

баннике или комнате отдыха. Для бань применяют и металлические печи-каменки. Такие печи очень быстро нагревают помещение: за 40 минут можно «нагреть» температуру до +110 °C. Однако стены и потолок за такое короткое время не могут прогреться так, чтобы удержать тепло. При этом наносится определенный вред здоровью, так как в результате сильного нагрева металла происходит повышенное тепловое излучение.

ВНИМАНИЕ

Известны способы защиты металлических печей от их перегрева путем установки тепловых экранов из кирпича или металлических экранов.

Недостаток кислорода восполняется проветриванием или устройством в нижнем проеме дверей небольших щелей для конвекции воздуха.

Печи для усадебного дома

Дома усадебного типа – бревенчатые, сложенные из бруса и шпал, облицованные снаружи кирпичом – обычно жилые и постоянно отапливаемые. У них сравнительно небольшие теплопотери. В них рационально устанавливать одну или две печи (в зависимости от площади помещения).

Одна печь повышенной теплоемкости может обогревать до 60 м² жилой

площади. Можно устанавливать, к примеру, одну теплоемкую и одну легкую каркасную печь, которая может обогреть комнату размером до 18 м², но более эффективно обогреет помещение до 12 м², например детскую комнату или спальню.

Конвекционные печи, с их способностью обогревать помещения площадью до 200 м², можно устанавливать в дачном и усадебном доме.

С помощью этой печи и системы подачи горячего воздуха в помещения, можно регулировать обогрев каждой комнаты в отдельности, открывая и закрывая задвижки тепловых каналов.

Такой печью можно пользоваться как постоянно, так и эпизодически. Такими печами в начале ХХ века отапливались палаты Московского Кремля.

Материалы

Природные материалы

Песок бывает горный (овражный), морской и речной. В печном строительстве применяется только горный (овражный) песок. Горный песок получается в результате выветривания горных пород. Поверхность зерен такого песка шероховатая с острыми ребрами, что способствует хорошему сцеплению его с вяжущими составами; не допускается применение речного или морского песка, так как их зерна имеют круглую форму и поэтому плохую сцепляемость с раствором.

Зерна песка должны быть не более 1,5–2 мм, не допускается применять и очень мелкий песок.

Глина – осадочная горная порода, состоящая из мельчайших минеральных частиц, обычно пластинчатой формы, размером 0,005 мм. Благодаря пластинчатой структуре глинистых материалов образуется большая общая поверхность частиц, способная поглощать и удерживать до 30 % воды, при этом глина разбухает и переходит в вязкое пластичное состояние.

При высыхании частицы глины, сближаясь, прочно удерживаются силами поверхностного натяжения тончайших пленок воды, остающейся между ними, – происходит затвердевание глины. При увлажнении глина набухает и делается пластичной. При сушке объем ее уменьшается (происходит усадка), и глина превращается в довольно прочный камневидный материал. Глина бывает жирной, с примесью песка до 3 %, и тощей, с примесью песка до 30 %. Цвет глины зависит от минерального состава и бывает разный – от светлых серо-темных тонов до красных, коричневых, синих.

Глина используется в приготовлении кладочных растворов для различных видов очагов.

Заготавливать глину для кладки необходимо из открытых карьеров, на берегах рек и озер. Под открытым небом и под воздействием атмосферных осадков – дождя, снега, мороза – глина проходит весь технологический природный, естественный процесс приготовления сырья для кладочных растворов.

Если нет возможности по каким-либо причинам заготовить такое сырье, необходимо применять кирпич-сырец (изготавливаемый на кирпичных заводах).

Глина, только вынутая из закрытого карьера, непригодна для приготовления растворов, так как она должна пройти естественную (под влиянием природных факторов) или искусственную (машинным способом) обработку. Вручную такую обработку сделать невозможно.

Растворы из такой глины получатся некачественными, что сильно повлияет на качество кладки очагов.

Искусственные материалы

Керамические материалы (терракотовые) – это искусственные каменные материалы, изготавливаемые из минерального сырья путем формования и последующего обжига при высоких температурах.

Кирпич керамический полнотелый может иметь цвета: красный, белый, желтый; форму прямоугольного параллелепипеда с ровными гранями, прямыми ребрами и углами, размером 250×120×65 мм.

Масса одного кирпича 3,7–3,9 кг. Плотность 1600–1900 кг/м³. Теплопроводность 0,70–0,82 Вт/мК.

Прочность кирпича характеризуется пределом прочности на сжатие и изгиб и обозначается марками: 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300.

По морозостойкости кирпич подразделяется на четыре марки: Г15, 25, 35, 50.

Кирпич должен быть нормально обожжен, так как недожог (алый кирпич) обладает недостаточной прочностью, малой водостойкостью и морозостойкостью, а пережженный кирпич (железняк) отличается повышенными плотностью и теплопроводностью и, как правило, имеет искаженную форму.

По внешнему виду кирпич должен удовлетворять требованиям стандарта.

Для кладки различных видов очагов применяются марки 100, 125, 150.

Кирпич керамический фасонный имеет цвета: красный, белый, желтый. Изготавливается методом пластического формования различных геометрических форм. Применяется для декоративной отделки различных видов очагов.

Кирпич керамический глазурованный изготавливается методом нанесения на кирпич-сырец стекловидного материала (глазури) и дальнейшего обжига в печи. Выпускается различных цветов: коричневый, зеленый, темно-зеленый, желтый, синий, темно-синий,

белый, матовый. Применяется для кладки и облицовки каминов, печей, барбекю, мангалов.

Керамовермикулит имеет плотность 350–1050 кг/м³, предел прочности на сжатие 0,5–2,3 МПа, теплопроводность 0,155–0,37 Вт/мК. Применяется для устройства противопожарных разделок, теплозащитных экранов (в конвекционных чугунных и стальных печах и каминах).

Облицовочные материалы (имитация «дикого камня», ракушечника, песчанника) для облицовки каминов внутри помещений, имеют следующие цвета: светло-желтый, оранжевый, красный с золотистыми проблесками.

Кремневермикулитовые огнезащитные плиты имеют плотность 300–700 кг/м³, предел прочности на сжатие 0,64,0 МПа, теплопроводность 0,08– 0,13 Вт/мК.

Применяется в помещениях с высокой пожарной опасностью – бани, устройства противопожарных перекрытий, теплоизоляции банных помещений, для создания интерьеров каминов и бань, имеет красивую желто-золотистую фактуру.

Кремневермикулитовые смеси имеют плотность 3501000 кг/м³, прочность при сжатии 0,8–6,5 МПа, теплопроводность 0,08–0,35 Вт/мК, морозостойкость – не менее 25 – F25 циклов.

Применяется для теплоизоляции перекрытий бань, штукатурных и кладочных растворов (повышает удобоукладываемость).

Керамическая плитка фасадная («кабанчики», кафель) применяется для облицовки каминов, уличных всевозможных очагов.

Керамическая плитка ручной работы изготавливается для эксклюзивной отделки каминов и уличных очагов.

Керамические трубы применяются для устройства дымоходов.

Изразец – керамические изделия, изготовленные по специальной технологии, для облицовки печей и каминов.

Изразцы ручной работы изготавливаются для эксклюзивной отделки печей и каминов.

Кирпич огнеупорный (шамотный) имеет размер 240×60×115 мм. Цвет белый

или желтый. Применяется для футеровки топливников каминов и печей и декоративной отделки каминов. Допускается применение для кладки печей (в частности банных печей-каменок). Огнеупорность этого кирпича 1730 °C, прочность 10–12,5 МПа, теплопроводность 0,82–0,90 Вт/мК, плотность 1900–2000 кг/м³.

Фундаменты и основания

Ненадежное основание – одна из причин преждевременного выхода печей из строя.

Размер и конфигурация фундамента в плане определяются размером и формой очага и увеличением всех сторон на 50 мм больше размера очага.

Необходимо расположить очаг, а следовательно, фундамент, как правило, так, чтобы не приходилось разрезать несущие конструкции стен и балок перекрытий.

СОВЕТ

Перед закладкой фундамента необходимо убедиться, что выходу дымовой трубы не помешают балки чердачного перекрытия и стропальные балки крыши. При расположении очага в проеме капитальной деревянной стены нижние венцы не должны опираться на фундамент печи. Перевязывать фундамент очага с фундаментом стен дома нельзя, так как на них действуют разные нагрузки, и они будут давать разную усадку.

Если фундамент очага прилегает к фундаменту стены, между ними должен быть зазор не менее 50 мм, заполненный песком. Прежде чем возводить фундамент, необходимо выяснить характер залегания и структуру грунта, воспользовавшись опытом ведения работ на соседних участках или путем устройства небольшого шурфа (котлована) с последующим изучением структуры и характера залегания грунтов.

ВНИМАНИЕ

Необходимо помнить, что не всегда заглубление фундамента ниже той или иной отметки дает желаемый результат.

Иногда есть смысл делать фундамент с минимальной глубиной закладки, не пересекая ненадежный слой. Основными факторами, влияющими на глубину заложения фундамента, являются промерзание, оттаивание и высыхание, увлажнение грунтов. При промерзании грунтов наблюдается их морозное вспучивание и увеличение объема. Величина вспучивания связана с миграцией влаги и развивается тем интенсивнее, чем ближе уровень грунтовых вод зимой к фронту промерзания. В таких грунтах нельзя закладывать фундамент выше глубины промерзания, но если помещения постоянно отапливаются и подпольная часть выполнена так, что внутри стен грунт не промерзает, то глубина заложения фундамента принимается независимо от глубины промерзания грунта.

В скальных крупноблочных грунтах с песчаным заполнением средней крупности и гравийных глыбин заложение фундамента также не зависит от глубины промерзания. На мелких песках, супесях, глинах, а также крупноблочных грунтах с пылевато-глинистым заполнением, глубина заложения фундамента должна быть не менее глубины промерзания, если дом не будет постоянно отапливаться или под полом не обеспечивается сохранение тепла. Песчаный грунт под нагрузкой уплотняется и дает усадку. Уплотнение происходит равномерно и в течение короткого времени. Это положительное свойство грунтов должно быть учтено при строительстве.

Влияние грунтов на фундаменты

Состояние песчаных грунтов может изменяться под воздействием грунтовых вод. Глинистые грунты при изменении влажности способны переходить из твердого состояния в жидкое. В таком состоянии они не способны нести нагрузку.

В природе глинистые грунты содержат грубые песчаные частицы, образующие жесткий скелет, заполненный частицами глины. Они оказывают влияние на прочность. Характерной особенностью глинистых грунтов является длительность их деформации. В результате фундаменты, поставленные на них, получают усадки и крены, нарастающие в течение многих лет и даже десятилетий. Особого внимания заслуживают торфяные грунты, содержащие растительные осадки от 10 до 60 %. Открыто залегающие торф и торфяники сжимаемы, поэтому не могут быть основанием для возведения фундамента. При сравнительно большой толщине верхнего надежного грунта, под которым расположен торф или другой «слабый» грунт, его целесообразно использовать в качестве распределительной подушки.

Фундаменты на слабых грунтах

В этом случае фундамент делают с минимальной глубиной заложения, снимая только растительный слой, а для распределения вертикальной сжимающей нагрузки на большую площадь «надежного» грунта основание очага ставят на железобетонную плиту, уменьшая тем самым интенсивность давления до величины, которую может воспринять слабый грунт. Размер железобетонной плиты определяется из условия равновесия среднего давления на подошву плиты основания. Общая нагрузка на подошву плиты определяется как сумма нагрузок, создаваемых массой плиты, массой основания, очага и дымовой трубы. Массу основания нетрудно определить из условия плотности 1 м³. Массу очага и дымовой трубы – по расходу материалов. Масса плиты определяется исходя из ее площади и объема. При завышении размеров плиты увеличиваются расход материалов и стоимость. Но незначительное повышение окупается надежностью конструкции и на слабых грунтах гораздо выгоднее, чем устройство фундамента с заглублением подземной части до надежного слоя. На устройство подземной части заглубленного фундамента расход материалов будет в 3–4 раза больше. Плиту необходимо закладывать так, чтобы максимальная нагрузка приходилась на ее геометрический центр. Перед закладкой плиты определяется центр тяжести очага. Необходимо также предусмотреть возможность прохода дымовой трубы между несущими балками чердачного перекрытия и стропилами крыши.

СОВЕТ

При устройстве фундамента необходимо помнить, что любой очаг – сложное и ответственное сооружение, требующее надежного основания.

Рис. 1. Устройство углубленного фундамента

Рисунок 2. Устройство наземной части фундамента

По высоте любой очаг с трубой – наиболее высокая конструкция в доме. Это неармированная колонка, выполненная из кирпича на довольно слабом глиняном растворе и по своему назначению и использованию потенциально опасна. При незначительном крене или боковом воздействии со стороны несущих конструкций дома неизбежно образование трещин, что может быть причиной пожара. Единственной гарантией безопасности долговечной эксплуатации печи может быть надежное основание, строгая горизонтальность и вертикальность кладки массива.

Порядок возведения фундамента

Для устройства подземной части фундамента производится разметка и роется котлован, дно которого выравнивают по уровню и уплотняют трамбовкой. В котлован засыпают мелкий камень, разравнивают ударами трамбовки, загоняют его в грунт. Заливают раствор слоем 20–25 см и укладывают в него камни так, чтобы зазор между ними был 3–5 см.

Промежутки расщебениваются более мелким камнем, а затем заливают раствор для следующего ряда.

При выходе из котлована устанавливают опалубку и продолжают вести работу таким же способом или укладывают крупный камень (можно полнотелый кирпич) только по периметру на густом растворе. Середина каждого ряда бутится, щебенится и заливается жидким раствором.

Последующие ряды выкладываются в таком же порядке. Горизонтальность поверхности каждого ряда контролируется уровнем, установленным на линейку – правило.

Фундамент не доводят до уровня пола на 14–15 см, чтобы потом точно вывести его на отметку кирпичной кладки. Поверхность фундамента выравнивают цементным раствором по уровню, после чего выкладывают на нем ряд кирпичей, устраивают гидроизоляцию из двух слоев рубероида и кладут следующий ряд кирпичей, доводя фундамент до отметки «чистого» пола.

Вариант заложения фундамента

Не обязательно полностью выкладывать фундамент из бутового камня или бетона. Можно заполнить нижнюю часть котлована на 40–60 см крупным песком.

При этом подошва фундамента располагается на той же отметке, так же выравнивается по уровню и трамбуется, после чего засыпается песок слоем 10–15 см, смачивается водой и хорошо утрамбовывается.

На утрамбованный песок засыпают слой гравия или щебня толщиной 8– 20 см, разравнивают и заливают цементно-песчаным раствором. Опять насыпают слой песка в 10–15 см, разравнивают его, увлажняют, утрамбовывают и насыпают слой гравия и щебня, доводя до толщины 40–60 см.

Рисунок 3. Устройство фундамента с минимальной глубиной заложения

Рисунок 4. Способ возведения фундамента подвального помещения

Рисунок 5. Способ возведения фундамента с теплоизоляцией

Если фундамент неправильно заложен, появляются дополнительные силы, способные разрушить его. Такие силы возникают при неравномерном проседании фундамента, пучении почвы при промерзании грунта и выщелачивании раствора грунтовыми водами.

Чтобы избежать дополнительных сил, надо правильно определить глубину заложения фундамента с учетом структуры грунта, климатических факторов и особенности строения. Только на скальных грунтах монолитной скалы фундамент закладывают не углубляя, сняв лишь растительный слой. Во всех остальных случаях делается подземная часть фундамента.

На сухих и песчаных грунтах подошву фундамента нужно заглублять не менее чем на 70–80 см от поверхности земли.

На остальных грунтах подошва фундамента должна располагаться ниже глубины промерзания не менее чем на 20 см.

«Слабые» и «надежные» грунты

Строение грунтов на каждом участке индивидуального строительства имеет особенности и несущих свойств. Условно все грунты разделяют на «слабые» и «надежные».

«Слабыми» называют грунты, использование которых в качестве основания не может гарантировать надежность существования сооружения.

«Надежными» называют грунты, обеспечивающие надежность существования сооружения.

ВНИМАНИЕ

Понятие «слабые» и «надежные» грунты – относительно. В природе грунты залегают слоями и самые верхние обладают большей сжимаемостью, малой несущей способностью, изменяют свой объем и прочность под действием метеорологических факторов. Только скальный грунт и сплошная водостойкая скала представляют собой вполне надежное основание для любых сооружений.

Порядок возведения фундамента с минимальной глубиной заложения на «слабых» грунтах

С помощью шнуров производится разметка, удаляется растительный грунт, слой торфяного грунта или другой «слабый» грунт до верхней толщи «надежного» грунта. Вся площадь выравнивается по уровню, засыпается мелким гравием, щебнем и песком, ударами трамбовки уплотняется и выравнивается до горизонтальной поверхности. Затем укладывают густую бетонную смесь слоем 3–5 см, выравнивают ее и уплотняют легкой трамбовкой. После этого укладывают арматуру в виде сетки с ячейками 10–15 см из стальных прутьев диаметром 12–14 мм и перекрывают бетонной смесью, доведя толщину плиты до 10 см.

Снова укладывают ряд арматуры в виде сетки и перекрывают бетонной смесью, доводя толщину плиты до 15–20 см. На плите делается основание очага в виде бутобетонной или кирпичной кладки с бетонным заполнением или монолитного бетона, отлитого в опалубку.

СОВЕТ

Для надежной теплоизоляции между фундаментом и очагом целесообразно укладывать шпалы из лиственницы или других твердых пород деревьев, не поддающихся гниению, или обработанных антисептиком.

Такой метод значительно повышает тепловые качества очага.

При таком методе дымообороты и под печи должны располагаться не ниже 25 см от уровня деревянного перекрытия фундамента.

Фундамент на сваях

На «слабых» грунтах можно возводить фундамент на сваях. При возведении фундамента дома необходимо заблаговременно планировать место расположения фундамента камина или печи. Это намного проще, надежней и дешевле: пока дом не возведен, сваи, к примеру, можно установить машинным способом, бетонные работы проводить на открытой строительной площадке.

В домах с глубокими подвалами, перекрытыми бетонными плитами, необходимо, учитывая место расположения очага, подвести под плиту перекрытия фундамент, принимая во внимание планировку подвального помещения.