Печка – многофункциональное, сложное в техническом смысле сооружение. В его пределах происходит переработка топлива, получение тепла и отвод продуктов горения наружу. Если планируется кладка печи своими руками, требуется неукоснительно соблюдать веками выверенные на практике правила, гарантирующие нормальную работу агрегата.
Желающие узнать, как идеально построить кирпичную печку, у нас найдут подробную информацию по всем важным вопросам, интересующим самостоятельного мастера. В представленной статье в тончайших подробностях приведена технологическая специфика сооружения, скрупулезно перечислены основные постулаты печников и значимые нюансы.
Предоставленные нами сведения окажут действенную помощь в возведении кирпичной печи. Все ее составляющие станут безупречно справляться с обязанностями, и само сооружение прослужит долгие годы без нареканий. В помощь домашним умельцам нами подобраны порядковые схемы, фотоизображения, видео-рекомендации.
Конструктивные компоненты печей из кирпича
Прежде чем приступить к строительству печки, следует определиться с ее назначением. У отопительных, варочных и сушильных агрегатов есть значительные конструктивные отличия, которые изначально нужно учесть. Имеется обоснованная разница и в порядовках, разработанных печниками для точной кладки кирпичей.
Существует множество печных конструкций, которые можно условно разделить на группы по назначению:
Дачные домики, как правило, не имеющие подключения к централизованным теплосетям, преимущественно обустраивают универсальными варочно-отопительными агрегатами. Тыльной стороной их разворачивают в жилые помещения, лицевой – в кухню. С лицевой стороны обычно располагают варочную панель и основные печные приборы.
Предположим, что нас интересует именно универсальный вариант, со строительством которого и будем тщательно разбираться. Как и все виды печей, она состоит из фундамента, массива, включающего топку с принадлежащими ей приборами и воздуховоды, и дымохода.
Фундамент: особенности устройства
Основание, на которое предстоит устанавливать печку, всегда сооружают отдельно от фундамента дома.
Этот факт обоснован рядом веских причин:
- Сооружение из кирпича обладает внушительным весом, просадка грунтов под ним будет гораздо больше, чем под стенами дома.
- Линейные размеры агрегата, работающего в высокотемпературном режиме, нестабильны. Печкам свойственны некоторые подвижки, что в принципе противопоказано стенам постройки.
- Отдельное расположение фундамента обеспечивает достаточный технологический отступ между печью и строительными конструкциями, что в итоге предотвращает и сокращает вероятность возгорания.
К тому же сооруженную на отдельном фундаменте печь легче ремонтировать, проще модернизировать и перестраивать при необходимости.
Фундамент печки делают из бута или кирпича, используя в качестве соединяющего состава известковый или цементный раствор. В строительстве основания запрещено использование глиняной смеси, т.к. она быстро разрушается в постоянно обладающих некоторой влажностью грунтах.
Причем состав связующего раствора подбирают в зависимости от степени влажности подстилающих пород. Для устройства фундамента в маловлажных грунтах используют известковый или известково-цементный раствор, во влажных грунтах применяют только цементные составы.
В плане фундамент должен быть по минимуму на 5 – 7 см больше печи с каждой ее стороны. Глубина его заложения зависит от габаритов агрегата, в среднем это 0,75 м. Для одноэтажных дачек допустимо заглубиться всего на 0,5 м. Печь для двухэтажного дома должна стоять на фундаменте мощностью в 1,0 м.
На нашем сайте есть статья, где мы подробно рассмотрели процесс обустройства кирпичной печки для дачи. Подробнее – переходите по ссылке.
При строительстве фундамента из бута его не доводят до уровня пола, оставляя свободными 14 см. Это свободное пространство заполняется двумя рядами кирпича. Доложенный до уровня пола фундамент закрывают двумя слоями рубероида или толя для гидроизоляции. Вместо этих изоляционных материалов нередко используют слой в 2 см из глины или такую же по мощности цементную стяжку.
Массив печи: специфика сооружения
Основные компоненты печного массива – это корпус, топливник и дымообороты. В кладке корпуса и каналов, удерживающих дым внутри печи для увеличения теплоотдачи, используется полнотелый красный кирпич. Футеровку, т.е. внутреннюю облицовку топки, производят огнеупорным тугоплавким кирпичом.
Корпус с дымооборотами кладут на глинопесчаный раствор. В футеровке используют смесь шамотного порошка с огнеупорной глиной. Толщину швов во время кладки стремятся свести в минимуму. Максимальной толщиной в кладке корпуса и каналов считается 5 мм, в облицовке топки швы не должны превышать 2-3 см.
Отметим сразу, что корпус печи и футеровку нельзя перевязывать. Это должны быть две раздельные конструкции, т.к. они нагреваются до разных температурных уровней и расширяются, соответственно, по-разному.
Для кладки печи можно приобрести готовые шамотные и глинопесчаные смеси. Правда раствор из глины с песком без особых проблем можно приготовить самим. Пропорции глины и песка в таком самодельном составе подбирают в зависимости от жирности глины, доли варьируют в интервале от 1:0 до 1:3.
Важное условие, обеспечивающее прочность сооружения, – это соблюдение перевязки швов. Это правило предотвратит разрушение стенок. Перед выполнением кладочных работ красные кирпичи замачивают минут на 10 – 15 в емкости с водой, чтобы они не «тянули» воду из «связующего» раствора, огнеупорные просто протирают.
Во время кладки самостоятельному печнику следует:
- Постоянно проверять горизонтальность ряда и сверять диагонали. Если по диагоналям будет даже незначительное отклонение, это уже сигнал для разборки верхних рядов и исправления ошибки.
- Полностью заполнять швы раствором. Регулярно протирать сооружение сбоку ветошью и удалять излишек связующего состава.
- Протирать изнутри поверхность дымоотводов смоченной мочальной кистью. Это требуется, чтобы не допускать образование шероховатостей.
Для того чтобы идеально построить печку из кирпича, как это делают опытные печники, надо предварительно набирать каждый ряд насухо. Примерив положение кирпичей без раствора, можно сразу увидеть ошибки. К тому же так проще разметить и выполнить прирезку.
Без сухой раскладки допускается укладывать только прямые ряды, не затрагивающие конструктивных частей, приборов и дымооборотов.
Труба: варианты и правила строительства
Дымовые каналы выкладывают из полнотелого красного кирпича. Для связки элементов в пределах чердака используют известковый или цементно-известковый раствор. Наружную часть трубы строят исключительно на цементном растворе, т.к. глиняный легко и быстро вымывается дождевой водой и растворяется зимними осадками.
По типу расположения трубы кирпичных печек делятся на три типа, это:
- Насадные. Дымовой канал является прямым продолжением агрегата, возвышается прямо над его корпусом с дымооборотами.
- Коренные. Такую трубу ставят на отдельный фундамент, с печкой соединяют выложенным по уголкам рукавом.
- Стеновые. Эти дымоотводные каналы устраивают прямо в капитальных стенах, расположенных посередине дома.
Небольшие печки для дачных домов строят преимущественно с насадными трубами, они меньше занимают полезного места. Дымовой канал должен быть точно вертикален и четко выдержан по размеру сечения и высоте.
На уровне пересечения трубой деревянного перекрытия устраивают разделку, уширение, закрывающее проем, но не прилегающее к возгораемым материалам. В зазор между трубой и перекрытием закладывает пропитанная глиняным раствором пакля или мягкий асбест.
При кладке трубы над кровлей из кирпича формируют выдру – уширение, защищающее от стекания конденсата в канал. В пределах чердака дымоход штукатурят и белят, чтобы можно было сразу определить места утечек по появившимся в побелке трещинам.
На построенную трубу надевают металлический дефлектор – металлический колпак на ножках, оберегающий от затекания в канал атмосферной воды. Заодно это приспособление гасит искры, что крайне необходимо, если кровля выполнена гибкой черепицей или ондулином.
Нюансы выполнения отделки печки
Стенки печки, сложенной из хорошего кирпича, да еще и декорированной внешней стороной, необязательно отделывать: белить и штукатурить. Если на элементах кладки нет сколов и трещинок, при строительстве соблюдались вертикали с горизонталями, отопительное сооружение и так будет замечательно смотреться.
По печной кладке из качественного кирпича достаточно выполнить затирку и аккуратно расшить швы. Без лишней отделки отопительно-варочное сооружение выглядит лучше.
Если к печным стенкам все же есть претензии, на них наблюдаются дефекты, да и кладка неидеальна, тогда отделка очень нужна. Перед производством отделочных работ внешнюю поверхность тщательно швабруют, затирают куском кирпича для улучшения адгезии, после чего ждут ее просыхания.
Просушенный агрегат можно штукатурить, используя применяемый в кладке глинопесчаный раствор. Для увеличения прочности в состав позволительно добавить 1% асбестовой крошки. Отопительные варианты печек облицовывают изразцами – это самый надежный и газонепроницаемый, но и наиболее трудоемкий тип отделки.
Что представляли собой самые первые дымоходы, можно, конечно, только догадываться, но нетрудно судить о них по печам, использовавшимся еще до середины прошлого века. Но и устанавливая современный газовый котел, без дымохода не обойтись. Впрочем, нельзя не отметить, что собрать дымоход для газового котла намного проще, чем выложить эту конструкцию для традиционной печи.
Дымоход горизонтальной конструкции — тепло в дом, а не в трубу
Если для газового котла выгоднее установить металлический дымоход, то для дровяной печи лучший вариант – конструкция из кирпича. Если кирпичная труба будет строго вертикальной, то большая часть тепла будет уходить на улицу.
Многие, наверное, слышали название горизонтальный дымоход? Нет, мы не имеем в виду дымоход для газового котла «труба в трубе», расположенный горизонтально и предназначенный для отвода продуктов сгорания от газового котла с принудительной тягой. Такие дымоходы называются коаксиальными.
Вертикальность не всегда оправдана
Сегодня мы поговорим об устройстве печных горизонтальных дымоходах и о тонкостях их устройства.
Если твердотопливный или газовый котел предназначены для нагревания радиаторов отопления, которые, в свою очередь, отдают тепло внутрь помещения, с их дымоходами все понятно, чем вертикальней, тем лучше.
Больше — не значит лучше
По какому принципу работает обычная кирпичная печь? Прогретые кирпичи отдают свое тепло внутрь помещения. Соответственно, чем больше максимальная длина прогреваемой кирпичной кладки, тем больше тепла поступает в помещение.
Но это совершенно не говорит о том, что в обязательном порядке нужно строить печь большого размера. Просто необходимо такое устройство печи, при котором будет максимально использоваться тепло, полученное от сгорания топлива.
Змейка — эффективное решение
Так появились дымоходы, устроенные по принципу «змейки», или, проще говоря, многооборотные дымоходы, длина которых многократно превышает протяженность прямой трубы.
Движение газов в дымоходе горизонтальном.
Существуют многооборотные дымоходы вертикальные и горизонтальные. У вертикальных многооборотных дымоходов расположение основных каналов направлено строго вертикально. Основным недостатком такого дымохода служит неравномерный прогрев.
В отличие от него, многооборотный дымоход горизонтальный прогревается значительно эффективней. Так как горячие газы стремятся вверх, а верхняя площадь горизонтального дымохода значительно больше, чем у вертикального, соответственно, прогрев осуществляется значительно лучше с использованием одного и того же объема топлива.
Самые прогреваемые участки.
Три основных правила
Сложить многоходовой дымоход для печи намного сложнее, чем собрать модульную систему газоотведения для газового котла. При выполнении работы необходимо следовать строгим правилам:
- Сечение дымохода должно быть строго одного размера по всему дымоходу.
- Необходимо минимизировать острые углы внутри дымохода.
- Соблюдать гладкость внутренней поверхности.
На первый взгляд, очень простые правила, но как на практике удастся их соблюсти?
Кирпич и дымоход — размеры имеют значение
Столкнувшись впервые с кладкой горизонтального дымохода (см. Дымоход своими руками), даже опытный мастер может попасть в тупик при выполнении данных правил.
Но давайте рассмотрим все по порядку.
- Стандартный кирпич имеет размер 250×120×65 мм. Что мы в данном случае имеем?
- Понятно, что половинка кирпича будет иметь размер 125×120×65 мм. Так как мы перекрываем горизонтальный участок дымохода кирпичом, мы определились с размером 125 мм.
- Так как высота кирпича составляет 65 мм, становится понятным, что для создания одного канала потребуется выложить два ряда, 65+65=130, прибавим к этому два растворных слоя.
Наш дымоход будет иметь сечение 125×125×140 мм. Это очень важно запомнить, так как при кладке подобного рода дымоходов многие допускают грубейшую ошибку.
Если горизонтальная часть дымохода у них имеет размер 125×125×140 мм, то максимальная длина вертикального участка дымооборота устраивается совершенно произвольно, т.е. так, как получится.
Нельзя этого допускать, если при укладке последнего кирпича перекрытия размер вертикального перехода не соответствует вышеперечисленным параметрам, подрежьте кирпич, чтобы соблюсти размер. Повторимся, это очень важно.
Завихрения — методы решения проблемы
Следующий вопрос — минимизация острых углов. Если представить движение продуктов сгорания внутри дымохода как водный поток, становится понятным, что на острых углах кирпичной кладки будут возникать завихрения, препятствующие нормальному движению газов и, как следствие, ухудшению тяги.
Завихрения внутри дымохода.
Единственным правильным решением в таком случае станет сглаживание острых углов внутри дымохода.
Рассматривая переходы внутри дымохода, видно, что сгладить острые углы возможно только на самом перекрытии дымового канала. Делается это простым скалыванием острых углов кирпича. Делать это необходимо очень осторожно и аккуратно.
Наш совет: для того чтобы сгладить острые края кирпича, воспользуйтесь электрической шлифовальной машинкой. Так гораздо быстрее, и результат получится намного лучше.
Есть печь — будет и дымоход
Дымовое отверстие печи.
На рисунке изображена часть печи, для которой необходимо устроить дымоход горизонтальный.
Как говорилось ранее, мы должны соблюсти все параметры размеров внутреннего сечения. Если опыта в подобного рода работах недостаточно, то можно соорудить лекало соответствующего размера. С его помощью можно будет с успехом контролировать весь процесс укладки кирпича.
Как ранее говорилось, размер сечения внутренней части нашего дымохода будет составлять 125×125×140 мм.
Устраиваем горизонтальный канал
- Для этого укладываем два ряда кирпичей таким образом, чтобы у нас получился горизонтальный канал дымохода. На рисунке становится понятным, как это сделать. Кирпичи укладываются обычным способом для кирпичной кладки.
- Единственное, что потребуется, — это строгое соблюдение толщины швов. Так как в обычной кирпичной стене разница в несколько миллиметров не играет большой роли, в дымоходе эта разница приведет к изменению внутреннего сечения дымохода.
- Поэтому укладывая каждый кирпич, внимательно проверяйте и регулируйте толщину шва и горизонтальность укладки. Сделать это можно с помощью строительного уровня.
Горизонтальный дымовой канал (разрез).
При необходимости кирпич подбивается молотком с резиновым наконечником или обычным молотком с деревянной подложкой. Напоминаем, толщина шва у нас 3 мм.
Подготовка к перекрытию
Канал дымохода готов. Необходимо выполнить перекрытие. Для этого подготовим канал. Прокладываем еще один ряд по схеме, указанной на рисунке.
Первый слой перекрытия.
Теперь все готово для укладывания перекрытия. Что еще важно знать. Укладывая кирпичи, внимательно следите за выступающим раствором. Весь выступающий раствор необходимо тщательно удалять.
Внутренние швы по возможности должны быть заполнены раствором полностью. Недостатки раствора образуют дополнительные ступеньки, на которых впоследствии будет накапливаться сажа.
Кирпич перекрытия — умение, сноровка, желание, тренировка
Как правильно уложить кирпичи перекрытия? Тут нужна определенная сноровка и знания. Приступаем:
- Прикладываем кирпич без раствора и определяем ту часть, которая находится внутри канала дымохода на оборотах.
- С помощью шлифовальной машинки скругляем острые углы так, как показано на ранней схеме.
Наш совет: так как не все кирпичи подлежат округлению, можно подготовить сразу необходимое количество, согласно схеме дымохода. При необходимости их можно всегда подрезать по размеру.
- Что касаемо раствора. Укладывая кирпичи перекрытия, раствор накладывается на укладываемый кирпич и ни в коем случае на кирпичи кладки.
- Приложите кирпич и определите, какими частями он соприкасается с кладкой дымохода. Как видно из рисунка, он примыкает к кладке одной тычковой и ложковой частью полностью и половинкой пастели.
- На данные части наложите раствор и распределите по возможности ровным слоем. Учтите, для того чтобы кирпич не западал в стороны, по краям должно быть немного больше раствора, чем в центре.
- Раствор наносится на кирпич в перевернутом состоянии. Когда раствор нанесен, укладываем кирпич и плотно прижимаем его ложковой и тычковой частью.
Точность имеет значение
После чего с помощью уровня делаем необходимое измерение. При необходимости кирпич подбиваем с помощью резинового молотка. Ни в коем случае не следует ударять по части, находящейся над дымовым каналом.
Горизонтальный канал в сборе.
Можно поддерживать одной рукой кирпич снизу и проводить необходимые манипуляции. Таким образом укладывается весь ряд. В итоге у вас должно получиться так, как показано на снимке.
Повторимся, укладывая последний кирпич перекрытия, проверьте размер вертикального оборота. При необходимости подрежьте кирпич настолько, чтобы вертикальный канал соответствовал размером горизонтальному каналу.
Справка: соблюдение размеров дымового канала — залог хорошей и эффективной работы дымохода.
Теперь все можно повторить в обратном направлении. Так укладывается весь дымоход.
Сажа: кирпич или дверцы
В таком дымоходе в обязательном порядке возникнет вопрос с сажей. Главным недостатком такого дымохода является необходимость в большом количестве дверец для очистки (Как прочистить дымоход).
Устройство для чистки дымохода.
Дверцы намного снижают эффективность дымохода. Неравномерный нагрев кирпичных стенок и металлических дверец приводит к большим перепадам температур внутри дымохода и, как следствие, к ухудшению тяги.
Наш совет: вместо металлических дверец, установите выбивные кирпичи. Конечно, это немного усложнит обслуживание дымохода, но в любом случае значительно улучшит его работоспособность.
Работа не требует поспешности. Главное при сооружении данного дымохода — внимательность и аккуратность. Используя вышеперечисленные советы и рекомендации, вы с успехом сможете соорудить дымоход горизонтальный для своей печи.
Общеизвестно, что одно и то же явление можно описать по-разному. Например: «ветер задул, и дерево упало». Это, если можно так выразиться, эмоциональное описание события. Другой вариант: «ветер дул с такой-то скоростью, дерево имело такой-то запас прочности (цифры и формулы с малопонятными простому смертному доказательствами), в конце концов, оно все-таки не выдержало и упало».
В течение многих лет я пытался дать научное обоснование тем или иным законам движения тепловых газов внутри печи, которые мне, при моей профессии, приходилось так или иначе учитывать. В конце концов, я был вынужден признать свою техническую необразованность и некомпетентность. Увы, ничего научного я сформулировать так и не смог. Но жизнь есть жизнь. Формулировать то, что требуется для работы, все равно приходилось. Поэтому пусть простят меня читатели с высшим образованием, но я просто не нашел иного выхода, как только описать законы движения тепловых газов внутри печи по принципу «ветер задул, и дерево упало». Так сказать, одни эмоции и никаких формул, доказательств или цифр.
Чем уже поперечное сечение дымохода, тем выше скорость движения по нему тепловых газов. И наоборот — чем шире дымоход, тем меньше скорость проходящих по нему газов.
Чем выше скорость движения тепловых газов, тем интенсивнее процесс теплоотбора на внутренние стенки печи.
Чем дальше от топки, тем холоднее газы.
Чтобы уяснить себе четвертый закон, надо первый и второй соединить вместе. Получается следующее: широкий колодец будет нагреваться медленнее и дольше, а узкий — быстрее и интенсивнее.
Чтобы топливо в печи (высота топки — менее 0,75-1 м) имело возможность сгорать полностью, надо первые полтора метра пути дымового колодца делать с поперечным сечением не менее 25 х 25 см, или, как говорят печники, два кирпича на плашку (около 630 см2).
Таким образом получается «камера догорания» горючих газов. Это очень важный момент, игнорирование которого приводит к тому, что горючим газам просто негде сгорать внутри печи. С годами они начинают образовывать внутри печи теплозащитную пленку из смолистых веществ и мохообразной сажи. Если у печи есть «камера догорания» и отличная тяга, то в ней даже через 25 лет интенсивной эксплуатации не будет совершенно никаких следов смолы или сажи. Кирпичи останутся чистыми, как будто их только вчера, а не четверть века назад, положили в кладку.
Если температура газов на выходе из трубы окажется ниже определенного предела (около 100-150 °С), то печь «заплачет» (образуется конденсат). А вместе с ней может заплакать и домохозяин, потому что явление это очень неприятное и не всегда легко устраняемое.
Чтобы ни печь, ни домохозяин «не плакали», общая кратчайшая (сдвоенные колодцы учитываются как один, см. закон 10 этой главы) протяженность пути дымоходов до выхода дымовых колодцев из отапливаемого помещения (первого этажа) не должна превышать 5-6 м.
Седьмой закон легче понять, если внимательно рассмотреть четвертый. Чтобы печь прогревалась равномерно, надо первый колодец сделать большим (и он не перегреется), второй сузить, но так, чтобы он был вдвое больше, чем третий. Четвертый (а также пятый, если он есть) следует сделать максимально узким (около, но не менее 300 см2, или один кирпич на плашку).
При слабой тяге дымоходы быстро зарастут сажей и смолой. И наоборот, при очень хорошей тяге они останутся абсолютно чистыми даже через 25 лет интенсивной эксплуатации печи.
Если количество поворотов тепловой струи (под углом 90°) превысит 12, усилить тягу уже не удастся ничем.
Сдвоенные колодцы надо учитывать как один.
Например, если сдваиваем первый и второй колодцы, то их уже надо учитывать как один. Если перемычка между первым и вторым колодцем равна 40 см, то в общий кратчайший путь зачитываются только эти 40 см. Если первый и второй колодцы имеют пять поворотов тепловой струи (под углом 90°), а перемычка — всего один, то в зачет идет всего один поворот и т. д.
Соединяемые тепловые струи в параллельных колодцах не должны быть направлены навстречу друг другу. Это значительно ослабит общую тягу печи. Общее окно, в котором будет происходить соединение, также должно в поперечном своем сечении складываться из суммы (приблизительно) поперечных сечений соединяемых колодцев.
Горизонтальные тепловые потоки нужно обязательно соединять на разных горизонтальных уровнях (рис. 28).
| Рис. 28. Схема соединения потоков, боковой разрез | |
 |
|
А. Правильно
Б. Неправильно
При объединении двух печей в одну общую трубу желательно соединять их через распределительный короб (см. п. 7 главы 4, рис. 3).
Верхняя граница входа в первый колодец должна быть хотя бы на 1-2 см выше верхней границы топочной дверки. Иначе топка печи (при открытой топочной дверке) будет обязательно поддымливать (см. п. 5 главы 4).
Внутреннее сечение горизонтального дымового колодца (вид сбоку) Стенки горизонтальных колодцев, расположенные ниже 40 см
от верхней внутренней поверхности горизонтального дымохода, почти не прогреваются проходящими горячими теплопотоками. Все тепло перераспределяется по верхним районам горизонтального дымохода, а в нижних слоях теплопотока (ниже 40 см) эффективного теплообмена с внутренними стенками печи не происходит (рис. 29).
| Рис. 29. Эффективно (а) и неэффективно (б) обогреваемые зоны горизонтальных колодцев | |
 |
|
А. Горячие слои теплового потока
Б. Слабо нагретые слои
В. Внутреннее сечение горизонтального дымового колодца (вид сбоку)
В колпаковых печах тепло сохраняется за счет того, что теплые потоки воздуха при заходе в колпак всегда стараются подняться наверх и задержаться там, а холодные потоки воздуха избирают себе пути перемещения по самым нижним зонам колпака (рис. 30).
| Рис. 30. Движение тепловых потоков в колпаке, вид сбоку | |
 |
|
a. Горячие потоки
б. Холодные потоки
В слишком широких трубах (более 30 см в диаметре) бытовые печи средней мощности неспособны создавать активные теплопотоки.
Возрастанию сопротивления теплового потока способствуют:
а) увеличение протяженности общего пути дымовых каналов (см. закон 6);
б) изменение направления тепловых потоков (см. закон 9);
в) участки, где тепловые каналы переходят в меньшие сечения и наоборот.
