На сегодняшний день существует несколько типов печей:
Отопительные. Соответствуют своему названию и используются исключительно для отопления помещений. Прямоугольные печи небольшого размера называют «голландками» из-за того, что в эпоху Петра I изразцы, которыми облицовывались такие печи, завозили из Голландии.
К следующей категории печей относятся отопительно-варочные, с помощью которых можно как отапливать помещение, так и готовить пищу. Если печь имеет духовой шкаф и плиту ее еще называют «шведкой». Бытует мнение, что название этого типа печей произошло от мануфактурного производства изразцов, которым занимались пленные шведы во времена Петра I.
Русские, или духовые печи. Относятся к отопительно-варочным, но имеют множество особенностей, нюансов и разновидностей. Например, для сельского быта существует оптимальный вариант с нижним прогревом и т.д.
Печь с камином. Вариант, который предполагает встраивание камина в печь, либо его пристройку к печи. Данная конструкция имеет две топки – печную и каминную. Оптимальным вариантом обогрева является нагревание боковых и задней стенки камина при топке печи.
Каминопечь отличается наличием одной топки с топочной дверкой топочного размера и стеклом. Благодаря системе задвижек газы могут направляться либо прямо в трубу, либо в систему дымооборота. При работе печи топочная дверка закрывается, дым поступает в каналы печи. Если возникает желание полюбоваться живым огнем, всегда можно открыть топочную дверку и задвижку прямого хода - в этом случае печь будет работать как камин. Достоинства такого изделия – его небольшие размеры.
Камины. Делятся на два отдельных класса: имитации и настоящие. Настоящим камином является открытая кирпичная конструкция даже без дополнительной отделки. Имитации представляют собой всевозможные каминные вставки.
Банные печи. Настоящей, исконно русской банной печью является каменка, температурный режим в которой равен 60 – 80 °С (парная). В такой печке камни находятся за дверкой и при нагревании раскаляются докрасна посредством прямого огня.
Чтобы определить необходимую мощность печи и ее размеры, необходимо определить теплопотери помещения. Не стоит руководствоваться мнением типа «будет холодно - дотопим». Такой непрофессиональный подход приводит к перенагреванию печки, образованию трещин на ее поверхности и преждевременной поломке. Основная масса подобных проблем возникает в холодное время, а именно в сильный мороз. Поэтому необходимы точные расчеты теплопотерь (через вентиляцию и ограждающие конструкции).
Теплопотери через вентиляцию рассчитать практически невозможно, так как этот процесс происходит через неплотно закрытые окна и двери. В данном вопросе принципиальными являются удельные теплопотери через углы (превосходят стены).
Древесные строения рубленные в лапу (без остатка) требуют дополнительных древесных накладок для большего сохранения тепла. Стоит отметить, что ранее жилые строение рубились исключительно в обло, то есть – с остатком, что защищало углы от промерзания, и никогда в лапу.
Местоположение печи определяется на стадии проектирования строения, именно от расположения печи стоит проектировать остальные помещения. При этом стоит учитывать следующее:
• Половые балки не должны проходить под печью, а число стропил и балок перекрытия над ней обязательно стоит свести к минимуму;
• Необходимо расположить печь как можно ближе к центру строения так, чтобы дымовая труба вышла недалеко от конька. Такое расположение принципиально важно для строений с высокими кровлями. В противоположном случае наружная часть трубы будет очень высокой, что повлияет на эстетичный вид здания, а также увеличит трудоемкость процесса.
Инструменты, необходимые для кладки печи
Лопата штыковая – необходима для копки котлована под фундамент;
Молоток и ножовка – необходима для изготовления опалубки фундамента;
Лопата совковая – необходима для приготовления песчано-цементной смеси и раствора для кладки;
Железное корыто (или же вам понадобится деревянный ящик с плотно пригнанными досками) – необходимо для приготовления кладочного раствора;
Ведро – понадобится для переноски воды и раствора;
Лист фанеры (бойка) около 150х150 см – необходим для смешивания цемента с песком, или же цемента, песка и извести;
Сито (ячейки размером 1на1 мм) – необходимо для просеивания цемента;
Мочальная кисть – необходима для затирки внутренних швов печной кладки;
Сито (ячейки 2 на 2 мм) понадобится для просеивания песка;
Печной молоток, или как его еще называют, молоток-кирочка необходим для «сверления» дырочек в кладке, а также для обивания кирпича на околки и отески;
Отвес просто незаменим для контроля и проверки вертикальной кладки;
Мастерок (кельма) понадобится для укладки, расстилания, а также подрезки раствора;
Уровень универсальный поможет сделать поверхность идеально горизонтальной;
Угольник обеспечивает правильность углов кладки;
Правило (специальная доска) необходима для контроля лицевой поверхности кладки. Представляет собой ровную, идеально оструганную древесную рейку приблизительно 150 см длиной;
Расшивки – придают наружным кладочным швам определенную форму;
Линейка, рулетка, карандаш, угольник – эти инструменты необходимы для разметки.
Материалы для кладки печи
Для выполнения печной кладки понадобятся: щебень, гравий, песок, теплые заполнители (керамзит, шлаки, пемза), которые придают растворам малую теплопроводность и легкость из-за наличия небольших пор. Соотношение теплых заполнителей должно быть равным, или меньшим по отношению к воде. Данный пористый материал используют, в основном, для утепления труб, которые выводятся на чердак, а также во время штукатурных работ. Заполнители могут отличаться в размерах (небольшие, большие, средние) для получения необходимого размера заполнитель просеивают через сито с соответствующим сечением. Большие заполнители при необходимости можно потолочь.
Также в печных работах используются как естественные (булыги, бутовый камень, с помощью которого выполняется фундамент под печь), так и неестественные (камни из глины, бетона) материалы.
Булыгами называют камни разных размеров неправильной формы, которыми «обшивают» строение с внешней и внутренней стороны, а зазор между ними заполняют камнями поменьше. Большие тяжелые камни раскалывают не меньшие, кладка из которых считается более сложной.
Бутовый камень получают при добывании слоистого камня, который бывает в виде кусков неправильной формы (так называемый рваный бут), или же плит неправильной формы (производят путем раскалывания пастелистого бута). Данный материал является прочным и надежным, после обработки приобретает правильную, необходимую форму.
Обычный керамический кирпич является неестественным камнем, так как производится из тщательно подобранной глины (легкоплавкие виды средней пластичности с содержанием песка). Ее, также, можно заменить суглинками, или же глинистыми сланцами.
Глину с большим содержанием песчаных частиц используют для уменьшения усадки глиняных кирпичей. Для истощения глины принято использовать песок (самый оптимальный истощающий материал). Красный цвет после обжигания кирпичу придает окись железа. Помимо этой примеси существуют и другие (камневидные, серная кислота, соли, гипс), которые соответствующим образом удаляются для улучшения качество кирпича.
Качественная кирпичная продукция получается только из отлично обработанной глины, в ином случае кирпич может быть слоистым и легко трескаться. Кирпич-сырец изготавливают с помощью мокрого метода путем тщательного перемешивания и процеживания через сито до полной однородности массы.
Обжигают только при определенной температуре, не превышая допустимых пределов. При простукивании готовый качественный кирпич издает чистый железный звук, легко тешится, колется, раскалывается, но не рассыпается.
В случае недостаточной температуры получается недожженный, алый кирпич. Он имеет бледно-розовую окраску, издает глухой звук, в больших количествах поглощает воду, рассыпается на мелкие куски, совершенно (или частично) не подходит для выполнения печной кладки с помощью мокрого метода.
Непосредственно перед кладкой печи кирпич обязательно сортируют и тщательно отбирают. Лучший кирпич используется для кладки дымовых каналов в печи и топливников.
Бывший в употреблении кирпич (печная кладка) можно использовать еще раз, предварительно очистив его от закрепляющего раствора. После сортировки такой материал пригоден для кладки фундаментов и труб, но с обязательным последующим оштукатуриванием.
Бывший в употреблении кирпич, сложенный на известковом растворе, впоследствии при нагревании выделяет запах извести, потому его используют для кладки тех элементов, которые не подвергаются нагреванию (фундамент, или же трубы, находящиеся выше крыши).
Подовый кирпич производится либо из огнеупорной, или же простой глины и используется при кладке печных подов для более ровной поверхности – это разрешает без труда передвигать хлебобулочные формы по поду печи.
Керамические трубы (к которым прилагаются отводы, тройники, переходы и другие фасонные части) производят из обычной глины с плотным и прочным черепком, глазурованным с наружной и внутренней, или же только внутренней стороны. Такие трубы (утепленные кирпичом и теплоизоляционным материалом) используются для устройства дымооборотов внутренних каналов в печи и труб на чердаке и выше крыши (тут облицовываются бетоном, кирпичом).
Асбестоцементные трубы обладают повышенной огнестойкостью и прочностью, используются для кладки разных топок либо их облицовки-футеровки в печах.
Огнеупорные материалы перед кладкой споласкивают для удаления незначительных загрязнений и пыли.
Уменьшить теплопроводность можно посредством теплоизоляционных материалов, к которым относится войлок (не воспламеняется, только тлеет, при контакте с огнем издает специфический запах). Его вымачивают в глинистом растворе (предохраняет от моли, возгорания), используют при разделке печей и труб, а также им обматывают концы древесных балок, которые находятся вблизи разделок и дымовых каналов; после просушки кладут под предтопочные листы.
Асбест (изготавливается в виде шнура или листов) – уникальный материал, который отличается следующими характеристиками: долговечностью, низкопроводностью, теплоизоляцией, несгораемостью. Используется вместо войлока, а также для прокладки между дверками, кладкой и рамками печных устройств.
Без асбеста глинистый раствор быстро разрушается, щели пропускают воздух в поддувало или топливник, из-за чего нарушается режим сгорания горючего.
Также при кладке печей используются гидроизоляционные материалы (рубероид, толь), которые предохраняют фундамент домов и печей от грунтовых вод. Они необходимы и для устройства мягких кровель. Производят гидроизоляционные материалы из плотного картона, пропитанного нефтяными продуктами или каменноугольной смолой. Для более комфортного скатывания в рулон, а также для того, чтобы при нагревании не стекала пропитка, стороны посыпают каменной мукой, слюдой, или же песком. Данный материал укладывают либо на мостики (рубероид на битумные, толь на дегтевые), или же насухо. Стороны, которые предполагают покрывать мастикой, необходимо очистить от обсыпки.
Глинобит – чрезвычайно густая глиняная масса, которая исключает какое бы ни было наличие щебня и гравия. Даже небольшое количество данной примеси способно разрушить глинобитную массу, для получения которой необходимо медленно испарить всю воду. Густота раствора не допускает прогибов в кирпичной форме, если его положить на узкую древесную рейку.
Из этого материала изготавливаются печи, своды в печах, им облицовывают железные печки для долгого удержания тепла, а также для предохранения от прогорания.
Кирпич-сырец используется при кладке печи до трубы, все остальные печные детали лучше возводить из обожженного кирпича.
Печные приборы
Эксплуатация кухонных очагов (плит) и отопительных печей предполагает наличие гарнитуры (специальных печных устройств), обеспечивающих нормальную работу и уход за печными установками.
К печным устройствам относят готовые железные изделия, такие как: колосниковые решетки, поддувальные и другие дверки, дымовые задвижки, колосники, чугунные плиты, печные вьюшки, духовые шкафы, заслонки, водогрейные коробки и пр.
Чугунные устройства являются более прочными, чем изделия из металла – они не ржавеют, не прогорают, меньше коробятся от высокой температуры, служат дольше.
К дверкам, задвижкам и вьюшкам выдвигаются особые требования – они должны свободно, без заедания перемещаться в пазах рамок, плавно закрываться. Под данное описание чрезвычайно подходят герметические дверки.
Полудверки и дверки можно разделить на поддувальные, топочные, вьюшечные и прочистные.
Топочные дверки закрывают печь, помогают при загрузке отопительного горючего, а также при его перемешивании. В тех печах, где отсутствует поддувало, данные дверки служат для регуляции подаваемого воздуха, который необходим для процесса горения.
Обычно дверку (обычную, или герметическую) составляет полотно и рама, которые скреплены между собой, а также прикрепленный к ней крючок. При кладке печи необходимо надежно и прочно зафиксировать раму в соответствующем проеме.
Обычные дверки предполагают зазоры между рамой и полотном, материалом для их изготовления служит сталь или чугун. Герметические дверки бывают только чугунные поверхности полотна и рамы тщательно выравниваются и не допускают зазоров, так как прижимаются прижимным винтом, находящимся в середине планки-щеколды. Такие дверки состоят из наружного и внутреннего полотен, обеспечивающих оптимальное нагревание, но не перегрев дверки.
Полудверки имеют различное назначение, являются герметическими и обычными и отличаются от топочных дверок меньшим размером. Поддувальную полудверку устанавливают под топочной в поддувале или под колосниками. С ее помощью подается тяга, кислород, а также убирается зола.
Прочистные дверки устанавливаются в стенах дымовой трубы или непосредственно печи и предназначены для очищения печной конструкции от сажи и золы. Все металлические изделия снаружи обязательно покрывают термостойкими или огнеупорными эмалями либо лаками.
Печные задвижки предназначены для закрывания дымовой трубы сразу после топки печи, или для переключения дымоходов (касается только комбинированных конструкций). В случае если между рамой и движком существуют зазоры, то устанавливают несколько задвижек (например, две – одну над второй).
У вьюшки (чугунная рамка с отверстием и бортиками, которые дополнительно обрабатываются для более плотного закрывания) то же предназначение, что и у задвижки. С внутренней стороны отверстие закрывается блинком, а с внешней – верхней крышкой или противнем (при этом захватываются бортики). Благодаря такому механизму вьюшка отлично закрывается. Устанавливают ее в особом отверстии дымохода (с наружной стороны дымохода ее закрывает вьюшечная дверка).
Поворотная заслонка, или баран выполняется из чугуна и представляет собой вышеупомянутую вьюшку, крышка которой вращается на долгой оси с ручкой, выпущенной через кладку. Крышку открывают и закрывают ручкой. Данная заслонка не контролирует тягу, через нее уходит теплый воздух, она неплотно закрывается.
Цельными чугунными (но с отверстиями для доступа воздуха к горючему) являются колосниковые решетки, колосники для топок - это отдельные элементы. Колосники или решетки укладываются над поддувалом так, чтобы их продольные отверстия были направлены от дверей к задней стенке. Таким образом, тяга из поддувала обеспечивает горение какого-либо горючего материала.
Духовые шкафы, или духовки печные (для выпечки хлебобулочных изделий) представляют короб из листовой стали, к передней части которого прикреплена металлическая или чугунная рама с двухстворчатой, или откидной дверкой. Боковые внутренние стороны имеют металлические уголки, на которые размещаются противни либо решетки (для выпечки, или сушки). Духовой шкаф встраивают в печную кладку, что позволяет теплым дымовым газам нагревать его (при этом необходимо учитывать толщину металла, из которого выполнен короб). Габариты духовки напрямую зависят от размеров печи.
Заслон, или заслонка печная (изготавливается из чугуна, или темной листовой стали) необходима для закрывания устья печей. Она имеет закругленную сверху форму с ручкой посредине.
Флюгарки и дефлекторы (из толстой листовой стали) бывают разных конструкций и предохраняют кирпичную кладку верхнего оголовка печной трубы от неблагоприятных погодных условий, способствуют улучшению тяги и предотвращают их опрокидывание обратно в трубу во время ветреной погоды. Возможен вариант использования бывшей в употреблении гарнитуры при условии, что ее состояние будет хорошим, без каких-либо дефектов, иначе, по прошествии некоторого времени, они потребуют замены, что приведет к переделке всей печной конструкции.
Обработка кирпича
Стандартный (простой) кирпич имеет следующие размеры: 250x120x60 мм, из которых 250х120 мм – постель (самая большая плоскость), 250x65 мм – ложок (боковая плоскость), 120x60 – тычок (торцевая плоскость).
Для кладки печей используют керамический красный полнотелый кирпич, но не крошащийся и рыжий (недожог), или малиновый, звенящий (пережог). Можно применять кирпич, бывший в употреблении, но отличного качества, без дефектов.
Топку необходимо выкладывать огнеупорным (шамотным) кирпичом. Следует учитывать, что огнеупорный и керамический кирпич отличаются по коэффициенту температурного расширения, а значит, чередовать эти два вида кирпича нельзя.
Печная кладка подразумевает применение не только целого кирпича, но и некоторых его частей. На порядовках (специальные чертежи для кладки) они имеют свое условное обозначение.
Качественный, хорошо обожженный кирпич колют по намеченной линии без предварительной насечки. Алый кирпич с волосяными трещинами требует предварительной насечки. Для этого с помощью угольника и линейки расчерчивают кирпич по всем плоскостям, затем прорубают канавки глубиной приблизительно в 2 см заостренной частью кирки, и только после этого, держа кирпич на весу, наносят легкие удары киркой по канавкам. Околку создают с помощью резкого удара, также держа кирпич на весу, а лезвие молотка под прямым углом к линии раскалывания. Косые удары наносить не рекомендуется, так как кирпич может расколоться произвольно. Раскалывая кирпич необходимо держать его посредине линии раскалывания и обязательно соблюдать меры предосторожности.
Сторона раскола не получается идеально ровной, потому небольшие неровности шлифуются вторым кирпичом, или наждачной бумагой, а большие удаляются киркой.
При кладке кирпич раскалывают и на более мелкие части. При этом теску осуществляют в таком порядке: левая рука с кирпичом опирается на левую ногу чуть выше колена, сторона оттески кирпича направлена вверх. Сначала осуществляется неотесанная околка (тупым концом кирки), а затем наносятся небольшие по силе, но частые удары.
В ложковой и тычковой плоскостях не должно быть кирпичей со сколами в углах – при нагревании цемент из углов будет выкрашиваться, образовывая сквозные дыры. Через них в помещение может проникать угарный газ.
Кладочные растворы
Качественный кладочный раствор обеспечивает долговечность и прочность всего сооружения. Фактически, печная кладка производится из глиняно-песчаного раствора (до потолочного перекрытия), выше данного уровня используется цементно-песчаная смесь.
Для изготовления раствора, или же кирпича используется глины средней пластичности с добавлением песока. При работе с этим материалом необходимо учитывать его усадку и усушку, а также свойство глины впитывать определенное количество влаги. Истощенный тип глины способен поглотить большее количество влаги, чем пластичный или жирный. Впитавшая в себя воду сухая глина издает характерный запах и уже не является «губкой» - то есть не впитывает и не отдает воду. Эти свойства используют для гидроизоляции.
Огнеупорные кирпичи производят из соответствующего типа глины, и используют ее для кладки топок, а также облицовки каналов и топок в печных конструкциях.
Глиняно-песчаный раствор лучше всего готовить из светло синей (кембрийской) глины, в случае ее отсутствия можно применить ту, которая есть в наличии. Перед началом работ (за 2-3 дня) глину рекомендуется замочить. Для сухой глины пропорции будут 1:2, для мокрой - 1:1. Периодически массу необходимо перемешивать до возникновения однородной пульпы (по консистенции напоминающей жидкую сметану). Следует учитывать: чем глина жирнее - тем ее дольше требуется замачивать.
Для глиняно-песчаного раствора идеально подойдет горный кристаллический песок. В случае его отсутствия, можно воспользоваться обычным морским или речным (крупность песчинок от 0,2 до 1,5 мм). С песком также необходимо провести предварительные очистные работы – настаивать в воде несколько дней периодически меняя до тех пор, пока она не станет прозрачной. Данная процедура удаляет из песка илистые включения, грязь, пыль, после чего он просушивается и тщательным образом просеивается.
Плотность раствора можно увеличить с помощью цемента. В этом случае пропорции будут: 9 (песок) : 1 (цемент), также можно добавить поваренную соль из расчета 1кг на ведро воды.
Цементные растворы преимущественно используют для кладки труб выше потолочного уровня, а также для устройства фундаментов.
Чтобы приготовить кладочный раствор необходимо на ровной металлической поверхности смешать цемент с песком. Сухую смесь перекладывают в железное корыто и заливают глиняной пульпой, тщательно перемешивая до консистенции густой сметаны. Только после этого добавляют поваренную соль.
Получившийся раствор должен иметь необходимую пластичность (не растекаться и не рассыпаться). В случае если масса прилипает к мастерку, необходимо добавить воды и песка, если плохо расстилается – глиняной пульпы. После нескольких замесов можно абсолютно точно найти оптимальное соотношение имеющихся компонентов.