Кирпичные печи для бани
Кирпичные печи для бани
Какой же русский не любит…баню. Это замечательное сооружение, в которое ходят не с целью смыть с тела грязь и стать безупречным внешне, как думают иностранцы, а очистить душу и возродиться внутренне. Без толики сомнения можно сказать, что каждый девятый частный дом в России оснащен банным пристроем или отдельно возведенным строением, срубленным или кирпичным.
Ключевым компонентом любой бани является печь-каменка. Функционально она предназначена для раскаления сложенных определенным образом набора камней (каменки), нагреву емкости с помывочной водой и реже для отопления всего сооружения. На каменку, доведенную до температуры в три сотни градусов Цельсия, малыми порциями вбрасывается вода, которая мгновенно меняет агрегатное состояние и превращается в пар. От степени и равномерности нагрева камней напрямую зависит качество получаемого пара.
Во времена, когда промышленная обработка железа еще не достигла современного уровня, единственным материалом из которого складывались банные печи, был глиняный кирпич. Такие сооружения давали особенное, «мягкое» тепло и поддерживали высокую температуру каменки длительное время. Однако хорошая теплоаккумулирующая способность сопряжена и с серьезным недостатком – для прогрева до рабочих параметров массивные печи требуют большое количество топлива и времени. Также недолговечен был и кирпич, из которого клались стенки конструкции, он часто растрескивался и деформировался. Современные печи более стойки к температурным перепадам и расширениям за счет внутреннего опоясывающего контура выполненного из шамотных материалов.
Виды печей для бани из кирпича
Основная классификация базируется на определении принципа работы печи. К первому типу относятся печи, каменка которых изолирована от продуктов сгорания, то есть, непосредственного соприкосновения дымовых газов с поверхностью камней нет. Устройства этого вида называют печами постоянного действия. Засыпка в них нагревается до сравнительно невысокой температуры в триста пятьдесят градусов Цельсия, и пользоваться парной можно начинать еще в процессе растопки. Для наполнения каменки используется материал мелких фракций. Получаемый в результате пар избавлен от посторонних примесей и считается более качественным, по сравнению с другими видами печей.
Если продукты сгорания непосредственно контактируют с камнями, уложенными в засыпку, то сооружение является характерным представителем печей периодического действия. Именно такие «тягуны» стояли в банях наших прадедов и дедов. В них засыпка по-настоящему раскаляется до «красна» (почти тысяча градусов Цельсия), образуя при контакте с водой пар очень низкой влажности. После полного прогрева печи необходимо выждать, пока топливо полностью догорит, и из дымового тракта выветрятся все продукты сгорания и только после этого начинать пользоваться каменкой. Засыпка печей периодического действия очень массивна (от пятидесяти килограмм) и состоит из материала крупных и средних фракций.
Печи обоих типоисполнений могут иметь, как прямой, так и многоходовой дымооборот. Последние более эффективны, но конструктивно значительно более сложны, поэтому для их кладки необходима высокая квалификация каменщика. Так как в бане люди не только парятся, но и моются, то печи в них оснащены специальным баком для воды. При проектировании рекомендуется учесть, что не вся энергии продуктов сгорания будет расходоваться на раскаление каменки, часть ее потратится на нагрев емкости вместе с содержимым. Об этом подробнее в следующей главе.
Выбор необходимой тепловой мощности печи и другие тонкости проектирования
Если не «изобретать велосипед», а воспользоваться уже готовым типовым решением, которыми наполнены тематические сайты и интернет-порталы, то для правильного подбора кирпичной печи достаточно лишь знать объем парильной камеры. Однако вычислить его нужно не приближенно, а очень точно, а затем внести пару поправочных коэффициентов исходя из опыта эксплуатации банных «тягунов».
Банальным перемножением реальных внутренних геометрических размеров парной застройщик получит базовое число воздушного объема. Далее из этой величины необходимо вычесть часть, отнесенную на внутреннюю обшивку (теплоизоляцию) помещения, и часть, которую будет занимать непосредственно каменка. Полученное число умножается на коэффициент 1,15 обеспечивающий необходимый запас мощности печи, и вводится вторая поправка – на обогрев бака с горячей водой из расчета 0,015 долей на каждые десять литров жидкости.
Расчетный объем легко превращается в требуемую тепловую мощность элементарной подменой размерности, так как специалисты рекомендуют придерживаться соотношения один киловатт на каждый кубический метр парной. Если застройщика не устраивает столь приблизительная оценка, то ее можно провести заново методом, указанным в специализированной литературе.
Определившись с производительностью печи можно переходить к расчету необходимой массы каменной засыпки. Эта величина находится в зависимости от большого количества составляющих: температур вбрасываемой воды, нижнего и верхнего рядов каменки, насыщенного пара, объем жидкости «перерабатываемой» каменкой за одну растопку и геометрических размеров парной комнаты. Благо, богатый опыт эксплуатации позволяет произвести предварительную оценку из расчета десять килограмм базальтового «голыша» на каждый кубический метр помещения для печей постоянного действия и в два раза большее число для «тягунов» с непосредственным соприкосновением каменки с дымовыми газами. Высота засыпки при этом будет зависеть только от геометрических размеров доступной полости.
Подбор содержимого каменки
Качественная засыпка должна хорошо аккумулировать тепловую энергию, выдерживать высокую температуру и не разрушаться в результате ее резких перепадов, быть равномерно плотной и иметь однородный коэффициент термического расширения. Идеальными для каменки считаются плотные, хорошо скатанные, закаленные атмосферными явлениями камни горных вулканических пород – андезит, базальт, талькохлорит и прочие. Без потерь заменить их могут кремнистые невулканические образования, которые в достаточном количестве могут быть найдены у различных природных водоемов. Главное по ошибке не насобирать слоистых внутри «болванок» из песчаника или других осадочных пород. При нагреве в печи они начинают разрушаться, выбрасывая острые осколки наружу каменки, и могут нанести серьезные повреждения людям в парной.
Все камни должны быть округлой формы без видимых трещин и выщерблений, минимальным размером с кулак взрослого мужчины. Целостность структуры проверяется сильными ударами молотком по образцам, дефектные легко раскалываются. Собранные камни тщательно промываются и выветриваются в естественных условиях. Более крупные экземпляры укладываются на дно каменки, только затем средние и мелкие фракции. Венчать всю засыпку должны самые плотные образцы, чтобы максимально обезопасить моющихся от возможных температурных разрушений камня. Качественную засыпку очень непросто подобрать, и цену ее в специализированных магазинах нельзя назвать дешевой. Для экономии средств природные камни заменяют на искусственные компоненты – чугунные чурки, керамический или фарфоровый бой крупных размеров, пережженный кирпич-железняк.
В результате постоянных термических нагрузок камни трескаются и деформируются, поэтому ежегодно засыпку необходимо перебирать, удалять мелкие осколки и заменять разрушившиеся валуны на новые. Иначе естественные не плотности нижней части каменки со временем забьются дробленой мелочью и будут препятствовать качественному теплообмену внутри полости, а значит и общий паросъем бани уменьшится.
Практические советы по строительству кирпичной печи для бани
Человечество накопило немалый опыт выполнения подобных работ, поэтому обобщить его в одной главе невозможно, но выделить ключевые вопросы и обратить внимание застройщика на них все-таки следует:
- двухконтурная конструкция с внутренним шамотным контуром всегда предпочтительнее. Дополнительные капитальные затраты «с лихвой» окупятся безопасностью эксплуатации печи;
- швы кладки в толщину не должны превышать десяти миллиметров и быть менее пяти. Превышение рекомендуемого значение способствуют избыточному температурному расширению сооружения, его уменьшение – перегреву наружных поверхностей;
- для кладки внутренней камеры топливника применяется огнеупорный (шамотный) кирпич, с вяжущим раствором на основе глины;
- внешние (защитные) ряды выполняются «красным» кирпичом, уложенным на обычную цементно-песчаную смесь;
- основание печи обязательно должен быть гидроизолировано от несущего фундамента здания листами рубероида или схожим материалом;
- вся печная гарнитура должна быть жестко зафиксирована в междурядных швах при помощи металлических пластин толщиной около двух миллиметров, причем крепиться к элементам они должны посредствам винтов или болтов, сварное соединение здесь недопустимо;
- дверцу топки перед установкой рекомендуется обмотать двумя слоями шнура из асбеста, чтобы уменьшить степень ее нагрева в процессе эксплуатации печи;
- колосниковая решетка монтируется с зазором в несколько миллиметров от стен топки, так как ее материал подвержен температурному расширению;
- банные печи достаточно компактны, поэтому необходимо запастись алмазным отрезным кругом и УШМ для точной подгонки стандартных кирпичей под выбранный проект.
Онлайн-видео о кирпичных печах для бани