Камины
Печь,
камин, очаг в русском доме всегда занимали главное место, для России именно
условия обеспечения теплового комфорта определяли как размеры комнат, материал
стен, так и в целом конструкцию всего дома. Толщина стен любого дома
определяется главным образом климатическими условиями, величиной расчетной
температуры наружного воздуха. Расчетная зимняя температура для большинства
российских регионов определяет и ограничения на размещение печей и каминов.
При
проектировании систем отопления загородного дома тепловая мощность каминов не
учитывается, вследствие их низкого КПД (коэффициента полезного действия). В
рекламных проспектах металлических топок длительного горения обычно указывается
высокий КПД (80-95%) из расчета отношения величины энергии полученной от
сжигания дров (направленной, в основном, в дымовую трубу) к теоретически
возможной величине энергии образующейся при сгорании топлива. Реальный коэффициент
полезного действия отопительных печей определяется именно величиной энергии,
направленной на отопление, а не общими затратами энергии. Несмотря на то, что
камины не являются эффективными отопительными устройствами, они выполняют
важную роль в создании условий комфортного проживания в загородном доме. Кроме
функции основного декоративного элемента интерьера, камины во многом формируют
оптимальный микроклимат дома, постоянный приток свежего воздуха за счет тяги
при удалении дымовых газов улучшает воздухообмен внутренних помещений.
Широкое развитие малоэтажного
строительства вернуло печам и каминам вполне заслуженное внимание не только
сельских жителей, но и всех, кому тепло живого огня греет не только тело, но и
душу, оказывает положительное эмоциональное воздействие. Кроме того, камин или
красиво сложенная печь украсят интерьер любого дома. Но для того, чтобы печь
радовала Вас десятки лет, необходимо в первую очередь определить, для каких
целей вы собираетесь установить печь - как источник тепла и уюта в доме, или
только как элемент интерьера. Это позволит правильно выбрать необходимую
конструкцию печи. Не затрагивая вопросов интерьера, рассмотрим теплотехнические
особенности каминов и печей.
В
последнее время вырос интерес к каминам. Из советских нормативных документов
определение «камин» в свое время было просто изъято. Ряд фирм, торгующих каминами,
в настоящее время пытаются противопоставить и отделить камины от печей, что
формально позволяет не выполнять требования российских ГОСТов, СНиПов и Правил пожарной безопасности, предъявляемых к
печному отоплению. И вопрос являются ли каминами чугунные топки, становится
принципиальным. В России всегда такие конструкции называли
"буржуйками", печами-времянками, относящимися к нетеплоемким
печам постоянного горения, с обеспечением строго регламентируемого минимального
времени сгорания топлива. По ГОСТу 9817-95 «Аппараты бытовые на твердом топливе.
Общие технические условия» - горение должно продолжаться для разовой загрузки
дров не менее 6 часов. Эти печи не имеют массива, способного аккумулировать
тепло, даже если камин имеет дополнительную стенку из чугуна или тонкого слоя
огнеупорной керамики. Металлическая поверхность чугунных печей может нагревается выше 200оС, что исключает их
использование в жилых зданиях без дополнительной облицовки.
Владимир
Даль дал такое определение: "камин -
среднее между очагом и печью: огнище с открытой топкой и прямой трубой".
"Словарь русского языка", С.И.Ожегов - "камин - комнатная печь с широкой открытой топкой".
"Термины российского архитектурного наследия", В.И. Плужников -
"камин -пристенная печь с открытым
топливником, не имеющая дымооборотов". Для
сравнения приведем из словаря "Термины российского архитектурного
наследия" В.И. Плужникова определение русской
печи, "русская печь - наиболее распространенный в русском крестьянском
строительстве тип печи, для которого характерны: отсутствие дымооборотов,
наличие больших полостей позволяющих использовать их для выпечки хлеба и для
мытья, а также наличие широкой лежанки наверху". Как видим, русская печь,
учитывая, что горение дров в ней проходит
при открытом горне, классическому определению камина подходит больше,
чем импортные чугунные с закрытой топкой, у которых
определению «каминная» может соответствовать только облицовка. Но эти
недоразумения не являются только игрой слов. Обратимся к нормативным
документам. Так, в московских строительных нормах (МГСН "Жилые здания") для одного из
типов печей сделано исключение - "камин
на твердом топливе допускается проектировать: в квартире на последнем этаже
жилого дома; на любом уровне многоуровневой квартиры, размещенной последней по
высоте в доме; на любом уровне одноквартирного или блокированного жилого дома",
но ниже делается ссылка на необходимость соблюдать требования СНиП 2.04.05-91* и СНиП
2.04.08-87*, где указано, что печное
отопление допускается в жилых зданиях с количеством этажей не более двух.
Отличий в определении камина от печи ни в МГСН , ни в СНиП 2.04.05-91 и СНиП 2.04.08-87
не дается.
Нормами
пожарной безопасности для Санкт-Петербурга и Ленинградской области дано
определение камина как "отопительного прибора, принцип действия которого
основан на излучении теплоты от горящего топлива и от разогретых стен топочного
пространства в обогреваемое помещение". Под это определение подходит
практически любая печь, кроме закрытых чугунных топок - где отопление
происходит за счет нагрева конвекцией воздуха под облицовкой.
Для подчеркивания важности знания терминологии строительства
и правильного ее использования приведем пример из российской строительной
практики, описанный журналом "Строитель" за 1903 год, - "…в 1831
г. Император Николай после пожара в Москве от затлевших балок, близ которых
находилась труба, возведенная для камина, а потом с переделкой камина в печь,
оставленной в прежнем виде без достаточного отделения от балок, - повелел за
подобную неосмотрительность наблюдавших за постройками архитекторов
подвергать аресту и возлагать на них имущественную ответственность за
последствия пожара".
К
сожалению, продавцы импортных топок демонстрируют полное пренебрежение к
требованиям российских норм, утверждая, что они просто устаревшие, забывая, что
ГОСТы и СНиПы могут быть либо действующими, либо
отмененными, но никак иначе.
Сравним требования СНиП 2.04.05-91*
"ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ" с рекламными материалами
фирм производителей чугунных топок.
Большинство
предлагаемых чугунных топок имеет номинальную мощность более 10 кВт,
обычно это 15-20 кВт. Диаметры дымовых
труб при этом составляют от 150 до 230 мм. Высоту дымовых труб рекомендуют
обычно - 4 м и 400 мм от конька крыши. Требования СНиП
и Правил пожарной безопасности, следующие:
3.71.
Сечение дымовых труб (дымовых каналов) в зависимости от тепловой мощности печи
следует принимать, мм, не менее:
|
140х140
|
— при тепловой мощности печи
|
до 3,5
кВт
|
|
140х200
|
— при тепловой мощности печи
|
от
3,5 до 5,2 кВт
|
|
140х270
|
— при тепловой мощности печи
|
от 5,2 до
7 кВт
|
Площадь
сечения круглых дымовых каналов должна быть не менее площади указанных
прямоугольных каналов.
3.72. На
дымовых каналах печей, работающих на дровах, следует предусматривать установку
последовательно двух плотных задвижек, а на каналах печей, работающих на угле
или торфе, — одной задвижки с отверстием в ней диаметром 15 мм.
3.73.
Высоту дымовых труб, считая от колосниковой решетки до устья, следует принимать
не менее 5 м.
Высоту
дымовых труб, размещаемых на расстоянии, равном или большем высоты сплошной
конструкции, выступающей над кровлей, следует принимать:
не менее
500 мм — над плоской кровлей;
не менее
500 мм — над коньком кровли или парапетом при расположении трубы на расстоянии
до 1,5 м от конька или парапета;
не ниже
конька кровли или парапета — при расположении дымовой трубы на расстоянии от
1,5 до 3м от конька или парапета;
не ниже линии, проведенной от конька
вниз под углом 10о к горизонту, — при расположении дымовой трубы от
конька на расстоянии более 3 м.
3.75.* Устья кирпичных дымовых труб
на высоту 0,2 м следует защищать от атмосферных осадков. Устройство зонтов,
дефлекторов и других насадок на дымовых трубах не допускается.
3.76. Дымовые трубы на зданиях с
кровлями из горючих материалов следует предусматривать с искроуловителями из
металлической сетки с отверстиями размером не более 5х5 мм.
Отметим и другие требования СниПов:
3.64.
Максимальная температура поверхности печей (кроме чугунного настила, дверок и
других печных приборов) не должна превышать, °C:
90 — в
помещениях детских дошкольных и лечебно-профилактических учреждений;
110 — в
других зданиях и помещениях на площади печи не более 15% общей площади
поверхности печи;
120 —то же,
на площади печи не более 5% общей площади поверхности печи.
В
помещениях с временным пребыванием людей при установке защитных экранов
допускается применять печи с температурой поверхности выше 120°C.
Так как использование чугунных топок недопустимо без
облицовки, тепло в помещение они передают только конвекцией воздуха,
нагреваемого топкой под облицовкой и подаваемого в комнату через воздуховоды.
Тем самым реализуется самый неблагобриятный режим
отопления помещения, недостатки которого были признаны еще в начале ХХ века. Ни
в одном проспекте не указаны температуры и скорости подаваемого в помещение
воздуха, хотя эти характеристики строго регламентируются даже для
производственных помещений. Для комнатных печей душники, нагревающие комнатный
воздух в каналах печи, не рекомендованы были еще основоположником российской, а
затем и советской школы теплотехники В. Е. Грумм-Гржимайло.
Современными нормативными документами установлено ограничение «Температура приточного воздуха, поступающего в жилые помещения, не
должна превышать 70 °С у воздухораспределительных отверстий».
И цель обдувания воздухом чугунных топок не обогреть
помещение, а не допустить перегрева топки и дымовой трубы, дымовые газы в
которых составляли более 300 оС, кроме
того, для топок большой мощности необходимо еще использование вентилятора
(турбины мощностью до 450 м3/ч) для
усиления охлаждения топки, что увеличивает, кроме того, и циркуляцию
пыли.
Опишем опыт использования чугунных печей в СССР из книги 1960
г. "Печное дело" И.И. Ковалевского - "К группе чугунных печей относится секционная печь. Теплоотдающая
поверхность печи может быть увеличена вставкой между нижней и верхней секциями
еще одной-двух таких же секций. Боковые стенки
печи имеют выступающие ребра, увеличивающие ее теплоотдачу.
Для того, чтобы использовать тепло отходящих газов, которые в
чугунных печах имеют высокую температуру (300-500 оС), между печью и дымовой трубой устраивают дымоходы
из кровельной стали большой протяженности.
Так как нетеплоемкие печи
создают неблагоприятные условия, они применяются лишь для отопления помещений временного
характера - бараков, палаток, проходных будок на строительствах, в торговых и
складских помещениях, в мастерских и т.п."
Процитируем еще раз вышеуказанный источник - "Печные
работы" 1960 года (в те годы печным отоплением еще занимались профессора и
целые институты). "… В некоторых
печах применяются топочные и поддувальные дверки с герметическими затворами.
Устройство таких дверок вызвано стремлением упростить
уход за топкой, снизить температуру уходящих газов за счет замедленного
процесса горения и тем самым повысить использование топлива (увеличить КПД
печи), а также устранить возможность проникания из печи угара при
несвоевременном (раннем) закрытии дымовой трубы. Сначала печь топят в обычном
порядке при закрытой топочной и открытой поддувальной дверках. К концу топки
обе дверки плотно завинчиваются и угли догорают за
счет того воздуха, который поступает через естественные неплотности
и поры в кладке печи (в случае чугунных топок - через отверстия в дверце
для ее омывания или подачей в дымосборник
для досжигания продуктов сгорания).
Ввиду
недостатка воздуха, процесс сопровождается неполнотой горения, дымовые газы,
проходя по дымооборотам в малом количестве, сильно
охлаждаются, понижая свою температуру до 40-50 оС.
Вследствие
сильного охлаждения дыма на стенках домооборотов и
дымовой трубы оседают жидкие продукты неполного горения и ввода, которые
разрушают кладку печи и наполняют воздух помещения специфическим запахом.
Поэтому герметические печи, несмотря на то, что они более просты в обслуживании,
в настоящее время строить не рекомендуется".
Эти особенности в современных чугунных топках подтверждаются
рекомендациями использовать металлические дымовые трубы с тройниками для чистки
труб и слива образующегося конденсата.
Ни
о какой высокой эффективности чугунных топок под облицовкой речи быть не может,
они не столько обогревают помещение, сколько ухудшают климат в жилом помещении.
Не зря требованиями п. 10.8 ГОСТ 9817-95 «Аппараты бытовые на твердом топливе.
Общие технические условия» вообще запрещается устанавливать подобные
обогревательные приборы в жилых помещениях. Желание продавать такие печи
привело даже к тому, что отечественные производители, несколько изменив этот
ГОСТ, и назвав его «Камины для жилых и общественных зданий» сочли возможным
дать новое «современное» определение камина: - «Камин
- очаг с топкой в виде ниши и прямым дымоходом». Этим они
решили, видимо, внести вклад в реформу
русского языка, опровергая классиков. Если в определении они не указали, что в
их каминах топки могут быть закрытыми,
что противоречит всем представлениям о каминах, то в тексте ГОСТа избежать
этого не смогли, так как основой этого документа был ГОСТ на бытовые аппараты,
которые устанавливать в жилых помещениях было запрещено.
Стоит привести цитаты из ГОСТов в доказательство вышеизложенного.
ГОСТ Р 52133-2003 «Камины для
жилых и общественных зданий. Общие технические условия»:
5.1.10 Дверцы
камина, кроме декоративных, в закрытом положении должны плотно прилегать к
сопрягаемой поверхности по всему периметру и иметь зазор £
1 мм. Дверцы должны иметь устройство, исключающее возможность их
самопроизвольного открытия.
5.1.11 Дверцы
камина должны открываться не менее,
чем на 110°.
5.1.12 Водяной теплообменник должен иметь
термометр или указатель температуры. Не допускается применять ртутные
термометры.
5.1.13 Камины должны иметь регулирующее
устройство подачи воздуха в топку.
ГОСТ 9817-95 «Аппараты бытовые на твердом топливе. Общие технические условия»:
10.8 Запрещается устанавливать
аппарат в жилом помещении.
10.9 Запрещается пользоваться
помещениями для сна и отдыха, где установлен аппарат. 10.10 Нарушение указаний
по эксплуатации может привести к несчастному случаю.
Подчеркивает общность этих ГОСТов и то, что методы испытания каминов
и соответствие их нормативным требованиям проводятся по ГОСТу 9817-95 «Аппараты
бытовые на твердом топливе. Общие технические условия».
ФУНДАМЕНТЫ И ОСНОВАНИЯ ПОД ПЕЧИ, ОЧАГИ И КОРЕННЫЕ
ТРУБЫ
Фундаменты
под печи, очаг и коренные трубы следует делать отдельно, независимо от
фундаментов стен здания, оставляя между ними зазор не менее 5 см, заполненный
песком. Печь, устанавливаемая в проеме капитальной стены, сооружается на
фундаменте стены, для чего фундамент в месте установки печи уширяется в
соответствии с ее размерами. Расширение фундамента стены (до 25 см)
производится постепенным напуском кирпичной кладки.
Фундамент
под печь должен выступать за габариты печи или коренной трубы не менее чем на 5
см с каждой стороны.
Фундамент
не доводится на 14-15 см (на два ряда кирпичной кладки) до уровня чистого пола.
Между рядами кирпичной кладки укладывается гидроизоляция из двух слоев толя на
гудроне или слой цементного раствора толщиной 2 см (состав 1:2), после чего
выкладывается кирпичная кладка.
Фундамент
под коренную трубу рекомендуется устраивать отдельно от фундамента под печь с
зазором между ними в 5 см.
Глубина
заложения фундамента под печь должна быть такая же, как и под внутренние
каменные стены.
КЛАДКА КАМИНОВ И
ДЫМОВЫХ ТРУБ
Кладка печи
или кухонного очага производится из обожженного глиняного кирпича хорошего
качества (без трещин, правильной формы). Кирпич-недожог (алый) или пережог
(железняк) для кладки не применяется.
Футеровка
топливников и перекрытий над топливниками при топке антрацитом выполняется из
огнеупорного (шамотного) кирпича. При топке бурым углем обмуровка делается из
тугоплавкого кирпича.
Топливник
должен обеспечить:
1)
размещение необходимого количества топлива;
2)
подвод в достаточном количестве воздуха для полного сгорания
топлива с достижением высокой температуры.
Горение
угля сопровождается большим выделением энергии и более высокой температурой,
чем при горении дров, кроме того, необходим повышенный (приблизительно на 70%)
расход воздуха.
Не
допускается кладка топливников и дымовых труб из силикатного кирпича;
силикатный кирпич может быть применен только для кладки части трубы,
расположенной над крышей.
Кладку камина
необходимо вести с тонкими и полными швами. Толщина швов при кладке из красного
кирпича не должна превышать 5 мм, а при кладке из огнеупорного кирпича - 3 мм.
Необходимо
перевязывать вертикальные швы кладки, особенно в углах, с тем
чтобы все вертикальные швы каждого горизонтального ряда перекрывались кирпичами
вышележащего ряда. Перевязка должна быть в 1/2, а отдельных случаях - в 1/4
кирпича. В виде исключения вертикальный шов можно оставлять неперекрытым
лишь на высоте двух рядов кладки. Особое внимание следует обращать на
тщательную перевязку вертикальных швов при устройстве противопожарных разделок.
Своды нужно
класть по заранее заготовленной опалубке. В них не должно быть сквозных
кольцевых швов. Толщина швов кладки свода не должна превышать 3 мм.
Кладку из
огнеупорного и тугоплавкого кирпича не следует перевязывать с кладкой из
обыкновенного (красного) кирпича вследствие различных коэффициентов их
расширения.
Не следует
смазывать глинопесчаным раствором внутренние поверхности топливника, дымоходов
и камер для нагрева воздуха. Внутренние поверхности дымоходов и каналов дымовых
труб необходимо швабрить мокрой кистью или тряпкой
через каждые пять-шесть рядов кладки, чтобы на стенах не оставалось
глинопесчаного раствора.
СПОСОБЫ ОТВОДА ДЫМА
Каждая
печь, как правило, должна присоединяться к отдельному дымовому каналу.
Дымовые
трубы печей и каминов выводятся через крышу на высоту:
а) 0,5 м
выше конька крыши, если труба отстоит от конька не далее, как на 1,5 м;
б) уровня
конька крыши, если труба отстоит от конька на 1,5-3 м;
в) ниже
конька крыши до пересечения с плоскостью, проведенной через
конек под углом 10о к горизонту, при
расстоянии от конька более 3 м.
Во всех случаях
труба должна выступать над поверхностью крыши не менее чем на 0,5 м.
Дымовые
трубы устанавливают:
а) насадные - непосредственно на камин;
б) коренные
- в виде самостоятельных стояков, конструктивно не связанных с камином;
в) так
называемые стеновые трубы в виде дымовых каналов - в каменных стенах здания.
Дымовые
каналы выводят в виде стояков (из труб), устанавливаемых на капитальных стенах.
Коренные
дымовые трубы применяют для отвода дыма только от тонкостенных каминов и печей,
устанавливаемых обычно в деревянных зданиях, а также от двух и более каминов,
близко расположенных друг к другу.
Устройство
двухэтажных насадных труб не допускается.
Дымовые
каналы в каменных зданиях следует располагать во внутренних стенах.
Расположение их в наружных стенах допустимо в тех случаях, когда расстояние от
"дыма" до наружной поверхности стены составляет при расчетной
наружной температуре tн.р =-40 оС не менее 2,5 кирпича; при tн.р =-30 оС - не менее 2 кирпичей; при tн.р =-20 оС -
не менее 1,5 кирпича. При недостаточной толщине наружной стены в ней
устраиваются выступы (пилястры), обращенные внутрь помещений. В помещениях с
повышенной влажностью (бани, прачечные и т.д.) устраивать дымовые каналы в
наружных стенах не рекомендуется.
Дымовые и
расположенные рядом с ними вентиляционные каналы следует устраивать в каменных
стенах вертикально и с гладкими внутренними поверхностями. Уводы допускаются
лишь в исключительных случаях, причем величина относа (смещение канала в
сторону) не должна превышать 1 м; относ должен быть выполнен под углом не менее
60о к горизонту. Сечение уводов должно соответствовать сечению
вертикального канала.
Кладка
наклонных каналов уступами не допускается.
При кладке
стен здания из силикатного кирпича, шлакобетона, естественного камня и сырца
дымового каналы футеруются изнутри обожженным кирпичом. Толщина канала должна
быть не менее половины кирпича, а сам канал выкладывается на известковом или
сложном растворе.
Кладка
дымовых каналов, располагаемых в кирпичных стенах, производится на том же
растворе, что и кладка стен. Кладку же дымовых труб надо производить на
известковом или сложном растворе с толщиной шва не более 10 мм. В одноэтажных
зданиях (кроме бань и прачечных) кладку можно производить и на глинопесчаном
растворе.
Не
рекомендуется устройство боровов на чердаках. Наружные поверхности дымовых труб
в чердачных помещениях затирают или оштукатуривают, а затем белят. В случае
образования трещин в кладке на белой поверхности их будет легко обнаружить. В
декоративных целях побелку поверхностей каминов в жилых комнатах обычно не
используют, белое пятно может не соответствовать внутреннему убранству дома.
Хотя, пример самого известного дома в США иногда вполне применим и для
интерьера индивидуального дома. Так название «Белый дом» получил благодаря необходимости
постоянной побелки стен из желтоватого вергинского
песчаника. А если учесть, что название «Желтый дом», по крайней мере, в России
имеет вполне определенное значение, то побелка может
оказаться очень полезна как для скрытия, так и подчеркиванния
многих особенностей.
Прокладка
дымовых каналов в каменных стенах в горизонтальном направлении допускается лишь
для установки вьюшек или задвижек, причем протяженность горизонтального участка
не должна превышать 0,5 м.
|
