Сад огород

Ночи стали холодными, а посему – самое время рассказать о камине...
Но прежде – пару слов о доме (более подробно – в отдельном рассказе).

Представим себе, что дом - деревянный из соснового бруса толшиной 10 см, внутри обшит вагонкой, второй этаж (точнее, мансарда) из досок с двусторонней обшивкой вагонкой. Окна – на первом этаже двойные, на втором – одинарные. Площадь первого этажа (две комнаты) – около 25 кв.м, второго – примерно столько же. С первого этажа на второй – открытая лестница. Т.е. домик вполне летний, с весьма ограниченной способностью по длительному сохранению тепла.

Задача заключается в том, чтобы сделать такую систему отопления, которая удовлетворяла бы следующим условиям:

Все перечисленные требования легко объяснимы.
Летом обогревать дом нет нужды, скорее наоборот – остудить бы . Весной и осенью, особенно в сырую погоду, а также рано утром или поздно вечером быстрый обогрев очень не помешает. Особенно – после посещения бани, которая действует круглый год, и зимой - тоже. Вернувшись зимой с лыжной прогулки очень даже неплохо быстренько нагреть помещение и просушить одежду.
Про запахи и сырость комментарии не требуются – кто же их любит.
Ну а пожаробезопасность и невозможность получения ожогов или отравления угарными газами – святое дело.

Казалось бы – трудно придумать такую отопительную систему.
Однако решение нашлось ! :)

Но прежде всего – немного теории.
Как известно, тепло может распространяться такими способами:

В классической кирпичной печи тепло горящих дров передается теплопроводностью к внешним поверхностям стенок печи, от которых нагревается воздух. Кроме того, хорошая теплоемкость кирпича позволяет запасать и хранить тепло. Но низкая теплопроводность – причина медленного нагрева. Поэтому печка – не годится для наших целей.

В классическом (кирпичном или каменном камине) нагрев помещения происходит в основном за счет излучения из топки камина и очень незначительно – конвекцией. Быстро согреть или высушить озябшего человека можно, но нагреть помещение проблематично. Кроме того, такой камин громоздок, сложен в изготовлении и дорог (т.к. считается предметом роскоши…:)) Этот вариант тоже отпадает.

Более подходящий способ – металлическая печь-буржуйка или ее более благородный вариант – литой чугунный камин. Хорошая теплопроводность металла позволяет быстро разогреть внешнюю поверхность до высокой температуры (даже – докрасна), что создает хорошую конвекцию и быстрый нагрев воздуха. Но буржуйка – малоэстетична, а чугунный камин дорог, кроме того – они небезопасны из-за внешней раскаленной поверхности.

Однако, уже теплее…:) И осталось сделать в наших размышлениях последний шаг: совместить преимущества кирпича и металла в одной посуде…:))
Это означает, что нужно раскаленную металлическую топку снаружи, на некотором расстоянии закрыть кирпичом, обеспечив при этом свободное конвекционное перемещение воздуха между кирпичной стенкой и поверхностью металла.

Итак, проблема быстрого нагрева решена (пока теоретически).
А как же быть с эстетикой и волшебством созерцания огня? Огонь, горящие дрова должны быть хорошо видны, кроме того, это дает дополнительный нагрев излучением. Но ведь нет огня без дыма… Выход прост – нужно закрыть огонь прозрачной стенкой, которая будет препятствовать проникновению дыма в помещение, пока дрова не разгорятся. И вто же время - позволит созерцать пламя...

Осталось разобраться еще с запахами и угаробезопасностью.
Здесь все дело – в трубе (которая точнее зовется дымоходом). Основная причина запахов – конденсат, который образуется в холодную погоду в верхней части трубы из поднимающихся вверх испарений, составляющих основу дыма. Такой эффект возникает, когда труба холодная, а медленно проходящий по дымоходу дым тоже остывает. Более того, зимой хорошо промерзшую печь с длинным коленчатым дымоходом растопить вообще проблематично…
Способы борьбы: прямая и утепленная труба. Наиболее эффективный вариант – две трубы из тонколистового металла, вставленных друг друга с внутренней теплоизоляцией минватой. И отсутствие изломов и колен.
Кроме того, такая труба прекрасно выполняет функции вытяжной вентиляции, когда печь не используется в теплое время года.

Теперь о дыме и угарном газе.
Для того, чтобы угли сгорали до конца, независимо от положения заслонки, перекрывающей дымоход, нужно сделать ее такой формы, чтобы всегда оставался частичный проход газов. Например, для трубы круглого сечения заслонку, поворачивающуюся на оси, достаточно сделать в форме шестиугольника. А для доступа кислорода нужно кроме поддувала под колосниками, которые могут забиться углями и золой, предусмотреть еще и дополнительный воздушный канал в верхней части топки, изолированный от основного топочного пространства. Такое решение дает гарантированную тягу и дожиг газов в процессе горения дров.

Ну вот, с теорией разобрались… А как это все будет выглядеть на практике ?
Итак, приступаем к строительству (точнее, монтажу) правильного камина, руководствуясь изложенными выше принципами.

Исходные материалы:

Все перечисленное доставлено на место.
Выбираем место для установки камина, простреливаем вертикальную ось трубы. Вырезаем отверстия под трубу в перекрытиях и кровле и пропускаем через них трубу снизу- вверх. Учитывая, что длина трубы – около 5 - 6 метров, через отверстие в кровле ее пришлось бы заталкивать с помощью вертолета…:) Именно поэтому – сначала труба, а потом – камин, а не наоборот. Кроме того, при выборе места стоит предварительно убедиться, что трубу таким способом протащить удастся.
Теперь вырезаем часть пола и строим бетонный фундамент, верх которого выравниваем горизонтально цементной стяжкой на уровне пола.
Начинаем выкладывать из кирпича основание камина (подставку под топку), высота которого должна быть таким, чтобы центр окно камина располагался примерно на уровне глаз сидящего человека (не забываем об эстетике и эргономике…:).
На основание ставим топку, совмещаем ее выпускное отверстие с тубой, сочленяем, фиксируем. Теперь можно окончательно закрепить трубу в вертикальном положении и сделать необходимое противопожарное теплоизоляционное обрамление трубы. Естественно, что это должно быть сделано профессионально.
Замечу, что температура внешней поверхности трубы даже при интенсивном и длительном горении дров не поднимается в пространстве второго этажа выше 50-70 градусов (на ощупь…:), т.е. опасности случайного возгорания или ожога нет.

Итак, топка и труба – на месте. Осталось только выложить из кирпича вокруг топки защитные стенки и установить сверху металлический кожух-колпак, который нужен для усиления конвекции, защиты от случайного попадания посторонних предметов, а также для придания камину законченного вида.

Все... Остались только косметические мелочи (плитка на полу перед и под камином, подчистка швов, протирка кирпичей), но это уже можно сделать после пробной торжественной протопки камина. С предоставлением кому-то права первой спички…:)

Да, нужно не забыть еще позаботиться о герметизации (ваысокотемпературным силиконовым герметиком) щели вокруг трубы в верхней части кровли – ведь лишняя сырость, стекающая по трубе нам тоже ни к чему…

Пару слов о топке.
Представьте себе невысокую пивную банку (без пива…:), у которой в вертикальной плоскости срезана ее половина так, чтобы вскрытое отверстие осталось на месте. Отверсте в верхней части банки – под трубу, внизу – колосники под дрова, а пустая часть закрыта стеклянной дверцей. Получаем упрощенную модель каминной топки.

Теперь о впечатлениях от эксплуатации такого чудо-камина.
Поставлен он был в ноябре 2001 года, т.е. используется уже почти два года: зимой – дважды в неделю (по выходным), ранней весной и холодной осенью – ежедневно. Результаты такие.
Зимой в достаточно сильные морозы температуру в доме (точнее в той комнате, где стоит камин) сухими сосновыми дровами удается поднять с минус 20-30 градусов до плюс 20-30 градусов примерно за час. Причем в верней части, под потолком температура еще выше. Кстати, очень удобно ввернуть в потолок крючки, на которые подвешивать одежду для просушки…:)
Случаев неразгорания дров или отсутствия тяги не было ни одного в любую погоду. Дыма не бывает видно не только в помещении, но и из трубы над крышей (уже через 10 минут после поджигания дров). Вечером камин заканчивает свою работу и угасает вполне самостоятельно. В доме исключительно сухой и здоровый воздух, стекла окон не запотевают и не обмерзают при любой погоде.
Зимой несколько раз удавалось пожарить на углях некое подобие шашлыка и запечь картошку…:))

Справедливости ради нужно сказать, что такой камин тепло долго не держит, но такой задачи перед ним и не ставилось. Кирпичные стенки, конечно, нагреваются, но масса кирпича невелика и запас тепла – скромный. Кстати, все кирпичные поверхности при топке выдерживают прикосновение голой руки (точнее, это рука выдерживает…:)). А конвекционные потоки воздуха циркулируют между раскаленной (иногда докрасна) металлической топкой и кирпичной стенкой.

Такой камин неплохо впишется не только в летний садовый домик, но и в комнату отдыха в большой баньке. Впрочем, зимой он и в доме выполняет именно такую функцию: отдохнуть с чайком-пивком и просохнуть после парной…:)

Я не привожу здесь каких-либо подробностей и деталей, главное – общие принципы. Но на уточняющие вопросы отвечу (в форуме или письмах).

И в завершение: вот как выглядит такой камин...

Камин: ответы на вопросы

Прежде всего хотелось бы уточнить понятие "отапливать".
Первый вариант: быстрый нагрев воздуха в холодном, даже промерзшем помещении и поддержание комфортной температуры в течение нескольких часов. Для этого такой камин вполне подходящ.
Второй вариант: нагрев воздуха, пола, стен в помещении и постоянное круглосуточное поддержание комфортной температуры - для этого только камин малоэффективен, т.к. в нем нужно поддерживать пламя постоянно (а значит - и ночью тоже). В подобной ситуации у меня на ночь включается масляный радиатор.
Кроме того, для решения этой проблемы исключительно важна теплоизоляция всего дома (пола, стен, кровли, окон).

Теперь ответ на вопрос.
Поскольку зимой обогревать весь дом нет никакой необходимости, то отапливаетс только одна комната, в которой и расположен камин.
Объем этой комнаты - примерно 30 куб. метров.
От других помещений первого этажа она отделена закрытыми дверьми, а лестица, ведущая на второй этаж (практически - не утепленный), закрыта занавесом из плотной ткани. В таких условиях для нагрева комнаты зимой от -20 градусов до +30 градусов (т.е. нагрев на 50 градусов) требуется не более 1-2 часов. Разброс связан с качеством дров, которые должны быть хорошо просушенными и мелко наколотыми.

Да, конечно, стекло должно быть непременно термостойким. В том камине, о котором я рассказывал, вместо стекла использованы кварцевые трубки диаметром примерно 10-15 мм. Эти трубки вставлены в металлическую рамку в вертикальном положении. Для компенсации изменения линейных размеров между их концами и металлом оставлены зазоры.Трубки соприкасаются плотно друк к другу, щелей между ними нет. Сажа или задымление, появляющиеся иногда (от сырых дров) на внутренней стороне, при интенсивном горении выгорают, т.е. стекло самоочищается. Никакого ухода не требует. Кстати, сажа на стенках камина также выгорает до идеально чистого металла.

Вот так выглядит огонь через стекло.

Что касается вопроса: где найти. Хочу особо подчеркнуть, что подобную каминную топку сделать собственными силами из подручных материалов вряд ли возможно. И дело не только в стекле, но и в металле, который должен быть специальным жаростойким и некоррозирующим, а самое главное - в конструкции топки, имеющей свои особенности и хитрости.

Поэтому желательно такую каминную топку приобрести готовой.

Да, это очень важный вопрос. Возможно, не имеющий однозначного ответа. И дело не только в прочности пола или несущих его балок.
Есть еще одна проблема, на первый взгляд - неочевидная. Металлическая каминная топка вместе с металлической же трубой-дымоходом образуют конструкцию высотой не менее 5 метров. Причем при ее нагревании из-за линейного расширения общая длина увеличивается, а при охлаждении на морозе - уменьшается, т.е. изменения длины могут достигать примерно на 10 см. А геометрические размеры деревянного здания изменяются значительно меньше.
Вторая проблема: при глинистом грунте под фундаментом и близких грунтовых водах зимой возможно промерзание глины, приводящее к ее расширению, при котором возможны смещения вверх расположенных на ней предметов (тех же столбиков). Причем эти смещения - неравномерно рспределены по площади, т.е. возможно возникновение перекосов по высоте. Это может привести к образованию щелей, трещин, других деформаций, являющихся потенциальными источниками пожароопасности.

Если камин установлен непосредственно на полу, то он не почувствует любые премещения здания по высоте. Останется только подвижность трубы в кровле.

Если же камин развязан с фундаментом дома, то появляется вероятность его смещения по высоте относительно дома.

Как же тогда быть ?
Возможно два решения: