Камин – древнейшее изобретение человечества, простое и гениальное. И оставшееся загадкой: зачем нужен камин с открытой топкой, ведь этот агрегат греет весьма условно – КПД всего-навсего 20%! А топливо сейчас обходится не так уж дешево.
Но загадка остается загадкой – ведь и в нашей современности камины продолжают строить в домах и коттеджах, несмотря на то, что экономичных отопительных агрегатов и систем, имеющих высокий КПД, разработано в изобилии. Мало того, в квартирах многоэтажных домов, где сооружение и топка настоящего камина невозможны по определению – люди делают себе фальш-камины с имитацией живого пламени, или покупают биокамины, хотя биотопливо на основе этилового спирта обходится еще дороже, чем дрова и уголь.
Когда есть возможность иметь в жилище настоящий камин с живым огнем, владельцы дач и коттеджей, как правило, им обзаводятся. И часто строят камины своими руками. Имея грамотные схемы и понимание основ печного дела, постройку камина не так уж сложно воплотить в жизнь. В случае, если базы технических знаний и навыков нет, разумнее будет обратиться к специалистам. Или, если есть желание разбираться во всех нюансах и строить своими руками, можно разбираться технически и консультироваться у мастеров-печников. Многие, но не все схемы и руководства, которые доступны в инете – выполнены ответственно, и строить без помощи профессионалов, не имея опыта, неразумно. И ни один специалист не будет давать заочных рекомендаций и оказывать подобные медвежьи услуги – с каждым камином нужно решать индивидуально, в зависимости от конструкций здания, габаритов и планировки помещения, в котором будет устроен камин, расположения окон и дверей и схемы действующей вентиляции. Камин должен удовлетворять простым требованиям – не дымить в комнату и как можно лучше прогревать воздух, но добиться этого бывает не так просто.
Кроме того, есть еще важный момент - к конструкциям и привязке каминов и их дымоходов пожарные нормы предъявляют очень строгие требования по безопасности – касательно всех жилых домов. Но особо жесток подход к жилищам, имеющим деревянные конструкции.
Устройство камина и его работа
Если не усложнять, то камин – это обыкновенная печь. В камине сжигают твердое топливо, как правило, это не уголь и брикеты, а дрова. Хотя имеются варианты и на жидком топливе, и на гранулах, антраците и торфе, но чаще всего сжигают дерево. Возможны камины с закрытой топкой, они более экономичны. Но строят камины в основном для того, чтобы тепло живого огня было доступно как есть, открытым. А если камера сгорания открыта, то кислород, поддерживающий горение, должен поступать в топочный отдел из комнаты, где камин расположен. Следовательно, в этой комнате должна быть вентиляция с притоком и вытяжкой, то есть организованный воздухообмен, направление которого согласуется с правильной каминной тягой.
Основные элементы конструкции камина – это топочный отдел и дымоотводная труба. Сооружение этих элементов ведут по определенным правилам, от точного выполнения которых зависит эффективная и безопасная работа камина. Особо важен и сложен не топочный отдел, а дымоход. В частности, его элемент, называемый газовым порогом. Этот отвод, или колено трубы, выполняет несколько задач:
- Сдерживание перепадов воздушных потоков
- Задержка всех атмосферных осадков – снег и дождь не должны попадать внутрь камина
- Барьерная преграда для искр, чтобы они не выбрасывались наружу
- Камера осаждения золы. Чистка каминных дымоходов примерно один раз в году обязательна, поскольку зола, забивающая колено газового порога, уменьшает его сечение и тем самым понижает каминную тягу. А следствие – дымовые и угарные газы отводятся хуже
Первые основные проблемы у начинающих мастеров появляются с сооружением колена газового порога. Но и устройство топки имеет нюансы. Нагрев тела камина при горении дровяного, угольного или торфяного топлива неравномерный, по законам физики. Основной поток тепловой энергии – приходится на заднюю стенку, находящуюся напротив топливного отдела. Бока камина прогреваются намного слабее. В целях создания теплового равновесия схемы каминов разрабатывают так, чтобы топка была не очень глубока, но достаточной ширины.
Некоторые нюансы по устройству камина:
- Основа успеха – грамотный проект камина, с конструкцией и привязкой. При устройстве камина своими руками выбирать проект из открытых источников следует ответственно, и консультироваться со специалистами
- Камины складывают из разнообразных стройматериалов, но проще и надежней всего делать кладку из печного кирпича с облицовкой
- Камины различаются по типу камер сгорания – открытых или закрытых. Закрытая топка – это экономичность по топливу, хороший обогрев помещения и лучший вариант с точки зрения безопасности. Но выбирают камины, как правило, именно с целью наблюдать открытое пламя, одновременно украшая интерьер. Поэтому и выбор однозначен – открытая топка
Тип камина выбирается в зависимости от его расположения в комнате:
- Угловые камины возводятся в углах комнат
- Отдельно стоящие камины могут быть в центре комнаты или в любом месте – как элементы интерьера
- Встроенные камины устанавливают в специальные каминные ниши
- Камины стеновые – пристроенные к стенам здания
Устройство каминов против стен, в которых имеются окна, недопустимо. При открывании окон или частичной их разгерметизации возникает сильная тяга и все тепло будет уноситься в дымоход, а КПД отопительного агрегата станет нулевым.
Размеры камина
От габаритов камина будет зависеть и безопасная эксплуатация, и эффективность его работы. На назначение размеров влияет в первую очередь планировка и размер помещения, в котором будет возводиться камин. Но несколько стандартных правил следует учитывать независимо от размеров комнаты:
- Глубина и высота топливной камеры соотносятся как 2/3, то есть глубина = 2/3 высоты
Чем больше глубина топливника, тем меньше камин будет отдавать тепловой энергии в помещение, и больше в трубу. Чем меньше глубина топливника, тем больше дыма будет попадать из камина в комнату. Поэтому все возможные варианты должны укладываться в данную пропорцию
- Высота = 2/3 ширины
- Площадь сечения дымоходной трубы относится к площади топливной камеры в пределах 1/8 – 1/15
- Отношение площади топочного отверстия и площади помещения = 1/50
Оптимальное сечение и длину дымохода можно просчитать исходя из размеров топливного отверстия. Но поскольку дымоход и его работа имеют особое значение для безопасности жизни и здоровья жильцов, эти расчеты, если нет опыта, следует доверить профессионалам. Опрокидывание тяги – возможно по разным причинам, а обратная тяга слишком опасна, она может привести к отравлению окисью углерода (бесцветный угарный газ, не имеющий запаха и вкуса, но смертельно опасный).
Размеры камина должны удовлетворять приведенным пропорциям, но они зависят также и от размеров блочного материала, из которого будет выкладываться камин. Кроме того, размеры сечения дымоходов также зависят от материала и отделки внутренней поверхности дымоходной трубы – если стенки шероховатые, то сечение принимается несколько большим, чем в случае гладких стенок.
Габариты порталов рассчитывают исходя из габаритов топливных камер, но начинается расчет с определения площади топочного отверстия, которое должно равняться 0,02 от площади комнаты.
В конструкции камина важно, каким образом закладываются и сжигаются дрова, уголь или другое топливо: уложенными на под топливника, или на колосниковую решетку, или же в металлическую корзину. Если под плоский и дрова сгорают на нем, то при сравнении колосниковых и подовых топок одинаковых размеров большую эффективность имеют топки с колосниками, поскольку обеспечивают дополнительный приточный воздух снизу. Конструируя камин с колосниковой топкой, достигают уменьшения размеров топливной камеры без снижения теплоотдачи.
Камин в доме при работе тесно связан с воздухообменом, поскольку создает дополнительную тягу, которую просчитывают заранее как составляющую проекта. Устройством камина грамотные техники и печники решают проблемы вентиляции из соседних комнат и даже из подвалов, получая в итоге двойную пользу – без дополнительных затрат, материалов и оборудования оптимизируя вентиляцию в здании:
- При заборе воздуха из подвала, имеющего приточные отверстия с улицы, выполняется задача его вентиляции
- При заборе воздуха из соседних помещений комната с камином прогревается намного быстрее, поскольку разрежения в каминной не создается, и холодный воздух с улицы не поступает. В итоге при минимуме топок можно быстро прогреть комнату и поддерживать в ней комфортный микроклимат
- Когда требуется вентиляция каминной, перекрывают забор воздуха извне – из соседних комнат. Тяга становится другой – воздух идет из комнаты прямо в камин, создавая воздухообмен. Вытяжкой при этом отчасти работает камин
Применение камина для вентиляции дома известно с древности. Грамотно устроенный камин может и вентилировать, и просушивать комнату на даче в короткое время, в этом смысле ни один отопительный прибор не может составить камину конкуренцию. Живые камины не зря используют в комнатах, где нет и не может быть постоянного центрального отопления
Основные материалы для каминов:
При наличии готового проекта камина, в котором можно быть уверенным, следующий этап – определиться с потребностью в материалах. Если камин будет строиться из кирпича, то для правильного обсчета следует знать правило, по которому считают кирпичи мастера-печники – и половинка и четвертинка кирпича идет в расчет, как целый кирпич.
- Песок для камина необходим чистый, карьерный или лесной, средней фракции. «скругленный» речной песок одобряют не все печники, считается, что он не даст в растворе достаточного сцепления швов с кладкой. Промывают песок на ситах из шланга, затем просушивают.
- Глина – основной компонент раствора. Важно, что глина применяется не всякая, а только специальная печная. Можно покупать готовую печную глину и сухую растворную сбалансированную смесь. Если раствор делается собственноручно, то предпочтительно применение синей кембрийской глины (она не обязательно голубого и синего цвета, бывает и оранжевая), мертеля и белой каолиновой глины. Возможны и приветствуются добавки шамотного порошка. Огромное значение имеет жирность конкретной используемой глины на подбор пропорции раствора, который во многом делается эмпирически, путем проб и ошибок. Чем жирнее глины, тем больше нужно включать в состав песка. Вопросы о глинах для печных растворов сложные и неоднозначно решаются печниками, есть разные мнения. Возможно, разногласия имеют исток в разнице минеральных составов и свойств глин в разных местностях. Но есть простой выход – приобрести адаптированную каминную смесь для кладки.
Часто в рецепты растворов для печной и каминной кладки входит портландцемент. При использовании раствора, приготовленного на чистом цементе и песке швы выполненной кладки, вероятнее всего, растрескаются при нагреве, но добавка в глиняный раствор ПЦ400 в количестве 1/4-1/5 от объема сухой смеси упрочняет и пластифицирует раствор. Также для придания пластичности и предотвращения растрескивания многие мастера добавляют в печные растворы поваренную соль из расчета один стакан на ведро воды.
- Для устройства фундамента требуются материалы для бетона: щебень или гравий в качестве крупного заполнителя, крупный песок, портландцемент марки ПЦ400 или ПЦ500 (быстротвердеющий), арматурная сталь для каркаса. Камин из кирпича является тяжелым сооружением, и армирование фундамента выполняется объемными каркасами, но не плоскими каркасами и сетками. Сечение арматуры будет достаточно, если применить стержни диаметром 8; 10 мм.
- Для камина потребуются колосниковая решетка (если так решен проект), заслонки для дымовой трубы, металлические детали и элементы по дизайну и оборудование, включая кочергу.
- Материалы для отделки. Облицовки из плиток, шамота или натурального камня, майолика или оригинальные отделки морским или речным камнем выполняются в последнюю очередь, когда камин и дымоход полностью готовы. Единственное исключение – изразцовые отделки, которые и проектируются, и возводятся параллельно с устройством камина и требуют дополнительно специальных крепежных деталей (скобы, штыри или костыли, обвязочная проволока).