Названия граней кирпича и его неполных частей
В первую очередь необходимо знать, как называются грани кирпича и его неполные части.
Обозначения граней, ребер и неполных частей кирпича
У строителей приняты следующие названия граней кирпича, обозначенные цифрами на рисунке под буквой «а»:
- тычковая грань (тычок);
- постельная грань (постель), в зависимости от положения в пространстве может быть верхней и нижней;
- ребро кирпича, иногда называют усенком;
- ложковая грань (ложок).
Дальше обозначены буквами части кирпича:
- полный кирпич;
- трехчетверка (иногда называют девяткой);
- половинка;
- четверка.
Огнеупорный кирпич, цена которого довольно высока, вообще лучше не отбивать, а резать соответствующим кругом, чтобы исключить возможность неправильного раскалывания.
Огнеупорный кирпич лучше резать, а не колоть
О толщине стенки
- Толстостенные щитки укладываются в полкирпича. Их необходимо предварительно хорошо прогревать. Когда варочная плита с отопительным щитком используется постоянно, такое его устройство целесообразно. Помимо всего прочего – толстостенные конструкции предпочтительней с точки зрения пожарной безопасности.
- Отопительный тонкостенный щиток кладется в четверть кирпича. Чтобы удовлетворить противопожарные требования, такие конструкции часто закрываются металлическими кожухами.
- Поверхность стенок можно штукатурить, облицовывать изразцовыми плитками либо, расшив стыки, оставлять без отделки. Облицовывать печь-камин с отопительным щитком следует в ходе его укладки.
- Устройства могут работать в двух режимах работы – зимнем и летнем. В первом из них конструкция нагревается полностью, во втором же частично.
Варианты отопительных печей 3 на 3 кирпича
Самый простой вариант — отопительное устройство с канальной системой распределения газов:
- Поддувало сообщается с помещением, в котором установлена конструкция.
- В топливную камеру загружаются дрова, она переходит в поддувало через колосниковую решётку.
- Горячие газы от сгорания топлива по системе каналов поднимаются к дымоходу, нагревая тело печи.
- Задвижки служат для регулирования тяги.
- Прочистные дверки — для удаления сажи из каналов.
Внешний вид печи можно усовершенствовать, установив вместо чугунной топочной дверцы прозрачную каминную, или применить в кладке кирпич разных цветов.
Недорогой и простой в исполнении вариант — кухонная плита с трехканальным отопительным щитком. Принцип действия у неё тот же, что и у отопительной конструкции, дополнением является чугунная плита, установленная прямо над топочной камерой. Прибор работает в двух режимах — летнем и зимнем.
Летний активизируется при открытой нижней заслонке — жар уходит прямым током сразу в трубу. Этот режим необходим не только в тёплое время года, но и при длительной готовке (более 2 часов). Размеры печи в основании 3х3,5 кирпича (760х880 мм), высота 22—32 ряда (1550—2500 мм).
Небольшую каменку 3х3 кирпича можно соорудить и для бани с площадью парной не более 15 м 2 . Топка ведётся из предбанника, что экономит пространство парилки. Горячий воздух из топливника движется по периметру металлического ящика для камней, контактирует непосредственно с камнями через щелевой свод.
Зачем нужен?
Отопительный щиток – это пристраиваемый к печи теплообменник, выполняемый из кирпича. Иногда его называют стояком или кожухом печи. Проходя через него, раскаленные дымовые газы нагревают стенки, которые долго держат тепло и передают его окружающему воздуху. Тепловой щиток для металлической печи повышает эффективность печи и обладает следующими достоинствами:
- Нагревает дом намного быстрее.
- Легко сделать самому.
- Позволяет печи долго хранить тепло.
Изготовление отопительного щитка для металлической печи позволяет приблизить ее параметры к печи кирпичной. Эта конструкция долгое время держит температуру, нужную для качественного обогрева помещения, позволяет экономить расход топлива. Сооружение его – лучший вариант, сочетающий в себе достоинства печи из металла и кирпичной печи.
Общее назначение отопительного щитка
Прежде чем говорить о том, как должна выполняться кладка отопительного щитка, следует более подробно описать, где этот элемент используется.
Как известно, одно из главных преимуществ стандартных варочных плит и печей-буржуек из стали и чугуна заключается в их небольших и удобных размерах (детальнее: “Печь буржуйка своими руками – варианты изготовления”). Однако есть в этом и отрицательная сторона: рабочая поверхность является совсем небольшой, что довольно неудобно.
Более того, важно помнить еще и о рабочей температуре этих приборов, которая обычно очень высока (не менее 300 °C). Ввиду большой величины данного параметра появляется серьезный риск возгорания, поэтому крайне остро стоит необходимость тщательной изоляции трубы дымохода. И если провести эту процедуру неправильно, то тепло будет уходить в больших объемах, что, безусловно, повлияет на эффективность работы оборудования
И если провести эту процедуру неправильно, то тепло будет уходить в больших объемах, что, безусловно, повлияет на эффективность работы оборудования.
Для того чтобы решить проблему теплопотери, можно воспользоваться одним из двух наиболее действенных методов:
- Направить энергию тепла, производимую в процессе сгорания топлива, для нагрева теплообменного элемента. На практике этот способ реализуется, как правило, посредством монтажа водяной отопительной системы, где теплоноситель может циркулировать либо естественным образом, либо с помощью насоса.
Но, используя данный метод, следует внимательно следить за температурой, поскольку в случае замерзания воды трубы отопительного контура просто разорвутся и вся система придет в негодность.
- Чтобы избежать этого, можно применить следующий способ: соорудить такой элемент, как кухонная плита с отопительным щитком. В этом случае продукты сгорания будят проходить по дымоходу, вмонтированному в стену из кирпича, и теплопотери значительно сократятся (про “Печь с горизонтальным дымоходом”).
Обусловлено это тем, что теплопроводность кирпича является высокой, поэтому при нагревании помещению будет гарантирован обогрев на значительное время.
Рабочая мощность такого прибора варьируется в пределах от 7 до 14 кВт. После того, как твердое топливо прогорит, тепло в помещении будет оставаться еще долго (его объем будет составлять около одного кВт).
Немного теории
Этот раздел нашей статьи необходим в связи с тем, что даже профессиональный строитель никогда не сталкивавшийся с кладкой печи может не понять некоторые специфические термины и названия элементов и деталей конструкции. Если говорить вообще о домашних мастерах самоучках, то им такой «ликбез» необходим обязательно, иначе будет непонятно, о чем идет речь. Начнем с устройства печи.
Устройство печи
Сначала разберемся с терминами и элементами устройства печи, так как, для того чтобы понять описание порядовки, их обязательно нужно знать. Перечислим детали печи и обозначим их назначение. Рисунок ниже позволит увидеть все наглядно.
Отопительная печь из кирпича порядовка
- Фундамент, служит основанием для конструкции.
- Стенки ограждают остальные элементы, их внешняя поверхность служит для передачи тепла воздуху в помещении. Также материал стен накапливает тепловую энергию, для того чтобы отдавать ее не одномоментно, пока горит огонь а постепенно, поддерживая комфортный микроклимат в помещении.
- Топка или топливник, в нем сгорает топливо, образуются горячие дымовые газы, и передается часть тепла излучением на стенки печи. Нижняя часть называется подом, верхняя сводом.
Основная деталь печи — топка
Колосник, решетка на поду через него подается воздух в зону горения и просыпается зола в зольник.
Колосниковая решетка
- Зольник или поддувало, камера под топкой для подачи воздуха на колосник и для сбора золы.
- Чистка — лючок, выходящий в дымовой канал, позволяет удалять накопившуюся в нем сажу без разборки конструкции печи.
- Дымовые каналы (дымообороты, в просторечии ходы) — по ним циркулируют горячие газы, и отдается энергия теплопередачей стенкам печи.
- Дымоход — служит для выброса отдавших большую часть своего тепла газов в атмосферу.
- Перекрыша — верхняя поверхность печи.
- Тепловоздушнуя камера — полость в объеме печи не связанная с каналами и топкой.
- Дымовая заслонка — пластина (шибер) которая перекрывает дымовой канал, почти всегда регулируемая, т. е. можно перекрывать ход для газов частично.
- Дверцы топки и поддувала.
Удобная дверца для поддувала с заслонкой для прохода воздуха
Шанцы — балки из различных материалов, используемые вместо фундамента. Если печь висит на них, то и ее нижняя поверхность может быть теплоотдающей.
Принцип действия печи
В основе лежит принцип свободного движения газов. Для циркуляции воздуха в обычной печи необходимо воздействие внешней энергии, то есть, создания принудительной тяги в трубе.
Когда газы находятся в замкнутом пространстве, при наличии постоянного источника тепла, они под собственной тяжестью разделяются – холодные оседают вниз, горячие поднимаются наверх. При этом в области высоких температур давление растет, а там, где холодно – падает и вырабатывается энергия.
Выходит, турбулентное движение возникает автоматически благодаря законам физики. Это значит, что если грамотно направить конвекционные потоки, то тепловая энергия будет переноситься самими массами газа.
При электрической подаче тепла тяговой трубы не требуется. Если печь отапливается дровами, то неизменно продукт горения должен выходить наружу.
Благодаря хитрой конструкции, он скапливается на последней стадии своего пути, оказываясь как будто под колпаком. Там он снова перегорает, до конца отдавая своё тепло, и затем уже в виде бесполезного газа выводится на улицу, не охлаждая систему. Такие печи ещё называют колпаковыми.
Основополагающая особенность газового наполнения полостей состоит в том, что, сколько бы ни было отсеков у печи, они все заполняются газом равномерно и во всех происходят одинаковые физические процессы. Создать нечто подобное при помощи тяги, принципа противотока (широко применяемого в Европе) или других конвективных способов невозможно.
Вот почему подобные печи – это инновация в системе печного отопления.
Они сами себя регулируют и, какую бы конфигурацию им ни придавали, они всегда работают по естественному принципу.
Принцип устройства печи довольно прост: нижний ярус и топливник (его еще называют очагом) объединены в единое пространство – колпак, внутри которого и происходит свободное движение горячих газов.
Самые горячие, более легкие, газы перемещаются к верхней части колпака, а «тяжелые» холодные – находятся в нижней. А между ними циркулируют газы, имеющие промежуточную температуру.
Нагретый воздух долго удерживается в печи, передавая жар стенам колпака, а остывший по специальному проходу отводится в дымоход. В колпаке температура горения очень высока. Коэффициент полезного действия подобной печи в три раза выше, чем у традиционной русской.
Оборудование и строительные материалы для возведения печи своими руками
Кирпич
В интернете встречаются источники утверждающие, что кирпич для печей и огнеупорный, это одно и то же. На самом деле общие у них лишь линейные размеры. Размеры обычного одинарного строительного кирпича составляют 250 на 125 на 65 мм., а стандартный печной имеет размер 230 на 114 на 40 мм. Иногда встречается 230 на 114 на 65 мм. В строительстве печи используют специальный качественный кирпич марки 150. Он устойчив к температурам до 800 градусов. Из него можно было бы возводить всю печь, но он быстро остывает и не годиться для полноценной печи.
Кирпич из шамота используется для прокладки каналов печи в топочной части. Он выдерживает высокие тепловые нагрузки. Его используют в шведских печах или в печах для бани. Он способен выдержать температуру до 1800 градусов, однако в домашних печах, такой температуры не бывает. Его ценят за другие качества- способность долго сохранять тепло. Строить из него все тело печи не имеет смысла, так как он очень дорогой и имеет слабую прочность.
Кирпичи для печи
Что бы отличить качественный шамотный от некачественного, существует мнение, что он должен иметь желтоватый оттенок. Но такое вычисление не правильное, так как шамот может менять окраску в зависимости от своего месторождения. Признаком качественного шамота является мелкозернистость кирпича. Другой способ проверки- проверка на звук. По кирпичу постукивают молотком. Звук должен быть звонким и четким, а не глухим. Последний способ определения качества материала является радикальным. Кирпич разбивают пополам и смотрят на излом. Качественны шамот разбивается на крупные куски.
В качестве заменителя дорогостоящего шамота, иногда в печном строительстве используют клинкерный кирпич. Он представляет собой тот де красный керамический, только обжигают его при повышенных температурах. Он обладает большей прочностью и огнеупорностью.
Белый силикатный не подходит ни для каких частей. Он не устойчив к тепловым нагрузкам и слишком сильно впитывает влагу.
Песок
В качестве песка в цементно-песчаном растворе применяют карьерный песок средней фракции. Его просеивают через сито, чтобы отсеять крупные фракции и разнообразные органические включения
Наличие дополнительных включения в данном случае очень важно. Все органические примеси будут сгорать от нагрева, из-за чего кладка даст трещины и начнет осыпаться
Раствор для кладки
Для кладки печи придется применять несколько видов раствора на основании:
- Цемента;
- Извести;
- Глины;
- Шамота.
Смесь из глины с добавлением шамота используется в топочных частях. Такой раствор выдерживает высочайшие тепловые нагрузки.
Известковую смесь применяют на фундаментную кладку или для дымохода. Этот раствор достаточно прочный, но выдерживает лишь 450 градусов по Цельсию.
Цементно-известковый еще более прочный, чем обычный известковый, но огнеупорность снижается еще больше. Применяют в фундаменте.
Цементно-песчаный раствор применяют для кладки печной трубы. Он обладает лучшими показателями прочности и устойчивости к атмосферным осадкам. Швы такого раствора не будет пропускать дым и копать в помещение и обеспечат хорошую тягу для топки.
10 основных правил по кладке дачной печи
- Кирпич, используемый для кладки, необходимо замочить в воде на 5-6 часов, чтобы он хорошо впитал влагу и не брал ее из цементного раствора.
Определившись с местом размещения печи, обязательно выполните все меры противопожарной безопасности по дальнейшей ее эксплуатации. Особенно это касается домов с деревянными перекрытиями.
Если печь планируется размещать в углу комнаты, вокруг выполните фартук из листового металла или керамической плитки.
Во время кладки следите за толщиной шва. Он должен быть 5 мм.
- Постоянно используйте горизонтальный уровень, чтобы быть уверенным в правильности кладки.
Натяните по четырем углам отвесы из ниток, чтобы печь во время кладки «не уходила» в сторону.
- Если чувствуете, что печь собрать за 1 день у вас не получается, не замешивайте сразу весь раствор.
- Фундамент под печь выполняется отдельно от основного.
- На всех этапах монтажа металлической фурнитуры, учитывайте зазор на тепловое расширение. Колосниковую решетку кладите не на раствор а в бороздки кирпичей. Она должна свободно сниматься и доставаться из печи.
- Чтобы обеспечить хорошую тягу и исключить образование конденсата выполните короткий путь выхода газа (летний ход). Через этот путь газы попадают в дымоход. После того, как печь хорошо разгорится, заслонку закрывают и она «работает» не на отопление, а позволяет приготовить пищу.
- Каждый ряд начинайте вести с угла.
Колпаковая модель печи, сравнение
Колпаковая печь как модель известна давно, и в печах кузнецова используется та же схема — внутренняя полость печи устроена таким образом, чтобы топочных газ перемещался свободно. Но одновременно организован и пиролиз, и в результате топливо сгорает до мельчайших частиц.
Если рассматривать как пример двухколпаковую печь Кузнецова, то пиролизный процесс, причем саморегулирующийся, идет сразу под первым колпаком. Схема «регулировки» такова: как только горючее в топливной камере разгорается сильнее, заполняющий колпак топочный газ двигается книзу. Сдерживаемый колпаком газ не может уйти кверху, и не просто увеличивается в объеме, а становится плотнее и давит всей массой на огонь, который при этом не может не терять часть интенсивности. В результате процесс горении стихает до определенного значения, и давление газов ослабевает, затем весь процесс повторяется.
По мнению специалистов, в идеале двухколпаковые печки должны иметь круглое сечение. Тогда вторым колпаком будет служить наружный свод, или стенка агрегата, где будут нейтрализоваться генераторные газы — угарный газ СО и окиси азота. В дымоходную трубу при этом будет выходить только водяной пар и углекислый газ. Но при этом круглое сечение печи создает некоторые проблемы при возведении и эксплуатации:
- Чистка круглой печки — неудобна, это отмечают владельцы таких печей
- Дверцы смонтировать сложнее, чем в плоской стенке
В результате поступают практичнее — соединяют оба колпака дымоходом, установив их друг над другом. КПД при этом будет меньше, порядка на 2-3%. при желании интегрировать печку в отопительную водяную систему дома или иметь горячую воду от печи — проточные теплообменники устанавливают под вторым колпаком, а не под первым, который дает основной выход тепловой энергии. второй свод имеет температуру нагрева всего от 300 до 400 градусов, поэтому теплообменник выбирается сравнительно попроще, в том числе и по материалу. кроме того, под вторым сводом не будет сажевых наслоений, и металл встроенного теплообменника прослужит дольше.
Модификаций печей Кузнецова разработано очень много — причем не исключительно домовые печи для обогрева жилья. Имеется целый ряд моделей для бань, печки с лежанками. Отдельное место занимает популярная линейка отопительно-варочный печей. Но по принципу внутреннего устройства — все варианты сходны.
Некоторые нюансы по возведению печи Кузнецова:
- Тело печи возводят из красного печного кирпича, марка не ниже М150
- Для топочного отдела необходим жаростойкий и огнестойкий кирпич, практически единственный вариант — шамот. Марка Ш-5; Шб-8, размеры не имеют особого значения, поскольку топка конструкционно не связана с телом печи
- Вся конструкция топки должна быть отделена от тела печи, вариант — плавающая конструкция. Причем не просто отсутствует перевязка печных и шамотных кирпичей, а оба модуля принципиально отделены — недопустимы никакие крепежи, выступы или опорные части. Раствора между шамотной кладкой и печным кирпичом также быть не должно, а только компенсационные зазоры, заполняемые жаростойким материалом (базальтовый, каолиновый или другие виды картона или ваты). Причина — слишком большая разница характеристик теплоемкости и линейного теплового расширения шамота и керамики. Усилия и деформации в зоне контакта нагретого до высоких температур шамотного и керамического кирпича настолько велики, что приводят к разрывам в кладке стен печки. Разделение и устройство по плавающему принципу эту проблему решает.
Небольшой минус колпаковых печей — при уменьшении их объема немного снижается и КПД, даже при выборе идеальной формы печки — круглой в сечении. В небольших комнатах устанавливают обычно небольшие печи, поэтому некоторое снижение эффективности неизбежно. Интересная альтернатива изготовить печь Кузнецова из металла пока не имеет достойного воплощения в жизнь. Конструкция и форма кузнецовки никак не обуславливает напряжений сдвига, и это только один довод в пользу сварного металлического корпуса печи. Стоимость материала, конечно, слега пугает, но более дешевый чугун невозможен по причине массивности и хрупкости, в том числе и некоторой тепловой хрупкости.
Модель кузнецовки из стального листа, окрашенная порошковой краской — перспектива заманчивая, но и технические проблемы имеются, и одна из них — сложности выполнения эффективной футеровки сводов небольших печек. А первый колпак кузнецовки имеет под сводом очень высокие температуры, топочные газы слишком сильно раскалены и без футеровки металл долго не выдержит. Таким образом, кирпич для моделей печей Кузнецова пока не имеет конкуренции.
Примеры конструкций
На рис.ниже дана порядовка простой грубки для сезонной дачи или временно обитаемого дома. Особенность – минимальное использование шамотного кирпича (выделен фактурным заполнением), без чего в грубе, вообще говоря, обойтись трудно, и ниша над варочной поверхностью. В холодное время она ускоряет готовку, а, если снаружи уже достаточно тепло, не позволяет печке перегревать комнату за время приготовления пищи.
Порядовка простой дачной печи-грубы
На след. рис. – порядовка одноконфорочной грубы тоже компактной и легкой, но посложнее, с комбинированной системой каналов. Это вариант более для охотничьего домика или дачи, на которой зимой проводят выходные.
Порядовка отопительно-варочной печи-грубы для регулярного пользования
Далее на рис. – порядовка домовой отопительно-варочной грубы с переключением на зимний и летний ход (двухходовой). Печка эта довольно сложна, но достаточно экономична и на зимнем, и на летнем ходу. Вариант для постоянно обитаемой дачи или однокомнатного дома.
Порядовка домовой отопительно-варочной печи-грубы с зимним и летним ходом
На след. рис. – порядовка и чертежи отопительной грубы – каминопечи (топочная дверца может быть стеклянной) для дома из 2-3 комнат. В 2-комнатном эта груба ставится в простенке, а в 3-комнатном – фасадом в гостиную и тылом в 2 смежные с ней комнаты; перегородка между ними приходится на тыльную сторону (задник) печи. Согласитесь, 650 кирпичей на отопительную печь для 3-комнатного дома, это немного.
Порядовка отопительной печи-грубы для 2-3 комнатного дома
Теперь – на рис. ниже схема и порядовка грубы с лежанкой: варочная часть в кухне/прихожей с санузлом; лежаночная – в жилой комнате. Это уже весьма сложная конструкция для опытного печника. Для топки в теплое время лежанку накрывают периной и т.п., чтобы комната не перегревалась, но тогда окна в кухне/прихожей придется держать нараспашку, т.к. переключения на летний ход не предусмотрено.
Схема и порядовка отопительно-варочной печи-грубы с лежанкой
И, наконец – груба, так сказать, высшего пилотажа, см. рис. ниже: для дома с отапливаемой мансардой, где располагается дополнительный щиток с шахматными каналами (на врезке внизу справа). Эта печь тоже может быть печью-камином, если дверцу топки взять стеклянную. Она 2-ходовая; ЗЛХ на чертежах – задвижка летнего хода.
Порядовки 2-этажной отопительной печи-грубы для дома с отапливаемой мансардой
О дымоходах
Дымоход для грубы должен удовлетворять всем правилам пожарной безопасности. Здесь нужно только заметить, что лучший дымоход для грубы – сэндвичевый, т.к. он также не требует дополнительных капитальных строительных работ.
Как сложить самую простую печь из кирпича?
Для начала нужно решить, что вы хотите получить от будущей печки. Если вам нужно только отапливать комнаты, а для приготовления еды вы пользуетесь баллонным газом или электричеством, то выбирайте вариант без плиты и духовки. Тот, кто любит мягкое целебное тепло, выбирает вариант с лежанкой.
Для регулярной тепловой обработки большого количества продуктов и кормов для домашних животных простейшая печь с варочной поверхностью будет в самый раз.
Мы рассмотрим три примера печей с пошаговым руководством по их кладке:
Простую прямоточную; С варочной плитой; Отопительную.
Скажем сразу, что от простой конструкции, лишенной газовых оборотов, ждать высокой теплоотдачи нельзя. По этой причине такие печи ставят в гаражах и других небольших помещениях площадью не более 16 м2.
Мы рассмотрим этот вариант для того, чтобы новички получили первый несложный урок практической кладки.
Прямоточная отопительная конструкция рассчитана на обогрев небольшой комнаты
Под такую печку не нужен мощный фундамент. Отсыпав крупную щебенку слоем в 15-20 см, залив ее цементным раствором и выровняв поверхность по уровню, через пару дней можно приступать к кладке.
Размеры печи в плане: ширина 2 кирпича (51 см), глубина 2,5 кирпича (64 см). Поскольку поддувальной камеры в ней нет, то отверстия для поступления воздуха сверлят прямо в топочной дверке.
Шестой ряд перекрывает дверку топочной камеры. Вид сверху помогает лучше понять способ раскладки кирпича.
Порядовки у такой конструкции несложные. Главное условие во время работы – соблюдать перевязку швов так, чтобы верхний кирпич закрывал шов между двумя нижними.
На восьмом ряду топливник зауживают, используя для этого половинки и «трехчетвертки» — ¾ от целого кирпича. Выход из топки таким образом получается сечением в 1 кирпич (125х250 мм).
Следующий ряд (девятый) выкладывают так же как седьмой, используя целый кирпич.
После этого ярус кирпича ставят на ребро заподлицо с внутренней гранью нижнего ряда. Новый ярус кладут плашмя, используя два целых кирпича и четыре «трехчетвертки». Таким способом дымовой канал снова зауживают для того, чтобы задержать газы и поднять теплоотдачу.
На следующем ярусе камни кладут на ребро. Посередине дымового канала ставят кирпич. Таким способом печь поднимают еще на пять рядов (один ярус на ребро и кирпич посередине, другой ярус плашмя).
Остальные четыре яруса кладут плашмя. Последними двумя рядами кладки дымовой канал зауживают до размера 12х12 см (полкирпича). На этом уровне в печь ставят дымовую задвижку. Сверху в нее вставляют стальную трубу.
