Конструкция печей и каминов и необходимые материалы

Самые старые печи — каменки, сложенные из природных камней. Однако очень скоро люди научились использовать глину как в качестве скрепляющего раствора, так и в качестве строительного материала, заливаемого в формы в виде массы. Эти материалы тоже хорошо держат форму. Кроме того, в ход пошли металлы, чугун и сталь. Глина — широко применяемый при строительстве печей материал. Она используется в печах как в виде обожжённых кирпичей, так и в виде связующего раствора при кладке корпуса печи.

Новый материал, недавно вошедший в практику — огнестойкая масса для заливки, из которой делают компоненты печей и каминов. Эта масса используется также в отдельных элементах кирпичных печей, таких, как арка камеры печи для выпечки хлеба, для сооружения топки и перекрывающих балок и плит. В кирпичных печах используется огнеупорный раствор, при кладке корпуса — глиняный раствор, в кладке оболочки — строительный цементный раствор.

Во избежание отложения шлака в кирпичных печах используется белый связующий цементный раствор.

Огнеупорными растворами, как правило, служат натриево-силикатные связующие средства благодаря их хорошей теплопроводности. В топках можно также использовать огнеупорную глину. В кладке корпуса печи используется глиняный раствор по причине его упругости и подходящему коэффициенту расширения. Глиняный раствор целесообразно использовать и в нижней части дымовой трубы, которая подвержена максимальному нагреву. Раньше часто использовался известково-цементный раствор, который подходит для кладки печи в качестве мягкого строительного раствора.

Общая конструкция. Срок службы печи зависит от способности топки и корпуса не растрескиваться. Прочность этих частей печи зависит от конструктивных решений Детали конструкции печи — это топочная камера, газовые каналы, корпус и оболочка. В топочных камерах наибольшей тепловой нагрузке подвергается топливник, который должен выполняться из достаточно прочного материала. В дымоходах должна быть предусмотрена чистка от сажи. В кирпичных печах в идеальном случае дымоходы могут иметь диаметр 70—80 мм.

С годами тепловое расширение вызывает большие напряжения в печи, корпус и оболочка которой должны выдерживать эти напряжения. Почти в каждой печи образуются тонкие трещинки, вызываемые тепловыми расширениями. Рельефная поверхность или выделенные швы скрадывают тонкие трещинки и делают их невидимыми на поверхности. Эти трещинки портят только внешний вид печи, не сказываясь на её работе.

При присоединении к печи металлических деталей следует помнить о различном тепловом расширении различных материалов. Например, металлические опоры следует отводить от печи, используя проволочные жгуты. В особенности достаточно много места следует оставлять для продольного теплового расширения. Дверца печки в идеале не должна оказывать нагрузку на топку. Дверца может быть прикреплена, например, к пластине, свободно стоящей между корпусом и оболочкой.

Другой замечательный способ состоит в применении чугунных крюков, которые затягиваются с помощью болтов. Часто используется также т. н. крепёж на перекладинах и крепление болтами для бетона. Оба эти вида крепежа более трудоёмки, чем первые два, о которых говорилось выше. При использовании болтов и перекладин крепление дверцы может ослабеть и в конце концов частично выйти из строя.

Основание. Кладка пени должна производиться на неподвижном каменном основании, которое следует надёжно гидро-изолировать от печи. Достаточной гидроизоляцией может служить рубероид. Если основание печи опирается прямо на земляной фундамент, то оно должно быть построено из теплоизолирующего материала, например, из керамзитовых блоков.

Печь может быть выложена на бетонной плите, уложенной на грунт, или на подвальном перекрытии, если в строительных расчётах этих компонентов учтён вес печи.

Уровень отсчёта кладки печи, как правило, примерно 50 мм от нижней поверхности чистового пола.

Детали печей. Кирпичи. В тепловом массиве печи используются обожженные кирпичи (сплошные или перфорированные). При использовании перфорированных кирпичей для повышения аккумулирования тепла отверстия в кирпичах хорошо бы заполнить послойно сухим песком. Для кладки подходят следующие кирпичи:

Кирпич финского производства:
- РТ 257x123x57 мм (сплошной кирпич)
- PRT 257x123x57 мм
- RT60 270x130x60 (внимание! при этом размеры печи немного изменятся по сравнению с теми, что представлены в инструкции)
- NRT270x130x75 мм (внимание! при этом размеры печи немного изменятся по сравнению с теми, что представлены в инструкции)
- огнеупорный кирпич 230х 114x65

Кирпич российского производства:
- Керамический или шамотный (огнеупорный) 250x120x60 мм.
- Обыкновенный красный 250x120x65 мм (одинарный) и 250x120x88 мм (полуторный).
- Стандартный камень керамический, или двойной кирпич — 250х 120x138 мм.

Для дровяных печей используют кирпич глиняный обыкновенный красный, а для газовых и каменноугольных — огнеупорный гжельский и шамотный. Не разрешается применять для кладки печей и дымоходов пустотелый, силикатный, пережжённый красный кирпич, а также взятый при разборке старых печей, пропитанный конденсатом топочных газов.

Расшифровка обозначений:
РТ = сплошной полномерный кирпич
PRT = полномерный перфорированный кирпич
RT 60 = перфорированный кирпич высотой 60 мм
NRT = перфорированный кирпич обычных размеров.

Кроме этого, можно использовать большой выбор различных формовых кирпичей, с помощью которых можно видоизменить и оживить внешний вид печи.

Глиняный раствор. Кладка кирпичей в корпусе печи производится на пластичном глиняном печном растворе.

Огнеупорные кирпичи. Кладка внутренних деталей печи, которые соприкасаются с огнём, производится огнеупорными кирпичами. В пакет поставки кирпичных заводов входят огнеупорные кирпичи, распиленные по определённым размерам, которые подходят для кладки печей по прилагаемым инструкциям. Можно также использовать специальные компоненты, выполненные из литой огнеупорной массы.

Огнеупорный раствор. Огнеупорные кирпичи кладутся с использованием огнеупорного кладочного раствора. Когда огнеупорные кирпичи используются в конструкциях, в которых примерно 10-миллиметровые швы то кладка ведётся с использованием глиняного раствора.

Колосниковые плиты. Колосниковые плиты устанавливаются в качестве основания хлебной печи поверх песочной подстилки. Их габариты 250x250x50 мм (финский стандарт).

Огнеупорная заливочная масса. При строительстве топок и поверхностей, соприкасающихся с огнем, можно использовать огнеупорную заливочную массу. При этом она может использоваться в верхушке печи, в верхней части каминной печи, в скосах над колосниками и т. п.

Чугунные детали. Чугунные дверцы, колосники, заслонки и т. п.

Металлические планки. Металлические планки используются для укрепления слоёв кирпичей. Необходимо учитывать возможный сдвиг металлических планок; для этого на края планок кладут, например, куски минеральной ваты.

Противопожарная изоляция. Противопожарная плита PAL 50 (толщина 50 мм) используется для изоляции верхней части печи. При самых тонких швах используются плиты из минеральной ваты TUL 10 (толщина 10 мм). Размеры плит 600x1200 мм (финский стандарт).

Изоляция дверцы топки от кирпичей. Вокруг дверцы топки необходимо проложить полоску минеральной ваты или огнестойкое изоляционное волокно толщиной примерно 5 мм.