Технология возведения печей

Правила кладки

Перед началом кладки печи уточняют правильность ее расположения. Для этого насухо выкладывают первый ряд печи и на него – один ряд насадной дымовой трубы согласно порядовкам. Если опущенные с потолка отвесы подтверждают, что расстояние от внутренней поверхности стенки трубы до деревянных балок перекрытий составляет 430 мм (по пожарным требованиям – 380 мм), печь расположена верно. Нормативный противопожарный зазор полезно увеличивать на 50 мм, чтобы заполнить его несгораемым изоляционным материалом, предохраняющим балки от нагревания. При устройстве крыши необходимо соблюсти расстояние не менее 130 мм до стропил и обрешетки от наружной поверхности трубы.

Прямоугольность кладки печей проверяют по деревянному шаблону либо сравнением диагоналей (разница не должна превышать 5 мм).

Процесс кладки печи начинается с предварительной раскладки ряда без раствора. Затем кирпичи смачивают водой, настилают и разравнивают раствор, после чего укладывают кирпичи первого ряда, прижимая каждый последующий к предыдущему. Подбирая кирпичи, каждый ряд сначала выкладывают насухо, обращая внимание на равенство высоты кирпичей одного ряда и горизонтальность рядов. При необходимости отдельные кирпичи заменяют, притесывают молотком-кирочкой или стачивают наждачным бруском.

Кладку начинают с угловых кирпичей, затем выкладывают наружный ряд и после этого – середину. Стесанные поверхности кирпичей должны быть обращены наружу или закрыты кладкой.

Перед укладкой кирпич необходимо выдержать в воде, до окончания выделения из него пузырьков воздуха (обычно около 10 секунд), а огнеупорный кирпич смачивают слегка. Раствор накладывают и расстилают кельмой, но можно и рукой, следя за тем, чтобы все горизонтальные и вертикальные швы были заполнены, при этом их толщина не должна превышать 5 мм, а для кладки из огнеупорного кирпича – 3 мм.

Кладку ведут правой рукой с помощью кельмы, настилая раствор и разравнивая его, а левой рукой укладывают предварительно выдержанный в воде или смоченный кирпич, прижимают его к предыдущему, а излишки раствора с боков стенки удаляют кельмой или рукой, стряхивая их обратно в ящик. При неудачной посадке кирпич снимают, очищают от раствора, слегка смачивают в воде, очищают постель, кладут новый слой раствора и вновь устанавливают его, тщательно следя за толщиной и заполнением горизонтальных и вертикальных швов. Ряды кладки при использовании стоек-порядовок проверяют правилом с боковых и верхних сторон, а при необходимости осаживают с помощью правила и молотка. Перевязка швов обязательна в каждом ряду на ¹/₂ кирпича, в крайнем случае – на ¹/₄ кирпича (рис. 20.2).

Если кладку печи ведут без порядовок, то каждый выложенный ряд необходимо проверять на горизонтальность с помощью правила и уложенного на него строительного уровня. Прямоугольность проверяют по диагонали шнуром или деревянным шаблоном, а стенки и углы на вертикальность – отвесом или правилом длиной 1,2–1,5 м и строительным уровнем.

Для облегчения работы и повышения качества кладки, а также при недостатке опыта по углам печи устанавливают деревянные либо металлические уголки с нанесением рисок на толщину кирпича с раствором (70 мм). Их тщательно выверяют по вертикали строительным уровнем или отвесом и надежно крепят к полу и потолку (обычно при помощи клиньев).

Деревянный уголок (стойку-порядовку) выполняют из двух струганых досок шириной 60–80 мм, толщиной 15–20 мм, сбитых гвоздями через 300–400 мм строго под прямым углом.

В дачных домах наиболее распространены отопительные печи с толщиной стенки 120 мм (т. е. ¹/₂ кирпича), поэтому в процессе кладки при подгонке приходится часто колоть кирпич. Для этого его берут в левую руку и острием молотка-кирки делают насечку в месте переруба, а затем сильным ударом молотка по месту насечки перерубают. При необходимости таким же образом кирпич раскалывают вдоль.

Для отески кирпич держат левой рукой, установив его на табуретку или козелок, а плоскость, подлежащую отеске, направляют в сторону правой руки. Отесывать кирпич начинают сверху, нанося несильные удары острым концом молотка-кирки вниз на себя.

Перекрытие  небольших по ширине топливников  и других пролетов печи выполняют путем выпуска кирпичей с боковых стенок, а при пролете более 250 мм кладку ведут «в замок» (наподобие свода), стесывая кирпич, а при применении ровного кирпича устраивают пяту.

Колосниковые решетки  устанавливают в четверти без раствора согласно порядовке печи, обычно ниже уровня топочного отверстия не менее чем на один ряд кладки (т. е. 70 мм), прорезями вдоль топливника и уклоном к топочной дверце на 20–30 мм. При этом четверти для решетки делают на 5 мм больше длины и ширины. Надо помнить, что при отсутствии зазоров или при заполнении их вместо среднезернистого песка глиняным раствором решетка, нагреваясь, удлиняется, разрушая кладку.

Рамки топочных дверок  закрепляют при помощи наклепанных на рамку лапок (полосок стали сечением 20×2–3 мм) по две с каждой вертикальной стороны. В процессе кладки лапки заводят за внутреннюю грань стенки на 100–120 мм, плотно прижимая к кирпичу. Реже их наклепывают к горизонтальным сторонам рамки (сверху и снизу) и заводят в шов кладки на длину 120 мм на растворе. Перед установкой рамку печной дверки оборачивают асбестовым шнуром диаметром 5 мм, смоченным по периметру рамки водой. Лапки могут быть заменены жгутами из 3–4 отожженных проволок диаметром 1,5–2 мм.

Поддувальные и прочистные дверки,  а также духовые шкафы закрепляют в кладке проволокой диаметром 2 мм. Поддувальные дверки можно устанавливать без зазора на растворе, а прочистные дверки, духовые шкафы также обворачивают асбестовым шнуром диаметром 5 мм, смоченным водой по периметру рамок.

Со стороны топки стенку духового шкафа  облицовывают кирпичом на ребро, а сверху обмазывают глиняным раствором толщиной 5-10 мм, а при толщине стенок шкафа 2–2,5 мм их защита не обязательна.

Задвижки  устанавливают согласно порядовкам печей на глиняном растворе, в заранее вытесанные в кирпиче пазы, без зазоров, обычно на расстоянии не более 2,2 м от уровня пола, со стороны, где расположена топочная дверца. По мере выполнения 4–5 рядов кладки каналы и топливник швабруют мокрой грубой тряпкой и тщательно протирают насухо.

Окончив кладку печи, очищают все каналы и топливник от раствора.

Просушка печи

Для долговечности печи соблюдение режима просушки не менее важно, чем качество кладки, т. к. ускорение просушки приведет к появлению трещин в швах.

Сложив печь, следует открыть все дверки, задвижки и в таком положении ее выдерживать 7-10 дней, а затем в течение 3–5 дней печь протапливают 2 раза в день по 30–40 минут. Вначале закладывают 20 % нормы сухих березовых дров, а потом постепенно норму увеличивают. При этом должны быть открыты все задвижки, поддувальные и топочные дверки. Температура внешней стенки не должна превышать 50–55 °C (приложенная к стенке ладонь руки должна ощущать тепло, но не жар).

Необходимо также позаботиться и о вентиляции помещения. Просушка считается законченной, если на наружной поверхности печи не остается мокрых мест, а на нижней стороне прикрытой задвижки – следов влаги. Только после этого приступают к обычной топке.

Отделка отопительных печей

Оштукатуривание печи

Оштукатуривание выполняется после окончательной просушки и осадки печи. Швы кладки расчищают на глубину 5-10 мм.

Раствор будет лучше держаться, если его наносить на металлическую сетку с ячейками 20×20 мм, которую закрепляют на поверхности с помощью сдвоенных концов проволоки диаметром 2–2,5 мм, заложенной в швы при кладке на расстоянии 120 мм по горизонтали и через 3 ряда по высоте либо гвоздями, забиваемыми в швы кладки на 50 мм.

В глинопесчаный раствор состава 1:1,5–2 по объему может быть добавлен цемент М300 (0,34) или известь (1,4). Раствор наносят на горячую смоченную водой поверхность двумя слоями: первый – жидкий, сметанообразный, а после его схватывания – второй, более густой. Толщина каждого слоя 5–6 мм, а общая толщина штукатурки 10–15 мм. После нанесения второго слоя поверхность выравнивают, а после его схватывания – затирают. Если на высохшей штукатурке появятся трещины, их смачивают водой, замазывают раствором и затирают.

Окрашивание печи

После полного высыхания штукатурки печь окрашивают известковыми, клеевыми (меловыми) или водоэмульсионными красками.

Окраску печи выполняют за два раза: сначала краску наносят поперек стенки, а после высыхания первого слоя – вдоль стенки, в направлении от пола к потолку. Чем ровнее и более тонким слоем наносится краска, тем лучше и чище окрашенная поверхность.

Известковый окрасочный состав можно приготовить, загасив известь, лучше всего кипелку, тройным по массе количеством воды, а затем добавить 8-10 г поваренной соли на 1 л состава. Полученный состав слегка подсинивают, добавляя в раствор предварительно разведенную синьку (ультрамарин), 2–3 г сухого вещества на 1 л раствора. После приготовления состав следует процедить через слой марли или частое сито.

Не пачкающуюся клеевую краску можно приготовить, размешав 1–1,5 кг мела в 1,5 л воды и добавить 1,5 л молока. Затем после перемешивания смесь нагреть до 70–75 °C (но не до кипения), ввести предварительно растворенные в воде и подогретые 60 г сухого столярного клея, растворенного в 0,8 л воды с добавлением 50 г хозяйственного мыла. В полученный состав добавляют 6–8 г синьки (ультрамарина), предварительно разведенной в 0,1 л воды. После приготовления состав процеживают. Окрашивают печь теплым раствором за два раза.

Насадные дымовые трубы

Противопожарные требования

Поперечные сечения каналов кирпичных насадных дымовых труб выкладывают кратными размерам кирпича и толщиной стенок не менее ¹/₂ кирпича. Каналы дымовой трубы должны идти вертикально. Устройство горизонтальных каналов (боровов) на уровне чердачного перекрытия по требованиям пожарной безопасности не допускается.

Внутреннее сечение дымовых труб принимают в зависимости от мощности отопительных печей. При теплоотдаче до 3500 Вт (3000 ккал/ч) внутреннее сечение трубы принимают ¹/₂×¹/₂ кирпича (т. е. 140×140 мм), при 3500–5500 Вт (4740 ккал/ч) – ¹/₂×1 кирпич (140×260 мм) (рис. 20.3).

Отопительные печи работают за счет естественной тяги, которая образуется благодаря разнице давления холодного наружного воздуха и горячих дымовых газов в печи и дымовой трубе. Разность температур дымовых газов и наружного воздуха больше разности их давлений, что способствует возникновению тяги в дымоходе.

Наличие тяги в топливнике печи и дымовой трубе определяют с помощью горящей спички или бумаги, поднесенной к топочной дверке или прочистке. При сильной тяге пламя резко наклоняется в сторону топливника и спичка обычно гаснет. Если пламя спички наклонено в сторону топливника, но не гаснет, – тяга нормальная.

Сила тяги зависит от размеров сечения каналов, их длины, количества поворотов и качества кладки: поверхность каналов должна быть как можно более гладкой. На силу тяги оказывают влияние высота дымовой трубы и ее расположение на крыше.

Дымовую трубу обычно выводят выше конька крыши на 0,5 м, при расположении ее в плане не далее 1,5 м от конька. При расположении трубы на 1,5–3,0 м от конька ее выводят до уровня конька крыши, при этом высота трубы должна быть не менее 5 м, считая от колосниковой решетки до устья.

Расстояние от внутренней поверхности дымового канала насадной трубы до сгораемых конструкций следует принимать не менее 38 см (1,5 кирпича) (рис. 20.4). Допускается уменьшить это расстояние до 25 см (1 кирпич) с обязательным устройством дополнительной защиты из минеральных огнезащитных плит «Промат», «Минерит ЛВ» и др. Расстояние от наружной поверхности трубы до стропил и обрешетки должно быть не менее 13 см.

Расстояние от перекрытия отопительной печи до потолка должно быть 350 мм при сгораемой, не защищенной от возгорания конструкции дома, и 250 мм – при защищенной от возгорания конструкции.

При кровле дома из сгораемых материалов на дымовой трубе следует установить искроуловитель в виде рамки, затянутой металлической сеткой с отверстиями в свету от 3×3 до 5×5 мм из проволоки диаметром 2–3 мм.

Для предохранения верха трубы от атмосферных осадков, проникновения влаги внутрь канала и улучшения тяги при ветреной погоде устанавливают колпак из оцинкованной кровельной стали со скошенными гранями.

Кладка насадных дымовых труб отопительных печей

Насадная дымовая труба является продолжением отопительной печи, т. к. она устанавливается на ее перекрытии и выходит сквозь чердачное перекрытие и крышу. Кладку трубы ведут на том же растворе, что и печь. В месте перехода трубы через чердачное деревянное перекрытие устраивают горизонтальную разделку – «распушку» – уширение стенок, а при выходе на крышу – утолщение «выдру», которое обеспечивает необходимую пожарную безопасность при эксплуатации печи. Как уже отмечалось, стенки дымовой трубы из кирпича должны иметь толщину не менее 120 мм (¹/₂ кирпича).

Дымовую трубу кладут из хорошо обожженного красного глиняного кирпича пластического прессования на глиняном или глиноизвестковом растворе. Толщина горизонтальных швов не должна превышать 5 мм, вертикальных – 6 мм. Швы необходимо тщательно заполнять раствором.

«Распушку» и дымовую трубу кладут одновременно с перевязкой швов и расширением наружной стенки канала, а внутренний канал – без изменения в сечении. Достигается это напуском наружной кладки на ¹/₄ кирпича в каждом ряду. Кладка разделки показана на рис. 20.5.

Кирпичную кладку разделки можно заменить железобетонной плитой с отверстием 140×140 мм (т. е. по сечению канала).

Плиту изготавливают заранее в деревянной опалубке из бетона состава 1:2:3,5 (цемент М300:песок: мелкий щебень или гравий, можно кирпичный) по объему и армируют вязаной металлической сеткой из гладких стержней диаметром 6–8 мм с квадратными ячейками сечением 50-100 мм. Сетку располагают по верху плиты с защитным слоем бетона 25 мм. Толщина плиты 65 либо 135 мм. Внутреннюю поверхность отверстия канала в плите облицовывают кирпичом на толщину около 65 мм, который укладывают в опалубку до бетонирования (рис. 20.6).

Для повышения качества кладки при возведении дымовых труб применяют опалубку-шаблон, которая представляет собой четыре оструганные доски толщиной 16–20 мм, сбитые в короб размером по сечению канала (140×140 мм), длиной 60–80 см с ручкой, чуть превосходящей сечение канала, чтобы короб не провалился в дымовой канал. В двух противоположных боковых гранях шаблона на 300–400 мм от нижнего его торца сверлят отверстия диаметром 5,5 мм, со смещением на 10 мм по горизонтали. В них устанавливают строительные гвозди диаметром 5 мм и длиной 100 мм для последующего их опирания на кирпичную кладку трубы на 30–40 мм.

При подъеме шаблона вверх гвозди вынимают и опять устанавливают на верхний ряд кладки. При выполнении 3–4 рядов кладки трубы шаблон плотно обкладывают кирпичом на растворе.

В процессе работы его периодически поднимают вверх и фиксируют гвоздями. При использовании шаблона дымовой канал получается гладким с ровными стенками, одинакового размера.

Наибольшую сложность представляет кладка дымовой трубы, выходящей за пределы крыши, особенно ее утолщения (выдры). Выкладывают ее из хорошо подобранного качественного кирпича (правильных геометрических размеров, без трещин, хорошо обожженного) на цементном растворе состава 1:6 (цемент М300: песок) по объему или на цементно-известковом растворе 1:0,6:6 (цемент: известь: песок) по объему. Известь можно заменить глиной (состав раствора 1:0,3:4,5).

Дымовую трубу выводят выше нижней кромки крыши на 2 ряда и приступают к кладке уширения с соблюдением перевязки швов. Первый ряд увеличивают напуском кирпича на ¹/₄ в одну сторону для образования свеса над кровлей в сторону ската. Вторым рядом начинают образование свеса с боковых сторон с напуском на ¹/₄ кирпича. Внутренние стенки канала необходимо вести строго вертикально, вставляя ¹/₄ или укладывая ³/₄ части кирпича (см. рис. 20.5, б, в).

Выше выдры кладут шейку трубы такого же размера, как и насадная дымовая труба, и заканчивают оголовком (см. рис. 20.5, г, д). Оголовок и выдру можно изготовить из бетона аналогично изготовлению монолитной железобетонной плиты-распушки.

В качестве насадных печных труб иногда используют металлические, чугунные, керамические или асбоцементные трубы с условным диаметром прохода не менее 120 мм для канала размером 140×140 мм. Место стыка трубы с кирпичной кладкой хорошо уплотняют цементным раствором с отливкой в опалубку толщиной 50 мм и армированием кольцом из проволоки диаметром 6 мм.

Недостатком тонкостенных насадных труб является то, что они сильно охлаждаются и после длительного перерыва печь плохо растапливается. Поэтому участок трубы в чердачном помещении утепляют слоем штукатурки по объемной металлической сетке или выполняют металлический короб из кровельной стали, а зазор заполняют шлаком или песком толщиной 40–50 мм.

Наружную поверхность кирпичной дымовой трубы на чердаке белят известью или мелом за 2 раза, что помогает по следам копоти обнаружить появление трещин.

Для обеспечения стока воды с кирпичного оголовка и выдры дымовой трубы и предохранения их от быстрого разрушения используют цементный раствор состава 1:2 (по объему), разравнивая его таким образом, чтобы он имел уклон наружу, и заглаживают. Толщина раствора обычно составляет 10–20 мм.

Примеры печей

Конструкция печи для садового дома

Выбор габаритов печи. При определении размеров печи учитывают теплопроводность материалов наружных стен, перекрытий, перегородок, количество окон, отделку дома, количество обогреваемых комнат и т. д.

Достаточно точно можно определить размеры печи для отопления садового дома с высотой комнат 2,5 м и топкой 2 раза в сутки при наружной температуре до -30 °C, пользуясь приведенным ниже примером расчета. При этом следует также учитывать материалы, используемые для строительства дома (кирпич, дерево, шлакоблоки и т. д.), т. к. они резко различаются теплотехническими свойствами.

В зависимости от вида материалов, наружные стены, перекрытия, полы садового дома имеют различную толщину и конструкцию.

Печи больших размеров и с более толстыми стенами медленнее нагреваются, но и более равномерно отдают теплоту, а малогабаритные и тонкостенные – быстро нагреваются и быстро остывают.

Учитывая дешевизну, малые габариты, простоту конструкции, тонкостенные печи наиболее распространены для отопления садовых домов.

Пример. Для обогрева общей и спальной комнат садового дома общей площадью 25 м², при высоте помещений 2,5 м, требуется печь с тепловой мощностью, приблизительно равной теплопотерям помещений, которые определяются по объему помещений, умноженному на коэффициент К, где К  – 24 Вт – ориентировочное количество теплоты, требуемой для обогрева 1 м³ помещения до 18 °C при наружной температуре до -30 °C.

Тепловая мощность печи, необходимая для обогрева, составит S × Н  × К  = 25 × 2,5 × 24 = 1500 Вт, где S  – площадь помещений в м², равная 25, Н  – высота помещения – 2,5 м; К  – суточная потребность теплоты для обогрева 1 м³ помещения, равная 24 Вт. Средняя теплоотдача 1 м² поверхности печи при двух топках в сутки – 550 Вт, при одной – 330 Вт.

Отсюда требуемая площадь поверхности нагрева печи составляет: 1500: 550 = 2,73 м².

При высоте греющей части печи 1,87 м (равной высоте печи от колосниковой решетки до ее верха 2,17 – 0,3 = 1,87 м), ее периметр должен составлять 2,73: 1,87 = 1,46 м.

Если минимальная ширина печи 0,51 м (два кирпича по длине), то длина печи будет равна (1,46 – 2 × 0,51): 2 = 0,22 м, что менее 0,51 м. Поэтому даже при минимальных размерах печи в плане 510×510 мм, ее тепловая мощность составит 0,51 × 4 × 1,87 × 550 = = 2098 Вт, или 1809 ккал/ч, где 1 ккал/ч = 1,16 Вт.

По нашим же расчетам достаточно для обогрева 1500 Вт.

Таким же расчетом можно определить размеры отопительной печи для любого помещения.

Отопительная печь с теплоотдачей 2230 Вт

Эту печь владелец дома может сложить своими руками. Она предназначена только для обогрева. Ее кладут из красного полнотелого кирпича пластического прессования. Для кладки топливника, если предполагается топить углем, используют огнеупорный кирпич, а если дровами – полнотелый, хорошо обожженный красный глиняный кирпич. Перед возведением под печь выполняют прочный фундамент, конструкция которого зависит от грунта основания.

Первый ряд кладки печи по периметру выкладывают ложками, за исключением передней части, где кладут 2 кирпича со стесанными верхними гранями. Пространство между задней стенкой печи и стенкой зольника (до уровня третьего ряда) засыпают влажным песком (со слабым его уплотнением) или галькой (рис. 20.7).

Во втором ряду по оси симметрии кладки печи устанавливают поддувальную дверцу, угловые кирпичи по обе стороны дверцы – трехчетвертки, остальные – целые с перевязкой вертикальных швов первого ряда на ¹/₂ или ¹/₄ кирпича.

Третий ряд выкладывают согласно порядовке. В четвертом ряду перекрывают кирпичом песчаную засыпку в задней части и переднюю часть зольника.

На отверстие над зольником кладут колосниковую решетку. В пятом ряду кирпичи внутри стесывают так, чтобы образовался уклон к колосниковой решетке.

В шестом ряду строго по оси печи над поддувальной дверкой устанавливают топочную дверку с заранее установленными лапками для крепления. Дверку оборачивают по периметру асбестовым шнуром диаметром 5 мм, смоченным водой, а кирпичи последующих двух рядов задней стенки стесывают под углом 45° со сбегом вовнутрь.

В седьмом – двенадцатом рядах кладут топливник согласно порядовкам.

В тринадцатом ряду с обеих сторон кладки печи топливник перекрывают трехчетвертки, в четырнадцатом – перекрывают топливник, оставляя в задней части отверстие для прохода дымовых газов.

Пятнадцатый ряд выкладывают согласно порядовке. В шестнадцатом-семнадцатом рядах устанавливают прочистную дверку, а с шестнадцатого по девятнадцатый ряд кладут дымовые каналы. На двадцать первом ряду перекрывают соединение дымовых каналов. Двадцать второй ряд выкладывают согласно порядовке. С двадцать третьего по двадцать девятый ряд кладут второй ярус дымового канала с установкой прочистной дверки и задвижек согласно порядовкам. В двадцать девятом ряду печи трехчетвертки перекрывают второй ярус дымовых каналов.

Тридцатый-тридцать первый ряды выкладывают согласно порядовкам, а с тридцать второго ряда кладут дымовую трубу сечением 14×14 см (¹/₂×¹/₂ кирпича). Потребные для кладки печи материалы даны в табл. 20.1.

На рис. 20.8 даны общий вид и порядовка отопительной прямоугольной толстостенной печи с теплоотдачей 1580 Вт, а на рис. 20.9 – малогабаритной отопительной печи с духовым шкафом мощностью 1600 Вт (1380 Вт – при одноразовой топке).

Эти печи, учитывая порядовки, можно сложить, руководствуясь описанием кладки отопительной печи с теплоотдачей 2230 Вт.