Камины

В последние годы в индивидуальных домах сильно возрос интерес к устройству каминов. Хотя справедливости ради стоит отметить, что основное предназначение камина — создать в доме атмосферу уюта и комфорта; полноценным отопительным прибором для дома в центральных и северных районах России камин назвать нельзя. Самый существенный недостаток камина заключается в том, что он не может удерживать тепло длительное время, что объясняется недостаточностью тяги в дымоходе. Поэтому камин стоит устраивать в дополнение к системе центрального, водяного или печного отопления.

Классификация каминов

Камины, являющиеся функциональным и декоративным элементом помещения, прежде всего принято классифицировать по их расположению в комнате. При этом учитывается, что они могут быть открытыми с одной или нескольких сторон. Камин, расположенный у стены, обычно открыт с одной стороны; камин, размещенный в углу, делается открытым с двух сторон, а тот, что планируется в свободном пространстве, может быть доступен с трех сторон. Поэтому в зависимости от выбираемого места расположения различаются камины следующих типов:

—        встроенные в стену;

—        пристенные;

—        островные.

Камин, встроенный в стену, выкладывают одновременно с кладкой стен. Топочная часть камина и его конвектор (дымоход) монтируются в стену. Существенным преимуществом подобного сооружения является то, что такой камин не занимает много полезной площади.

Пристенный камин, естественно, устанавливается у стены, а его функциональную часть скрывают за фальшстеной. Такое расположение также не требует большой площади. Камин подобного типа можно располагать в углу. В этом случае он сможет обогревать сразу три комнаты, хотя и не слишком интенсивно.

Более распространен и наиболее предпочтителен вариант установки камина у середины стены. Подобный камин рекомендуется ставить таким образом, чтобы по бокам от него оставалось свободное пространство не менее 1 м.

Островной камин открыт со всех сторон. Он очень эффектно смотрится, в особенности в том случае, если органично вписан в интерьер. Недостаток островного камина заключается в том, что он занимает много площади. Кроме того, такой камин имеет смысл сооружать только в больших помещениях. Как правило, островные камины устанавливают на некотором возвышении. Их как бы приподнимают над уровнем пола примерно на 30 — 35 см. Конвектор в этом случае свешивается с потолка на цепях или пружинах. Очень важно, чтобы он располагался непосредственно над топочной частью камина.

Непременным требованием к любому типу каминов является открытый доступ к порталу. Портал должен быть обращен в центральную часть комнаты. Кроме того, камин необходимо сооружать таким образом, чтобы рядом имелось пространство для организации места отдыха.

В зависимости от вида топливного  отверстия различаются камины открытого и закрытого типов. Внешний вид топливного отверстия непосредственно влияет на КПД камина.

Камин открытого типа — это традиционный камин с открытой топкой. Его недостаток заключается в низком КПД, не превышающем обычно 15%.

Камин закрытого типа — новый вид камина; по сути, это устройство нового поколения. Топочные отверстия у такого камина закрыты подвижными дверцами из специального жаростойкого стекла, что позволяет увеличить его КПД до 75 - 80%.

Камины принято классифицировать и в зависимости от размещения пода (нижней поверхности печи). При этом различают три вида каминов:

1)         камины, у которых основание топки располагается на уровне пола;

2)         камины, у которых основание топки размещается на 30 — 50 см выше уровня пола;

3)         камины, у которых основание топки располагается на 40 — 60 см выше поверхности пола.

По виду излучения тепла камины разделяются на камины с односторонним, двусторонним и трехсторонним излучением. Наиболее часто встречаются камины с односторонним излучением.

Их основное преимущество заключается в упрощенном изготовлении с применением кирпича или бутового камня. В то же время они отличаются наибольшей теплоотдачей. Отдача лучистого тепла в таких каминах происходит за счет его отражения от наклонных боковых поверхностей и задней поверхности топливника.

Камины с двусторонним излучением тепла отличаются более оригинальной конструкцией и улучшенным внешним видом. Правда, они имеют ряд недостатков, в числе которых можно назвать следующие:

—        необходимость увеличения объема воздуха, подаваемого в помещение (из-за большой поверхности излучения) ;

—        уменьшение доли лучистой теплоты, которая поступает в помещение (из-за отсутствия отражающей

поверхности топки);

—        увеличение площади защищенной поверхности перед камином.

Достоинство каминов с трехсторонним излучением заключается в их оригинальном внешнем виде. Однако камины с трехсторонним излучением также имеют ряд существенных недостатков:

—        увеличение площади защищенной поверхности в 3 раза (защищенная поверхность должна располагаться с трех сторон камина);

—        излучение тепла идет в трех направлениях, однако реальной эффективностью обладает лишь одна отражающая поверхность камина;

—        небольшая общая теплоотдача камина.

В зависимости от назначения различаются следующие виды каминов:

1) камины, предназначенные для быстрого нагрева помещения;

2)        печи-камины, не только нагревающие помещение, но и отапливающие его на протяжении какого-то

времени после сгорания топлива;

3)         камины, пригодные для приготовления пищи и горячих напитков;

4)         камины, используемые в банях;

5)         камины, предназначенные для Использования «на природе» или в саду (зачастую их называют «барбекю», как и блюда, которые готовятся на них).

Простейший способ получить камин с высоким КПД — это построить печь-камин. Как видно уже из названия, отличительной чертой такого сооружения является то, что оно объединяет в себе функции печи и камина, то есть является наиболее практичным. Печь-камин легко и быстро обогревает жилые комнаты, к тому же она долго сохраняет тепло. Вдобавок на ней можно готовить пищу. Являясь, по сути, настоящей печкой, но обладая при этом открытой топкой, такая конструкция, помимо несомненной практической пользы, обладает еще одним преимуществом: она позволяет владельцам любоваться пляшущими язычками пламени.

Печь-камин обычно имеет две топки — топку печи и топку камина. В ее конструкции предусмотрены и две системы трубопроводов, поэтому печь и камин можно топить как одновременно, так и раздельно.

Печь-камин устанавливают на фундаменте из бутового камня на песчаной подушке, толщина которой должна составлять 20 — 30 см. Глубина закладки фундамента — до 1 м. Наиболее важная составляющая печи-камина — переход от хайла к дымосборнику.

Стенки топливника печи-камина зачастую выполняются под небольшим наклоном. Это делается для более качественного отражения лучистой энергии. Колосниковую решетку, от которой зачастую избавляются в обычных каминах, желательно вмонтировать в основание печи-камина.

По внешнему виду камины трудно поддаются классификации: сколько людей, столько и вкусов, а значит, столько и каминов. Обычно различия касаются конструкции портала, а также строительных материалов, из которых выполнен камин.

Одной из самых распространенных моделей является кирпичный камин с прямоугольным или сводчатым топочным отверстием. Очень популярны и распространены английские камины с отделкой из древесины. При наличии средств можно остановить свой выбор на французском камине из мрамора или гранита.

Камин наподобие голландской печки хорошо сохраняет тепло и после того как в нем прогорят дрова. Скромные отопительные свойства такого камина усиливаются, если изразцы сделаны с так называемой рубашкой — полостью, сохраняющей теплый воздух. Такие изразцы способны хранить тепло догоревшего камина до утра.

Однозначные варианты планировки и размещения камина вряд ли приемлемы, поскольку все зависит от индивидуального объемно-планировочного решения. Однако в любом случае следует придерживаться общих правил.

Камин обычно располагают у внутренней капитальной стены. Не рекомендуется устанавливать его у наружных стен или напротив стен с окнами и дверными проемами — в этих местах камин не будет защищен от сквозняков и переохлаждения. Поскольку КПД у каминов довольно мал, то для сохранения тепла в помещении рекомендуется утеплить окна и двери. Не следует устанавливать камины, особенно оборудованные открытой топкой, в коридорах или рядом с лестницей.

Нельзя устанавливать камин в комнате, площадь которой менее 20 м2: такие помещения не обеспечивают поступление воздуха, достаточного для сгорания топлива.

Особенности кладки каминов

Возвести камин — целое искусство. Здесь важны опыт, интуиция и точные расчеты. Если где-то просчитаться, камин будет дымить. Можно попытаться спасти положение, приладив над топкой специальный козырек, преграждающий доступ дыма в помещение. Однако и это не всегда помогает. Специалисты считают: если камин не перестает дымить, значит, допущена ошибка в его конструкции; в этом случае камин необходимо перекладывать заново.

При сооружении камина в нем выделяют следующие главные составные части.

Портал — это внешняя декоративная часть камина, которая обрамляет топку. Площадь портала должна составлять 1/50 площади помещения, а высота — не более чем две глубины топки.

Каминная доска — верхняя горизонтальная грань портала. По традиции, на ней выставляют каминные часы или другие декоративные предметы, придающие камину особое очарование.

Дымовой карниз — выступ, нависающий над открытой частью топки. Зачастую его выполняют в виде свода.

Каминный стол — это огнеупорное основание камина, служащее для изоляции топочной части от возгорающихся элементов помещения. На каминном столе прямо перед порталом устраивают предтопочную площадку, выполняющую одновременно защитную (в первую очередь противопожарную) и декоративную функции. Выступ предтопочной площадки перед порталом должен быть не менее 50 см, а по бокам портала — не менее 21 см (идеальный вариант — 30 см). Предтопочный лист должен выходить за пределы площадки на 20 — 30 см.

В нижней части топки расположен под, площадь которого составляет 0,7 площади всего портала. При изготовлении пода используют только жаростойкие материалы.

Топливник камина — это ниша, выложенная из огнеупорного кирпича. Существуют разнообразные конструкции топливника. Выбор той или иной конструкции зависит от типа камина и вида используемого топлива. Открытая часть топливника чаще всего бывает квадратной, прямоугольной или полукруглой. В любом случае размеры топливника должны соответствовать размерам камина.

Высота топливника должна составлять 3/5 — 4/5 от его ширины, а глубина — Уг —% от его же высоты. Увеличение глубины топливника снижает КПД камина. Слишком малая глубина может привести к задымлению помещения. Боковые стенки топки следует располагать под углом 40 — 50°, при этом сужаться они должны к ды-мосборнику. Задняя поверхность топливника выполняется под углом 20 — 22° внутрь топки. Уклон начинается с Уз высоты топливника. Боковые стенки топливника также имеют небольшой наклон внутрь. В результате в верхней части топки образуется горловина. Такая конструкция топливника усиливает тягу и увеличивает теплоотдачу камина, поскольку наклонные поверхности лучше отражают лучистое тепло. Теплоотдачу камина можно также увеличить за счет футеровки задней и боковых стенок камина. Выполняют футеровку из съемных пластин, изготовленных из нержавеющей стали или бронзы.

Колосниковая решетка служит для поддержания топлива и распределения поступающего снизу воздуха. Она располагается в основании топки, над поддувальным каналом. В некоторых конструкциях колосниковая решетка может отсутствовать.

Зольниковая камера камина выполняет ту же функцию, что и в обычной печи. В современных каминах она представляет собой плоский ящик, который изготавливается обычно из нержавеющей стали или бронзы. Его можно вынимать для очистки, даже не прерывая процесса топки камина. В передней части ящика зачастую делают отверстие для подачи воздуха к колосниковой решетке.

Задняя каминная плита сооружается из огнеупорных материалов и выполняет теплоизоляционную функцию.

Хайло — дымосборник камина. Существуют два вида дымосборников — несущий и облегченный. Несущий дымосборник способен выдержать вес установленной на него дымовой трубы. Облегченный дымосборник используется совместно с плитой перекрытия, которая принимает на себя весь груз.

Дымовой зуб (дымовой гусек) — газовый порог. Наиболее распространенная форма — ровная или лотко-образная. Устанавливают дымовой зуб на задней стенке дымосборника. Ширина дымового зуба соответствует внутреннему сечению дымовой трубы. Дымовой зуб служит для предохранения помещения от попадания в него дыма и сажи; кроме того, дымовой зуб предотвращает проникновение холодного наружного воздуха из трубы в топку. С его помощью улучшается тяга в камине.

Дымоход (конвектор) камина — своеобразный колпак, сужающийся по направлению к дымовой трубе. Задняя стена конвектора строго вертикальна и переходит прямо в дымовую трубу.

Внутреннее сечение дымохода — от 0,1 до 0,15 площади портала. Если внутреннее сечение слишком большое, то дымовые газы быстро охлаждаются. Это способствует образованию конденсата. Оптимальная форма сечения — круглая; такие формы имеют асбестоцементные и керамические трубы. Квадратные и прямоугольные дымоходы неудобны, поскольку в их углах скапливается много сажи.

Общая площадь внутренней тепловоспринимающей поверхности дымохода должна соответствовать объему топки. При уменьшении этой площади тепло будет уходить неиспользованным в дымовую трубу. Если эта площадь больше требуемой, увеличивается вероятность образования конденсата.

Задняя стенка дымохода должна быть строго вертикальной, а боковые стенки делают симметричными, но сужающимися по направлению к дымовой трубе под углом 45 — 60°. Высота дымохода должна быть больше, чем у дымохода печи, а стенки толще, поскольку для работы камина требуется значительно большее количество воздуха. Такое устройство дымохода необходимо для того, чтобы не допускать быстрого охлаждения камина.

У камина, расположенного у наружной стены, толщину стенок дымохода выкладывают в один кирпич, а стенки дымохода у внутренней стены — в половину кирпича. В половину кирпича выкладывают также стенки дымохода, расположенного в центре помещения.

Дымовая труба камина аналогична дымовой трубе печи. Она должна быть выше всех надстроек на крыше (не менее 5 —6 м от колосниковой решетки). Для стойких к возгоранию кровель минимальная высота дымовой трубы над коньком — 30 см, а для легковозгораемых кровель — 50 см.

Допустимое внутреннее сечение дымовой трубы камина — от VIOAO i/i2 размера топочного отверстия, однако при любых расчетах топочное отверстие не должно быть меньше 14 х 27 см. Выкладывают дымовую трубу строго вертикально. В редких случаях допустимы отклонения, но не более чем на 30". Внутренние поверхности дымовой трубы должны быть гладкими,

Дымовая задвижка, или: шибер,  —  вид печной заслонки. Она располагается в дымоходе на высоте 20 см от топочного отверстия. Дымовая заслонка служит для регулирования тяги. Ее величина изменяет размер отверстия в дымовой трубе. В неработающем камине заслонку следует закрывать, чтобы не допускать проникновения холодного воздуха в помещение. Существует множество моделей заслонок. Их принято классифицировать следующим образом:

—        традиционная выдвигаемая задвижка;

—        «баран»  — поворотная заслонка, вращающаяся вокруг своей оси;

—        модератор — вращающийся диск, реагирующий на перепады давления.

—Искроулавливатель — противопожарная металлическая насадка, которая устанавливается на оголовке дымовой трубы. Имеет вид колпака с глухой крышей и проволочной сеткой по бокам (размер ячеек — не более 3 мм).

Дефлектор — это ветрозащитное устройство, которое устанавливают на оголовке дымовой трубы. Оно обеспечивает увеличение тяги камина за счет энергии ветра. Обычно дефлекторы имеют круглое сечение. К дымовым трубам, имеющим квадратное или прямоугольное сечение, их подсоединяют при помощи переходных патрубков. Действие дефлектора объясняется явлением подсоса горячих газов из трубы с помощью ветра, направление которого дефлектор изменяет благодаря своей конструкции.

Применяются дефлекторы следующих видов:

—        вращающийся (в результате вращения создается воронка, высасывающая дым из трубы);

—        Н-образный, препятствующий задуванию ветра в трубу; ветер поступает в вертикальные трубки дефлектора и высасывает воздух, который находится в горизонтальных перемычках, — таким образом создается тяга в трубе;

—        многоярусный (может использовать ветер, направленный снизу вверх);

 — электрический дымосос (оснащен вентилятором с электрическим приводом; в таком виде дефлектора нуждается камин, дымоход которого имеет очень маленькое внутреннее сечение).

Поддувальный канал располагается под полом или за камином. Он предназначен для подачи воздуха, который необходим для горения топлива. Поддувальный канал (их может быть несколько) подводит воздух к камину снаружи или из соседнего помещения — таким образом с его помощью удается избежать сквозняков. Приточное отверстие канала должно всегда находиться вблизи камина.

Горение топлива в камине происходит при многократном избытке воздуха. У камина нет входной дверки, поэтому при узкой трубе дым поступает в помещение. Путь из топливника в комнату дыму преграждает постоянный приток воздуха, направленный из помещения в очаг и далее — через дымовую трубу — в атмосферу. Чтобы пропустить этот объем воздуха, труба должна быть большего сечения, чем печная. Сечение дымовой трубы должно соответствовать сечению топочного окна камина.

Следует учитывать, что кирпичная труба опирается на камин только задней стенкой, а ее боковые и передняя стенки фактически висят на воздухе; поэтому трубу следует крепить либо к стене, либо к перекрытию, чтобы она не продавила верх сооружения и не провалилась в топку. Высота трубы играет роль в обеспечении тяги, но не следует слишком на это рассчитывать, так как «пропускная способность» трубы зависит от высоты не прямо пропорционально, а пропорционально квадратному корню из высоты. Например, в 4-метровой трубе за единицу времени проходит 2 м3 воздуха, а чтобы прошло 3 м3, высота трубы должна быть 9 м; для прохождения 4 м3 требуется 16 м высоты и т. д.

Эффективной высотой газохода камина является расстояние от нижней части дымового карниза до устья дымовой трубы под крышей. С увеличением эффективной высоты улучшается тяга. Дымовые газы, выделяемые от сгорания дров, отдают тепло внутренним поверхностям газоходов. В случае их сильного охлаждения температура у устья дымовой трубы может быть близкой к температуре наружного воздуха. При равенстве температур наружного воздуха и дымовых газов плотность последних примерно на 10% выше плотности воздуха. В результате в газоходах возникает избыточное давление, из-за чего в помещение проникают большие объемы дымовых газов. Это затрудняет подачу воздуха для горения топлива.

Устья дымовых труб (верхние их ограничения) должны иметь прочную облицовку и уклон к внешней поверхности от 5 до 25%.

Технология сооружения

БОЛЬШИНСТВО ВИДОВ каминов требуют сооружения отдельного фундамента. Этот этан работ по устройству камина аналогичен закладке фундамента под печь.

Прежде чем выкладывать корпус камина, необходимо все тщательно рассчитать и перепроверить. Несмотря на разнообразие конструкций,, чаще всего используются два варианта:

1) с параллельными боковыми стенками и вертикальной-задней, стенкой; 

2) с боковыми стенками, развернутыми в сторону помещения, и наклонной задней стенкой.

У сооружения по первому варианту излучение тепла внутрь помещения происходит только в одной плоскости. Общая теплоотдача такого камина низка, так как эффективной остается только одна отражающая поверхность. Во втором варианте внутренняя поверхность камина отражает лучистое тепло в помещение подобно зеркальному рефлектору.

Предварительно на стене обозначают границы топливника, то есть его высоту и ширину, а затем насухо выкладывают боковые и заднюю стенки камина. Последующая кирпичная или каменная кладка на растворе выполняется с перевязкой швов. Очень важно, чтобы боковые стенки камина были выполнены из термостойких материалов (огнеупорного кирпича или бетонных блоков). Толщина стенок камина должна быть не менее 20 см, а задняя — должна иметь толщину не менее 10 см.

Футеровка — это защита из огнеупорных плит внутри топливника камина. Благодаря футеровке увеличивается тяга камина, что. способствует максимальной отдаче лучистой энергии. Помимо этого при помощи футеровки создают зону безопасности между очагом и жилым помещением. Как правило, футеровку выполняют из огнеупорных металлических листов. Для этого нижнюю секцию футеровки устанавливают таким образом, чтобы передние кромки находились на расстоянии 10—15 мм от кромок стенок каминной камеры. Нижнюю футеровку кладут на огнеупорный раствор. Два листа гофрированного картона вставляют в зазор между футеровкой и стенками каминной камеры. Когда картон сгорит, останется зазор, необходимый для теплового расширения каминных приборов.

На верхнюю кромку нижней секции футеровки выкладывают слой огнеупорного раствора. На него устанавливают верхнюю секцию футеровки. Известковым раствором и кирпичным щебнем заполняют зазор между секциями футеровки и стенками камина.

Футеровку пода камина делают после возведения предтопочной площадки перед камином. Ее выполняют из огнеупорного кирпича или из огнеупорного бетона. Огнеупорный бетон готовят следующим образом: 1 часть цемента смешивают с 2 частями песка и 4 частями гравия. Между краями облицовки камина и передней кромкой футеровки устанавливают специальные минераловатные полоски.

Раствор, который готовят для сцепления кирпичей, должен быть глинопесчаным и обязательно тощим, Желательно добавить в него кварцевый песок с максимальным размером зерен в 1 мм. Для приготовления глиняного раствора применяют красную или обыкновенную глину. Огнеупорную глину используют только при кладке огнеупорного кирпича.

Облицовка камина

Наиболее предпочтительной отделкой камина является облицовка. Подготавливая камин к облицовке, выравнивают форму каминной камеры, делая ее идеально прямоугольной. Для этого камин лучше всего обить легкими гипсокартонными плитами, которые крепят к металлическому каркасу. Стыки между плитами заделывают с помощью известково-цементного раствора. У камина, который требуется оштукатурить, плиты устанавливают серой стороной наружу. Металлический каркас предварительно проверяют на вертикальность, после чего прикрепляют его к стене здания. К каркасу при помощи винтов, вкручиваемых через каждые 15 см, крепят гипсокартонные листы. Места стыков стены здания с плитами заделывают лентой, которую смачивают в растворе гипса. С помощью металлических уголков усиливают внешние углы конструкции.

Облицовку начинают с верха топливника. В качестве облицовочного материала можно использовать любые огнестойкие материалы — изразцы, керамическую плитку, мрамор, кирпич, бутовый камень или сланец. Зачастую эти материалы продаются в виде готовых наборов и даже в комплекте с раствором, анкерами, перемычками и подробной инструкцией об использовании. Кроме того, в продажу часто поступают наборы деревянной облицовки камина.

Облицовочные работы начинают с того, что облицовывают кирпичом боковые стенки каминной камеры, оставляя между кирпичами промежутки в 0,7 см. На полу отмечают контуры кирпичей. Кирпичи убирают и затем выкладывают уже на растворе. Раствор расстилают внутри сделанной отметки. Прикрепленный к стене анкер вмазывают в шов в каждый 3-й — 4-й ряд кирпичной кладки. По ходу работы следует обязательно проверять ровность кладки, горизонтальность рядов и вертикальность углов и стенок.

Для кладки карниза необходимы кирпичи особой формы. Их также сначала выкладывают без раствора. Проверив горизонтальность, на раствор кладут оба угловых кирпича. Затем натягивают шнур, закрепив его за гвозди, которые вбивают в один из швов по бокам камина. Шнур необходим, чтобы контролировать ровность кладки. Проделав предварительную работу, между угловыми кирпичами выкладывают карнизный ряд.

Раствором заделывают зазор между карнизными кирпичами и стеной.

Камины, облицованные плиткой, выглядят очень современно. Керамическую плитку кладут на огнеупорную мастику, которая должна быть средней консистенции. Работу по облицовке начинают снизу. Прежде чем крепить плитку на мастике, ее подгоняют насухо. Предварительно следует сделать расчет. Плитки желательно подобрать таким образом, чтобы на каждой стенке камина их поместилось целое число (без половинок). Мастику, рассчитанную на 2 — 3 плитки, наносят на поверхность камина зубчатой кельмой. Плитки вдавливают в мастику, стремясь к тому, чтобы швы были одинаковой ширины. Когда стенка камина целиком облицована плиткой, берут деревянный брусок длиной 1 м и с помощью молотка выравнивают плиточный слой. Плитку, которая выложена по верху топки, подпирают специальной деревянной планкой с опорами, которые упираются в низ проема.

После затвердения мастики (обычно на это уходит 1 час) плиточное покрытие промывают водой с мылом. Швы расшивают деревянной теркой с резиновой накладкой. Через 10 минут при помощи влажной губки можно удалить излишки раствора. Когда просохнут швы, плитку полируют ветошью.