Дымовой зуб камина: назначение и функционал, особенности конструкции. Каминный зуб


назначение и функционал, особенности конструкции

В проекте кирпичного дровяного камина нет ненужных мелочей. Каждый элемент выполняет свою функцию. На протяжении сотен лет мастерство сооружения каминов постепенно оттачивалось, а устройство модернизировалось в целях повышения эффективности. Возникли закрытые очаги, наклонные стенки топки, экранирующие тепло, выступ в верхней части топки, который называется дымовым зубом.

Кирпичный каминный комплекс

Красивая кирпичная конструкция

Назначение

Многие пытаются ответить на вопрос о том, для чего нужен зуб в камине, но не каждый может с уверенностью заявить, что знает ответ. Из самой жаркой части топки дым попадает в дымосборник, где начинает охлаждаться, благодаря соприкосновению с более холодными стенками. По всем законам физики он должен опуститься вниз. В итоге получается картина, в которой восходящие потоки размещаются по центру топки, а остывший дым вдоль стенок опускается вниз, образуя завихрение.

Если не предпринимать никаких мер, то подобное завихрение приводит к тому, что в области основания дымохода постоянно будет скапливаться холодный дым, мешая теплому газу покинуть топку.

Теоретически избавиться от накопления дыма можно, увеличив скорость продуктов сгорания в указанной области. Тогда будет происходить циркуляция, и на место покинувшего топку нагретого газа придет снизу холодный воздух.

Движение воздушных потоков в камине

Схема движения воздушных потоков

Реализована эта идея сужением верхней части топки в виде выполненного уступа. При уменьшении площади сечения канала скорость увеличивается, а более высокая скорость приводит к снижению давления. Эта теория течения жидкостей и газов, описанная Бернулли, позволяет создать подъемную силу, действующую на крыло самолета.

Разрежение, образованное за счет снижения давления, приводит к тому, что снизу устремляется поток воздуха, подпирая и вытесняя дым в канал дымохода. Таким образом, дымовой зуб камина препятствует опрокидыванию тяги, что доказано теоретически и на практике. Вот теперь точно каждый будет знать, почему выступ в топке считается важным элементом.

Конструкция

До сих пор в некоторых источниках может проскользнуть схема камина, в которой описанный выступ полностью отсутствует. Это происходит благодаря тому, что некоторые даже опытные мастера не совсем понимают, зачем он нужен.

Объяснения, говорящие о том, что с помощью каминного зуба обеспечивается препятствие опусканию дыма вряд ли могут убедить здравомыслящего человека, ведь скорость не так велика и остается много свободного места, через которое дыму суждено попасть в комнату. Поэтому такая особенность конструкции часто игнорировалась.

На самом деле основная задача зуба – снизить давление, а уж поступившая порция холодного воздуха сделает свое дело.

При кладке камина ни в коем случае нельзя отступать от приведенных на схеме параметров, ведь чтобы корректно сделать зуб, обеспечив наклон в 20° градусов, необходимо выдержать длину и ширину выступа по размерам. Примерно на высоте, равной 1/3 части вертикального размера топки, делают первые шаги по формированию зуба. Чтобы правильно завершить этот этап, необходимо постоянно сверяться с порядовкой. Существует несколько вариантов исполнения зуба:

Схемы кладки дымового зуба

Варианты кладки дымового зуба

  • Каждый последующий ряд выступа нависает над предыдущим, образуя наклон задней стенки в виде ступенчатой поверхности. Не забывая о том, что наша задача заключается в беспрепятственном удалении дыма, от такой модели зуба стараются уйти.
  • Выступы в виде порожков удаляют, предварительно стесав углы у кирпича. В итоге получается ровная плоскость, но нужно умудриться обработать все кирпичи под одним строго определенным углом. Недостатком служит тот факт, что к огню кирпич обращен срезом, что не рекомендуется.
  • Сам кирпич поворачивается на нужный угол. Эта картина напоминает формирование арки в портале камина. Минус данного метода заключается в том, что такая конструкция оказывается ослабленной.
  • Еще один вариант представлен обработкой трех граней кирпича, стоящего на ребре. Целая, нетронутая грань образует покат и направлена в сторону пламени.

Нельзя выделить доминирование одного из методов. Видно, что каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Выбор метода формирования дымового зуба зависит от мастерства печника.

Часто в спорах можно услышать такое утверждение, что камин без зуба работает в нормальном режиме, но никто и не утверждает обратного. Возможно, прочие внешние условия настолько благоприятно сказываются на тяге, что выталкивающая сила самостоятельно справляется с удалением продуктов горения или высота портала чрезмерно высокая. Это позволяет дыму в верхней части приобрести достаточное количество кинетической энергии, чтобы покинуть дымосборник.

Но на такие случайности и подарки от природы надеяться нельзя. Поэтому для обеспечения надежной тяги при любых погодных условиях опытные мастера обязательно выполняют выступ. В некоторых случаях профессиональные ремонтники, видя наличие зуба констатируют, что камин сложен мастером грамотным и опытным.

ochg.ru

Зуб камина | Кладка камина

    Зуб камина

Назначение каминного зуба (уступа)

Соприкасаясь со стенками дымосборника, газ охлаждается, плотность его увеличивается и он начинает опускаться по стенкам вниз, создавая турбулизацию газового потока. При неинтенсивном горении топлива возможно «зависание» дыма и даже опрокидывание тяги с выбрасыванием дыма в помещение.

    Движение дымохода и газов в камине
Движение дымовых газов в камине 1) без дымового зуба 2) при наличии дымового зуба
Выбрасывание дыма по той же причине будет происходить в случаях завышенного размера портала по высоте. Исключить это явление можно увеличением скорости движения газов в верхней части топливника, что вызовет подсос воздуха из помещения в верхнюю часть портала. Конструктивно это решается устройством в форме уступа, пережимающего поток газов в верхней части топливника. Наличие уступа обеспечивает некоторое увеличение скорости движения газов и разрежение в верхней части портала и, этим самым, исключает выбрасывание дыма в помещение (рис.  2). В этом — главное назначение уступа. Подтверждением этому могут служить результаты исследований профессора Розина, который получил графики скоростей потока воздуха из помещения в каминное пространство при наличии уступа (рис. График скоростей).

В верхней части портала самая высокая скорость движения воздуха. Поэтому наличие уступа в камине весьма желательно, независимо от его типа и конструкции.

    График скоростей
График скоростей на входе в камин

В принципе, можно добиться нормальной работы камина и при отсутствии уступа, уменьшая высоту портала до необходимой величины. Это приведет к возрастанию скорости входящегов камин воздуха и предотвращению выбрасывания дыма. Однако при этом уменьшится отдача тепла излучением и снизится КПД камина, что нежелательно. С другой стороны — нарушатся пропорции между составными частями камина, и это негативно отразится на его внешнем виде.

Правильно спроектированный топливник, при соблюдении всех других правил, обеспечит нормальное функционирование камина во всех случаях, в том числе и при совмещении камина с печью и наличии у них единого дымохода.

В практике строительства каминов часто уступ либо не делают, либо не соблюдают размеры, что приводит к нарушению работы камина. Отчасти это происходит потому, что в имеющейся отечественной литературе не делается акцента на его важность в обеспечении нормального функционирования камина. Даже опытные печники не всегда понимают его назначение. Встречающееся в отечественной литературе и бытующее среди отдельных практиков мнение, что уступ служит для задерживания опускающихся по задней стенки дымосборника газов, не пропуская их в топочное пространство, не совсем убедительно. Холодные газы опускаются не только по задней, но и по передней, и по боковым стенкам, где уступов вовсе нет, причем площадь боковых и передней стенок больше, чем задней. Другое утверждение, что назначение зуба заключается в сборе выпавших сажевых отложений, по-видимому, окончательно убеждает начинающего печника в ненужности такого уступа. Графики, построенные проф. Розиным, являются убедительным доказательством действительного назначения уступа в камине.

    Зуб камина
Фото: Навесной камин

Единственное назначение зуба— вызвать разрежение в верхней части топливника и обеспечить этим самым подсос воздуха в верхнюю часть портала из помещения, что позволит предотвратить выброс дыма из камина. Личный практический опыт убедил автора именно в этом. Уступ необходим, он в значительной мере способствует нормальному функционированию камина. Даже в металлических куполообразных, открытых со всех сторон каминах устанавливают внутри купола элемент, выполняющий функции уступа — опрокинутый конус из листового железа, который своим основанием расположен выше кромки купола на 15—18 см.

К главным размерам камина, определяющим режим его работы, относятся размеры портала, отверстия в верхней части топливника, положения дымового карниза (зуба) по высоте топливника, размеры камеры дымосборника, размеры сечения дымовой трубы. Все эти размеры связаны друг с другом и изменение лишь одного из них должно повлечь изменение остальных.

Образовавшаяся между конусом и куполом щель шириной 12—14 см обеспечивает то же, что и зуб в обычном камине — увеличение скорости движения воздуха на входе в дымосборник.

При проектировании любого камина нужно обязательно предусмотреть сужение топливника в верхней части, после которого должно следовать резкое расширение с переходом в дымовую камеру.

Зуб камина

kladka-kamina.ru

Для чего нужен дымовой зуб в камине, как его правильно сделать

В проекте кирпичного дровяного камина нет ненужных мелочей. Каждый элемент выполняет свою функцию. На протяжении сотен лет мастерство сооружения каминов постепенно оттачивалось, а устройство модернизировалось в целях повышения эффективности. Возникли закрытые очаги, наклонные стенки топки, экранирующие тепло, выступ в верхней части топки, который называется дымовым зубом.

Кирпичный каминный комплекс

Красивая кирпичная конструкция

Назначение

Многие пытаются ответить на вопрос о том, для чего нужен зуб в камине, но не каждый может с уверенностью заявить, что знает ответ. Из самой жаркой части топки дым попадает в дымосборник, где начинает охлаждаться, благодаря соприкосновению с более холодными стенками. По всем законам физики он должен опуститься вниз. В итоге получается картина, в которой восходящие потоки размещаются по центру топки, а остывший дым вдоль стенок опускается вниз, образуя завихрение.

Если не предпринимать никаких мер, то подобное завихрение приводит к тому, что в области основания дымохода постоянно будет скапливаться холодный дым, мешая теплому газу покинуть топку.

Теоретически избавиться от накопления дыма можно, увеличив скорость продуктов сгорания в указанной области. Тогда будет происходить циркуляция, и на место покинувшего топку нагретого газа придет снизу холодный воздух.

Движение воздушных потоков в камине

Схема движения воздушных потоков

Реализована эта идея сужением верхней части топки в виде выполненного уступа. При уменьшении площади сечения канала скорость увеличивается, а более высокая скорость приводит к снижению давления. Эта теория течения жидкостей и газов, описанная Бернулли, позволяет создать подъемную силу, действующую на крыло самолета.

Разрежение, образованное за счет снижения давления, приводит к тому, что снизу устремляется поток воздуха, подпирая и вытесняя дым в канал дымохода. Таким образом, дымовой зуб камина препятствует опрокидыванию тяги, что доказано теоретически и на практике. Вот теперь точно каждый будет знать, почему выступ в топке считается важным элементом.

Конструкция

До сих пор в некоторых источниках может проскользнуть схема камина, в которой описанный выступ полностью отсутствует. Это происходит благодаря тому, что некоторые даже опытные мастера не совсем понимают, зачем он нужен.

Объяснения, говорящие о том, что с помощью каминного зуба обеспечивается препятствие опусканию дыма вряд ли могут убедить здравомыслящего человека, ведь скорость не так велика и остается много свободного места, через которое дыму суждено попасть в комнату. Поэтому такая особенность конструкции часто игнорировалась.

На самом деле основная задача зуба – снизить давление, а уж поступившая порция холодного воздуха сделает свое дело.

При кладке камина ни в коем случае нельзя отступать от приведенных на схеме параметров, ведь чтобы корректно сделать зуб, обеспечив наклон в 20° градусов, необходимо выдержать длину и ширину выступа по размерам. Примерно на высоте, равной 1/3 части вертикального размера топки, делают первые шаги по формированию зуба. Чтобы правильно завершить этот этап, необходимо постоянно сверяться с порядовкой. Существует несколько вариантов исполнения зуба:

Схемы кладки дымового зуба

Варианты кладки дымового зуба

  • Каждый последующий ряд выступа нависает над предыдущим, образуя наклон задней стенки в виде ступенчатой поверхности. Не забывая о том, что наша задача заключается в беспрепятственном удалении дыма, от такой модели зуба стараются уйти.
  • Выступы в виде порожков удаляют, предварительно стесав углы у кирпича. В итоге получается ровная плоскость, но нужно умудриться обработать все кирпичи под одним строго определенным углом. Недостатком служит тот факт, что к огню кирпич обращен срезом, что не рекомендуется.
  • Сам кирпич поворачивается на нужный угол. Эта картина напоминает формирование арки в портале камина. Минус данного метода заключается в том, что такая конструкция оказывается ослабленной.
  • Еще один вариант представлен обработкой трех граней кирпича, стоящего на ребре. Целая, нетронутая грань образует покат и направлена в сторону пламени.

Нельзя выделить доминирование одного из методов. Видно, что каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Выбор метода формирования дымового зуба зависит от мастерства печника.

Часто в спорах можно услышать такое утверждение, что камин без зуба работает в нормальном режиме, но никто и не утверждает обратного. Возможно, прочие внешние условия настолько благоприятно сказываются на тяге, что выталкивающая сила самостоятельно справляется с удалением продуктов горения или высота портала чрезмерно высокая. Это позволяет дыму в верхней части приобрести достаточное количество кинетической энергии, чтобы покинуть дымосборник.

Но на такие случайности и подарки от природы надеяться нельзя. Поэтому для обеспечения надежной тяги при любых погодных условиях опытные мастера обязательно выполняют выступ. В некоторых случаях профессиональные ремонтники, видя наличие зуба констатируют, что камин сложен мастером грамотным и опытным.

kamin-spb.ru

Простой камин без «дымового зуба»-Делай сам!

«Дымовым зубом» в классической каминной конструкции, называют коленообразный выступ задней стенки топливника. Такой выступ препятствует дымлению, попаданию в топку сажи и золы из каминной трубы, проникновению внешних осадков в очаг. Большая популярность каминов, вследствие их высокой декоративности, привела к созданию упрощенных конструкций, не предусматривающих устройство «дымового зуба».

Каминная конструкция без дымового зуба

Простой камин без «дымового зуба»

К таким каминным конструкциям относится простой камин без «дымового зуба», выполняющий скорее интерьерную, дизайнерскую функцию. И хотя в таком камине можно разжечь дрова, полноценно функции отопления помещения выполнять он не может. Такой камин предназначен для помещений с имеющимися системами отопления. В нем нет наклона стенки топки и отражающего зеркала. Под камина расположен на высоте 4 рядов кирпичной кладки, это сделано для удобства наблюдения за живым огнем горящих в камине дров.

Топка камина оборудована каминной решеткой, укрепленной на специальных штырях Г-образной формы. Портал камина выкладывается из огнеупорного кирпича. Для перекрытия портала камина можно использовать отдельно изготовленную конструкцию из огнеупорного бетона. Форма такого перекрытия может быть арочной или простой горизонтальной. Те же цели достигаются устройством кирпичного прямого или арочного перекрытия. Аналогично изготавливается каминная полка. Толщина стенок в нижнем отделении камина в кирпич. Поэтому их можно отделывать всевозможными способами. Для большей декоративности, можно их выложить натуральными каменными материалами. Для кладки такого камина используется 380 штук кирпичей, вместе с огнеупорными.

Кладка камина без "дымового зуба"

Кладка камина ведется на фундамент, устроенный на песчаной подушке и первом слое гидроизоляции. Глубина закладки до 1 м, высота верхнего уровня на два ряда кирпичной кладки не доходит до уровня пола. Два ряда кладки нужны для выравнивания верха фундамента и устройства второго слоя гидроизоляции. Первые 4 ряда кладки выполняются целыми кирпичами с обязательной перевязкой швов. С 5 по 11 ряды формируется топливник камина, в 12 ряду устраивается перекрытие, по которому в 13 ряду проводится кладка верхнего уровня декоративного портала.

Простой камин без «дымового зуба»

В 14 ряду кладки устраивается каминная полка. С 15 по 26 ряды выкладывается каминная труба, в 27 ряду делается напуск для перекрытия верха трубы, в 28 ряду устанавливается дымовая задвижка 240Х130 мм. Перекрытие камина составляют 29 и 30 ряды, с 31 ряда формируется дымовая труба 250Х120 мм. Отсутствие дымового зуба у данной конструкции компенсируется наличием описанного перекрытия. Кроме того, строительство камина чрезвычайно просто.

Топить простой камин без «дымового зуба» рекомендуется с учетом его декоративного назначения. Т.е. использовать следует дрова длинномерные не менее 2/3 ширины портала, с влажностью, обеспечивающей их длительное «декоративное» горение.

stroyrom.ru

Конструкции каминов |Блог ✓ kaminu.in.ua ✓ Последние новости ✓ обзоры ✓ советы профессионалов ✓

Конструкции каминов

1.Основание камина

Классический камин характерен целым рядом признаков, которые обеспечиваются конструктивными элементами его составных частей. Удобно представить камин по частям, начиная с основания. Рассмотрим устройство на примере простых каминов: малых А = 51 см, А = 63 см и среднего А = 77 см. Малые камины чаще делаются в исполнении «каминов повышенной теплоотдачи». Внешние формы каминов, которые мы будем рассматривать, лишены архитектурных излишеств, выбраны камины с простыми формами корпусов.

Подчеркнем, что соблюдение требований к классическому камину в целом и к отдельным его частям не мешает исполнителю вносить в конструкцию каминов свои элементы, при условии, если они не противоречат основным требованиям. Примером этому может служить устройство камина повышенной теплоотдачи, в котором требования, предъявляемые классическому камину, полностью соблюдаются.

Основание камина

Основанием камина следует считать конструктивную часть, которая расположена под его топливником. Поскольку топливник камина можно установить на любом уровне, например, уровне кухонного стола или уровне «чистого» пола, то и конструкция основания от этого существенно меняется.

Камины, как и любые отопительные устройства, предпочтительно располагать как можно ближе к полу. Это делается для лучшего прогрева нижних слоев воздуха в помещении. Положение камина, когда под его топливника расположен вровень с полом, предпочтительно. Но это далеко не во всех случаях возможно.

Например, в современных коттеджах такое решение проблематично по двум причинам (хотя именно в коттеджах такая установка каминов особенно желательна): во-первых, из-за использования в конструкции домов железобетонных плит перекрытия (в них приходится прорезать окно).

И, во-вторых, и это главное, обязательное условие: наличие нижнего пространства под плитой (желательно, чтобы это было рабочее подвальное помещение), в котором устраивается фундамент камина.

Такое решение становится дорогостоящим, но оно бывает оправданным, когда в фундаменте выделяют объем - накопитель для сбора золы (с периодическими, например, сезонными его чистками). Здесь же обычно делается и устройство регулируемого забора воздуха из подвала и подачи его в зону горения топлива в камине. Оно способствует улучшению режима работы камина благодаря притоку в эту зону свежего воздуха.

Рис. 5.1. Основание и под топливников (слева каминов А= 51, справа - А = 77 см)

В других типовых случаях, они показаны на рис. 5.1, в основании каминов под колосниковой решеткой устанавливают выдвижной короб, в который собирают золу. Такое приспособление является простым, оно удобно в эксплуатации и хорошо отработано. Реже, когда возникает необходимость опустить под камина еще ниже, от устройства сбора золы отказываются. Тогда основание камина может состоять всего из одного ряда.

Размеры основания выбираются в соответствии с проектом или из следующих соображений. Ширина: размер портала А + 2 кирпича (при условии — боковые стороны составляют длину одного кирпича, что вовсе необязательно, т.к. размер относится к третьей группе размеров и может быть отдан на усмотрение исполнителя), соответственно:

  • в левой колонке: 2 +2 кирпича = 4 кирпича, где А = 2 кирпича;
  • в правой: 3 +2 кирпича = 5 кирпичей, где А = 3 кирпича и 2 кирпича по одному справа и слева от будущего портала.

Глубина основания задается в зависимости от глубины топливника и составляет 2,5 (минимальная) или 3,0 кирпича (обычная глубина для малых и средних каминов). Зададим глубину основания для малых каминов 3 кирпича, для средних - 2,5 кирпича.

Соответственно размеры основания для левого камина 4X3 кирпича; для правого - 5 x 2,5 кирпича (рис. 5.1).

Далее, второй ряд: в середине оставляют место для сборника золы, другая поверхность закладывается кирпичом с перевязкой к первому ряду. В левом камине оставляем пустым место прохода воздуха для его нагрева в тыльной зоне топливника.

В 3 ряду в левом камине сборник золы перекрыт с помощью 4-х стальных полос 35 х 4 мм, длиной 35 см, оставлено незакрытым отверстие 1 х 1 кирпич под колосниковую решетку (в зависимости от размеров колосниковой решетки может быть и меньше) и два отверстия 0,5 x 0,5 кирпича для прохода воздуха.

В правом камине 3 ряд является и подом камина, поэтому его середина уложена шамотным кирпичом, оставлено место для колосниковой решетки. На граничных к решетке кирпичах следует сделать выборки под выступы на решетке. При необходимости кирпичи в пределах зазоров сдвигаются к решетке для предотвращения ее провала. Восемь кирпичей переднего ряда (из них 6 шамотных) сдвинуты на 1/4 кирпича за габариты основания. Это сделано для удобства сбора золы в подставляемый под них совок, другие 2 крайних кирпича должны вписаться в общее обрамление портала.

Два средних кирпича переднего ряда уложены на 4 металлические полосы, такое решение не следует считать удачным, введение дополнительного ряда, как это сделано в левом камине, позволяет закрепить указанные 2 кирпича более надежно. Но введение дополнительного ряда поднимает под топливника, что не желательно, и увеличивает расход кирпича на закладку целого ряда - 25 кирпичей.

В левом камине 4-й ряд уложен в том же порядке, что и 3-й в правом. На под уложено 6 целых и 2 распиленных шамотных кирпича, оставлено 2 отверстия для прохода воздуха.

2.Топливник камина

Топливник камина является наиболее ответственной и самой сложной частью камина. Рассмотрим его в комплексе: с порталом (внешняя часть камина), корпусом, с подом камина, о котором говорилось выше, и стенками топливника. От задней стенки топливника неотделим каминный зуб, о его роли в работе камина еще будет сказано. Выше топливника находится зона дымос-борника, который формирует поток газов для перехода его в каминную трубу.

В состав портала камина включается и его перекрытие, которое заодно используется и в качестве декоративного элемента камина, украшающего его внешний вид. Нижняя кромка перекрытия портала и верхняя часть каминного зуба должны находиться на разных уровнях: 2-3 ряда кирпичной кладки. Нижняя, внутренняя кромка перекрытия портала одновременно является и нижней кромкой дымосборника камина. Поэтому можно считать, что верх каминного зуба вторгается в его пространство на те же 2-3 ряда кирпичной кладки.

Чтобы лучше разобраться в каминном топливнике, разобьем его на ряд элементов, которые рассмотрим по отдельности, а затем покажем их взаимосвязь.

Стенки топливника

Стенки топливника каминов повышенной теплоотдачи (рис. 5.2, 1-3) кладутся «на ребро» с отступом от корпуса камина на 6 см для образования за стенками воздушной камеры. Боковые стенки верхнего топливника 1, в соответствии с рекомендациями по устройству классического камина, установлены под небольшим углом по отношению к боковым стенкам корпуса камина. Однако, опыт показывает, что найти оптимальное угловое положение стенок (соответственно найти и угол, задающий это положение) в каминах малой группы (А = 51 см и А = 63 см) не удается и эффект от их разворота остается практически нулевым.

Напомним, что разворот стенок топливника делается для лучшего отражения тепла в помещение. Некоторые специалисты считают, что разворот стенок лучше использовать для поддержания процесса горения топлива, поэтому стараются сконцентрировать это направление на середину топливника. По этой причине (из-за низкой эффективности) в камине 2 (это камин А = 51 см) боковые стенки топливника поставлены без разворота, они параллельны стенкам корпуса камина.

Иная картина в топливнике каминов средней и большой групп, что видно по топливникам справа (4-6). Но и в этих случаях заранее задавать конкретный угол, определяющий положение боковых стенок топливника нецелесообразно. Понятно, что он будет зависеть не только от ширины портала (размер А), но и от выбранной глубины корпуса камина (соответственно и глубины топливника). Для средних и больших каминов эти величины могут значительно различаться. В нашем примере глубина корпуса камина составляет 2,5 кирпича, она могла быть и 3,0 кирпича, что тоже могло повлиять на выбор углового положения стенок топливника.

Поэтому и для каминов средней и большой групп указанный угол заранее задавать также нецелесообразно, обычно он составляет ~ 30 °. Решение лучше оставить на усмотрение проектанта или исполнителя.

Задняя стенка топливника. Начало ее кладки (2 ряда на ребро для каминов слева и 4 и 5 рядов для топливников справа) следует класть в переплет с боковыми стенками топливника, это несколько затруднительно для исполнения, но проблема решается соответствующей подрезкой кирпича. Обратим внимание на исключение, допущенное с топливником № 4: для кладки первых 4 рядов использованы половинки кирпичей, распиленных вдоль: 250 х 60 мм. Это освобождает дополнительно 6 см глубины топливника, точнее, его пода в пользу размещения кострища (это в условиях, когда глубина топливника, соответственно и пода тоже, делается минимальной).

Топливник № 4 является единственным, где кладка задней наклонной стенки ведется горизонтальными рядами, а наклонная поверхность стенки образуется за счет углового среза кирпича (20o от вертикали). Соответственно крайние кирпичи идут в переплет с боковыми стенками, которые кладутся со скосом. Весь топливник за счет этого получает прочностные качества: при температурных нагрузках он не образует трещин и щелей, которые по мере выкрашивания раствора из них (при плохих, некачественных растворах), могут становиться сквозными.

Однако при всех его достоинствах (в т. ч. и относительной простоте кладки), такой топливник обладает существенным недостатком: вся лицевая поверхность задней наклонной стенки образована из кирпичей со срезанной, ослабленной поверхностью. Здесь нарушено известное правило, знакомое любому печнику: в сторону огня срезанная часть кирпича не кладется. Поэтому такие топливники следует оштукатуривать.

Это правило соблюдено при кладке задней стенки в других топливниках. Она кладется с наклоном кирпичей, как цельная наклонная стенка (см. правый ряд №№ 5 и 6). Угол наклона стенки лучше оставить те же 20o. Увеличение угла наклона никаких преимуществ не дает, т.к. тепло станет проецироваться на площадку пола, более приближенную к камину.

Такой же наклонной получается задняя стенка топливников повышенной теплоотдачи. Она выполнена из фигурного кирпича, который вырезан из цельной заготовки. Раскрой такого кирпича дан на рис. 5.3. Его использование создает определенные удобства: стенка сама получается наклонной, все срезы на кирпиче обращены в сторону кладки и воздушной камеры. Высота такой стенки составляет 21 см, что соответствует трем рядам обычной кладки. Эта высота, при необходимости, может быть и уменьшена исполнителем для подгонки общей рядности с боковыми стенками. Для наращивания дополнительной высоты наклонной стенки использован ряд кирпичей со срезом (те же 20o).

Рис. 5.3.Раскрой фигурного кирпича (размеры в мм)

Оба варианта задних наклонных стенок (вариант из цельного кирпича при кладке его с наклоном и вариант кладки из фигурного кирпича), в отличие от наклонной стенки со срезанной поверхностью, тоже имеют существенный недостаток. Их кладку невозможно завести в переплет с боковыми стенками топливника.

Как видим, все рассмотренные варианты кладки топливников не идеальны, исполнителю нужно знать о недостатках каждого варианта для осознанного выбора или самому попытаться найти иное решения.

Перекрытие портала

Вопрос, как перекрыть портал не является проблемным, следует не забывать, что выбор решения нужно увязывать с внешним видом камина, его дизайном. Самое простое решение: прямое перекрытие с использованием угловой стали полкой наружу (рис. 5.4). Для каминов с «кирпичным» оформлением такая конструкция должна отвергаться безоговорочно. Но если же камин будет облицовываться и полка уголка при этом будет закрыта, то такое решение следует считать приемлемым и даже предпочтительным. Обратим внимание на угловой срез кирпичей первого ряда перекрытия.

Рис. 5.4.Перекрытие портала камина, простое решение

Полку уголка обычно разворачивают внутрь камина и стараются разнообразить внешнюю сторону перекрытия. Различные виды перекрытия показаны в проектах каминов, представленных в раделе «Информация».

Однако и здесь проявляются свои проблемы, на которые и обратим внимание читателя. В общей классификации перекрытия каминов разделяются на два основных вида: прямые и арочные, к ним можно добавить и третий вид - нестандартные фигурные перекрытия. Все виды в достаточной степени представлены в приложении.

Арочные перекрытия. Их много видов, чаще используются:

  1. «Полная арка», ее радиус составляет половину ширины портала (R = 0,5 А). Например, при ширине портала А = 77 см, R = 38,5 см.
  2. «Лучковая арка», радиус которой составляет величину большую, чем высота портала камина в 1,5-2,5 раза: R = (1,5-2,5) х В. Например, при В = 49 см ее радиус составит от 49 х 1,5 = 73,5 см до 49 х 2,5 = 122,5 см. Это означает, что исполнитель может выбрать любую величину в указанном диапазоне на свое усмотрение.

Рис. 5.5.Лучковая арка и ее скрытое дублирование

Физические свойства арочных перекрытий различны, перекрытия, составленные из полных арок более устойчивы и достаточно надежны, они меньше подвержены разрушению в дальнейшем.

Свойства же лучковых арок, практически, противоположны. Лучковые перекрытия больше подвержены разрушению, по своим физическим свойствам они приближаются (по мере увеличения их радиуса) к так называемым «клинчатым перемычкам», набираемым из кирпичей «на ребро», с заранее заданным угловым положением, при этом металл не применяется. Такие перекрытия характеризуются большими распирающими силами, которые и приводят к их низкой надежности. Именно по этой причине прямые перекрытия мы исключаем из рассмотрения, заменив их более надежной конструкцией с использованием угловой стали.

Однако, исключив из практики прямые «клинчатые» перекрытия, мы оставляем их практический аналог - лучковые перекрытия (арки с большим радиусом). Именно поэтому использование таких арок требует к себе особого внимания. Что имеется в виду?

1. Кладка кирпичных арок, особенно лучковых требует от исполнителя употребления более надежных и прочных растворов, чем те растворы, которые применяются в кладке корпуса камина и каминной трубы. Их применение должно исключать возможность самопроизвольного разрушения арок.

2. Конструктивно, в обоснованных случаях (в этом термине «обоснованный случай» всегда присутствует и субъективный момент), для того чтобы исключить неприятности, которые могут повлечь использование слабого элемента, возможно его скрытое дублирование.

Такое конструктивное дублирование можно видеть на примерах целого ряда проектов каминов (см. приложение). Что оно дает на практике?

Главное: ремонтопригодность камина. Известно, что для укрепления слабых, расшатанных арок есть одно средство лечения — это их переборка. Иначе ремонтировать арки невозможно. Разборка же арок в готовом камине с насадной трубой чревата серьезными последствиями: даже при самой аккуратной работе никто не может быть гарантирован от потери устойчивости каминной трубы.

Именно конструктивное дублирование исключает все возможные неприятности при проведении ремонта арки.

Переборка арки не единственный аргумент для хотя бы частичной разборки каминов при проведении ремонтных работ. Например, ремонт стенок топливника, которые также являются слабым местом в камине, тоже проводится при разобранном перекрытии.

Добавим, что этим приемом можно воспользоваться для защиты открытой полки уголка в прямых перекрытиях. Среди ряда специалистов укоренилось мнение: оголенная полка уголка, обращенная к топливнику, сильно перегревается, что может способствовать разрушению самого перекрытия. Это мнение остается спорным. Контраргумент: оголенная полка уголка находится в зоне постоянного потока поступающего в камин холодного (непрогретого) воздуха и по этой причине перегреваться не может. Однако, при таком конструктивном дублировании закладывается и некоторый отрицательный момент, об этом будет сказано ниже.

И последнее о перекрытиях: их технологическое исполнение.

Все виды перекрытий, в т.ч. и прямые (с использованием угловой стали), должны выполняться с помощью опалубки. Опалубка представляет собой жесткую деревянную конструкцию, которая предварительно устанавливается в проем портала. Она формирует весь контур будущего перекрытия (по ней ведется кладка кирпича). Поэтому и внешний контур опалубки, который будет задавать контур самого перекрытия, изготавливается особенно тщательно. Кирпичи на нем должны занимать четкое и определенное место, которое они и сохранят после высыхания раствора и удаления опалубки из готового портала.

Каминный топливник в сборе, его «рабочая глубина», каминный зуб и его значение в работе каминов

Рассмотрим теперь каминный топливник в целом. Покажем его на примере каминов, приведенных в приложении. Нас интересует конструктивная совокупность элементов его составляющих и их взаимодействие во время работы камина. Но, прежде всего, разберемся с простым на первый взгляд понятием глубины топливника открытого камина.

Глубина топливника печи (каминной печи) начинается сразу же за печной дверкой и заканчивается его противоположной стороной. Однако пространство близкое к дверке, и это знает каждый по собственному опыту, желательно не использовать. Лучше держать горящие поленья подальше от дверки, особенно если это дверка стеклянная (закрытые камины). Топливники фирменных закрытых каминов, например, обычно снабжаются специальным устройством, ограничивающим излишнее приближение поленьев к дверке. Понятно, что это делается в первую очередь для защиты стекла от закопчения. Но и при открытой дверке это устройство ограничит возможность не только выпадения поленьев из топливника, но и способствует предотвращению возможного попадания дыма в помещение.

Для открытых каминов, особенно каминов неметаллических, в первую очередь кирпичных каминов, вопрос глубины топливника особенно важен. Попробуем разобраться почему.

Что считать глубиной топливника кирпичного камина? На рис. 5.6 показан поперечный разрез камина ниже начала наклона задней стенки. Размер С1 или С2.

Оказывается, что ответ на поставленный вопрос будет не столь простым, чем это ожидается на первый взгляд. Формально можно считать размер С2. Но будет ли это «работающая» глубина топливника? Нас интересует площадка на поде топливника, на которой можно разместить очаг без ущерба для нормальной работы камина. Когда дым ни во время работы камина, ни при его растопке (что сложнее) не должен попадать в помещение.

Нужно признать, что последнее требование для многих показажется излишним, т.к. правилом растопки камина можно (и нужно!) предусматривать профилактику от возможных неприятностей. Вот его главные пункты: 1) предварительно прожечь в дымосборнике смятую бумагу (что никогда не бывает лишним, особенно в холодном помещении), чтобы убедиться в наличии тяги в трубе и 2) первое растопочное кострище из щепы сосредоточить у задней стенки топливника камина.

Однако, все это вовсе не снимает проблемы, нужно признать, что она существует. И объясняется она тем, что рабочая глубина топливника, как правило, оказывается меньше той, чем мы того ожидаем, когда закладываем камин. А точнее, тем, что мы обычно не придаем значения этому, как оказывается, важному вопросу. Означает ли сказанное выше, что рабочей глубиной топливника открытого камина следует считать размер С1? Да, но далеко не всегда. Все зависит от дымосборника (о нем подробнее будет говориться в следующей главе).

Пока же обратим внимание на положение внутренней кромки дымосборника. Внутренняя кромка перекрытия портала, обращенная к зубу камина, и определяет искомый нами размер. Если эта кромка по вертикали совпадает с прямой, которая обозначена размером С1 (проецируется на нее), то да, рабочая глубина топливника камина составляет именно размер С1. Если же кромка дымосборника переступает этот порог (например, в варианте скрытого дублирования), то и рабочая глубина топливника будет меньше этого размера С1.

Сказанное означает, что перекрытие портала, оснащенное дублированием, о котором говорилось в предыдущей главе, сокращает и без того ограниченный размер (в тех случаях, когда он действительно является ограниченным) рабочей глубины топливника камина. На рис. 5.6 это хорошо видно: размер С1 равен длине кирпича и сокращать его нежелательно. Где же выход? Можно увеличить глубину корпуса камина, что тоже нежелательно. Простейший выход дан на рис. 5.7.

Но есть и другое решение, если не считать мотивированный отказ от дублирования перекрытия новым решением. Оно состоит в том, чтобы вынести внутреннюю кромку дымосборника хотя бы на внешнюю часть корпуса камина. Это позволит увеличить на 0,5 кирпича рабочую глубину топливника (а это 50% от прежней его глубины), не меняя при этом других размеров самого топливника. Такое решение каминного топливника (рис. 5.9, 5.10, 5.11) рассмотрено ниже, наряду с топливниками других каминов.

Оказывается, что не только глубина топливника камина напрямую зависит от положения дымосборника (назовем его внутреннюю полость «зонтом»). От того какую зону накрывает этот зонт и зависит вся рабочая зона самого топливника. Если мы внимательно рассмотрим топливник камина, то увидим, что боковые стенки, установленные под углом к корпусу камина, целиком находятся в зоне этого зонта. Своим положением они искусственно сокращают рабочую зону самого топливника.

А что если убрать одну боковую стенку топливника и стенку корпуса камина, например, справа? Рабочая зона топливника камина увеличится. Такие камины удобны при угловом расположении камина, их не нужно для этого приспосабливать (переделывать корпус камина) к новому месту. Такие камины могли бы расширить гамму каминов, применяемых в нашей российской практике.

Напрашиваются и дальнейшие шаги, например, убрать и левую стенку топливника. Но не будем торопиться, т.к. возникают проблемы технологического характера. Например, в указанных выше проектах (с одной удаленной стенкой) пришлось вводить усложненную конструкцию рамы и вводить металлическую колонну, которая, в свою очередь, подпирает всю консоль дымосборника. Но при этом каминная труба занимает угловое положение, ее две стенки опираются на корпус камина, дымосборник и колонна здесь выполняют лишь страхующую роль.

Характерна конструкция подобного камина фирмы «Selfair», она лишена перечисленных выше усложнений благодаря использованию готовых элементов промышленного производства, в частности, использован готовый каминный топливник и целый ряд других готовых элементов заводского изготовления.

Дело в том, что трудности в конструировании подобных каминов заключается в ограничениях, которые накладывают возможности общепринятого и доступного в наглей стране круга стройматериалов. В условиях практически кустарного, непромышленного производства (к которому имеет отношение абсолютное большинство наших неорганизованных печников - энтузиастов) именно применяемые материалы стали сдерживающей силой в расширении круга (ассортимента) отечественных кирпичных каминов. В результате кирпичные камины, предлагаемые заказчикам для исполнения, к сожалению, не отличаются большим разнообразием. Добавим к этому, что работа над любым новым дизайном в этой области и введение его во всеобщий оборот должны всячески приветствоваться.

Внедрение в продажу и использование различных готовых элементов могло бы существенно изменить ситуацию. Готовые «элементы - полуфабрикаты», например, это не только трубные блоки, но и составные каминные блоки, собираемые в целый камин, готовые чугунные элементы и т.д. (речь идет о практике, которая давно уже имеет место в жизни целого ряда развитых цивилизованных стран). Именно такую практику нам пора уже у них позаимствовать.

Вернемся к каминным топливникам, оценим значение и роль в работе камина каминного зуба, который обычно привлекает к себе особое внимание как заказчиков (из числа особо пытливых), так и исполнителей (из числа начинающих и любителей).

Рис. 5.8.Топливник камина А = 90 см (размеры в см)

На рис. 5.8 показаны основные размеры топливника камина, который относится к классу больших каминов. Размер между внутренней стороной перекрытия портала и зубом камина принят 15 см при угле наклона задней стенки 20o. Рабочая глубина топливника несколько меньше 38 см. Глубина корпуса камина составляет 3 кирпича (77 см). Роль каминного зуба рассмотрим на примере камина с таким топливником.

Размеры портала (А = 90 см, В = 77 см, F = 6930 см2) и тяга в трубе определяют количество воздуха, проходящего через камин. Напомним, что тяга, создаваемая трубой, зависит от разницы температуры проходящих в трубе дымовых газов, и температуры наружного воздуха, высоты трубы, ее внутреннего сечения, ее состояния (гладкости стенок, возможного излома оси трубы) и ряда других факторов.

Зауженная площадка (между перекрытием и зубом) с размерами 15 см х 90 см = 1350 см2 вынуждена пропускать смесь нагретых газов и холодного воздуха с повышенной на этом коротком участке скоростью, в 6930/1350 = 5,13 раз выше средней начальной (на входе в камин). Выше в дымосборнике, в связи с расширением его объема, скорость потока резко падает, затем уже в трубе вновь увеличивается, где обретает постоянную величину.

Кратное увеличение скорости воздуха и резкое ее падение над площадкой создает разрежение (эффект инжекции), благодаря которому и происходит дополнительный подсос воздуха в портал камина. Оно (разрежение) увлекает и дым из топливника, что способствует лучшей, устойчивой без дымления работе камина. Речь идет не о повышении тяги в трубе (тяга способствует инжекции), а об улучшении работы камина на самом важном его участке.

Рис. 5.9Топливник камина с увеличенной глубиной

Рассмотрим другие топливники. На рис. 5.9 представлен топливник камина А = 77 см. Глубина корпуса камина 2,5 кирпича (63 см), арка лучковая без дублирования. Весь конструктивный контур (арка совместно с боковыми стойками) выдвинут из передней плоскости корпуса на 0,25 кирпича (6 см).

Рабочая глубина топливника увеличена на 6 см за счет использования кирпичей, распиленных вдоль и плюс на 12 см за счет углового среза арочных кирпичей (итого 44 см при глубине корпуса камина всего 2,5 кирпича). Об этом говорилось выше.

Рис. 5.10Топливник камина с полной аркой (размеры в см)

Топливник камина А = 77 см с полной аркой (рис. 5.10). Глубина корпуса камина 2,5 кирпича (63 см), рабочая глубина топливника 38 см.

Рис. 5.11Топливник с увеличенной рабочей глубиной (размеры в см)

Топливник камина А = 77 см (рис. 5.11), у которого увеличена рабочая глубина топливника (до 38 см) за счет смещения перекрытия портала на переднюю плоскость корпуса камина. Глубина корпуса камина 2,5 кирпича.

Рис. 5.12Топливник камина повышенной теплоотдачи (размеры в см)

Топливник камина повышенной теплоотдачи А = 63 см (рис. 5.12). Перекрытие портала дублировано, рабочая глубина топливника меньше 38 см (см. положение нижней кромки тыльной стороны перекрытия). Глубина корпуса камина 3 кирпича (77 см), именно в малых каминах (А = 51 см и А = 63 см) чаще проявляется необходимость в увеличении площади топливника за счет увеличения корпуса камина.

3.Дымосборник

Частично о дымосборнике уже говорилось. Его назначение: при переходе газов в дымовую трубу сформировать устойчивый поток. При этом в дымосборнике желательно не создавать излишних потерь тяги на преодоление завихрений, которые обычно при таких переходах образуются.

Понятно, что когда есть возможность, задачу проще решить двумя путями:

  1. за счет увеличения высоты дымосборника, соответственно и более пологого угла перехода к трубе;
  2. за счет более гладкой поверхности самого зонта дымосборника.

Такие требования легче воплощаются в каминах с высокими пирамидальными дымосборниками. Это кирпичные камины, зачастую их можно наблюдать на практике. Дизайн таких каминов всегда привлекает к себе внимание тем, что над каминным столом возвышается пирамида - надстройка, переходящая в трубу. Обычно никакие старания авторов таких каминов (в т.ч. и за счет дорогостоящих облицовок) не способны украсить эти изделия. А предпосылкой к ним обычно является уверенность их авторов в том, что именно от высоты этой пирамиды - дымосборника и ее объема - полностью зависит качество работы каминов. Нужно признать, что увеличение объема положительно влияет на работу камина, она действительно становится более устойчивой. Однако нужно учитывать, что недостатка тяги увеличение дымосборника, как и в случае с каминным зубом, никак не компенсирует. Один из таких проектов приводится на рис. 5.15

Рис. 5.15Камин с увеличенным дымосборником, выходящим за пределы стола камина. Для улучшения дизайна ступенчатая пирамида дымосборника обычно закрывается декоративными панелями

Гладкая внутренняя поверхность легче достигается в тех случаях, когда дымосборник формируется из металла, чугуна, например, или получается формованием каминных блоков, в т.ч. из жаропрочного бетона, шамота и т.д. Получить же гладкую поверхность, которая образуется из тесанных или резаных кирпичей, всегда затруднительно, практически невозможно.

К сожалению, оба требования (высокий дымосборник и гладкая поверхность его зонта) для кирпичных каминов не проходят, поэтому компромиссные варианты сводятся к тому, что уже практикой апробировано и на этом основании может быть рекомендовано для применения. Однако, такие варианты (о них и пойдет речь) не снимают полностью проблемы снижения или устранения потерь на сопротивление потоку в зоне дымосборника. Многое зависит и от качества его исполнения.

Рассмотрим конструкцию дымосборника на примере среднего камина А = 77 см.

Рис. 5.13Дымосборник камина А = 77 см

На рис. 5.13 показаны продольный и поперечные разрезы по дымосборнику камина А = 77 см с трубой № 2 (шестерик). Глубина корпуса камина 2,5 кирпича. Высота дымосборника 7 рядов кирпичной кладки, в них входят: нижний ряд, соответствующий нижней кромке перекрытия (арки), и верхний ряд, соответствующий каминному столу. Наклоны боковых стенок образованы срезанными под углом торцами кирпичей (рис. 5.14).

Рис. 5.14Кирпич для дымосборника (размеры в см)

Срезанные кирпичи занимают консольное (с вылетом) положение по отношению к нижнему ряду на 6 см. Исполнителю необходимо предварительно посчитать количество консольных рядов для выхода последнего консольного ряда под первый трубный ряд. В таком подсчете учитываются исходные размеры: глубина корпуса камина, его ширина и размеры в сечении каминной трубы.

В нашем случае: четыре консольных ряда (6 см х 4 ряда = 24 см) образуют необходимый переход (под углом 45o) к каминной трубе для боковых стенок дымосборника. Для его передней стенки такой переход образуют всего три ряда: 6 см х 3 ряда = 18 см (0,5 кирпича). Итого: высота дымосборника образована тремя обычными (неконсольными) рядами и четырьмя консольными рядами кирпичной кладки.

Нормой для дымосборников следует считать высоту в 6-8 рядов кладки. Причем 6 рядов для малых каминов, 6-7 для средних и 8 рядов (и более) для больших каминов. Для каминов, присоединяемых к коренным трубам и к дымоходам в стенах домов, нормы несколько выше.

kaminu.in.ua


Смотрите также