Конструкция
Для несведущего человека печь кажется загадочной. Понятна роль топки: здесь горят дрова. Нет вопросов относительно настила с конфорками. Все остальное наглухо закрыто кирпичными стенами, и что там внутри, остается тайной. А тайна настораживает или даже пугает желающего попробовать себя в печном деле.
Чтобы печь не смущала загадочностью, давайте посмотрим, как она конструктивно устроена, что там внутри. На рисунке в плане и рисунке в аксонометрии представлен первый ряд, уложенный на печной фундамент. Видны три коробки, образованные кладкой. Цифрой 1 обозначена подовая часть зольно-топочной камеры. Коробки 2 и 3 составляют единый прямоугольный канал, фиксирующий очертания камеры догорания и обогревательного стояка.
Этот ряд будет воспроизводиться с небольшими добавлениями до восьмого включительно, на который укладывается конфорочная плита. В процессе кладки одно окно (7) закрывается поддувальной дверцей, а другое окно (4) — очистной дверцей. Уложив четвертый ряд, зольно-топочную камеру перекрывают колосниками, на уровне которых ставится топочная дверца. С шестого ряда в задней стене топки оставляют окно для выхода газов и дыма в камеру догорания. Конфорочная плита наглухо закрывает топочное пространство сверху.
Колодцы (2 и 3) тоже перекрывают, но уже кирпичной кладкой, перекрышей (5), оставляя окно 7 для выхода дыма в трубу. В этих колодцах происходит догорание топлива в виде газов и дыма. Это очень важная часть печи, повышающая коэффициент полезного действия.
Таковы конструктивные особенности огневой части печи. Дальше работа упрощается: выкладывается только стояк. Подняв его стенки на 3-4 ряда (в зависимости от высоты потолка), устраивают вторую горизонтальную перекрышу. Благодаря ей образуется нижний дымоходный проход. Слева (под трубой) и справа от перекрыши оставляются окна просветом в полкирпича — для прохода дыма и раскаленных газов. При закрытой подтрубной вьюшке они устремляются ко второму окну и вылетают в верхний дымоходный канал. Благодаря этому газы отдают значительную часть тепла стенкам стояка. Так устанавливается зимний режим отопления. При открытой вьюшке газы и дым прямым ходом попадают в трубу. Это летний режим.
В полуметре от потолка колодец стояка перекрывают 2-3 кирпичными настилами, оставляя окно в трубу, которое закрывается второй вьюшкой на уровне пода перекрыши. Если потолок высокий, число перекрыш можно увеличить, что улучшит нагрев стояка. При этом, правда, случается, что тяга становится хуже. Надо иметь в виду, что дым не может совершить более 12 прямоугольных оборотов: тяга.совсем исчезнет.
Далее выкладывается последняя составляющая часть печки — труба, которая наращивается рядами из 4 кирпичей.
Как видите, конструкцию печи нельзя назвать очень уж сложной.
В предлагаемом варианте не предусмотрены духовка и водогрей. Во-первых, это усложнит работу и увеличит габариты печи. Во-вторых, на даче, обитаемой в теплое время, духовка практически не нужна. Пекут пироги в электропечах, меньше хлопот. Для сушения грибов и прочего сейчас тоже много приспособлений. Водогрей, с которым забот не оберешься, заменит обыкновенная кастрюля с водой, стоящая на плите где-нибудь сбоку.
Как читатель заметил, предлагаемая печь имеет в стояке горизонтальные, а не вертикальные дымоходы, как практикуется в деревенских домах. Это оказывается большим ее преимуществом. В деревнях печи протапливаются регулярно, и потому нет проблем с растопкой и тягой. В дачном жилье они используются эпизодически, а в зимний период (полгода и больше) — вообще простаивают. В результате в дымоходах скапливается влажный воздух, сама печь отсыревает, и оживить ее чрезвычайно трудно. При вертикальных каналах положение усугубляется тем, что дым должен не только подниматься, но и опускаться до дна колодца.
Тратятся многие часы, чтобы после зимней спячки печь заработала.
У предлагаемой печки имеется еще одно существенное достоинство — камера догорания. Она обязательна для промышленных котельных, работающих на твердом топливе, но в сельских печах устраивается далеко не всегда. В пространство камеры вместе с огнем, газами и дымом поступает воздух, а значит, кислород, благодаря чему в камере продолжается горение топлива, вынесенного сюда в виде газов, дыма и разного рода мелких частиц. Свидетельством ее эффективности является почти полное отсутствие дыма, выходящего из трубы хорошо прогревшейся печи. Дым — это в основном несгоревшее топливо. Если дыма нет, значит, топливо сгорело, отдав свои теплокалории.
После ознакомления с устройством печи становится очевидным, что при желании ее может сложить даже стопроцентный дилетант. Кладка этого агрегата напоминает сотворение из детских кубиков различных объектов, только с глинистым раствором.
Глинистый раствор
Раствор скрепляет кирпичи, превращая кладку в монолит. Компонентами его являются глина, песок и вода. Иногда добавляют немного цемента.
Для кладки печей используется преимущественно красная глина различной жирности, которая определяется по степени маслянистости: чем она выше, тем жирнее глина. С увеличением жирности растут связующие свойства глины, что позволяет добавлять больше песка. Этот кремнистый несгораемый материал увеличивает прочность кладки.
На устройство отопительно-варочной печи рассматриваемого типа, включая трубу, потребуется 5-7 ведер глины. Расход зависит от ее жирности, качества кирпича, толщины накладываемого слоя, умелости печника. Мастер высокого класса делает шов толщиной 0,5 мм, тогда как у начинающего этот параметр окажется больше.
Прежде чем делать раствор, глину необходимо хорошо размочить в течение нескольких дней. Для этого можно использовать любую емкость — бочку, корыто, старую ванну, прочные полиэтиленовые мешки. Перед замачиванием глину требуется как можно тщательнее измельчить, иначе вода будет слишком медленно проникать в комочки. После размокания она должна приобрести консистенцию жидкой сметаны. Чем лучше глина размокает, тем качественнее получается раствор и прочнее будет кладка. Иногда замоченную глину оставляют на зиму. Благодаря неоднократному замораживанию и оттаиванию она превращается в тонкодисперсную субстанцию. После размокания это сметанообразное сусло в обязательном порядке протирают через сито, иначе мелкие камешки (от 2 мм в поперечнике) при кладке окажутся постоянной помехой, серьезно замедляющей ход работы и ухудшающей качество кладки.
Раствор протирается следующим образом. На ведро (бак) кладут рамку с мелкоячеистым, слегка прогнувшимся ситом, и в это углубление банкой (кружкой) выливают небольшую порцию глинистого раствора. Затем мастерком или прямоугольной лопаточкой, типа шпателя, втирают глину в дно сита, в результате чего жидкая фракция стекает в ведро, а все твердые включения остаются сверху в виде комочков. Периодически их удаляют, чтобы не мешали. Мелкие камешки, прилипшие к лопаточке, также соскребаются. Такая процедура позволяет получить раствор без каких-либо механических включений.
Песка для раствора требуется в два с половиной — три раза больше, чем глинистой жижи. Раствор хоть и называют глинистым, но подавляющую часть его объема составляет песок — продукт раздробленного кварцевого камня. Его также пропускают через мелкоячеистое сито, натянутое на большую квадратную раму, поставленную наклонно, чтобы удобнее было бросать песок лопатой. В результате все камешки, мелкие и крупные, отсеиваются вместе со случайным мусором.
Когда нужное количество глинистого и песчаного материала подготовлено, приступают к замешиванию рабочего раствора. В металлический тазик наливают несколько банок глинистой массы и покрывают ее слоем песка по объему в полтора-два раза больше. Раствор хорошо перемешивают до образования однородной массы. По необходимости в нее добавляют песок или воду, стремясь получить раствор в виде сравнительно густой сметаны. Он пригоден для кладки, если легко сходит с мастерка при сбрасывании, не прилипая к нему. Верным признаком пригодности раствора служит едва уловимое шуршание при перемешивании.
Слишком густой раствор плохо выдавливается из-под кирпичей, что затрудняет их осаживание при выравнивании рядов. В случае излишней разжиженности он сползает с кладки и не обеспечивает нужной плотности шва. В процессе возведения печи очень скоро нарабатывается навык определения нужной консистенции раствора. На первых порах нужно приступать к кладке, даже если нет уверенности относительно оптимальности замеса. Ошибку нетрудно исправить. Избыточная густота устраняется водой, а в жидковатый замес добавляется песок.
Печной фундамент
Печь средних размеров весит 3-4 т. Это серьезная нагрузка на грунт, особенно если учесть, что приходится она на небольшую площадь. В нашем случае площадка под фундамент составляет менее трех четвертей 1 м2. Надежную опору образует бетонное основание (пень), на котором устраивается собственно фундамент из кирпича.
Необходимо также учитывать, что давление на грунт распределяется очень неравномерно. Минимальную нагрузку создает топочная коробка. Она невысокая, практически пустотелая и поднимается над фундаментом всего примерно на 1 м. Основная тяжесть образуется обогревательным стояком и трубой, поднимающейся обычно выше конька. Самое мощное давление испытывает сектор фундамента под трубой. В нашем варианте оно составляет около тонны и, как всегда, приходится на угол. Было бы идеально расположить трубу по центру печи. Но это, к сожалению, невозможно по конструктивным соображениям.
С учетом отмеченных особенностей приходится край бетонного основания (со стороны трубы и стояка) выдвигать на 10-15 см за плоскость печных стен. Это как бы смещает трубу к центру и несколько оптимизирует распределение нагрузки. Боковая и задняя стенки топочной коробки поднимаются в плоскости границ фундамента.
Как устраивается бетонное основание? Оно располагается непосредственно на поверхности грунта, с которого снимается только растительный слой. Площадка огораживается опалубкой, утрамбовывается и покрывается слоем песка толщиной несколько сантиметров, который также уплотняется.
При дефиците кирпичей бетонное основание можно поднять выше, но с учетом возможной осадки дома. Кирпичный фундамент должен располагаться относительно половых балок таким образом, чтобы между ними и стенками фундамента оставался просвет, исключающий контакт при подвижках дома. Это условие соблюдается и относительно потолочных балок.
В процессе отливки бетонное основание упрочняется металлическими закладками. Для этого применяется не только арматурное железо, но и различного рода стальные прутки, уголки и пр. В первую очередь арматура укладывается на слой бетона толщиной 15-20 см в местах концентрации высокого напряжения — поперек границ стояка и площадки под трубой. Также упрочняется плита по линии возможных продольного и поперечного разломов в середине. После этого бетон заливается до верха опалубки.
Основание можно загружать кирпичным фундаментом не раньше, чем через месяц. Его устройство, а значит, и кладку печи, разумно отложить на следующий сезон. За это время бетонное основание окончательно окрепнет и уплотнит грунт, равномерно оседая под собственной тяжестью.
Основные правила кладки
Первое, что потребуется новичку в начале кладки, — это не пугаться предстоящей работы. Чтобы успокоиться, можно всухую выложить пару рядов кладки с реальной конфигурацией топочной коробки и стояка. Настоящая кладка будет отличаться от тренировочной только употреблением раствора.
Кладка печи практически начинается с возведения кирпичного фундамента на бетонном основании. Под первый ряд, который в точности соответствует контурам запланированной печи, подкладываются 2-3 слоя рубероида с целью исключить подсос влаги из бетона. Все внутренние и внешние стенки коробок формируются из первосортного кирпича, потому что они должны принять на себя вес всей кладки. Стенки ставятся на растворе. Пространство между ними можно заполнить бракованным кирпичом (с дефектами или даже боем). Эта часть печи не испытывает давления кладки. Раствор здесь применяется только для выравнивания поверхности.
Когда кирпичный фундамент поднимется над полом на 2-3 кирпича, начинается кладка собственно печи. Для нее используется хорошо отожженный красный кирпич без трещин и деформаций. Силикатный для этой цели непригоден. Размеры стандартного кирпича: длина — 24 см, ширина — 12 см, толщина — 6 см. Вес — 5 кг.
Иногда печи складывают из кирпича разобранных старых зданий. В этом случае возможен их габаритный разброс. Для работы необходимо выбирать однотипные кирпичи хорошего качества. Полноценный кирпич при постукивании молотком издает четкий, ясный звук.
В ходе кладки постоянно контролируется вертикальность поднимаемых углов и горизонтальность каждого ряда. Для реализации первого требования по углам печи от первого ряда до потолка натягиваются металлические струны. С этой целью можно использовать и шпагат, но струны лучше, так как шпагат намокает и легко отклоняется от вертикали. Они располагаются в 1-2 мм от угловой грани кирпича.
Горизонтальность ряда проверяется обычным уровнем, прикрепленным к прямому брусу или узкой доске нужной длины. В плоскости стенки ряд выравнивается правилом — доской с ручкой, которая одновременно прижимается к нижнему и вновь уложенному ряду.
Для каждого ряда подбираются кирпичи одинаковой толщины. В сомнительных случаях выкладывается сухой ряд с целью проверить его в натуре. Перед укладкой кирпичи замачивают в ведре или баке, чтобы не отсасывали воду из раствора. Для этого достаточно 2-3 мин, после чего вода перестает пузыриться. Это говорит о достаточности пропитки. Кирпичи для кладки вынимают прямо из воды и кладут вперехлест с нижними, то есть серединой на шов.
Раствор набрасывают мастерком сразу на всю длину спинки поднимаемой стены, выглаживая его в слой толщиной 6-7 мм. Первыми ставятся угловые кирпичи. Между ними размещают оставшиеся, предварительно нашлепнув раствор на торцы. Щели между ними заполняют раствором путем вдавливания его мастерком. Вновь уложенный ряд осаживают легким постукиванием по спинкам торцом деревянной рукоятки молотка. Самим молотком бить нельзя: кирпич может расколоться. С боков новый ряд выравнивается правилом, а сверху — доской с уровнем.
Выдавленный раствор соскребают со стен мастерком и сбрасывают в рабочий таз для повторного употребления. Комки, упавшие в колодцы и на пол, также подбирают. Если спинки кирпичей перед нанесением раствора излишне подсохли, их смачивают водой. Когда требуется поднять кирпич до уровня ряда, под него подсыпают кирпичную крошку, которую затем накрывают раствором.
Порядная кладка
Верхняя площадка поднявшегося над полом фундамента становится подом печи. Выкладывая первый ряд, оставляют одно окно (7) для поддувальной дверцы и другое окно (4) —для очистной дверцы. Дверцы ставятся с пода. Их внутренние опорные открылки накрываются раствором и обматываются асбестовой лентой. Нижние углы крепятся отожженной проволокой длиной 20-25 см и диаметром 2-3 мм. Проволоку натягивают под углом примерно 45 градусов относительно ряда и прибивают гвоздями к поду, используя стыковочные швы. При настиле второго ряда эти тяги накрываются раствором. Верхние углы дверец крепятся к кладке аналогичным образом. На четвертый ряд коробки настилаются колосники и ставится топочная дверца. Крепится она, как описано выше.
Далее наращивание топочной коробки и Г-образной камеры догорания продолжается практически без изменений до восьмого ряда. Единственное исключение — окно в задней стенке топки сечением в полкирпича, которое оставляется после шестого ряда для выхода газов и дыма.
На восьмой ряд настилают плиту с двумя конфорками, закрывал тем самым топочное пространство. Ее передний край опирается на лицевую стенку, слегка нависая над топочной дверцей, а противоположный край плиты — на заднюю.
Плита укладывается на раствор, который буртиком нужной ширины формируется по всему периметру топочной коробки. Горизонтальность плиты проверяется уровнем. Возвышающиеся края осаживаются. При необходимости под нее добавляют тесто раствора, можно вперемешку с кирпичной крошкой. Чтобы облегчить установку плиты, восьмой ряд укладывают с особой тщательностью, добиваясь идеальной горизонтальности.
После настила плиты перекрывают кладкой затопочный колодец камеры догорания, а затем — боковой. Каждый кирпич первой перекрыши одним концом ложится на стенку с плитой, другим — на стенку колодца. Как уже отмечалось, она почти полностью закрывает камеру, оставляя только окно в полкирпича под трубой.
Устройство перекрытия вызывает некоторые затруднения. Дело в том, что слева и справа от него остается по длинной площадке шириной 6 см (то есть в четверть длины кирпича), не закрытой кладкой. Для продолжения работы площадки надо заделать четвертями, отбитыми от кирпичей с помощью печного молотка. Но эта операция без соответствующих навыков заканчивается грудой загубленного материала. Сейчас появились переносные резаки, которые позволяют выполнить такого рода работу даже новичку.
Если такой инструмент отсутствует, трудность можно преодолеть следующим образом. Целые кирпичи ставятся на боковое ребро, поскольку толщина их как раз равна ширине площадки. Правда, перекрытие приходится делать двойным, чтобы поднять до уровня необычно уложенных кирпичей (6). Но от этого печь хуже не станет и несущая способность стены не уменьшится.
Теперь кладка печи вступает в новый этап. Дальше поднимается только коробка стояка, стены которого являются продолжением камеры догорания.
Перекрытие служит опорой для второй очистной дверцы в задней стенке стояка. Ее ставят по уже знакомой схеме. Подняв кладку примерно до середины стояка (3-4 ряда), устраивают вторую перекрышу с окнами в полкирпича с обеих сторон. Одно из них открывает ход в трубу. Как уже отмечалось, над ним располагается первая вьюшка. Когда она открыта, горячие газ и дым из камеры догорания вылетают непосредственно в трубу. Это летний режим протопки.
Закрывая вьюшку, ход перегораживают, и дым с газами устремляются ко второму окну, расположенному у задней стенки стояка. Заполняя полностью колодец, они отдают тепло стенкам стояка и уходят в трубу. Так реализуется зимний режим.
В нашем варианте в стояке устраивается только одна перекрыша. Но их может быть и больше, о чем говорилось при рассмотрении конструкции печи.
Далее коробка стояка привычно поднимается выше. В 0,5 м от потолка колодец закрывают 2-3 кирпичными рядами, оставляя окно в трубу. Над ним ставят вторую вьюшку, которая после протопки в холодное время обязательно закрывается для сохранения тепла, а в летнее может оставаться открытой.
Теперь предстоит поднимать только трубу, ряд которой состоит всего из 4 кирпичей. При переходе через потолок между кромками выреза и трубой с целью обеспечения противопожарной безопасности обычно выкладывается распушка шириной в полкирпича. Для непрофессионала ее устройство — довольно сложное и хлопотливое дело. Кирпичную распушку можно заменить бетонной, для чего на трубе устраивается опалубка. Она заливается бетоном, который для прочности армируется металлическими прутками.
Между распушкой и вырезом в потолке рекомендуется уложить амортизационную прокладку из войлока. При подвижках дома или печи эта прокладка смягчает касание и не загорается даже при открытом огне. Войлок можно заменить каким-либо иным негорючим амортизатором.
Чтобы уменьшить вес кирпичной трубы, ее в чердачном пространстве нередко заменяют асбестобетонной. Она поднимается выше конька, если находится от него ближе 2 м, иначе возникнут проблемы с тягой. Для защиты от дождя и снега над ней устраивается конический козырек из кровельного железа. Стык между трубой и крышей закрывается кровельным листом, который настилается от конька. Щели по периметру закрываются пластичным огнеупорным материалом. Вместо кровельного железа можно использовать специальные насадки.
После завершения кладки печь следует хорошо просушить, прежде чем начать регулярную протопку. В первый день на колосниках можно сжечь несколько кусков бумаги, чтобы убедиться в наличии тяги. На второй-третий день ее допустимо слегка протопить. Щадящий режим соблюдают не меньше недели. Это необходимо, чтобы не растрескались швы и печь не задымила.
