Печи русской бани

Печь в русской бане делают обычно кирпичной, ее размеры зависят от объема парной.

Устройство печи. В каждой печи различают основание, корпус и дымовую трубу.

Основание печи делают прочным и надежным, У печей массой более 750 кг основанием служит фундамент. Печи массой до 750 кг можно ставить на бетонном полу бани без фундамента.

Размеры фундамента должны быть на 5 см больше размеров печи в каждую сторону, а глубина его заложения 0,5 м от поверхности земли. Фундамент изготовляют из бутового камня и заливают бетоном. Поверх фундамента укладывают один ряд кирпичей, сверху наносят гидроизоляцию из двух слоев рубериода, пергамина или толя.

Корпус печи состоит из топки, зольника, дымоходов с каменкой.

Топка предназначена для сжигания топлива и получения высоконагретых дымовых газов. Топка имеет определенные размеры, а в ее поду для поддержания слоя горящего твердого топлива устанавливают колосниковую решетку. При сжигании дров колосниковую решетку укладывают на одном уровне с топочной дверкой или чуть ниже. Топка для каменного угля имеет неглубокую шахту, в которой колосниковая решетка установлена на глубине до 300 мм от уровня топочной дверки. Кроме того, с обеих сторон и сзади топки устраивают небольшие скосы, так чтобы во время сжигания уголь скатывался вниз и после окончания горения колосниковая решетка оказывалась закрытой раскаленными прогоревшими углями.

Размеры топки определяют по загрузке топлива (60...75% количества, требуемого для нагрева печи). В малых печах с теплоотдачей 3,5 кВт/(м²*К) ширина топки 190...270 мм, в печах с большой теплоотдачей [более 3,5 кВт/(м²*К)] -270 мм и более. Длина и ширина топки кирпичных печей всегда кратна размерам целого кирпича и полукирпича.

Высоту топки рассчитывают по тепловой мощности печи, а также виду используемого топлива, обычно высота 400...770 мм.

Минимальную толщину наружных стен топки принимают в 7г кирпича (120 мм), для печей с теплоотдачей более 3,5 кВт/(м²*К) толщина стенок может быть в 3/4 кирпича и даже в один кирпич.

Для увеличения срока службы топки при сжигании угля ее внутреннюю поверхность защищают футеровкой из огнеупорного (шамотного) или тугоплавкого (гжельского) кирпича на огнеупорном растворе. При отсутствии гжельского кирпича футеруют обожженным глиняным кирпичом. Силу тяги в топке обычно регулируют поддувальной дверкой и дымовой задвижкой.

По конструкции топки для сжигания газа и жидкого топлива аналогичны топкам для дров и угля. Они оборудуются специальными горелками, в которых смешивается топливо с воздухом и подается к месту сжигания. Внутреннюю поверхность топки также футеруют огнеупорным кирпичом.

Зольник расположен под колосниковой решеткой топки и предназначен для сбора золы, образующейся при сжигании твердого топлива, и регулирования подачи воздуха в топочное пространство. При отсутствии зольника воздух попадает в топку через дверцу и не проходит сквозь толщу топлива, которое в этом случае сгорает не полностью. Поддувальной дверцей зольника регулируют подачу воздуха, количество которого должно соответствовать количеству сжигаемого топлива. При поступлении в топку избытка воздуха температура в зоне горения снижается и процесс сгорания топлива ухудшается. При недостаточном притоке воздуха из-за образования продуктов неполного сгорания горение протекает неравномерно, что можно установить по темно-красному цвету пламени и густому черному дыму.

Дымоходы предназначены для отвода газов из топки в дымовую трубу. Во время сжигания топлива стенки дымоходов поглощают тепло дымовых газов и затем отдают его через наружные теплоотдающие поверхности печи в помещение. В горловине дымохода или в дымовой трубе для регулирования тяги устанавливают задвижку. Когда топливо полностью прогорело, задвижку закрывают, чтобы через трубу горячий воздух не уходил из парилки. Если в топке к моменту закрывания дымовой трубы остались несгоревшие головешки или уголь, то при недостатке воздуха образуется угарный газ (СО), который может стать причиной отравления парильщиков. Если догорание головешек затягивается, то проникающий через закрытую колосниковую решетку холодный наружный воздух уносит с собой большое количество тепла. Чтобы сохранить тепло печи, необходимо своевременно и плотно закрыть задвижку дымовой трубы после окончания топки.

Если печь топят каменным углем, то в задвижке или вьюшке, закрывающих дымовую трубу, делают отверстие диаметром 20 мм для удаления угарного газа.

Каменку в печи устраивают для увеличения площади тепловоспринимающей поверхности и теплоаккумулирующей способности дымоходов. Камни размещают в дымоходе на решетке из стальных прутьев диаметром 4...6 см или кирпичей, уложенных с промежутком для прохождения дымовых газов. Количество тепла, аккумулируемого печью за время топки, зависит от массы печи, камней и температуры до которой они разогреты. При непрерывном сжигании дров в количестве 2,5 кг на 1 м² площади бани температура каменки достигает 500... ...600°С, что вполне достаточно для хорошего нагрева парной.

Масса камней для каменки в русской бане зависит от объема парной и может быть определена из расчета 35...45 кг камней на 1 м³ помещения.

Для ускорения нагрева каменки иногда часть камней заменяют чугунными или стальными болванками, которые имеют больший коэффициент теплопроводности [46...Б8 Вт/(м*К)], чем камни [3,25...5,1 Вт/(м*К)]. Металлические болванки быстро нагреваются и не растрескиваются, но при этом так же быстро остывают и при плескании на них воды не получают такого хорошего пара, как от камней.

В печах закрытого типа для передачи тепла от каменки в атмосферу печи на уровне или чуть выше верхнего ряда камней сделана паровая дверца. При сжигании топлива дверца закрыта и дым не проникает в помещение. Перед заходом в баню дверцу открывают и прогревают парную до температуры 50...60° С.

Подбор камней. Поскольку каменка играет важную роль, аккумулируя тепло и создавая безрадиационный нагрев, характерный для бани, то подбор камней для нее имеет большое значение. Камни должны (удовлетворять следующим основным требованиям: не расширяться от тепла, чтобы не вызвать образование трещин в печи, не крошиться, обладать большой теплоемкостью. Для каменки используют камни вулканического происхождения, не растрескивающиеся при нагреве до высокой температуры и выплескивании на них воды. Больше других подходят булыжники темного или серого цвета размером более кулака. Их собирают на дне ручьев, берегах озер, рек или заливов, а также на местности, ранее покрытой ледником.

Практикой установлено, что темные камни, собранные у воды, служат очень долго, так как они претерпели ряд естественных процессов упрочения. Подбирают камни округлой формы, чтобы между камнями свободно проходили пламя и дым и достигался равномерный нагрев. Камней с канавками и трещинами следует избегать, поскольку они легко растрескиваются. Обнаружить дефектные камни легко по характерному звуку, который они издают при постукивании по ним молотком.

Кто часто топит баню, мог заметить, что иногда печь не удается быстро нагреть. Это верный признак того, что некоторые камни раскололись на мелкие куски, которые забили печь и препятствуют ее нагреву. В этом случае печь чистят, расколотые камни заменяют целыми, а закопченные очищают от сажи. Камни укладывают в кучу, располагая самые крупные внизу. Но даже хорошие и прочные камни теряют свою способность сохранять тепло, если ими пользуются непрерывно в течение длительного времени. Такие "мертвые" камни нужно заменять новыми.

Нагрев воды. Для мытья в бане после парения необходима горячая вода. Нагреть воду можно в котле, вмазанном в отопительную печь или в змеевике, установленном в топке. В русской бане воду из котла по мере ее нагрева переливают в емкость с деревянной крышкой. Доводить воду до кипения не следует, чтобы не повышать влажность воздуха в парной. В финской сауне сухого пара моются в изолированном от парной помещении, поэтому установленную в ней емкость с нагреваемой водой соединяют трубами со змеевиком.

Дымовая труба в зависимости от способа и места установки может быть насадной, размещаемой непосредственно на печи, или коренной, стоящей отдельно возле печи. Тяжелую кирпичную насадную дымовую трубу опирают на печь при толщине стенки не менее 1/4 кирпича. В противном случае ее заменяют более легкой асбестоцементной или металлической. Коренные трубы используют обычно для массивных теплоемких печей в банях общественного пользования. Высоту трубы над поверхностью крыши принимают в зависимости от ее расстояния до конька. Дымовую трубу выводят на 0,5 м выше конька крыши, если труба расположена не далее 1,5 м от конька по горизонтали, до уровня конька крыши, если труба отстоит на 1,5...3 м от конька. Во всех случаях дымовая труба должна выступать не менее чем на 0,5 м над поверхностью крыши.

Размер сечения кирпичной дымовой трубы всегда делают кратным кирпичу или полукирпичу, наименьший размер дымовой трубы 1/2X1/2 кирпича.

В месте прохождения ствола дымовой трубы через крышу на трубном стояке выкладывают напуск из кирпича- " выдру". Ее назначение - препятствовать прониканию дождя и снега в чердачное помещение через щели между трубой и кровлей. Эти щели закрывают листами кровельной стали, концы листов пропускают под выступающие края "выдры". Металлическую или асбестоцементную трубу круглого сечения, пропущенную через лист кровельной стали, уплотняют по периметру цементным раствором на верхнюю часть трубы устанавливают крышку для усиления тяги и защиты трубы от дождя и снега.

Материалы для кладки печи. Для дровяных печей используют кирпич глиняный обыкновенный красный (250X120X65 мм), а для газовых и каменноугольных - кирпич огнеупорный гжельский и шамотный размерами 250Х120Х65 и 230X122X65 мм. Кирпич должен быть правильной формы и нормального обжига, без трещин и вкрапления камней и дутиков. Качество его определяют по внешнему виду и легким постукиванием молотком: целый кирпич должен издавать звонкий звук и не рассыпаться от удара. Не разрешается применять для кладки печей и дымоходов пустотелый силикатный, пережженный красный кирпич, а также взятый при разборке старых печей, пропитанный конденсатом топочных газов.

Кладку печи и дымовой трубы до крыши выполняют на глинисто-песчаном растворе, выдерживающем температуру до 1000° С. Наибольшая прочность кладки достигается при толщине шва не более 5 мм. Для этого необходимо иметь хорошо перемешанный раствор без мелких камешков. Песок перед замесом просеивают через сетку. Количество песка, добавляемого в раствор, зависит от жирности глины: чем жирнее глина, тем больше добавляют песка. Обычное соотношение глины и песка в растворе 1 : 1 или 1 :2. Воды добавляют примерно 1/4 объема глины. Для приготовления глинисто-песчаного раствора глину заранее (за один-два дня) замачивают, затем выкладывают в виде грядки рядом с песком на плотный дощатый настил - боёк и перемешивают, разбивая крупные комки лопатой.

Качество глинисто-песчаного раствора определяют на ощупь: ощущаться должен только шероховатый слой песчинок без скользкой пленки. Хорошо перемешанный раствор с достаточным количеством воды легко сползает со стальной лопаты.

При кладке печи необходимо соблюдать общие правила печных работ. Красный кирпич для лучшего сцепления с глинисто-песчаным раствором замачивают в воде, гжельский и шамотный не замачивают, а только обливают водой, чтобы удалить пыль. Для внутренних поверхностей кладки применяют кирпич правильной формы, с целыми гранями и углами. Перед укладкой кирпичи сперва подбирают полностью на весь ряд, при необходимости их подгоняют и притирают. Толщина швов кладки из красного кирпича не более 5 мм, а из гжельского и шамотного - не более 3 мм. Кладку дымовой трубы выполняют на известково-песчаном растворе состава 1 :2 или 1:3 и толщиной швов 10... 12 мм.

Через 4...5 рядов кладки производят шабровку поверхности мокрой кистью, тщательно удаляя приставшие комки лишнего раствора. Неровности на внутренней поверхности не разрешается затирать глиняным раствором, так как при нагревании и охлаждении печи раствор отслаивается и падает, засоряя дымоход. Также не допускается укладывать кирпичи отесанной стороной внутрь топки и каналов, так как такой кирпич быстро выгорает и выкрошивается.

Металлические топочные дверки при нагреве расширяются больше, чем кирпичная кладка, поэтому между рамками топочных дверок и кладкой прокладывают асбестовый шнур толщиной 5 мм. Закрепляют рамки специальными лапками или проволокой, для чего заводят их (проволоку) в шов кладки.

Колосниковую решетку устанавливают на подготовленное для нее место в поду топки, оставляя по сторонам промежутки по 5 мм. Печи в металлическом футляре обычно кладут в 1/4 кирпича. С внутренней стороны футляр имеет 6... 10 кляммеров из ленточной стали для скрепления с массивом кладки. Высоту звена футляра принимают 0,7 м. После заполнения кладкой нижнего звена на него ставят второе звено, в котором продолжают кирпичную кладку. Для крепления плоских металлических стенок футляра с массивом печи кляммеры иногда заменяют гвоздями, которые вбивают в футляр, а их концы, выходящие внутрь печи, загибают и обвязывают проволокой, которую заделывают между кирпичами.

Печи и трубы после возведения просушивают 6...8 дней. Перед топкой обязательно прогревают дымоход, для чего в нем сжигают бумагу или солому. В первый день на слабом огне в течение 1...1,5 ч сжигают не более 20% количества топлива, требуемого для топки. В дальнейшем ежедневно количество топлива увеличивают, но температуру поверхности печи повышают не более 50° С. В течение всего периода сушки топочные и поддувальные дверцы, вьюшки и задвижки открыты. Водяные пары, выделяющиеся при сушке печи, удаляют из бани, для чего открывают двери и окна. Печь считают просушенной, если после охлаждения на всей ее поверхности не появляется влага, а на вьюшке и задвижке - конденсат.

Разновидности печей. Дровяная теплоемкая печь - каменка, предназначенная для парных бань общественного пользования (рис. 24). Печь высотой 2380 мм состоит из топки для дров и закрытой камеры, на дно которой укладывают булыжники и чугунные чушки слоем 20...22 см, которые добавляют к булыжнику, чтобы ускорить разогрев печи. Дымовые газы, пройдя через щели свода, пронизывают толщу булыжника и чушек, попадают в два расположенных сбоку опускных канала и удаляются через дымовую трубу. Пар получают, поливая водой раскаленный булыжник и чушки через специально устроенное окно. Через окно печи пар поступает в помещение. При расчете печей-каменок рекомендуют придерживаться следующего соотношения: 60...62 кг камней и чугунных чушек (80% камней и 20%] чушек) на 1 м³ объема парилки.

Рис.24 Печь-каменка (1 - топка;2 - камера; 3 - змеевик; 4 - чистка; 5 - задвижка; 6 - дымовая труба; 7 - опускные каналы)

В верхней части топки под аркой размещен змеевик, в котором нагревается вода для мытья. Вода к змеевику подается самотеком из бака, благодаря чему система постоянно заполнена водой и пар удаляется в атмосферу при закипании воды. Для большей прочности корпус печи заключают в металлический каркас. В парильных отделениях больших бань воду приготовляют централизованно, поэтому змеевик в печи-каменки устанавливать не обязательно.

Малотеплоемкие печи. Для семейного пользования удобны небольшие печи закрытого типа в металлическом корпусе, в которых во время топки нагревают воду для мытья (рис. 25). Кожух печи размером 70X70X170 см сварен из стального листа толщиной 4 мм. По высоте печь разделена на три зоны: нижняя служит топкой, средняя - каменкой, верхняя предназначена для нагрева воды. Кожух печи в зонах топки и каменки выложен изнутри красным кирпичом "на ребро". Над топкой на куски рельса уложены камни. Воду на каменку подают через боковое паровое отверстие в кожухе, закрытое дверцей. Над каменкой размещена емкость с крышкой, вода в которой нагревается дымовыми газами, выходящими через вваренную по центру дымовую трубу. Преимущество такого расположения емкости для нагрева воды состоит в том, что большая часть тепла отдается газами камням, и вода не закипает, тем самым поддерживается низкая относительная влажность атмосферы бани.

Рис.25 Печь с емкостью для нагревк воды (1 - кирпичная кладка; 2 - металлический корпус; 3 - дымовая труба; 4 - емкость для воды; 5 - каменка; 6 - металлическая решетка; 7 - топка)

Закрытая печь с относительно небольшой аккумулирующей тепло массой благодаря быстрому нагреву пригодна для небольших бань (рис. 26). Печь заключена в футляр из листовой стали толщиной 1,5...2 мм. Толщина стенок топки 1/2 кирпича, дымоходов-1/4 кирпича. Благодаря устройству дымохода с одним опускным каналом кирпичная кладка быстро разогревается при малом расходе топлива. Воду на камни подают через боковую дверцу.

Рис.26 Печь в металлическом корпусе ( 1 - зольник; 2 - топка; 3 - кожух из кровельной стали; 4 - дымовая труба; 5 - паровая дверца; 6 - дымоходы)

Наиболее простую печь периодического действия можно сделать из обыкновенной металлической бочки без дна, которую устанавливают на очаг с решеткой, сложенной из кирпича (рис. 27). Нижнюю часть бочки на высоту 50 см обкладывают изнутри красным кирпичом "на ребро" для предохранения от прогорания. Очаг покрывают толстыми стальными прутьями или кусками рельса и на них на 2/3 высоты бочки укладывают камни. Дым, проходя через пустоты между камнями, отдает им тепло и уходит в металлическую трубу, заглубленную одним концом в кучу камней. Чтобы избежать проникания дыма в помещение, бочку накрывают металлической крышкой. При парении крышку снимают и воду плещут на камни через верх бочки.

Рис.27 Печь периодического действия (1 - дымовая труба; 2 - бочка металлическая; 3 - камни; 4 - защитная кирпичная кладка; 5 - решетке из стальных прутьев; 6 - колосник; 7 - кладка топки)

Противопожарные мероприятия при установке печи.

Наружные поверхности печей, труб, дымовых каналов, близко расположенные к сгораемым конструкциям, отделяют воздушными промежутками или изолируют разделками из несгораемых теплоизолирующих материалов (табл. 4). Разделки, а также открытые воздушные промежутки надо устраивать на всю поверхность и высоту печи или трубы, примыкающей к сгораемым конструкциям. От закрытых воздушных промежутков в помещении бани надо отказаться. Разделки устраивают также при прохождении дымовых труб через сгораемые перекрытия.

Таблица 4. Минимальные допустимые растояния между деревянными частями бани и нагревающимися поверхностями печи

Для защиты стен бани от загорания их поверхности обшивают листом асбеста или двумя слоями войлока, пропитанного глиной и кровельной сталью. Участок потолка над печью изолируют кровельной сталью по асбесту или двойному слою минерального войлока, пропитанного глиняным раствором. Изолированный участок потолка расширяют на 15 см в каждую сторону от печи, а минимальное расстояние между потолком и верхом печи принимают не менее 350 мм.

Сгораемые конструкции крыши (мауэрлаты, стропила, обрешетка, настилы) должны отстоять от наружной поверхности кирпичных дымовых труб не менее чем на 130 мм, а сгораемая кровля (рубероид, толь) - не менее чем на 260 мм. Свободное пространство между трубой и деревянными частями кровли по периметру всей трубы перекрывают кровельной сталью, изогнутым под углом примыкания. Над дымовыми трубами в банях со сгораемыми кровлями устанавливают искроуловители (металлические сетки с отверстиями не более 5 мм). Металлические дымовые трубы в местах прохода через сгораемые кровли снабжают особыми устройствами типа песочниц. Деревянные балки обертывают одним слоем листового асбеста или двумя слоями войлока, пропитанного глиной, и размещают на расстоянии не менее чем на 25 см от внутренней поверхности дымового канала, а при отсутствии изоляции-на 38 см.

Предтопочную часть пола обивают стальными листами размером не менее 500X700 мм.