2. Особенности устройства и эксплуатации каминов

Наибольшее распространение получили встроенные в стену закрытые камины, еще одна конструкция которых показана на рис. 8. Он состоит из декоративного обрамления (портала) 1 и топочного пространства 10, включающего: днище очага 4, заднюю 5 и боковую 6 стенки, "дымовой зуб" 7, дымовые коробку 9 и трубу 8. Площадка перед порталом выкладывается из огнеупорного или обычного красного кирпича с расшивкой швов. Ширина площадки (от фронта портала) должна быть не менее 50 см, а с боков - перекрывать отверстие минимум на 20 см. Имея противопожарное назначение, площадка в то же время играет и декоративную роль. Кромки площадки могут быть обшиты деревянными наличниками. Часто применяемое покрытие площадки железным листом заметно уступает кирпичной кладке как в пожарном, так и в эстетическом отношении.

Декоративный кожух портала сооружается после выкладки внутренней конструкции (перед настилкой пола).

Обрамлять камин можно и строгими мраморными плитами и деревом с медными наличниками. Хороши и обыкновенный кирпич, изразцовые и керамические плитки, грубо отесанный естественный камень. В последнее время популярно обрамление анодированным металлом и кованым железом. Кожух определяет внешний вид камина, а также форму и размеры топочного отверстия.

Топочное отверстие имеет прямоугольную форму с высотой, равной ²/₃ - ³/₄ ширины (меньшее значение относится к крупным каминам, большее - к небольшим).

Поперечное сечение топочного отверстия камина - F (м²) может быть рассчитано по формуле

где F_тp - площадь сечения дымовой трубы, м²; h_тp - высота дымовой трубы, м; С - фактор влияния положения дымовой трубы относительно камина, изменяющийся в пределах от 0,2 до 0,6.

Площадь отверстия должна составлять от ¹/₄₅ до ¹/₆₅ площади помещения, в свою очередь площадь отверстия должна быть в 8 - 15 раз больше площади сечения дымовой трубы.

Глубина топочного пространства не должна превышать ¹/₂ - ²/₃ высоты топочного отверстия. Часто по незнанию топку выполняют большей глубины. В результате большая часть излучаемой огнем теплоты поглощается стенками топки и не попадает в помещение. С другой стороны, в неглубоких (слишком мелких) топках ухудшается качество сжигания ввиду чрезмерного охлаждения пламени, и они могут дымить.

В табл. 1 приведены конструктивные размеры (см) закрытых каминов согласно рис. 8 при использовании дымовых труб высотой 8 - 10 м (для труб иной высоты площадь сечения топочного отверстия следует пересчитать по указанной выше формуле).

Рис. 8. Типичный устроенный камки: 1 - декоративное обрамление; 2 - топочное отверстие; 3 - противопожарный настил; 4 - днище очага; 5 - задняя стенка; 6 - боковая стенка; 7 - 'дымовой зуб'; 8 - дымовая труба; 9 - дымовая коробка; 10 - топочное пространство

Днище топочного пространства и нижняя часть задней и боковых стенок выкладываются из огнеупорного кирпича на шамотном растворе.

Таблица 1. Конструктивные размеры (см) закрытых и полуоткрытых каминов при высоте дымовой трубы 10 м

Если камин расположен на верхнем этаже, то нужно принять меры по защите от нагрева междуэтажного перекрытия, особенно если оно выполнено из деревянных балок. Самым радикальным способом является устройство под днищем прослойки для циркуляции воздуха. Такое решение характерно для каминов, в которых дрова укладываются на специальную переносную решетку, устанавливаемую на днище топки. В каминах, у которых в днище топки заделывается колосниковая решетка, в качестве изолирующей прослойки используется сам канал, подающий воздух к топливу (под решетку).

Если задняя стенка топки и дымоход камина прилегают к деревянной стенке, ее нужно защитить кирпичной разделкой толщиной в целый кирпич.

Иногда с внешней стороны топки устанавливают барьерную решетку, для того чтобы поленья или уголь не выпадали из камина. Для того чтобы облегчить растопку камина и предотвратить попадание (задувание) дыма в помещение в ветреную погоду, целесообразно устраивать подвижные металлические шторы сверху или с боков топочного отверстия.

Во избежание случайных выбросов раскаленных частиц растрескивающихся при горении топлива горловину можно прикрывать (занавешивать) металлическими цепочками.

Полезно располагать днище очага на расстоянии одного кирпича от пола. Это небольшое возвышение придает камину ощущение устойчивости, в то время как при расположении его на одном уровне с полом возникает впечатление проседания. К тому же с образующейся ступеньки удобно сметать золу в совок.

При желании в днище очага под колосниковой решеткой можно установить выдвижной ящик для золы. На передней стенке ящика в этом случае делают отверстия или прорези, через которые проходит воздух под колосниковую решетку. Для улучшения горения задняя стенка на высоту, равную ¹/₃ - ¹/₂ высоты топочного отверстия, выкладывается вертикально, а выше - с наклоном таким образом, чтобы наклонная поверхность излучала теплоту на ноги людей, сидящих перед огнем.

Часто к задней стенке очага крепится чугунная плита, украшенная рельефом. Плита защищает кирпичную кладку от перегрева, кроме того, она быстрее поглощает теплоту и излучает ее более интенсивно. Боковые стенки топочного пространства выкладываются с расширением наружу под углом порядка 20°, что увеличивает лучистую отдачу теплоты от стенок в помещение.

Выдвинутая вперед задняя стенка в верхней части образует сужение в газоходе, глубина которого в узком месте составляет 10 - 20 см. Благодаря такому сужению тяга по ширине топочного отверстия усиливается, что улучшает равномерность распределения газов по периметру топки.

Образующийся в узком сечении дымохода карниз (так называемый "дымовой зуб") играет важную роль и имеет двойное назначение. В процессе топки он задерживает опускающиеся по задней (более холодной) стене охлажденные газы, не пропуская их в топочное пространство, так как это может привести к опрокидыванию тяги. Холодные газы, задержанные карнизом, подхватываются потоком более горячего газа, вытекающего из узкого сечения, образованного передней стенкой камина и кромкой зуба, и выносятся в вышележащий дымоход. Второе назначение карниза заключается в сборе выпавших сажевых отложений. В непосредственной близости от уступа с внутренней стороны устанавливается прочистная дверка, через которую периодически чистится дымоход.

В горловине на уровне дымового карниза устанавливают заслонку для регулирования тяги и отключения камина от дымовой трубы.

Заслонка в дымоходе располагается примерно на 20 см выше верхнего края топочного отверстия" для того чтобы оставался достаточно высокий дымовой фартук, препятствующий попаданию дыма в помещение.

Заслонки бывают вдвижные и поворотные (рис. 9).

Рис. 9. Дымовые заслонки и каминная атрибутика: а, б - вдвижная и поворотная заслонки; в - атрибутика

Лучшей из вдвижных является заслонка с несколькими фиксированными положениями и жесткой ручкой, а из поворотных - конструкция с поворотом вокруг центральной оси.

Выше заслонки дымоход выполнен в виде сужающейся пирамиды, которая постепенно в верхней части переходит в дымовую трубу. Боковые стенки камина выкладываются под углом 45 - 60° строго симметрично, поверхность их должна быть гладкой. Передняя стена дымовой коробки должна подниматься таким образом, чтобы на стыке с дымовой трубой она плотно соединялась с боковыми стенами. Задняя стена камина вертикально переходит в дымовую трубу.

В камин из помещения затягиваются довольно большие объемы воздуха, которые должны восполняться подсосом в помещение атмосферного воздуха через естественные неплотности в наружных стенах. Иногда это приводит к довольно сильным сквознякам. Для ликвидации сквозняков хорошо зарекомендовала себя организованная подача наружного воздуха для горения (по специальному каналу, проложенному под полом помещения). Дутьевой воздух поступает в топку через отверстия в днище очага или в боковых стенах топочного пространства. При такой подаче воздуха в топку сокращается воздухообмен в помещении и исключаются сквозняки.

Для борьбы со сквозняками можно также рекомендовать устройство щели в нижнем притворе двери, ведущей в соседнее помещение" через которую будет подсасываться необходимый воздух.

Дымовая труба камина должна создавать тягу, достаточную для удаления образующихся в топке газов. Главное отличие камина от печи заключается в гораздо большем сечении для доступа воздуха в топку, из-за чего в камин засасываются большие массы воздуха, что вызывает снижение температуры в газоходе (по сравнению с печами). Поэтому сила тяги в камине, приходящаяся на 1 м высоты газохода, меньше, чем в печи. Для создания нормальной тяги высота дымохода камина должна быть соответственно больше, чем у печи. Чтобы обеспечить достаточную тягу при эксплуатации, важно, чтобы дымовые газы по мере движения- по дымоходу охлаждались минимально. Для уменьшения потерь теплоты стенки дымохода должны иметь достаточную толщину. При расположении дымохода в середине помещения стенки выкладывают толщиной в ¹/₂ кирпича, а при расположении у холодной наружной стены здания - в целый кирпич. Полезно объединение дымоходов работающих каминов в групповой дымоход, однако такой прием приемлем только при гарантии, что группа каминов топится одновременно, что бывает довольно редко.

Наиболее вредное влияние оказывают на тягу подсосы атмосферного воздуха в дымоход через неплотности в кладке, а также через неработающие приборы, присоединенные к общему дымоходу. Вредное действие подсосов имеет двоякий характер; с одной стороны, снижается температура дымовых газов, что уменьшает гравитационный напор, с другой стороны, увеличивается объем газов, что требует увеличения тяги. Поэтому все неплотности следует выявлять и устранять.

Дымоходы проверяют на герметичность задымлением. Дымовая труба закрывается сверху, а у нижнего прочистного отверстия разжигают чадящий костер из дерева и толя. Дым выходит через неплотности, указывая их местонахождение.

Следующее условие сохранения нормальной тяги заключается в обеспечении минимальных гидравлических сопротивлений в дымоходе. На величину этих сопротивлений оказывает влияние форма поперечного сечения, а также состояние внутренних поверхностей дымохода. Лучшей формой сечения является круглая, далее идет квадратная и, наконец, прямоугольная. Это объясняется тем, что в прямых углах движение газов затруднено и к тому же в них часто откладывается сажа. Поэтому лучше всего для устройства дымоходов использовать асбоцементные или керамические трубы. Дымовые же трубы из-за трудности подгонки к дымоходу камина чаще всего выкладывают квадратными.

Внутренние поверхности дымоходов должны быть возможно более гладкими (недопустимы, например, потеки раствора из вдвое). В них не должно быть выступающих частей, например, в виде небрежно уложенного кирпича и т. д. Следует избегать наклонных дымоходов, так как при этом в местах поворотов возникают дополнительные местные сопротивления и удлиняется путь газов. Если повороты неизбежны, то допустимое отклонение их от вертикали составляет 30°. Вместе с тем не следует без нужды увеличивать сечение дымохода, так как в газоходах с большими сечениями газы сильнее охлаждаются.

Согласно имеющемуся опыту, поперечное сечение дымовой трубы составляет от ¹/₁₀ до ¹/₁₂, а в более благоприятных случаях - ¹/₁₅ размера топочного отверстия в свету. Во всех случаях сечение дымохода не должно быть меньше 14×27 см. Величина отношения сечений топочного отверстия и дымовой трубы в зависимости от высоты последней принимается по данным табл. 2.

Таблица 2. Зависимость величины отношения сечений топочного отверстия и дымовой трубы от ее высоты

Над крышей оголовок дымовой трубы должен иметь толщину стенки не менее чем в 1 кирпич. Если стены трубы впоследствии штукатурятся или утепляются асбоцементными плитами, то допустимо выкладывать оголовок толщиной в ¹/₂ кирпича.

Для обеспечения тяги наилучшим является простой оголовок, без завершающих карнизов или выступов, С конструктивной и отопительной точек зрения наиболее эффективен коньковый навес над оголовком дымовой трубы, который свободно обдувается ветром, при этом отсасываются и уносятся дымовые газы. Для обеспечения тяги яри изменяющихся метеорологических условиях на оголовках дымовых труб устанавливают ветрозащитные насадки. Во всех случаях оголовки дымовых труб рекомендуется выводить выше зоны действия ветрового подпора. Из соображений пожарной безопасности на оголовок устанавливают искроуловитель в виде колпака с глухой крышкой и проволочной сеткой по бокам с размерами ячейки не более 3 мм.

В камине можно сжигать различную древесину: клен, дуб, ель, сосну, березу, ольху, осину.

Клен и дуб относятся к твердой древесине, они горят длинным спокойным пламенем, долго разогреваются. Твердая древесина уместна при больших размерах топочного отверстия, так как пламя у нее длиннее. Мягкая древесина сгорает быстрее, испуская искры, процесс горения сопровождается сильным треском. Не рекомендуются к использованию слишком сухие дрова (например, долго лежавшие в подвале), так как они быстро прогорают. Лучше использовать дрова, пролежавшие в поленнице под навесом. Они имеют влажность, соответствующую влажности воздуха, и сгорают медленнее.

Наибольшее сажеобразование дает береза, лучшими в этом отношении являются ольховые и особенно осиновые дрова. Последние не только сами не дают сажи, но и способны выжигать из дымохода уже осевшую сажу. Хорошим средством для очистки газоходов от сажи является периодическое сжигание в топке сухих картофельных очистков.

При эксплуатации каминов известное неудобство заключается в необходимости частого удаления из топки очаговых остатков. Наиболее радикально этот вопрос может быть решен с помощью устройства специального зольного канала под полом помещения. В этом случае удалять зольные остатки можно периодически из нижней части зольника по мере их накопления. Разумеется, такое решение возможно только в случае возможности размещения зольного канала под полом помещения.

При отсутствии зольника в конструкции камина используют зольный ящик, устанавливаемый под колосниковой, решеткой.

Очистить камин от сажи весьма затруднительно. Например, если устроить отверстие для чистки в дымовой коробке со стороны комнаты, то при чистке всегда загрязняется помещение.

Если камин примыкает к стене прихожей, то очистка возможна со стороны этого помещения, однако в этом случае стена здесь пачкается. При расположении камина в наружной стене чистку удобно производить через прочистное отверстие, расположенное со стороны улицы, что позволяет чистить камин, не загрязняя помещение.

Поленья, выбираемые для топки камина, не должны быть мелкими, длина их должна составлять ²/₃ - ³/₄ ширины топочного отверстия. Можно использовать также пни и корни, они дают пламя с красивым рисунком.

Пламя камина можно окрашивать. Обычная поваренная соль дает интенсивную желтую окраску, хлорид меди дает гамму красок, в которой сильнее всего выражены голубой я зеленый цвета. Добавки можно непосредственно засыпать в очаг, но лучше приготовить из них раствор и пропитать им древесину перед закладкой в камин.

Приятный аромат дают добавки древесины или сухих веток можжевельника, вишни и особенно старой яблони.

Камины нашли очень большое распространение во многих странах. Но люди стремились не только использовать эстетические свойства огня, но и применить его для отопления помещений (я не для локального обогрева) и приготовления пищи. Поэтому дальнейшее развитие отопительной техники позволило создать обширный класс печей. Печное отопление до настоящего времени сохранило свое значение, в особенности для мест с малой плотностью заселения, так как по сравнению с центральным оно позволяет независимо отапливать отдельные помещения. Даже при наличии центрального отопления оно может применяться как дополнительное к нему средство. Гигиенические свойства печного отопления также достаточно высоки и по ним оно уступает лишь центральному отоплению.