Первоначально жилище финнов представляло собой чум или шалаш, который отапливался при помощи костра. С появлением бревенчатых изб, конструкция которых была позаимствована викингами на востоке, в жилищах стали сооружать очаги. Вначале такими очагами служили дымовые печи-каменки, сложенные из естественных камней и предназначавшиеся главным образом для отопления жилища. Позже появились дымовые печи, которые топились "по-черному" (рис. 1) и служили одновременно для приготовления пищи.
Рис. 1. Приготовление пищи было одной из важнейших задач при использовании дымовых печей
В конце средних веков развитие цивилизации привело к появлению своеобразных комбинаций дымовой печи-каменки и дымовой печи (рис. 2), в передней части которых располагался дымовой колпак - предвестник дымовой трубы.
Рис. 2. В конце средних веков появляются кирпичные печи, полностью покрытые сверху. Дымовой колпак в передней части печи - предвестник дымовой трубы
Первоначально из всех очагов, которые топились "по-черному", дым выходил из помещения непосредственно через открытую дверь или сквозь неплотную драночную или соломенную крышу.
Рис. 3. В очагах, которые топились 'по-черному', дым выходил через открытую дверь, через дымник в потолке или сквозь неплотную драночную или соломенную крышу
Позднее повсеместно стали использовать дымники и деревянные коробы-трубы, проходящие через водонепроницаемые переборки (рис. 4).
Рис. 4. С появлением в домах потолочных перекрытий для удаления дыма и очага стали использовав деревянные коробы-трубы
Дымовую трубу начали использовать на западе Финляндии, а затем и по всей стране только с конца средних, веков. По мере распространения дымовой трубы кирпичные печи превратились в комбинацию печи и открытого очага в передней ее части. Часто печи были весьма большими, а иногда настолько большими, что в них парились как в бане (рис. 8).
Рис. 5. Такая комбинация печи и открытого очага в ее передней части была наиболее типичной для изб финских крестьян
В середине XVIII в. в Швеции возникла острая нехватка древесины в связи с развитием судостроительной и железнодорожной отраслей промышленности, производством дегтя и т. д. В Англии вследствие бурного развития промышленности запасы деловой древесины также были практически исчерпаны.
Рис. 6. За последние сто лет открытый очаг, показанный на рис. 5, понемногу превратился в комбинацию печи с кухонной плитой
27 января 1767 г. правительство Швеции создало первый комитет по экономии энергии и поручило архитектору К. И. Кронстедту и генералу Ф. Вредэ разработать экономичную отопительную печь. Так появилась конструкция пятитрубной вертикальной печи (рис. 9), коэффициент полезного действия которой был, бесспорно, выше, чем у предшествующих конструкций. К сожалению, это конструктивное решение оказалось весьма пожароопасным. Место соединения такой печи с дымоходом при нагревании и охлаждении печи подвергалось усталостному воздействию и часто выходило из строя уже через несколько лет эксплуатации.
Рис. 7. В крупных хозяйства) требовались большие очаги. Печь в форме полу сферы была настолько большой, что дрова в нее приходилось укладывать: залезая внутрь
Конструкция печи, действующей на основе принципа Кронстедта, позднее была усовершенствована шведским инженером Виманом, который разработал так называемый принцип противотока. После этого в конструкциях печей сколько-нибудь существенных изменений не произошло.
Рис. 8. Стало традицией париться в печи как в бане. После выпекания хлеб: на поду печи подстилал солому и залезали в печь Мокрым веником создавали пар
В печах с противотоком, как правило, используются следующие основные идеи:
Рис. 9. Пятитрубная вертикальная печь появилась в конце 1700-х годов в результате исследовательских работ комитета по экономии энергии 'Кронстед и Вредэ'
огневой канал, соединенный с топкой, отделен от оболочки печи при помощи "сухого" стыка или дымового канала, поэтому наиболее горячая часть печи имеет свободу перемещений и не зависит от остальных конструкций печи;
дымовые газы удаляются через дымоход в основании печи, поэтому обеспечивается свобода перемещений оболочки печи;
внутри печи идущие вниз дымовые газы все время охлаждаются, а воздух, поднимающийся вверх с наружной стороны печи, нагревается, поэтому сохраняется практически постоянная разность температур дымовых газов и воздуха в комнате на всей высоте печи и тем самым обеспечивается равномерная и эффективная циркуляция теплого воздуха в помещении.
Рис. 10. Схема печи, действие которой основано на использовании принципа противотока. Горячие дымовые газы сначала поднимаются вверх до потолка печи по огневому дымоходу, который сооружен отдельно от остальной конструкции печи. Затем они возвращаются вниз по боковым Дымовым каналам и удаляются снизу через дымоход
По мере усовершенствования конструкций печей, действующих по принципу противотока, в конце 1800-х и в начале 1900-х годов развилась богатая и многосторонняя культура вертикальных печей и кафельных печей, многие из которых вызывают восхищение и сегодня.
Рис. 11. В конце 1800-х и в начале 1900-х годов по всей Финляндии широкое распространение получила богатая своей фантазией культура кафельных печей
Наше время не внесло в конструкцию отапливаемых дровами очагов ничего нового, за исключением нагревателя типа печи-каменки для парилок в бане и различных очагов заводского изготовления. До войны и в послевоенные годы изобретательская деятельность была направлена прежде всего на объединение различных очагов в комплексы, на придание специальной формы топке, на разработку систем колосниковых решеток, на воздухоснабжение для обеспечения нормальной горения, на прогонку дымовых га зов по принципу противоток и т. д.
Рис. 12. Типичная дровяная печь с кухонной плитой в жилой комнате-кухне в период послевоенного восстановления хозяйства страны. Теперь такой очаг является практичным нагревательным устройством для современных дач