Доцент Бабаянц Р.А. «Отопление жилищ»
Государственное медицинское издательство, Ленинград, 1931, Москва
Печи большой теплоемкости устраиваются из кирпича с обделкой наружных нагревательных их поверхностей кровельным железом или изразцами. Применяется также оштукатурка. Наружной поверхности или оставляется кирпичная поверхность без облицовки; как отштукатурка, так и кирпичная поверхность могут дать со временем трещины, которые будут служить источником порчи воздуха жилищ выделяющимися через щели копотью и дымом. Кроме того такай недостаточно гладкая поверхность будет собирать пыль. Исходя из этих соображений, наружные поверхности печей следует обделывать, как было указано,гладким или гофрированным железом или изразцами. Для устранения скопления пыли, верх печей следует делать не прямой, а конусообразный. Окраску железной облицовки печей следует производить печным лаком, а не масляной краской, как это часто делается,так как краска перегорает и портит воздух жилищ. Очень красив вид железной облицовки отделанной горячим способом бронзовой окраской, тем более, что это обходится не дороже окраски их масляной краской.
Кирпичные печи делаются большой или средней теплоемкости: первые — в помещениях, где колебания температуры воздуха могут быть не более 2 градусов, вторые — когда допускаются колебания в 2 и более градуса. В печах средней теплоемкости топливник делается в 1/2 кирпича (0,13 метра), а дымообороты — в 1/4кирпича (0,06 метра), в печах же большой теплоемкости — топливник — в % кирпича (0,19 метра), дымообороты же — в % кирпича (0,13 метра).
При устройстве всех видов кирпичных печей, в виду их большого веса (1 590—1 920 кг на 1 куб. метр печи), обращают серьезное внимание на устройство достаточно прочного для них основания. Для печей первого этажа устраивается независимо от фундамента стен основание из бутовой плиты или кирпича на известковом или цементном растворе.Сверху оно выравнивается двумя рядамикирпича до уровня пола первого этажа и уже на такомпрочном основании начинается кладка печи.
Если печи устраиваются в верхних этажах в помещении, пол которого расположен на коренных сводах, то последний выравнивают кирпичами до уровня пола и затем непосредственно на своде ведут кладку печи. Когда пол верхних этажей покоится на балках, то основание печи устраивается независимо от последних на особых железных балках (см. рис. 6, 7, А и Б) высотою не менее 4 дюймов, причем балки должны быть заделаны своими концами в стену на глубину не менее 0,5 метра с закладыванием в стену под концы балок каменных плит. Балки застилают досками толщиною в 0,6 метров (2 1/2 дюйма), и сверху – для пожарной безопасности – полосами из брускового железа или войлоком, смоченным в жидкой глине, или устраивают между ними кирпичные или бетонные сводики, предварительно свинчивая балки железными (диаметром не менее 19 мм) болтами для прочности сводками. Такое устройство оснований для печей имеет пожарную безопасность и устранение большой нагрузки на балки полов, расшатывание и связанное с ним преждевременное расшатывание печей; последнее имело бы место, если печи устраивались бы непосредственно на полу, который от хождения, передвижения мебели и проч. всегда дает некоторое колебание.
В деревянных зданиях основание печей для первого этажа устраивается так же, какв каменных домах; а верхних же этажах железные балки для основания печи устраиваются изложенным выше способом с укреплением их в коренных дымоотводных трубах печей.
В целях наилучшего отапливания помещений, печь следовало бы устраиватьу наружных стен; такое расположение печейустранило бы неизбежное течение холодного воздуха - отокон и наружных стен к печи через всепомещение. Однако благодаря тому, чтодымоходы, воизбежание их охлаждения и связанногос этимуменьшения тяги, прокладываются во внутреннихстенахздания, приходится располагать печи непосредственноу внутренних стен. Если по каким-нибудь причинамнельзя расположить печь непосредственно около той части капитальной стены, где проходит дымоход, то ее можно установить в другом месте помещения, но на расстоянии не более 2 метров от места прохождения дымохода в капитальной стене. В этом случае от печи к дымоходу прокладываются заделанные в железных футлярах или отделанные снаружи изразцами на угловом железе, толщиною не менее в 1/4 кирпича, перекидные рукава с тщательной заделкой последнего с одной стороны в печь, а с другой — в коренной дымоход. В рукаве должны быть устроены прочистные дверцы.
Кирпичные печи состоят из 2 главных частей: топливника и подъемного колодца или дымооборотов.
Топливник расположен в нижней части печи и служит местом сжигания топлива — развития теплоты. Дымообороты же занимают верхнюю часть печи и предназначены для выделения развиваемой в топливнике теплоты, с отводом продуктов горения в дымоход. Кроме указанных частей в некоторых печах, а при отоплении каменным углем — во всех, топливник устраивается с топочной решеткой, под которой располагается зольник печи с поддувальным отверстием. В печах без зольника под подом топливника в целях предохранения от сильного нагревания и возможности воспламенения дощатого основания делают так называемые шанцы, устраиваемые рядами кирпичей с воздушными пространствами между ними.
В больших печах для увеличения полезного их действия устраиваются особые воздушные камеры, которые могут быть соединены с шанцами.
При кладке печей большой теплоемкости употребляются простые и огнеупорные кирпичи, глина и песок. Кирпичи должны быть правильной формы с гладкими поверхностями для достижения более тонких швов между ними.
Глина должна быть, во избежание растрескивания при высыхании, не очень «жирная, без органических примесей« камешков, однородного состава и тщательно размята с чистым кварцевым песком и водою до консистенции жидкого теста.
Для правильной кладки печей необходимо: тщательное пропитывание простого кирпича водой, для чего непосредственно перед кладкой кирпич держится несколькоминут (2-3) в ушате с водою; такой пропитанныйводою кирпич не отнимает влаги от глины и последняя не теряет своей пластичности, что необходимо для лучшего связывания кирпича друг с другом идля обеспечения достаточно тонких швов между ними. Огнеупорный кирпич менее гигроскопичен, и в видутого, что он подвергается влиянию более высокойтемпературы, то, для устранения возможности растрескивания, его не пропитывают, а только обливаютводою. Швы между кирпичами должны быть достаточно тонкими, так как толстые швы растрескиваются, и глина из них выкрашивается при нагревании, что ведет к разрушению печи. Для получениятонких швов при кладке пользуются жидковатой глиной, а кирпичи хорошо притираются друг к другу. Отдельные кирпичи одного сорта должны быть правильно перевязаны друг с другом; огнеупорные кирпичи нельзя перевязывать с простыми, так как они при нагревании расширяются неравномерно, по этой причине в печах нельзя укреплять отдельные слабые части металлическими брусками. Внутренние поверхность печи нельзя обмазывать глиной, а по окончании кладки следует мокрой тряпкой очищать ее от глины, так как последняя, нагреваясь и высыхая, отстает от кирпича и засоряет дымообороты.
Кладка кирпичных печей начинается или с шанцев при сплошном поде или с зольника с поддувалом – при решетчатом. После этого начинается кладка топливника, в переднюю часть которого заделывается топочная дверца, служащая для закладывания топлива, притока воздуха для горения последнего и для прочистки топливника – удаления золы. Когда в печах устраиваются зольники с поддувалом, то последние также снабжаются в передней части дверцей, которая выполняет вышеуказанные функции по притоку воздуха и очистке воды. В этом случае топочная дверца служит только для прокладывания топлива и для прочистки топочной решетки.
Топочные дверцы, в виду того что они подвергаются сильному раскалу, делаются двойными, из чугуна. Наружную дверцу для красоты иногда делают из меди. При отоплении дровами отверстие топочных дверец для малых печей делают размером 18х22, а больших 22х22 см, при отоплении же каменным углем дверцы делают размером 13х18 см. Часто употребляемые при печах с вьюшками ординарные медные и железные простые дверцы следует признать нецелесообразными ввиду того, что они сильно раскаляются во время топки, а после закрытия печи быстро остывают.
Наиболее целесообразными являются двойные дверцы, из которых внутренняя – на обыкновенных петлях, а внутренняя снабжена петлями, вращающимися около железного стержня, наглухо приделанного к рамке дверцы, причем петли допускают движение дверцы вдоль дверцы, вверх и вниз. Наружная дверцы сзади снабжена полоской с отогнутыми концами, заходящими при закрывании приподнятой дверцы за наклонно срезанные в задней поверхности выступы, приделанные к рамке дверцы, что способствует довольно плотному, герметическому затвору дверцы. Недостаток этой дверцы заключается в том, что открывание ее после плотного затвора сильно затрудняется, - приходится с силою дергать дверцу вверх, чем расшатывается кладка, особенно у печей с изразцовой облицовкой. Этот недостаток устраняется в дверцах, устроенных таким же образом, но с той только разницей, что выступы на раме делаются прямыми, а плотный геометрический затвор дверцы производится особым винтом, проходящим через дверцу и ввинчивающимся в подвижную за дверцей полоску, концы которой заходят за указанные выступы на раме (см. рис 10-14) – различные виды топочных дверец с герметическим затвором).
Топочные дверцы укрепляются посредством заделки в кладку приклепанных к раме железных полосок или пучка печной проволоки, вдетого в отверстия рамки дверцы. На укрепленные дверцы, особенно с герметическим затвором и в печах с изразцовой облицовкой, следует обращать серьезное внимание и делать это достаточно прочно во избежание расшатывании их и разрушении кладки.
При кладке топливника следует исходить из тез же требований, которые предъявляются для лучшего сжигания в нем топлива. И топливник должен притекать достаточный, но без излишка воздух для горения топлива: воздух должен, возможно, лучше смешиваться с топливом во врем его горения; стенки топливника не должны сильно понижать температуру горения топлива для полного его разложения и наибольшего теплового эффекта и, наконец, топливник, должен быть удобным для загружения топливом и для равномерного сгорания последнего.
Топливник и первый дымооборот следует обделывать огнеупорным кирпичом, так как здесь развивается наивысшая температура. Верх топливника следует перекрывать не горизонтально поставленными кирпичами, которые с течением времени при выкрошивании из швов глины могут легко обваливаться, и сводчатой кладкой из тех же огнеупорных кирпичей.
Сводчатые перекрытия должны быть и над всеми прочими отверстиями, ширина которых больше размера одного кирпича. Под топливника делается сплошным или снабжается решеткой при устройстве под топливником поддувала. Размеры топливника определяются в зависимости от объема загружаемого топлива, другими словами – количества тепла, требуемого от печи для нагревания того или другого помещения, и устанавливаются при расчете печей, причем для нормального горения в топливнике над топливом должно остаться свободное пространство высотою около 0,40 метров. Над топливником устанавливается верхняя часть печи – дымообороты. В зависимости от числа дымооборотов и их расположения, а также по наружной облицовке различают несколько систем печей большой теплоемкости.
Дымообороты должны быть устроены таким образом, чтобы печь наилучшим образом выделяла тепло в отапливаемом помещении. С этой целью необходимо, чтобы продукты горения топлива при прохождении через дымообороты, не уменьшая необходимой тяги, успевали отдавать стенкам дымооборотов наибольшее количество тепла, и чтобы расположение и количество дымооборотов обеспечивало бы равномерное нагревание печи во всех ее частях.
Дымообороты устраиваются или последовательно, то есть дым сначала подымается из топливника по одному – первому каналу, затем, дойдя до верха печи, спускается вниз по второму, далее опять подымается вверх по третьему и т.д. (в 4 или 6 последовательных каналах) и наконец из последнего дымооборота уходит в дымовую трубу. Подъем производится по одному, а опускание по нескольким каналам сразу таким образом, что дым сначала подымается по одному колодцу вверх, а затем сразу опускается по нескольким каналам вниз, где собирается в общий канал и отводится в дымовую трубу.
Если вьюшку закрывают раньше, чем заканчивается горение и полное разложение топлива, то из печи через дверцу и вьюшку поступают в помещение продукты горения топлива и могут вызывать отравление угарным газом. Для устранения этой опасности вьюшки следует устраивать с двойным металлическим затвором, состоящим из рамки.
Печи большой теплоемкости делаются нескольких видов, которые отличаются друг от друга главным образом по расположению и количеству дымооборотов в них и по устройству топливника.
Главнейшие виды получивших у нас распространение кирпичных печей следующие: голландские, печи архитектора Свиязееа, или «циркуляционные печи», печи проф. Лукашевича, утермарковские и русские печи. (См. рнс. 18—25, одинаковые части обозначены одинаковыми буквами: А — топливник, Б — подъемный колодец, В — перевал из подъемного колодцав опускные колодцы, Г — опускные колодцы, Д — сборный боров, Е — камера печи, в которую комнатный воздух входит в душники и затем, согревшись, выходит в комнату).
ГОЛЛАНДСКАЯ ПЕЧЬ устраивается без поддувала и зольника, со сплошным подом в топливнике, снабженным простой или герметически затворяющейся дверцей. Количество дымооборотов в ней колеблется от 4 до 8; в обыкновенных прямоугольных голландских печах делают б—8 дымооборотов, в угловых же - только 4.
Дымообороты расположены последовательно в два ряда: продукты горения поднимаются вверх по одним и спускаются по рядом расположенным другим каналам, причем подъемные, или восходящие и спускные, дымооборотов в ней колеблется от 4 до 8; в обыкновенных прямоугольных голландских печах делают б—8 дымооборотов, в угловых же - только 4.
Дымообороты расположены последовательно в два ряда: продукты горения поднимаются вверх по одним и спускаются по рядом расположенным другим каналам, причем подъемные, или восходящие и спускные или нисходящие каналы (или колодцы) располагаются крест накрест. Иногда дымообороты располагаются частью горизонтально, частью вертикально. Стены топливника имеют толщину от 0,20 до 0,26 метра, глубина н ширина топливника в зависимости от величины печн колеблется от 0,26 до 0,52 м, высота же его от 0,26 до 0,67 м. Стенки дымооборотов имеют толщину для наружных 0,13 м, а для внутренних разгородок 0,7—0,13 м; площадь дымооборота от 0,24 до 0,80 кв. метра. Наружная нагревательная поверхность этих печей обделывается изразцами, железом или штукатуркой.
Голландские печи имеют следующие недостатки: неполное сгорание топлива из-за сплошного пода и недостаточного смешивания воздуха с топливом во время его горения; бесполезное нагревание большего, чем требуется, количества воздуха, поступающего через топочные дверцы, недостаточная тяга воздуха вследствие слишком длинного пути, проходимого продуктами горения через дымообороты; слабая передача тепла слишком толстыми стенками дымооборотов; неравномерное нагревание печи: первые каналы выделяют значительно больше тепла, чем последующие, и наконец незначительная поверхность нагрева печи по сравнению со всею массою ее.
Вследствие перечисленных недостатков полезное действие голландской печи невелико: оно достигает лишь 30—40% тепла, развиваемого сжатым в печи топливом.
ПЕЧИ АРХИТЕКТОРА СВИЯЗЕВА отличаются от голландских своими существенными преимуществами. Толщина стенок топливника принята в этих печах в один кирпич, стенки подъемного колодца имеют толщину в 13 см, толщина же опускных колодцев – 2,2 см, причем опускные колодцы для прочности складываются в заранее изготовленные железные футляры.
Печь снаружи окружена кроме облицовки еще оболочкой, благодаря чему вся поверхность нагрева выходит в общую для всей печи воздушную камеру, сообщающуюся с помещением с помощью расположенных внизу и наверху оболочки отверстий для циркуляции воздуха помещений, отчего эти печи называются «циркуляционными». Благодаря указанному устройству этих печей увеличивается их теплоемкость и количество теплоты, получаемой ими от продуктов горения, - и самое главное – происходит равномерное нагревание поверхности нагрева.
ПЕЧЬ ПРОФЕССОРА ЛУКАШЕВИЧА является дальнейшим усовершенствованием печей архитектора Свиязева: она отличается от последних главным образом устройством топливника. В этих печах также имеются один подъемный и несколько опускных колодцев. Посредине колодцев устраивается воздушная камера, сообщающаяся с воздухом отапливаемого помещения.
Поступление воздуха в топливник происходит не через топочную дверцу, а через поддувало, устраиваемое над топливником. Самый топливник имеет конусообразную форму, суживающуюся к поддувальной решетке. Такое устройство топливника с поддувалом способствует равномерному и наилучшему смешиванию воздуха с горящим топливом.
УТЕРМАРКОВСКИЕ ПЕЧИ, получившие название от печного мастера Утермарка, в своей основе мало отличаются от описанных голландских печей.
В них также имеется сплошной под, топливник без поддувала и те же последовательно расположенные подъемные и опускные колодцы.
Существенная разница заключается в том, что так кладка печи производится в железном футляре цилиндрической формы, то представляется возможным устраивать более тонкие стенки дымооборотов, и потому количество передаваемой печью теплоты значительно больше. В дальнейшем в утермарковских печах начали устраивать дымооброты, как в печах архитектора Свиязева, с одним подъемным н несколькими опускными колодцами и снабжать их дверцами с герметическим затвором, а иногда делать топливники с поддувалом.
РУССКИЕ ПЕЧИ, устраиваемые главным образом в деревнях, чрезвычайно просты. Они сложены из кирпича и состоят из следующих частей: топливника со сплошным покатым подом, продолжение пода - шесток, сделанный из горизонтальной чугунной плиты, устье печи, закрываемое железной заслонкой после топки, и щиток — самая высокая часть печи, куда собирается дым и далее через дымовую трубу уходит наружу. В виду отсутствия в русской печи дымооборотов, полезное действие ее весьма невелико—не более 30%.
Сравнивая вышеперечисленные печи, следует указать, что наиболее неэкономными печами являются русские и далее голландские, как дающие наименьшее использование развиваемого в них тепла. Наилучшими в этом отношении являются печи проф. Лукашевича, дающие максимальное полезное действие — процент полезного действия доходит до 80%, а после них — печи архитектора Свиязева и утермарковские, имеющие полезный эффект 60—70%. По гигиеническим соображениям печи как архитектора Свиязева, так и проф. Лукашевича имеют существенный недостаток, связанный с наличием в них воздушных камер, не поддающихся, как было указано, регулярной чистке и способствующих скоплению в них пыли.
Утермарковские печи с устройством дымооборотов по системе архитектора Свиязева и топливника профессора Лукашевича, снабженный дверцами для герметического затвора, являются, пожалуй, наиболее целесообразными приборами отопления большой теплоемкости. С другой стороны, изразцовые печи, устроенные по такой же комбинированной системе как утермарковские, и без камер уступали немного последним по полезному эффекту имеют перед ними преимущество в эстетическом и гигиеническом отношениях. Последние печи, как было отмечено, имеют высокий процент полезного действия (60-70%).
