О каминах

Девяносто процентов владельцев загородных особняков желали бы иметь или уже имеют в своем доме камин. Камин - прежде всего символ обеспеченной жизни, стабильности, домашнего уюта. Вечер, проведенный у открытого каминного огня, в прихотливых отсветах языков пламени, - простое, но изысканное удовольствие. Кроме того, качественно выполненный камин является отличным вентилирующим устройством, хорошо просушивает воздух в жилище (что особенно важно для местностей с влажным климатом). Неудивительно, что число каминов в домах растет с каждым днем.

Но при этом камин - устройство достаточно сложное и "нежное", требующее точных расчетов и скрупулезного строительного исполнения. В противном случае "очаг живого огня" может превратиться в постоянно чадящую и смердящую топку. Наконец, камины, как и любые другие источники открытого пламени, пожароопасны и при несоблюдении правил строительства и эксплуатации способны доставить своим владельцам крупные неприятности.

 

Устройство и классификация каминов

Всякий камин состоит из трех частей: топки, портала и дымохода. В классических каминах она открытая, широкая, но неглубокая. Это своего рода ниша, изготовленная из огнеупорного материала (кирпича, камня, металла). Камины способны нагревать помещение только лучистой энергией, они дают тепло, лишь когда в них горит огонь. Им не требуется время на разогрев своего массивного корпуса, как печам, но зато они быстро остывают. В целом камины не относятся к высокоэффективным нагревательным устройствам: их КПД составляет 10-25% (КПД камина определяется отношением количества тепловой энергии, отданной в помещение, к энергии, которую можно было бы получить при полном сгорании топлива). Для сравнения: КПД современных отопительных печей достигает 70-80%, КПД русской печи - 20-30%.

Для повышения теплоотдачи прибора внутренние стенки топки должны обладать высокой отражающей способностью. Ради этого их делают как можно более гладкими и ровными, а иногда облицовывают листами латуни или нержавеющей стали. С целью улучшения теплоотдачи камина боковые стенки топки выполняют развёрнутыми к задней стенке. В этом случае тепло отражается в комнату не только от задней стенки, но и от боковых стенок, и КПД прибора повышается на 7-10%. Открытая топка выкладывается из ровного огнеупорного кирпича со швом шириной 5-6 мм.

В верхней части топочной камеры обычно изготавливается газовый порог - уступ, на языке печников - "зуб". Он препятствует выбрасыванию искр из трубы, защищает топку от встречных воздушных потоков, способных вызвать задымление помещения и выброс сажи, а также улучшает тягу при разжигании камина. Газовый порог - это место, где оседает сажа. Впрочем, во многих конструкциях "зуб" отсутствует и топка соединяется с дымоходом наклонным каналом.

 

Рекомендации СНиПа 2.04.05-91* "Отопление, вентиляция и кондиционирование", утвержденного в 1997 г.

Пункт 3.84. Конструкции зданий следует защищать от возгорания:

а) пол из горючих и трудногорючих материалов под топочной дверкой - металлическим листом размером 700 × 500 мм, располагаемым его длинной стороной вдоль печи;

б) стену или перегородку из негорючих материалов, примыкающую под углом к фронтону печи, - штукатуркой толщиной 25 мм по металлической сетке или металлическим листом по асбестовому картону толщиной 8 мм от пола до уровня на 250 мм выше верха топочной дверки.

Пункт 3.86. Пол из горючих материалов под каркасными печами, в том числе на ножках, следует защищать от возгорания листовой сталью по асбестовому картону толщиной 10 мм, при этом расстояние от низа печи до пола должно быть не менее 100 мм.

По требованиям  Правил пожаробезопасности растояния от внутренней поверхности (от дыма) каминов, печей, каналов и дымовых труб до сгораемых или трудносгораемых конструкций должно быть: не менее 380 мм для незащищённых от возгорания конструкций и не менее 250 мм для защищённых ( 2 листа асбокартона или СМЛ (стекло - магнезитные листы) толщиной 10 мм или плиты из вермикулита)  от возгорания конструкций. 

Все модели каминов можно разделить на две группы: с открытой и закрытой топкой. Закрытые топки представляют собой камеры, снабженные дверцей с кварцевым стеклом, которое выдерживает нагрев до 800°С. Эти дверцы открываются либо только в сторону, либо в сторону и вертикально вверх. В последнем случае они снабжаются специальным подъемным механизмом. Конечно, он усложняет и удорожает конструкцию, но зато дверцы убираются с глаз долой и позволяют получить  удовольствие от живого огня.

Камины с закрытой топкой способны работать в двух режимах: с закрытой или с открытой дверцей. Закрытая топка с открытой дверцей ничем не отличается от открытой топки без дверцы. А вот при закрытой дверце можно регулировать поток поступающего в камин воздуха, перегораживая подовые отверстия. Чем меньший объем воздуха притекает, тем медленнее будут идти процессы горения. Соответственно одну порцию дров можно будет растянуть на целую ночь. Экономичность такого камина существенно выше, его уже можно использовать в качестве альтернативного источника отопления.

Какой кладочный камин лучше - с открытой или закрытой топкой? В Европе, где преобладает рациональный подход к использованию топливных ресурсов, популярны камины с дверцами. В России, из соображений эстетики, отдается предпочтение открытым конструкциям. Камины с закрытой металлической топкой удобно устанавливать в домах с уже имеющимися дымоходами, поэтому монтаж таких устройств существенно проще. В загородных домах труба-дымоход обычно сооружается вместе с камином. Здесь уместно строительство большого кладочного камина, способного выдержать тяжелую трубу (ее масса может достигать 2 т), средняя цена которого в зависимости от размеров и отделки составляет $ 2.500-10.000.

Конечно, вопрос о воздействии веса камина и его дымовой трубы на перекрытия здания или на фундамент решается не на глазок, а на основе инженерных расчетов. Их надо получить у строителей до начала работ.

В зависимости от местоположения камины подразделяются на полностью встроенные в стену; частично встроенные в стену (с пристенным коробом); пристенно-угловые; пристенные; угловые; островные (располагающиеся в середине помещения).

 

Установка каминов

Местоположение камина определяется архитектурным решением помещения, конструкцией стен, схемой вентиляции и, конечно же, противопожарными требованиями. В зависимости от конструкции стен камины могут располагаться рядом с ними или встраиваться в них. Рекомендуется использовать внутренние стены или перегородки из негорючих материалов, предназначенные для размещения дымовых каналов. Для каждого камина необходим отдельный дымоход. "Посадить" два камина, расположенных на разных этажах, на один дымоход теоретически можно, но практически проблематично. Во всяком случае, пользоваться ими можно будет только порознь. Размер внешнего проема топки должен соответствовать величине помещения, в котором устанавливается камин (площадь проема обычно соотносится с площадью помещения в пропорции 1:75).

Открытый камин из кирпича - весьма массивное сооружение, для него нередко требуется отдельный фундамент (об этом ниже). Также необходимо учитывать особенности вентиляции помещения. Камины плохо переносят сквозняк, поэтому желательно располагать их подальше от дверей, окон и вентиляционных установок. С другой стороны, огню нужен постоянный и большой приток воздуха, чему могут препятствовать герметичные стеклопакеты. Если не выполнить эти требования, огонь в камине будет гореть нестабильно и даже дымить. Особые проблемы со сквозняками возникают при проектировании островных каминов, "открытых всем ветрам" с четырех сторон. В этом случае в помещении желательно организовать принудительную вентиляцию, контролирующую дымоотвод, с возможностью регулирования ее параметров.

И все же приоритетными при строительстве каминов следует считать противопожарные требования. Нагревающиеся части камина должны надежно изолироваться от пола, перегородок и других строительных конструкций, изготовленных из горючих материалов.

Особенно актуальны вопросы пожарной безопасности при установке каминов в деревянных домах. Важно помнить: камины и дымоходы должны быть удалены на достаточное расстояние от всех конструкций из горючих материалов! Расстояние это должно составлять не менее 250 мм. Стенки из горючих материалов, расположенные в непосредственной близости от камина, необходимо изолировать негорючим материалом, например листом асбеста или асбестоцемента, стекломагнезитным листом, плитой из вермикулита, войлоком, пропитанным глиной  или толстым матом из кремнеземного волокна.

 

Дымоход

Дымоход представляет собой вертикальный канал, служащий для отвода продуктов горения и притока к топливу свежего воздуха. Тяга в дымовой трубе происходит за счет того, что плотность находящихся в ней нагретых дымовых газов меньше плотности наружного воздуха. Скорость движения дымовых газов зависит от разности температур нагретого и холодного воздуха, а также от высоты трубы. Поэтому дымоход, несмотря на кажущуюся простоту конструкции, является технически сложным сооружением, правильный расчет которого - в буквальном смысле задача со многими неизвестными. Вот их краткий перечень: габариты проема топки и глубина портала; ширина и высота горловины дымосборника; высота и сечение трубы; подбор необходимого колпака для трубы; индивидуальные особенности местности и ландшафта (низина, возвышенность, открытое место, климат, роза ветров, наличие зданий по соседству)... Решить такую задачу под силу лишь высококвалифицированному специалисту с большим опытом работы, причем именно в данной области строительства. Как говорят сами строители, "каменщик и каминщик - это разные специальности". Камины должен складывать именно каминщик, а не каменщик.

Чаще всего трубы каминных дымоходов складывают из специально обожженного кирпича. Кладка должна быть как можно более ровной, с толщиной швов максимум 5 мм. Чем толще шов, тем быстрее он разрушается под действием раскаленных газов. Кирпичи, идущие на изготовление дымохода, подбираются гладкие, без выступов или выбоин. Площадь сечения дымового канала камина в несколько раз больше площади дымового канала печи аналогичной мощности. Поэтому камин невозможно каким-нибудь образом "приладить" к уже имеющемуся печному дымоходу. Минимальное сечение канала - один кирпич, или 130 × 260 мм. Высота дымовых труб (от решетки колосника до устья) должна составлять минимум 5 м. Желательно, чтобы труба выходила как можно ближе к коньку крыши и при этом возвышалась над уровнем крыши не менее чем на 500 мм (при удаленности от конька до 1,5 м). Высоту трубы следует увеличить (чтобы избежать опрокидывания тяги), если очень близко имеются высокие постройки или деревья.

Чересчур длинный дымоход создаст слишком сильную тягу. В таком камине дрова будут быстро прогорать. Если дымовой канал, наоборот, слишком короток, тяга будет недостаточной. В этом случае возможна установка принудительной системы дымоудаления - специального термоустойчивого вентилятора, монтирующегося оголовке трубы.

Дымовой канал должен располагаться вертикально. Допускается его отклонение от вертикали на угол не более 30° с относом не более 1 м.

К дымоходам предъявляются не менее строгие противопожарные требования, чем к топкам каминов. Минимальное расстояние "от дыма" (то есть от внутренней стенки дымовой трубы) до элементов конструкций из горючих материалов должно составлять 380 мм. В местах прохождения труб через перекрытия делается "распушка" - утолщение из кирпича, которое изготавливают в процессе кладки трубы. Зазор между кирпичом "распушки" и потолочным перекрытием изолируется минеральной ватой или кремнеземным волокном.

Дымоход необходимо защитить  с помощью теплоизоляции от воздействия низких температур. Он не должен промерзать зимой настолько, чтобы на внутренних стенках образовался конденсат. В противном случае могут возникнуть проблемы не только с тягой и растопкой камина, но и с целостностью самой трубы. В нерабочем состоянии труба камина закрывается задвижкой для предотвращения выхода теплого воздуха из помещения.

Для облегчения разведения и поддержания огня, а также чистки топки вот уже много веков используют различные аксессуары, интерес к которым особенно возрос в последнее время. К ним относятся: кочерга для разбивания углей на мелкие кусочки; ведерки и ящики для топлива; щипцы и специальная вилка для ворошения дров; щетка на длинной ручке; совок. Для защиты деревянного пола комнаты от попадания горящих углей применяются защитные экраны. Также к каминным аксессуарам относятся различные украшения и безделушки, располагаемые на каминной полке. Наиболее характерным ее украшением являются специальные плоские каминные часы.

 

Материалы

В последнее время в качестве материала для каминных и печных дымоходов широко используются "сэндвичи". "Сэндвич" представляет собой конструкцию, состоящую из двух вложенных друг в друга металлических труб круглого сечения. Зазор между ними заполняется огнестойкой теплоизоляцией. Сами трубы изготавливаются из нержавеющей стали.

Современные дымоходы "сэндвич" обладают некоторыми преимуществами по сравнению с кирпичными. Они намного легче, их стенки отличаются большей гладкостью. Несмотря на высокую степень теплозащиты, эти дымоходы требуют (согласно СНиПам) тех же противопожарных мер безопасности, что и кирпичные трубы: они должны быть удалены на безопасное расстояние от горючих конструкций (380 мм от «дыма») и изолированы от перекрытий. Об этом иногда "забывают" продавцы, но никогда - пожарные инспекторы.

Куда более традиционный материал для дымоходов и топок - кирпич. К нему предъявляются самые строгие требования. Для кладки топочной части печей, в которых применяется каменный уголь, дающий самый сильный жар, используется огнеупорный шамотный кирпич из обожженной и размолотой огнеупорной глины. Он способен выдерживать температуру до 1200°С. Камин, который топится дровами, можно складывать из обыкновенного красного кирпича (рассчитан на температуру до 800°С). В любом случае кирпич должен быть высокого качества, хорошо обожженный, без пережога или недожога, с маркой не ниже М 200 (кирпич маркируется в зависимости от его способности выдерживать нагрузку на сжатие в килограммах на квадратный сантиметр; существуют марки от М 50 до М 300). Хорошо обожженный кирпич имеет ровную красную окраску, легко колется и поддается тесанию, при падении раскалывается на крупные куски. Пережженный кирпич, так называемый железняк, отличается более темной, почти коричневой, местами стекловидной поверхностью. Очень прочен, плохо колется и слабо связывается с раствором. Недожженный кирпич, наоборот, бледен, падая, рассыпается на мелкие куски, хорошо поглощает воду. Печной кирпич должен иметь форму прямоугольного параллелепипеда с четкими ровными гранями и гладкими поверхностями, без сколов и сквозных трещин. Размер кирпича - 250 × 120 × 65 мм, шамотного кирпича - 250 × 123 × 65 мм. или 230 х 113 х 65 мм. Отдельные экземпляры могут отличаться друг от друга на несколько миллиметров: по длине - ±3 мм, по ширине и высоте - ±2 мм. Для кладки топок и нижней части дымоходов рекомендуется отбирать кирпич с минимальными отклонениями от стандартных размеров, чтобы получить наиболее тонкий и равномерный кладочный шов. Среди изготовителей качественного кирпича можно упомянуть Обольский, Рязанский, Боровичский и Серпуховской кирпичные заводы, а также фирмы LODE (Латвия), TERCA и ASERI TELLIS (Эстония). Средняя стоимость обыкновенного отечественного печного кирпича составляет 8-9 руб. за штуку; импортный кирпич стоит около доллара за штуку.

Допускается вторичное использование кирпича, полученного после разборки зданий, для кладки "неответственных" частей камина (фундамента, боковин). Но только при условии, что материал не поврежден и очищен от старого раствора. Те же части можно выкладывать из недожженного или пережженного кирпича. Пустотелый, силикатный и дырчатый кирпич использовать для кладки каминов не рекомендуется.

В качестве связующего раствора используется смесь глины, песка и воды. По своим пластическим свойствам растворы делятся на "тощие", нормальные и "жирные". В "тощих" выше процентное содержание песка, а в "жирных", наоборот, глины. "Тощие" растворы не обладают необходимой пластичностью, а в "жирных" при засыхании образуются трещины. Поэтому для кладки каминов лучше применять нормальные растворы. Определить качество раствора можно, изготовив из него жгут или полоску толщиной 1-2 см и длиной 15-20 см. Если жгут при попытке его согнуть не растягивается, а разламывается, значит, раствор "тощий". Жгут из "жирного" раствора хорошо растягивается и не дает трещин при сгибании. Жгут из нормального раствора при сгибании образует мелкие трещины, а при растягивании удлиняется на 15-20%.

Для раствора необходимо использовать воду, глину и песок без каких-либо примесей, особенно органических, которые впоследствии будут разрушаться под воздействием высоких температур. Песок лучше всего брать мелкий кварцевый, карьерный (а не речной) с зернами размером не более 1 мм (чем меньше частицы, тем тоньше получаются швы). Воду желательно использовать как можно более чистую, не жесткую (не содержащую ионов солей кальция и магния). Глину применяют ту же, что и для изготовления кирпича. Для кладки топочной части из шамотного кирпича необходима аналогичная шамотная глина. Для повышения прочности раствора в него добавляют портландцемент из расчета 1 л портландцемента на ведро раствора.

 

Кладка камина

Камин, как и печь, - сооружение достаточно массивное, часто требующее отдельного фундамента. Фундаменты под камины и дымовые трубы изготавливаются из водостойкого кирпича-железняка, бутового камня или бетона. Фудамент обязательно армируется  арматурой диаметром не менее, чем 10 мм. Арматура укладывается в 2-3 яруса в виде сетки с ячейками не более 150 мм. Глубина залегания определяется глубиной промерзания грунта, а там где под домом грунт не промерзает, то копают до плотного грунта. Под фундамент обязательно устраивается песчаная (из речного песка) или гравийная подушка, которую тщательно трамбуют. Между фундаментами здания и камина необходим зазор в 50-55 мм, заполненный грунтом. Запрещено перевязывать эти фундаменты, поскольку они могут давать разную осадку, что чревато трещинами в кладке. Размер фундамента в плане должен быть шире основания камина (трубы) на 5-10 см. в каждую сторону. Для защиты каминной кладки от почвенной влаги в фундаменте устраивается горизонтальная гидроизоляция из рубероида с битумным покрытием.

Необходимость возведения отдельного фундамента существенно усложняет установку камина в уже готовом помещении. Выгоднее и проще делать это одновременно со строительством дома. Возведение каминов на верхних этажах ограничено несущими способностями перекрытий. Для точного ответа на вопрос, возможно ли сооружение камина в таком случае, нужен инженерный расчет всей конструкции здания. Кладочные камины требуют предварительного составления специалистом- строителем всех порядовок кладки с указанием точного расположения кирпичей различных типов и других элементов конструкции - дверец, колосников, зольников и т. д. По составленным порядовкам можно подсчитать необходимое количество строительных материалов. Как правило, на кладочный камин небольших размеров (с дымовой трубой) уходит около тысячи кирпичей.

Кладка каминов требует тщательного выравнивания кирпичей по всем направлениям. Перед тем как уложить кирпичи в очередной ряд, их подбирают по размерам и обязательно проверяют перевязку швов. Швы должны быть как можно более тонкими и полностью заполненными раствором (так называемый шов "в подрез"). Во внутритопочном и внутридымоходном пространстве не допускаются и выпуклые швы, излишек раствора обязательно удаляется. В "неответственных" местах, где  невозможен выход газов через швы, они могут выполняться "в пустошовку" (впадина не более 10 мм) - для дальнейшего оштукатуривания. Сужения и повороты дымохода и газового порога закругляются.

Все металлические элементы конструкции (дверцы, колосниковые решетки) необходимо устанавливать с учетом их теплового расширения (с зазором в 5-10 мм), иначеметалл разрушит кладку. Вообще желательно использовать как можно меньше металлических деталей.

Число кирпичей в арке и рядов в своде должно быть нечетным. Своды бывают высокими и низкими, полуциркульными, пологими или трехцентровыми. Перекрытие топливника часто декорируется специально подобранным порталом. Для кладки сводов и устройства крепежных "замков" кирпичам необходимо придать какую-нибудь сложную форму или уменьшать их размеры,  современные мастера для этой процедуры чаще используют пилу-"болгарку".

 

Традиции каминостроения

Дизайн современных каминных порталов поражает своим разнообразием .Что касается русской традиции, то она предполагает оформление печей изразцами. Они представляют собой тонкую плитку из обожженного кирпича, покрытую с лицевой стороны глазурью. Изразцами печи не облицовываются, как кафельной плиткой, а выкладываются в процессе строительства - готовый камин ими не украсишь. Изразцы кладутся на раствор и крепятся с помощью отрезков проволоки и металлических костылей. Выпускают изразцовый кирпич производители кирпича обыкновенного - вышеупомянутые Обольский и Боровичский заводы, а также фирмы Германии, стран Балтии и Скандинавии. Помимо декоративной, изразцы решают практическую задачу аккумуляции тепловой энергии печи. Поэтому кладка ими каминных порталов практикуется нечасто (если речь идет именно о каминах, а не о печах-каминах). Гораздо удобнее для этой цели использовать уже готовые порталы от специализированных фирм-производителей.

Заказать цельный портал, выполненный в том или ином стиле, несложно - фирмы-производители ошеломляют многообразием предложений. Единственная сложность заключается в точном определении габаритных размеров изделия. Большинство изготовителей каминных порталов выпускают их в виде готовых к установке прямоугольных блоков с четко заданным шагом (обычно 5-10 см). При необходимости фирма выполнит на заказ портал любого размера, но его стоимость будет на 20-30% выше. Вообще же цена на каминные порталы колеблется в очень широких пределах и зависит прежде всего от материала, из которого они изготовлены. Так, порталы в стиле кантри могут стоить несколько сотен долларов, а портал испанской фирмы ARRIAGA из сложно обработанного оникса - уже несколько тысяч долларов. Более того, некоторые наши производители все детали каминов изготавливают по чертежам иностранных фирм, но из отечественных материалов и собирают на месте установки. При этом заказчик может выбрать модель по каталогу и внести в конструкцию изменения. В итоге стильная изысканная вещь обходится дешевле. Скажем, изящный камин от французской фирмы DEVILLE, "клонированный" компанией "МИР САУН", обойдется покупателю в $ 2000-3000, в зависимости от материала (ракушечник, мрамор и др.).

Продолжая разговор о каминных порталах, отметим, что среди традиционных стилей, востребованных и поныне, выделяются классицизм, ампир и кантри (или "рустик"). Самые первые камины-очаги складывались из необработанного камня. Простота, безыскусность, мощная энергетика "эпохи варварства" делает стиль "рустик" весьма популярным и в наши дни. Такие порталы отделаны колотым мрамором, ракушечником, туфом, песчаником. Эти изделия несложны в производстве, и потому сравнительно дешевы. Но учтите: чем камень мягче, тем быстрее он загрязняется сажей и тем сложнее будет удалить с него сажу и грязь. В классических изделиях преобладают простые и изящные формы, гармонично сочетающиеся друг с другом. В английских каминах плоский П-образный портал обычно выполняется из древесины различных, чаще темных оттенков. Портал может украшаться декоративным кафелем. Непременный атрибут английского камина - каминная полка, которая должна располагаться на такой высоте, чтобы на нее удобно было облокотиться. Топка в английских каминах открытая и сравнительно неглубокая, что позволяет использовать дымоходы небольшого сечения.

Стиль ампир зародился во времена Наполеона Бонапарта. Порталы каминов изготавливаются из мрамора и отличаются некоторой помпезностью. Кариатиды, колонны, сфинксы, грифоны царили в каминостроении на протяжении всего XIX века.

Современные каминные стили чрезвычайно разнообразны. Здесь и модерн, и ар-деко, и даже high-tech. Современные дизайнеры смело экспери-ментируют с формой и материалом топок, создавая порой самые причудливые конструкции. В которых тем не менее живет все тот же уютный и трепетный "домашний пламень"...