Расчет и размеры печей для бани

Банные печи из кирпича: последовательность работ

Как мы и обещали, вы сможете прикинуть свои возможности, познакомившись с этапами возведения печи в баню из кирпича.

Фундамент

Кирпичная печь в бане должна иметь фундамент. Вариантов нет: печку в баню из кирпича придется ставить на отдельный фундамент. Многие считают, что дело может обойтись фундаментом мелгозаглубленным, однако это не всегда так. Ориентироваться надо на то, какой вы делали под баню в целом. Ведь все сильно зависит от несущей способности грунта. При весе в несколько тонн кирпичная масса будет оказывать существенное давление на грунт, а он обычно проседает неравномерно, что становится причиной перекоса и разлома конструкции – стены или печи.

Совет! Почитайте наши материалы о фундаментах в соответствующем разделе сайта. Там вы найдете не только теорию, но и многочисленные практические рекомендации по возведению подходящего фундамента.

Главное – не забывайте о том, что нельзя соединять в единую конструкцию фундаменты бани и печки. Между ними принято оставлять зазор как минимум в 5 см.

Кирпичная печка для бани: раствор

ВАЖНО! Никакого цемента в раствор для печной кладки не кладут, это надо запомнить.

Остаются два ингредиента: глина и песок. А то и другое бывает разным по составу или калибру частиц. Песок просеивают через 1,5 мм сито. Что касается глины, то тут варианта два: либо накопать ее на собственном участке, либо купить мешок в магазине. В первом случае копать надо глубже полуметра, потому что именно с этой отметки начинается то, что может вам пригодиться.

Правило! Рекомендуется для раствора использовать тот же тип глины, что и в кирпиче, то есть – красная или шамотная. Причина в том, что однородные материалы имеют одинаковое тепловое расширение, а это хорошо в условиях сильного нагрева – одинаково расширились, одинаково сжались, никаких напряжений и деформаций.

Для кладки самым важным параметром глины будет то, жирная она или тощая. Это достаточно условные названия. Понять, с чем имеешь дело, можно только высушив комочек глины и глядя на результат. Тощая глина при высыхании норовит раскрошиться. Жирная ведет себя иначе: визуально комочек становится меньше размером и на нем появляются трещины.

Обратите внимание! При смешивании с песком жирность глины меняется, песок ее уменьшает. Именно поэтому точной пропорции не существует, она – результат подбора конкретных ингредиентов

Подбор осуществляется в виде следующего эксперимента: сделайте несколько образцов смесей глины и песка, обозначьте доли и дайте им подсохнуть. Если подсохшая лепешка крошится – песка избыток, если трескается – избыток глины. Оптима – это однородный, не растрескавшийся и не раскрошившийся образец.

Песок перед замешиванием не только просеивают через мелкое сито, но еще и промывают.

Кстати! Некоторые рецепты раствора содержат… поваренную соль в небольших количествах.

Сам кирпич – марки, виды

Когда планируется печка в парную, баню из кирпича, важную роль играет выбор самого основного строительного материала. Рекомендуем посмотреть ролик, в котором печник рассказывает, что можно найти в продаже, что получше на его взгляд.

Видео

От себя добавим, что неплохой критерий выбора – звук при ударе по кирпичу. Дефектов нет, если звук будет звонкий и металлический. Любая глухота – признак трещин.

Мы уже упоминали красный огнеупорный и шамотный кирпичи. Помимо них для печей годятся клинкерный и глиноземный жаропрочный. Дороже всех шамотный. Его используют только для выкладки топочного ядра печи. Прочие из перечисленных идут на кладку ее стен.

Марка (число) обозначает плотность. Печники используют от 150 до 250. Чем выше плотность, тем выше теплоемкость, тем дольше ждать, пока парная нагреется.

Морозостойкость материала не имеет значения внутри помещения, но на нее стоит обратить внимание, когда будете делать дымоход. Однородный цвет – хороший признак

Неоднородный говорит о неравномерном обжиге и, как следствие, разной прочности участков кирпича

Однородный цвет – хороший признак. Неоднородный говорит о неравномерном обжиге и, как следствие, разной прочности участков кирпича.

Геометрия – тоже не последний критерий при выборе. С правильной удобнее работать.

Как улучшить характеристики металлической печки

Уверены, что эти знания помогут вам минимизировать негативные последствия слишком сильного нагрева металлической печи. Сделать это можно двумя способами: специальной подготовкой металла и особенностями устройства топки.

Предварительная подготовка металла

После того как вырезаны все отдельные элементы печи, наиболее нагревающиеся детали предварительно отпустите. Сильнее всего греются боковые и верхние части и дверка топки. Нагрейте их любым способом до красного цвета и медленно охлаждайте. После отпуска листы могут немного покоробиться, это не страшно, молотком подровняйте их до первоначального состояния. Еще раз проверьте размеры, если они изменились в заметных пределах, отрежьте до нужных параметров. Этот простой способ исключит коробление печки во время ее эксплуатации.

Заготовки для печных дверец

Пример установленной металлической дверцы

Особенности конструкции топки металлической печи

Большинство металлических печей выдают максимальное количество тепла за минимальное время, дрова очень быстро перегорают, поверхности нагреваются до высоких температур. Поддерживать нормальную и стабильную температуру в парной невозможно – приходится часто подкладывать дрова. В помещении то слишком жарко, то холодно. Почему так происходит? Подобные печи в большинстве случаев имеют колосниковые решетки. Их наличие оправданно в каменных печах, мы уже упоминали, что эти печи нужно быстро нагревать. Сильное горение пламени обеспечивается большим количеством воздуха, попадающим сквозь колосники в пламя.

Металлическая печь с колосниковой решеткой

Колосники делаются из металлических прутков, листового металла многочисленными просверленными отверстиями или литого чугуна, отличаются размерами отверстий и т. д.

Колосниковая решетка чугунная

Дрова лежат на решетке, поступление воздуха ничем не регулируется, наоборот, принимаются все меры для увеличения тяги, что автоматически ускоряет процесс горения. Больше всего нагревается верхняя часть печи, чуть меньше боковины, а низ и фронтальная часть нагреваются незначительно.

Дрова в топке лежат на колоснике

Схема работы печи-каменки

Цены на листовую сталь

листовая сталь

Такой режим горения крайне негативно сказывается как на длительности эксплуатации печки, так и на комфортности пребывания в парной. Приходится огонь периодически заливать водой, если мало воды – пламя быстро вновь разгорается, если много – горение может вообще прекратиться. Одним словом, банный день вместо удовольствия приносит головную боль.

Что предлагаем мы? Решение очень простое – не делайте колосники с поддувалом, пусть дрова лежат на дне печки, а не на колоснике. Дверку топки максимально герметизируйте, можно по периметру использовать асбестовый шнур или минеральную вату.

Асбестовый шнур

В дверке топки проделайте отверстия с обыкновенной подвижной заслонкой для регулирования количества подаваемого воздуха. Одна закладка дров в такой печи будет гореть более часа, есть возможность регулировать температуру нагрева поверхностей. Кроме того, прогреваться будет вся площадь печки. Работы по изготовлению печи за счет отсутствия колосника и зольника упростились, а эффективность и удобство пользования увеличилось.

Топка печи без колосников

Пример печной дверцы с регулируемой заслонкой

Как видите, все знания нам пригодились, их можно использовать не только во время изготовления печки для бани. С теорией мы разобрались, пора переходить к практике.

Время нагрева металла

Температуру
уходящих из печи дымовых газов прини­маем
равной
;
температуру
печи в томильной зоне на 50℃
выше температуры нагрева металла, т. е.
1300°С.
Распределение температур по длине пе­чи
представлено на рис.62.

Поскольку
основным назначением методичес­кой
зоны является мед­ленный нагрев
металла до состояния пластично­сти,
то температура в центре металла при
пере­ходе из методической в сварочную
зону должна быть порядка 400—500 °С.

Разность
температур между поверхностью и серединой
заготовки для методической зоны печей
прокатного произ­водства можно принять
равной (700— 800) S,
где
S
— прогреваемая (расчетная) толщина. В
рас­сматриваемом случае двустороннего
нагрева
м
и, следовательно,
,
т. е. следует принять температуру
поверхности сляба в конце методической
зоны, равной 500 °С.

Определим
ориентировочные размеры печи. При
одно­рядном расположении заготовок
ширина печи будет равна

Здесь
—
зазоры между слябами и стенками печи.

В
соответствии с рекомендациями высоту
печи при­нимаем равной: в томильной
зоне 1,65 м, в сварочной 2,8 м, в
методической зоне 1,6 м.

Находим
степени развития кладки (на 1 м длины
печи) для:

методической
зоны
;

сварочной
зоны
;

томильной
зоны
.

Определим
эффективную длину луча ,м:

методическая
зона

сварочная
зона

томильная
зона

Определение
времени нагрева металла в методической
зоне

Находим
степень черноты дымовых газов
при сред­ней температуре

Парциальное
давлениеи

равно:

По
номограммам на рис. 13—15 находим

Тогда

Приведенная
степень черноты рассматриваемой систе­мы
равна

степень
черноты металла принята равной
.

Средний
по длине методической зоны коэффициент
теплоотдачи излучением определяем по
формуле (67, б)

Определяем
температурный критерий Ɵ и критерий
Bi:

Для
углеродистой стали при средней по массе
темпе­ратуре металла

по
приложению IX находим
и

По
найденным значениям Ɵ и Bi
по
номограммам на рис. 22 для поверхности
пластины находим критерий Фурье
.
Тогда
время нагрева металла в методической
зоне печи равно

Находим
температуру центра сляба в конце
методиче­ской зоны. Согласно номограмме
на рис. 24 для центра пластины при
итемпературный
крите­рий.
Теперь легко найти температуру центра
сляба

Определение
времени нагрева металла в I сварочной
зоне

Найдем
степень черноты дымовых газов при:

По
номограммам на рис. 13—15 находим

Тогда

.
Принимаем тем­пературу поверхности
металла в конце I сварочной зоны 1000°С.

Приведенная
степень черноты I сварочной зоны равна

Находим
среднюю по сечению температуру металла
в начале I сварочной (в конце методической)
зоны

Находим
температурный критерий для поверхности
слябов

Так
как при средней температуре металла

При
определении средней температуры металла
в I сва­рочной зоне было принято, что
температура в центре сля­ба в конце
зоны равна 850 °С. Теперь по номограмме
на рис. 22 находим критерий Фурье
.
Время
нагрева в I сварочной зоне

Определяем
температуру в центре сляба в конце I
сва­рочной зоны. По номограмме на рис.
24
при значениях
и
находим
значение
,
с по­мощью которого определяем

Определение
времени нагрева
металла во
II
сварочной зоне

Находим
степень черноты дымовых газов при.

По
номограммам на рис. 13—15 находим

и

Теперь

Приведенная
степень черноты II сварочной зоны равна

Средняя
температура металла в начале II сварочной
зоны
равна

Температурный
критерий для поверхности слябов в конце
II сварочной зоны равен

При
средней температуре металла в зоне

(приложение
IX).

Тогда

Теперь
по номограмме на рис. 22 находим F_о
= l,l.
Вре­мя
нагрева металла во II сварочной зоне
равно

Температуру
центра сляба в конце II сварочной зоны
определяем по номограмме на рис. 24 при
значениях
ии

Тогда

Определение
времени томления металла

Перепад
температур по толщине металла в начале
то­мильной зоны составляет
.
До­пустимый перепад температур в
конце нагрева составляет

Степень
выравнивания температур равна

При
коэффициенте несимметричности нагрева,
равном
критерий
для
томильной зоны согласно номо­грамме
на рис. 19 (кривая 3) равен

При
средней температуре металла в томильной
зо­не

и
(приложение IX).

Время
томления

Полное
время пребывания металла в печи равно

Основные достоинства

Несомненными плюсами применения теплообменника в конструкции печи являются:

• Одновременное осуществление нескольких функций: нагрев воды, воздуха в нескольких  помещениях, а также парообразование;
• Варианты установки бака на значительном расстоянии от печи (даже в другом помещении);
• Долговечность. При использовании современных материалов и соблюдении технологии монтажа срок эксплуатации достигает 20 лет.
• Эстетичный внешний вид
• Доступность ухода;
• Простота монтажа;
• Высокая эффективность;
• Возможность установки как в русской традиционной бане, так и в современной финской сауне;
• Экономия места за счет компактных размеров;
• Высокая мощность и как следствие, быстрый нагрев до требуемой температуры;
• Отсутствие (или несущественность) деформаций при нагреве

Инструкция по собственноручному изготовлению печи в баню

Как только вы окончательно определитесь с типом печки, подготовите все необходимые инструменты, и подберете нужные материалы, можно приступать к созданию печи в баню из трубы своими руками. Ниже также будут чертежи и фото, которые помогут сориентироваться с размерами вашей будущей печки.

Чертеж

Начальный этап создания банной – подготовка и создание всех необходимых чертежей. На проекте печки также указываются места расположения всех основных элементов конструкции, их размеры, и места соединений.

К примеру, чертеж горизонтальной печки:

И чертеж вертикального проекта:

Создать такой чертеж можно как самому (нужно лишь вспомнить школьную программу по черчению), с помощью услуг специалиста или использовать готовый. Последний вариант хорош тем, что вам не придется ничего делать и никому платить. Благо, в интернете полно разнообразных чертежей печей, так что вы точно найдете среди них то, что в полной мере удовлетворит ваши потребности.

Не стоит начинать работу, не имея на руках чертежа, ведь в 99,9% случаев вы точно допустите ошибку при монтаже элементов, в результате чего оборудование попросту не будет работать, и вам придется все начинать сначала. Более того, неправильно сделанная печь негативно отразится на здоровье людей, часто отдыхающих в парилке.

Создание горизонтальной печи по шагам

Горизонтальная конструкция выполняется в следующей последовательности:

• Отрезается кусок трубы, соответствующий по длине чертежу-схеме. Оптимальная длина металла – 70-90 см. Срез нужно тщательно отшлифовать, чтобы он не был слишком острым;
• В нижней части конструкции организовывается колосник. Если вы не приобрели готовый вариант, или хотите сделать его собственноручно, тогда воспользуйтесь этой инструкцией:1. Из металлического листа вырежьте прямоугольник по размерам, подходящим трубе; 2. В этом прямоугольнике сделайте середину таким образом, чтобы с каждого края трубы оставалось место для приваривания конструкции; 3. На минимальном расстоянии друг от друга в вертикальном или горизонтальном положении приварите прутья из металла:

Купленный или самодельный колосник монтируется в предварительно подготовленный срез трубы.

Швы после сваривания стоит «прятать» внутри изделия, ведь самое первое, что будет «страдать» от негативного влияния повышенных температур – это именно швы.

Рассмотрим, как можно смонтировать колосник в печную конструкцию:

1. Приваривание к тыльной стороне печи. Вырезается продолговатая прямоугольна или квадратная конструкция из листового металла с размерами чуть поменьше, нежели диаметр трубы.Если вверху печки будет находиться отсек для камней, то длина листового металла увеличивается вплоть до этого отсека. Такое удлинение необходимо, чтобы уменьшить число сварных швов;
2. Подготовка металла для фасада печки. Листовой метал должен иметь размеры немного больше, нежели размеры печки;
3. Прорезь отверстий для поддувала и топочной дверцы. В случае, когда будет использоваться готовая дверца, необходимо подогнать отверстия в печи под ее размеры;
4. Приваривание к передней части печи фасадного листа;
5. Прорезь вверху корпуса отверстия размерами 15 на 15 см. для монтажа будущего дымохода;
6. Закрепление дверцы;
7. Зачистка конструкции наждачной бумагой для ликвидации окалин, которые появились в процессе сварки, и ржавчины.

После этого конструкцию стоит покрасить краской, «не боящейся» повышенных температур, или обложить по периметру огнеупорным кирпичом.

Если выбрана краска, то прежде, как отправить конструкцию на постоянное место «дислокации», ее стоит протопить на свежем воздухе

Это крайне важно, и нужно, чтобы излишки краски обгорели, и в будущем не приносили вреда человеческому здоровью

Вертикальная печка для парилки: пошаговая инструкция

Печка вертикального типа делается в такой последовательности:

• Отрезается труба в 70-90 см. высоты;
• Срезные места зачищаются;
• К низу трубы приваривается отрезок аналогичного диаметра, который будет играть роль днища;
• Внизу конструкции монтируется дверца – поддувало;
• Монтируются колосники, изготовленные по технологии, описанной выше или берутся готовые варианты;
• Над колосниками делается вырез под монтаж дверцы. Тут будет находиться топочный отсек:

• Отсек для каменки делаются так:1. На расстоянии 15 см. от топки в трубе вырезают прямоугольник; 2. В него монтируется еще один колосник, где в будущем будут располагаться камни; 3. Производится установка дверцы. Когда она будет открыта на камни можно будет лить воду, чтобы образовывалось еще больше пара.
• На каждое отверстие монтируется купленная или сделанная своими руками дверца;
• Вверху прорезается круг для монтажа дымохода;
• Конструкция шлифуется и красится.

Конструкция банных каменок

Печное оборудование устанавливают в парилке. Его основная функция – отопление помещения, выработка пара. Постоянный диапазон температур в парной – от 40 до 100 градусов.

В каменке есть топливник для дров, закрытая камера, куда сверху свода топливника кладут каменные булыжники, чугунные чушки. Средняя толщина слоя – до 22 см. Чугунные чушки быстрее камней набирают температуру, что ускоряет нагрев каменки. В своде специально оставляют щели. Через эти зазоры потом сквозь булыжники проходят дымовые газы и по дымооборотам выходят в трубу наружу.

Чтобы получить пар, раскаленные камни через специальное отверстие поливают водой. В этот же проем выходит пар.

Чтобы повысить прочность каменки, можно поместить ее в каркас из металла.

Отопление банного комплекса

В помещениях, имеющих парное, моечное отделение, предбанник, комнату отдыха, т.п., устанавливаются банные комплексы, в составе которых может быть: дровяная банная печь, кухонная плита, камин, в зависимости от назначения помещения. Конструкцией наших комплексов заложена безопасная топка — подогрев камней можно производить от рядом стоящей печи. Вначале, при отсутствии тяги, топится приставная конструкция, дымовые газы от которой пропускаются поверху каменной засыпки, а затем под ней. Это позволяет подготовить камни и печь особенно в зимний период без напряжения в кладке (щадящий режим).

№154 Банный комплекс: банная печь периодического действия — отопительно-варочная плита

Последовательность возведения банной печи

Вне зависимости от выбранной конфигурации кирпичной банной печи, порядок ее возведения остается идентичным для всех ситуаций: от фундамента до обустройства дымоотводящей трубы и финишной отделки. В следующей таблице вы можете ознакомиться с важными сведениями о каждом этапе проведения рассматриваемого мероприятия.

Таблица. Порядок строительства банной печи