Как построить русскую печь своими руками — делаем кладку сами

Как построить русскую печь своими руками — делаем кладку сами

В сельской местности по-прежнему актуально строительство русской печи. Эту отопительную конструкцию сооружают для обогрева комнат и подсобных помещений, где готовят пищу. Горячее горнило продолжительное время сохраняет тепло, поэтому его используют для варки вкуснейших рассыпчатых каш, выпечки хлеба и пирожков. О том, как построить русскую печь своими руками, и будет эта статья.

В мастерстве, как построить русскую печь своими руками, имеется много тонкостей, но при желании и благодаря наличию определенных навыков такую работу можно выполнить самостоятельно.

Содержание

В VIII—XIII веках на восточнославянских и финно-угорских [3] территориях было распространено несколько типов печей [4] . В Северной Руси преобладали печи-камени, сложенные из камней насухо без скрепляющего раствора. В Старой Ладоге основания каменных печей достигали 1,5 м в поперечнике [5] . В Изборске известны также глиняные печи, возведённые на каменном основании — на каменной площадке размером около 1×1 м строился полый глиняный купол высотой около 1 м [6] . Известны печи, сложенные из камня и глины. Они были наиболее распространены на Верхнем Дону, в Поочье и в Среднем Поднепровье. Основания таких печей достигали 1,5×2 м. В Верхнем и Среднем Поднепровье более широко были распространены глиняные печи. Размеры их доходили до 1,5 м в поперечнике и до 1,2 м в высоту [7] .

В указанный период избы не имели устройств для вывода дыма, и он выходил в двери и в небольшие оконца в стенах (отопление «по-чёрному», курная изба). На рубеже XV и XVI веков появилось устройство для вывода дыма. Первоначально оно представляло собой деревянный короб. С появлением огнеупорного кирпича печи приобрели трубы, а сами они постепенно приобрели к началу XVIII века тот вид, который сейчас известен как «русская печь».

Какая марка кирпича лучше для печи

Марка печного кирпича зависит от его состава. Шамотный материал маркируется буквой Ш и цифровым индексом, указывающим на термостойкость. Для печи подойдет маркировка кирпича Ш-5 и Ш-8.

Огнеупорный кирпич, отличающийся высоким качеством и пользующийся особой популярностью отечественного покупателя, изготавливают несколько заводов:

Завод Никольское (НКЗ).

Рейтинг кирпича возглавляет продукция, выпускаемая российскими заводами. Зарубежная продукция, стоит дороже и применяется для эксклюзивной декоративной отделки.

При выборе кладочного материала, учитывают рекомендации каменщика. Специалист сможет подобрать камень, оптимально подходящий в каждом конкретном случае.

Сколько стоит печной кирпич

Для кладки печей используют полнотелый глиняный кирпич. У разных производителей, цена за единицу варьируется от 40-60 руб. за единицу. Стоимость кирпича для печи за штуку, увеличивается в среднем на 20%, если в материал были добавлены различные присадки, увеличивающие термостойкость и другие характеристики.

Кирпич, бывший в употреблении, разрешается применять в кладке печей, если он не имеет трещин, видимых механических повреждений. Стоимость ниже на 30-50%, в зависимости от качества.

Отдельной категорией идет фигурный кирпич. Стоимость за единицу варьируется от 120-150 руб. Затраты на покупку можно узнать, если предварительно рассчитать количество кирпичей для печи. Опытный мастер делает расчеты с погрешностью не более 1-2%.

Резка печного кирпича

Размер стандартного красного кирпича для печи 120*250*65 мм. Допускаются отклонения по ширине и длине 5 мм, в большую или меньшую сторону. Обязательно потребуется подгонять материал по размерам.

Пилить лучше на специализированном станке с подачей водяного охлаждения. Место реза получается чистым, без сколов и выбоин.

Решить проблему резки можно еще несколькими способами:

Обработка кирпича болгаркой – разрез делают посредством алмазного диска. Во время резки, производится большое количество пыли, что необходимо учитывать, если работы проводятся внутри дома.

Обязательно потребуется шлифовка реза. Для этой цели предусмотрены специальные насадки на дрель или шлифмашинку. После обработки, остается идеально гладкая поверхность.

Надо ли замачивать кирпич перед кладкой печи

Мастера, изготавливающие кирпичную кладку уже не одно десятилетие, раньше вымачивали камни в течение нескольких часов. Сейчас, существенно изменились характеристики красного кирпича и кладочной смеси. Соответственно поменялся подход к кладке.

Замачивать камень или нет, зависит от нескольких факторов:

Тип раствора – при кладке на глину, можно замочить кирпич на несколько минут. Если планируется использовать специальный кладочный раствор, в предварительной подготовке камня нет необходимости.

Чем отмыть кирпич после кладки печи

Даже после аккуратной кладки печи, на стенах останется раствор, появятся высолы. Почистить поверхность можно несколькими способами:

Специальные чистящие средства – продаются в любом строительном супермаркете. Удаляют любые загрязнения с поверхности. В состав не входят абразивные вещества. Чистящие средства, это оптимальный вариант, если требуется почистить облицовочный кирпич на глиняной кладке печи.

Во время чистки, нельзя использовать абразивные чистящие составы, наждачную бумагу. Во время кладки, стоит сразу удалять все наплывы и попавший на поверхность раствор. Аккуратность – залог качественно выполненной кладки печи.

Глина → Кирпич → Печь

В данной статье я хочу описать свой опыт по работе с глиной, изготовление из неё кирпичей (в формате 1:6) и создание уменьшенной модели типовой отопительной печи ПТО-2300.

Введение

Начнем с детства. Я вырос в доме с печным отоплением. Рубка дров, топка печи, языки пламени в топке, шум ветра в трубе зимой, нюансы регулировки тяги поддувалом и печными заслонками я вобрал в себя с малых лет. Вернуться к возможности снова посидеть у огонька, подбросить дровишек удалось лишь в взрослом возрасте. В это же время родилось желание разобраться с конструкцией печей; их видами и предназначением; особенностями эксплуатации; отличием и преимуществами/недостатками одного типа отопления от другого.

Уменьшенный формат, некая миниатюризация, выбрана осознанно — при том же познавательном эффекте мы выигрываем в сроках, объемах используемых материалов, прилагаемых усилиях, затратах на транспортировку, требуемых площадях и т. п. А увеличить масштаб можно всегда.

Глина

Древнейший природный ресурс, открытый человечеством. Из нее строили все, что угодно: стеновые и кровельные материалы, печи, дома, конструкции и сооружения, бытовой и кухонный инвентарь, игрушки, поделки, произведения искусства. Есть она везде, добыть её можно в любой местности, имеющиеся запасы огромны.

За несколько месяцев исследований мне удалось найти в ближайших окрестностях три глиняных карьера (и ещё о трех-четырех потенциально-возможных я узнал, но не посещал). В них я накопал глину разного качества и цвета. Ещё два вида очищенной профессиональной глины для лепки я приобрел в магазине. Цветовая палитра глин в природе очень разнообразна — от белой и черной — до всего спектра красно-желтой, а так же зеленой, синей и т. п. Кстати, зеленая глина встретилась мне первой всего лишь в 200 метрах от дома!

Самое важное, если вы начнете добывать глину самостоятельно — это её очистка от песка, органических примесей, мусора и иных включений. Для обозначения этого процесса придуман специальный термин — отмучивание. Технология очень проста: накопанную глину растворяют в воде и пропускают через ряд сит с все более и более мелкой ячейкой. Крупные частицы отделяются, а на выходе имеем взвесь с мелкодисперсными частицами глины. После отстаивания, слива лишней воды и окончательного высыхания глины получаем сырьё для дальнейших экспериментов.

Хранить готовую глину в полиэтиленовых пакетах (без потери нужной влажности) можно годами. А так этот продукт не портится вообще — со временем она становится лишь лучше.

Кирпичи

Слепив несколько кирпичей вручную, я понял, что это излишне трудоемкий путь. К тому же разброс по размерам получался слишком критичным. Надо было браться за изготовление формы, вводить стандарты.

Параллельно с изготовление формы я «прочесывал» Интернет, статьи и книги на предмет того, по какой технологии можно массово и быстро делать кирпичи. Самая древняя и простая — ручная формовка. Экструдирование глиняной массы при помощи шнеков или гидравлических толкателей тоже рассматривалось, но эти слишком амбициозные планы были оставлены на будущее 🙂

Прикинул, что на печь требуется около 300 полных кирпичей (или, примерно 500 с половинками, четвертинками и прочими частями). Стандартно, за час-полтора у меня получалось делать около 20-25 кирпичей. Т.е. около 18-22 вечера за трамбовкой глины в форму и выпрессовыванием готового изделия на полку для сушки — и полный комплект изделий для сборки печи готов!

Я использовал достаточно плотную, твердую глину, разравнивал все складки-неровности, параллельно нарезал четвертинки-половинки (и ещё прикидывал потребность в них). Поэтому данный процесс и растянулся. Поштучное единичное производство — самое времязатратное.

Закон «Квадрата — куба»

Пример: Реальный стандартный кирпич имеет размеры 250х120х65 мм и массу 3600 грамм. Плотность кирпича получается равной 1846 килограмм на метр кубический.
Уменьшим его размеры примерно в 6 раз. Получим линейные размеры 42х20х11 мм и массу равную 17 граммам.

Т.е. изменение линейных размеров в соотношении 1:6 привело к изменению веса в соотношении 1:211. Эксперимент может повторить у себя дома любой желающий.

Выводы практические (применительно к моему эксперименту) — масса всей модели печи составит не более 5-6 кг. Что очень удобно для постройки, переноса и хранения. Кирпичи подобных размеров еще не миниатюрны (пинцет и лупа не нужны), но уже и не «циклопические» — таскание лишних тяжестей и выделение полкомнаты на «стройку» не потребуется. Все собирается быстро и удобно на столе или подоконнике.

Обжиг

Обжиг — пока не трогаю. Для кладки с избытком хватает прочности кирпича-сырца. Обжиг же требует доступа к огню, печам. Говоря языком IT — эти работы можно выделить в отдельную подсистему и исследовать позже. А пока считаем, что в методе Обжиг() стоит временная «заглушка», которая всегда возвращает «true».

Я начал создание печи с изучения теоретического и практического опыта человечества. По данной теме уже все давно детально проработано — топливо стоит дорого и сжигать его затратно (во всех отношениях). Поэтому люди пришли к ряду оптимальных конструкций, позволяющих получать максимум тепла с единицы дров, угля, торфа и т. п.

В качестве образца я выбрал типовую отопительную печь ПТО-2300

• масса — 1260 кг
• площадь теплоотдающих поверхностей — 5,5 м. кв.
• конвективная система — колпаковая
• дымовая труба — насадная
• вид отделки — расшивка

• при однократной топке — 1400 Вт
• при двукратной топке — 2300 Вт

• при однократной топке — 1600 Вт
• при двукратной топке — 2500 Вт

• кирпич керамический — 210 шт.
• кирпич шамотный — 76 шт.

Топливник, как правило, делается из шамотного кирпича (в моей модели это кирпич белого цвета), а теплообменник (или система каналов, массив печи, запасающих тепло) — из красного кирпича. Необходимость применения шамотного кирпича вызвана высокими температурами, образующимися при горении.

Под разные виды топлива требуется топливник разных размеров, формы и конструкции. И разная подача воздуха. В случае сжигания каменного и бурого угля, торфа требует топливник поменьше и обязательно наличие поддувала — подача воздуха снизу, через колосники.

Я проектировал печь под дровяное отопление, поэтому взял размеры топливника побольше и выбрал подовый тип сжигания дров. В нашей местности бытовые печи углем и торфом не топят (их попросту нет в наличии) — используют исключительно дрова.

Сама кладка очень проста. Если не использовать связывающий раствор, а просто набирать конструктив печи по рядам, конечно. Кирпичик к кирпичику, кирпичик к кирпичику… Мы ведь делаем модель, а не реальный образец, верно? Значит о расшивке швов можно не беспокоиться. К тому же, возможно в будущем захочется обжечь эти кирпичи или использовать их в другом проекте.

Кстати, печники говорят, что правильно спроектированная печь не требует раствора для того, чтобы все её элементы держались вместе, единой монолитной конструкцией. Т.е. заделка швов нужна лишь для обеспечения герметичности и защиты людей от поступления продуктов сгорания в жилое помещение.

Внизу печи я сделал шанцы — сообщающиеся с помещением небольшие тепловоздушные каналы в подтопочной части, через которые циркулирует воздух обогреваемого помещения. Шанцы повышают теплоотдачу печи и устраняют перегрев пола, на котором установлена печь.

Фурнитура

Изначально я хотел фрезеровать топочную и прочистную дверцу из дюралюминия, а вьюшечные задвижки вырезать из жести. Потом передумал и быстро собрал и склеил эти детали из картона. Попасть в размеры и подогнать внешний вид по этой технологии намного проще и быстрее. Покрываем все глянцевой краской из баллончика, ждем высыхания — получаем нужные нам изделия.

Колосниковая или подовая печь?

Изначально, в давние времена, все печи строились подовыми. В процессе эволюции человек усовершенствовал печь добавив в неё колосник (для сжигания разного вида топлива). По поводу того, какую печь строить — колосниковую или подовую ведутся жаркие дискуссии.

В колосниковых топках дрова укладываются на колосник (колосниковую решётку). Колосник, соответственно, служит дном топки. Через колосник подаётся первичный воздух для горения на топливо.

В подовой печи дрова укладываются на под. Подом называют глухой пол топливника. В подовой топке первичный воздух подаётся через дверцу топливника.

Я открыл ряд преимуществ именно подовой топки (по сравнению с колосниковой, при использовании дров в качестве топлива):

• из печи исчезает холодное ядро (воздуховод под колосником). Весь массив печи прогревается более равномерно
• дрова сгорают почти полностью, выше КПД, больше тепла получаем
• образуется меньше сажи и золы
• низ печи нагревается не только пламенем но и тлеющими углями
• обеспечивается низкий уровень конденсата в дымоходе, не течет деготь. Нет поступления в трубу несгоревших частиц топлива.
• горение в этом случае происходит сверху вниз, топливо сгорает медленнее, равномернее, т.к. горит только верхний слой, а не вся масса (как при колосниковом горении)

Проектирование в 3D

Перед началом работ я сделал полную модель печи в программе трехмерного моделирования. Я пользуюсь FreeCAD (но подойдет любая другая, конечно). Это дало возможность увидеть предстоящий «объем работ», изучить нюансы кладки, представить трудоемкость отдельных операций и визуализировать желаемый результат. И, конечно, сам процесс 3Д проектирования мне очень понравился сам по себе.

По срокам: на создание модели печи ушло четыре-пять вечеров (по полтора-два часа работы в среднем). И это с учетом отработки технологии виртуальной кладки. Во второй раз, думаю, я справился быстрее. К сравнению, на саму реальную работу я потратил раз в десять больше времени. Налицо преимущества трехмерного моделирования и проектирования.

Если нет возможности воплощать задумку вживую — можно сделать её виртуально. Мозгу все равно, работать ему с образом или его реальным воплощением. Удовольствие (эндорфины) мы получаем почти то же самое.

Для качественного обогрева помещения постройку лучше установить в центральном помещении.

Перед тем как приступить к работе, нужно определить место, где построится кирпичная конструкция. В доме, построенном из деревянных брусьев, расстояние между стенами и печью должно быть не менее 20 см. Обязательно в проем кладут слой асбеста. Он предотвратит возгоранию материала, из которого построен дом. В кирпичном доме русская печь устанавливается в центральной комнате. Лучше всего, если это гостиная или кухня. Таким образом, обогревается все помещение.

Преимущества и недостатки конструкции

Проверенная временем конфигурация имеет много положительных сторон. К наиболее явным относятся:

1. Экономичность изготовления. Русская печь своими руками из кирпича и глины обойдётся дешевле аналогов.
2. Хорошая тепловая эффективность. Минимальный КПД составляет 60 %, а у модифицированных вариантов он доходит даже до 85 %.
3. Возможность работать на любом твёрдом топливе. Независимо от того, что загружено в топку, технические характеристики практически не меняются.
4. Функциональность. Отопитель позволяет обогреть жилище и готовить на нём пищу.
5. Простота эксплуатации. Печь можно протапливать раз в сутки. В оставшееся время она способна отдавать тепло, постепенно остывая.
6. Безопасность. Огонь горит глубоко, а горячие угли выпадать не могут. Образование искр возможно только при интенсивной топке.

Несмотря на обилие преимуществ, есть у русского отопительного прибора и ряд недостатков. Основные из них — большие габариты и сложность изготовления. Возвести отопитель можно только на первом этаже на отдельном фундаменте, а неточности кладки приводят к выходу дыма в помещение. Кроме того, после длительного простоя кирпичная конструкция долго прогревается, в ней нельзя использовать газообразное или жидкое топливо, а также невозможно автоматизировать процесс горения.

Какие кирпичи нельзя использовать

Ни в коем случае не применяйте для строительства печи своими руками изделия следующих видов:

• сырец;
• силикатный;
• кирпич, сделанный путем шликерного литья.

Сырец может раскиснуть даже в сыром помещении при работе печи, вторая же модель не отличается термостойкостью, а третий может попросту рассыпаться от постоянных термических ударов. Также нельзя применять пустотелые изделия, за исключением отдельных случаев.

Также если вы решились на строительство печки в своем загородном доме, например, для бани, не пренебрегайте советами друзей, которые уже имеют соответствующий опыт. Они подскажут, какой нужно выбирать для работы кирпич, чтобы она прослужила максимально долго и не доставляла никаких проблем.