Русская традиционная печь — принцип работы, плюсы и минусы, строительство самостоятельно

Русская традиционная печь — принцип работы, плюсы и минусы, строительство самостоятельно

441,315 просмотров, 7 комментариев

Автор: Колесников Юрий Фёдорович, инженер-теплоэнергетик*

© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.

Русская печь совсем не гасла никогда. Она потихоньку теплилась в своем уголке при индустриализации, электрификации, газификации, и всегда была объектом пристального внимания специалистов ввиду своих замечательных качеств. Ныне русская печь переживает второе рождение; немалую роль в этом сыграли ее экономичность, всеядность и возможность построить своими руками – дорогих материалов и сложного промышленного оборудования не требуется. Чем же она хороша, в чем ее секреты, где можно и где нельзя ее строить?

Из личного опыта

Классическая русская печь

Автор в детстве и ранней юности много гостил у бабушки в деревне, в самой русской глубинке, летом и на зимних каникулах. Всласть намяв бока на русской печи с лежанкой, он загорелся желанием построить такую же в городской квартире. Это оказалось совершенно неосуществимым, но был накоплен довольно обширный материал по русским печам разных видов, что пришлось весьма кстати при написании статьи. Наблюдения проводились с 1961 по 1972 г. Печи были построены после освобождения тех мест (Орловщина) от фашистов, в 1943-45 гг.

Русская печь оказалась весьма полиморфной конструкцией. Только традиционные печи были разными даже от избы к избе в одной и той же деревне. А труды неведомых, но смекалистых печников и ученых, особенно И. С. Подгородникова и И. В. Кузнецова, породили множество конструкций, основанных на общих принципах. Все их обозреть в одной публикации невозможно даже вкратце, поэтому дальнейшее касается в основном классической русской печи (см. рис.), а усовершенствования описаны в общих чертах.

Курьезно: свод горнила одной из печей был сделан из половинок цилиндра большого ДВС. Танкового или авиационного, нашего или немецкого – неизвестно.

Теория и секреты

Принципиальное устройство русской печи показано на рисунке. Из продольного разреза можно понять ее главные секреты. Разобравшись в них, получим ее достоинства/недостатки, а затем перейдем к описанию строения. В заключение будут описаны современные высокоэффективные конструкции.

Схема русской печи

Русская печь покоится на фундаменте – опечье, деревянном, каменном, кирпичном или бетонном. Подпечек используется для хранения топлива, которое там высыхает «до пороха» и легко разгорается при растопке. Сверху подпечек замыкается полуциркульным сводом (свод-корыто). На свод насыпается подсыпка из теплоемкого материала: песка, кирпичной крошки на глиняном растворе, а по подсыпке на сухую, без раствора, выкладывается под варочной камеры, составляющей переднюю часть топки.

Важно: если выложить под без подсыпки подовая выпечка никогда не получится «настоящей». Кстати, для «настоящести» хлеб и пироги нужно печь на капустных листьях. С парным молоком – м-м-ммм.

Русская печь – нагревательный прибор периодического действия: во время не очень продолжительной протопки она накапливает в себе тепло, а затем около суток теплится, отдавая его и доводя до кондиции кулинарные шедевры. Чтобы понять ее работу, последуем за током воздуха.

Секреты начинаются в загнетке (кое-где говорят «загнёток» или «загнетка») с его навершием – перетрубьем – заканчивающимся сужающимся соплом – хайлом. Сбоку у самых стенок в загнетке делаются углубления – зольники, для сбора золы и хранения тлеющих углей для следующей растопки.

1. Нередко ямку для золы и углей делают в шестке – каменной или чугунной плите, выступающей из чела (лица) печи. Тогда его называют очёлком.
2. В хоромных печах чистоты ради, а в самых бедных, для удешевления работы, очёлок и зольник не делали. Золу сгребали и угли хранили в порске – закутке изнутри-сбоку устья, см. далее. В таком случае угли хранили жар сутки только при топке березовыми, дубовыми, вязовыми или кленовыми дровами, на которые поверх накладывались осиновые. Возможно, из-за этого и сохранилось убеждение в привередливости русской печи. На самом деле она ест любое твердое топливо: хворост, валежник, солому, курай (сухие сорняки), кизяк, антрацит, уголь-семечку, торфобрикеты, торфокрошку, опилки. Но печь хлеб нужно только на дровах или древесном угле. Иначе вкус получится магазинный.

В целом загнеток, говоря по-научному, газовоздушный экономайзер, в котором происходит рекуперация энергии: дымовые газы (дымооборот) подогревают поступающий в топку воздух, не отбирая у него кислорода. Перемешивания потоков не происходит: бумажная полоска зоны турбулентности не обнаруживала. Термометр над подом загнетка показывал нарастание температуры от зева к устью от комнатной до более 76 градусов (столбик доходил до предела, спирт закипал и термометр лопался).

Важно: чтобы печь не дымила, не получилась прожорливой и быстро остывающей, нужно выдерживать указанные на рисунке размеры и, особенно, гладкость стенок хайла. Штукатурить загнеток нельзя, поэтому кирпичи стенок хайла обтесывают и шлифуют до гладкости. В дымящих печах бумажка, особенно при топке тлеющим насыпным топливом, обнаруживала завихрения в перетрубье. В печах с гладким хайлом ток газов всегда был ламинарным. Нетрудно понять, что при турбулентности в загнетке воздух в топку пойдет обедненный кислородом.

Сердце русской печи – топка. Она разделяется на варочную камеру (пекарню) и горнило – топливник. В малой печи (2,5х1,75 аршина в плане; 1780х1240 мм) весь под топки выкладывают с равномерным подъемом кзади на 60-90 мм. В больших (3,25х2,25 аршина; 2310х1600 мм) и большею частью в средних (3х2 аршина; 2130х1470 мм) опытные печники выкладывали его с изломом посередине (в больших) или на трети (в средних), чтобы чугуны стояли ровно и устойчиво. Но под горнила обязательно должен быть наклонным, и в размер, как указано, а не по углу. К слову, высота полатей (лежанки) от пола по «Домострою» – 2,5 аршина.

Указанные размеры русских печей приблизительны. Длина аршина в разных регионах колебалась. Печники пляшут от кирпичей: по длине, ширине и высоте печи должно укладываться целое их число, с учетом слоев кладочного раствора.

Горячий воздух уже участвует в готовке, подогревая посуду снизу. Затем он поступает к топливу; дымовые газы поднимаются к своду горнила. Он тоже наклонный, но положе, чем под. Лучше всего топились печи, в которых топка, в плане, сужалась к устью на те же 60-90 мм.

Полоска фольги на палочке обнаруживала под сводом топки два устойчивых в любом режиме горения, противоположно направленных вихря (циркуляции). Два вихря, надо полагать, это и есть важнейший секрет русской печи. Их вращательные моменты компенсируют друг друга, и в загнетке, несмотря на наличие порожка, заметной турбулентности не образуется. В печах со слишком низким или высоким порожком циркуляции были слабыми и неустойчивыми.

Второе назначение вихрей в топке – задержка недогоревших частиц топлива. Прежде чем выйти из устья, они делают несколько (может быть, много, оборотов) и полностью сгорают при относительно невысокой температуре. Излучаемое при этом ИК равномерно греет посуду с готовкой. Посередине высоты пекарни сильных движений газов не обнаруживалось.

Узор из сажи

Удивительное – рядом. Иногда, при протопке совершенно выстывшей печи бросовым топливом, на под оседали частицы сажи, образуя регулярный узор (см. рис.) Много лет спустя, получив образование, опыт научной работы и познакомившись с научной новинкой – теорией хаоса (она совсем не то, что показывают в голливудских фильмах), автор убедился, что это – проекция на плоскость аттрактора Лоренца. О русской печке далеко еще не все известно.

Важно: пища готовится БЕЗ КОНТАКТА С ОГНЕМ И ПЕРЕГРЕТЫМИ ГАЗАМИ, при оптимальной температуре, поэтому пиролиз продуктов подавлен, канцерогены с токсинами в ней не образуются.

1. Печники-асы свод горнила делают не полуциркульным, а трехцентровой бочкой, как показано на рисунке сглаженным пунктиром. Также на 90 мм при этом уширяют горнило посередине. В такой печи догорание 100%: она никогда не дымит и не дает искр.
2. ИК-лучи в горниле – один из секретов русской кухни. Такие блюда, как суточные щи или пирог с пальей, должны после проварки и удаления углей долго томиться в горниле. Добиться такого режима приготовления в газовой или электродуховке невозможно. И корочки такой никаким грилем не получишь. Но хозяйке нужно знать, что температура в горниле меняется от 350 до 150 градусов, считая от огня к устью. В зависимости от требуемого режима готовки нужно размещать посуду и перемещать ее ухватом или сковородником. Так что готовка в русской печи требует навыков и сноровки, горожанам неведомых.

Наконец, возвращаемся в загнеток. Здесь мы не только подогреем воздух, но и поддержим в горячем виде приготовленную на сегодня пищу (хозяйке до следующего утра можно заняться другими делами), а остатки тепла отдадим телу печи в перетрубье с хайлом. В дымник (дымоход, трубу) уйдет лишь ничтожное его количество. Поскольку температура дымооборота на всем его протяжении резким скачком нигде не падает, а в горниле сгорает почти все, что может гореть, копоти и сажи если и осядет, то самый мизер. Опасности возгорания сажи не возникнет, и услуги трубочиста не понадобятся десятилетия.

Самый главный секрет

В русской печи безо всяких перегородок и закоулков, усложняющих, а то и делающих невозможным ремонт или чистку, образуется виртуальный сложный дымовой канал, по эффективности превосходящий любой лабиринтный. Остается жалеть лишь об одном: имя или имена создавших ее гениев так и остаются в безвестности.

О мини-печах

Сейчас русская печь уверенно вышла из захолустья. Благодаря высоким технологиям и новым материалам появилась русская мини-печь, см. рис. Такую один человек легко поднимает, укладывает в багажник, ставит в беседке на даче или просто на лужайке. Большинство полезных качеств мини-печь сохраняет. Одна с ними беда: нет пророка в своем отечестве. Показанная модель – итальянского производства, а отечественных на рынке что-то плохо видно.

Некоторые особенности

На следующем рисунке – та же базовая печь в изометрии. Здесь видны печурки – ниши для сушки трав, грибов, ягод. Печурка в разрезе показана на рис. справа. Между нею и горнилом остается всего один кирпич. Сушат ИК-лучи, и в зависимости от расположения печурки относительно огня меняется ее режим. Также в такой «бюджетной» печи нет кирпичного подпечка; его роль играет опечье.

Русская печь без подпечка

Под шестком нередко, особенно в уличных печах, делают маленькую печку – подтопок. Топят его по-черному, а дым улавливают колпаком над шестком; устье колпака выходит в дымник над вьюшкой. Подтопок позволяет экономить топливо летом, когда обогрев не нужен, или быстро что-то сготовить, не ожидая часа-полутора, пока прогреется вся печь.

Иногда подпечек выдвигают вровень с шестком по всей ширине чела. Иногда, наоборот, зев с дымником и загнетком отодвигают назад за счет длины полатей; глубина горнила на физику процессов в печи влияет мало, и получается широкий и прочный, удобный шесток. В таком подтопок можно сделать в виде ниши и топить по-белому, выведя его дымник в загнеток.

Необходимо также упомянуть о разного рода дополнительных материалах, исходя из опыта личных наблюдений. Признаков разрушения в конце периода наблюдений не было заметно только у русских печей из кирпича целиком. От углов вставок и балочек из металла и бетона от года к году ползли трещины. Деревянные вставки на челе (по пожарной безопасности их можно делать только по-наружи) рассыхались и выпадали.

Вообще никакого ремонта не требовали печи, лицевой слой кладки которых и полати были выложены на известковом растворе; печи целиком на глине приходилось подмазывать и штукатурить. Но нутро печи, подверженное переменным тепловым деформациям, держалось только выложенное на очень жирной глине (см. далее) – ТКР, температурный коэффициент расширения, такого кладочного раствора в точности равен ему же у красного кирпича.

Лежанки, сложенные на глине, никогда не проваливались, если на них был уложен настил из дерева. Они же не пекли бока, как бы печь ни «жгалили».Своды из четного числа кирпичей лет через 20-25 начинали обрушиваться. Впрочем, что такое замок свода, строителям объяснять не нужно.

Любопытный факт: некто Иосиф Джугашвили, в истории известный как Сталин, был истовым поборником русской печи. Для настила полатей его любимой печки вытесали вручную цельную доску из сибирского кедра, на которой диктатор в отведенный ему час и помер. Более в Сибири такого громадного кедра никто никогда не видал.

Итог по свойствам

Что в печи хорошо?

• Дешевизна материалов – чтобы построить русскую печь, нужны красный кирпич, глина да песок.
• Экономичность – КПД самой простецкой русской печи превышает 60%, а усовершенствованные конструкции дают до 80% и более, что для тепловых приборов просто невероятно.
• Всеядность – работает на любом твердом топливе без ухудшения параметров.
• Функциональность – помимо отопления и готовки, на полатях, как известно, спят.
• Простота пользования – с утра протопил, и на сутки хватит. Шуровать в топке не нужно.
• Целебные свойства: о пище уже сказано; сон на полатях – крепкий и глубокий. 6 часов его достаточно, чтобы всласть выспаться; просыпаешься всегда бодрым, с ясной головой.
• Безопасность – огонь в самой глубине топки, вываливание углей крайне мало вероятно даже при неквалифицированном пользовании; искры дает лишь в исключительных случаях от очень интенсивной топки в лютый мороз. С трехцентровым сводом на искрит никогда.

К некоторым пунктам придется дать пояснения.

При расчете по готовым формулам и упрощенным методикам КПД русской печи выходит где-то 25-30% Это значение издавна внушало сомнение, и в 1927 г. Наркомзем СССР провел натурные испытания. Результат ошеломил специалистов: точно измеренное значение оказалось 68%! Это выше КПД большой ТЭЦ! Тогда же был объявлен конкурс на усовершенствование печи. Образцы, разработанные в ВТИ (Всесоюзный теплотехнический институт), Грумм-Гржимайло и Подгородниковым, показали КПД около 80%. Исследования русских печей ведутся по сей день: еще вполне не понятно, как достигается такой КПД.

Указанные свойства сна на полатях относятся к медленно выстывающей за ночь печи. Сходный, но значительно более слабый эффект дает пользование хорошим фирменным электроодеялом с автоподстройкой по физиопараметрам.

Еще любопытный факт. Местные непослушных, вредных, безалаберных детей нередко укоряли: «Видно, что не на полатях тебя делали!»

Пожаробезопасность

У читателя, не вникавшего глубоко в тему, может возникнуть вопрос: а как же опустошительные пожары, которыми «славилась» деревянная Русь? Тут уместно рассказать следующее.

В начале XVIII в. Петр I, осатанев от очередного московского пожарища, дал одному из своих ближайших сподвижников, начальнику Приказа тайных дел боярину князю Ромодановскому, задание выяснить: «Какого такого-сякого град сей окаянный никак не гореть не может?» Ответ был получен вскорости:

– Обыватели, даже и до купцов суконной сотни, топят по-черному, поелику подворную подать платить не хотят.
– Упиваются, растреклятые, водкою самогонною, аки скоты непотребные, оттого и горят.

1. Цветистые петровские обороты приличия ради заменены нейтральным «такого-сякого». Великое мастерство великого государя по матерщинной части общеизвестно.
2. Подворная подать – аналог налога на недвижимость. Курные избы любого размера считались, говоря по-современному, жильем социальным и налогообложению не подлежали.

Петровские реформы коснулись и печного дела, и к концу его царствования массовые пожары почти прекратились. Екатерина II продолжила совершенствование пожарной безопасности, и в ее правление пожары даже в курных избах стали крайне редкими; в России теперь горело не чаще, чем в Европе.

Что в ней плохо?

• Русская печь работает только на медленно горящем твердом топливе. Быстро сгорающие жидкое и газ требуют много воздуха, подток которого русская печь обеспечить не может. Ставить в горнило форсунку для мазута или газовую горелку не только бесполезно, но и опасно для жизни.
• Дает твердые отходы – золу, которую нужно куда-то девать.
• Тяжела, дает большую сосредоточенную нагрузку на перекрытие, поэтому в многоэтажных домах неприменима.
• Громоздка, отнимает много жилой площади и объема.
• Теплоотдача с единицы поверхности невелика: большая русская печь может обогреть комнату в 45 кв. м точно так же, как радиатор под окном.
• Вялый дымооборот (побочное следствие высокой эффективности) исключает выведение нескольких дымников в одну трубу: печь, которую топят чуть сильнее, вытеснит дым других из дымохода при любой тяге, и те начнут дымить. Поэтому непригодна также для многоквартирных домов.
• Долго прогревается; после летнего простоя требуется суточная протопка.
• При огрехах строения может дымить.
• Совершенно не поддается автоматизации.

Примечание: исконная русская печь еще и почти не греет вниз; над полом образуется слой холодного воздуха. В современных русских печах этот недостаток устранен; большинство усовершенствованных разработок – печи с нижним подогревом.

Русская печь в интерьере

В целом нужно признать, что русская печь годится только для одноэтажного индивидуального жилья.

А в интерьере?

Но не архаична ли русская печь и по виду? Может ли она быть вписана в современный интерьер? Вполне, т.к. в основе дизайна русской печи – простые формы. Они допускают как самостоятельное эстетическое использование, так и самый вычурный декор. Технически же конструкция русской печи вполне совместима с современными отделочными материалами, см. рис.

Видео: ремесло кладки и декорирования русских печей

Строим печь

Полная схема русской печи показана на рисунке ниже, со списком позиций. К описанному выше здесь есть дополнение – душник. Это газовоздушный теплообменник: дымооборот через стенку греет воздух, который забирается внизу. Отдушина душника выходит в помещение вверху, затем идет заслонка, а за ней устье душника открывается в дымник над вьюшкой.

Летом заслонка открыта, и ток воздуха в душнике выводит наружу лишнее тепло дымовых газов, обеспечивая заодно хорошую вентиляцию помещения. На зиму заслонку закрывают; нагретый воздух поступает в помещение и греет его.

Душник – самый простой и надежный способ получить от печи нижний подогрев, не усложняя чрезмерно ее конструкцию.

1. Подпечье;
2. Подшесток;
3. Шесток;
4. Душник;
5. Чело;
6. Задвижка;
7. Дымоход;
8. Перекрыша;
9. Заслонка;
10. Устье;
11. Разделка;
12. Теплая печурка;
13. Горячие печурки;
14. Порожек;
15. Засыпка;
16. Свод горнила;
17. Горнило;
18. Под;
19. Щека;
20. Порсок;
21. Подпечек;
22. Арка подпечка;
23. Зев;
24. Арка зева;
25. Хайло;
26. Арка устья;
27. Уступ кладки;
28. Канал душника;
29. Устье дымника.

Примечание: щеку (боковину) печи, обращенную к стене, называют глухой, а обращенную в помещение – зеркалом.

Что такое порядовка?

Печь выкладывают горизонтальными слоями кирпичей – рядами. Свод инструкций по кладке каждого ряда – это и есть порядовка. Иногда порядовками называют ряды (первая порядовка, выкладываем порядовки и т.п.). Это, вообще говоря, неверно.

Для каждого вида печи порядовка, понятное дело, будет своя. Современные порядовки сопровождаются чертежами. К постройке печи можно приступать, только если ее порядовка абсолютно понятна.

Материалы

Кирпич

Кладка русской печи производится из красного керамического кирпича. Кирпич должен быть хорошо обожжен и самого высокого качества – плотный, гладкий. Пережженный кирпич (с темным нутром, если его разбить) абсолютно непригоден. Также не годится кирпич пустотелый: тепло будет плохо растекаться по телу печи, ее нутро будет перегреваться и вся печь скоро начнет разваливаться.

Особенно тщательно нужно подбирать кирпичи для пода: они должны быть ровными, гладкими, совершенно одинаковой высоты. В старые времена печники выбирали подовые кирпичи из закупаемых партий и хранили отдельно. В наше время под можно выгладить после кладки болгаркой с чашеобразным кругом. По идее, печь от этого хуже не станет, но опытных данных нет.

Облицовка печи и верхний ряд лежанки могут быть выложены из лицевого кирпича на известковом растворе. Тогда полати никогда не провалятся, и отделка печи не вызовет затруднений – кладка на глине с уширенными швами (см. ниже) хоть и жаростойкая, но не очень-то прочная и ровная, а штукатурка и плитка на ней держатся неважно.

Раствор

Кладочный раствор для русской печи не совсем обычный; тут важно сочетание жаропрочности, высокой теплоемкости и равного с кирпичом ТКР. Состав раствора таков:

• Тщательно просеянная самая жирная, какая только найдется, глина – 3 объемных части.
• Просеянный и прокаленный речной песок – 3-5 объемных частей.
• Чистая вода – 1 объемная часть.

Раствор должен быть также очень жирным – густым, вязким. Его кондицию проверяют двумя дощечками; между ними сжимают шарик свежего раствора размером с теннисный мяч. Тощий раствор растрескается сразу; средненький при сжатии примерно на 1/3, а хороший – наполовину. Слишком мягкий и текучий раствор также не годится; в него нужно добавить песка, но не более чем 2:1 относительно глины.

Хорошая глина для кладки печей когда-то представляла серьезную проблему. Сейчас строение русской печи упрощается: в продаже есть готовые сухие смеси для кладки печей и отдельно – жирная глина.

При высыхании жирный раствор нередко трескается. В таком случае трещины замазывают средним или тощим глиняным раствором, но ни в коем случае не известковым, гипсовым или цементным.

Приемы работы

Опечье

Деревянное опечье держит печь весом до 1600 фунтов (примерно 750 кг), т.е. малую или среднюю без подпечка. Выполняют его в виде сруба в два пояса, с засыпкой бутом и настилом из брусьев. Настил накрывают войлоком, как следует вымоченным в жидком растворе жирной глины, а по нему – кровельным железом.

Деревянное опечье пожароопасно и ныне запрещено. Сейчас русские печи ставят на фундамент из кирпича или бетонных блоков, или просто на бетонное перекрытие. Если печь на фундаменте и предполагается ее облицовка, фундамент по периметру нужно дополнительно выпустить на полкирпича-кирпич, с учетом слоя раствора.

Арки и своды

Арки и своды выкладываются из НЕЧЕТНОГО числа кирпичей по опалубке на деревянных шаблонах – кружалах. Сначала в натуральную величину делают чертеж арки в разрезе, затем по нему подтесывают на клин замковые кирпичи. Выложить свод с прямым замком или беззамковый самодельщику можно и не пытаться, это может не всякий опытный каменщик.

Далее готовят кружала с учетом толщины досок опалубки и по ним выкладывают свод без замка. Потом нужно густо смазать пазы замков раствором и вложить замки в паз. Следующий этап – замки по очереди и в несколько проходов постепенно забивают в паз до места. Киянкой тут не обойдешься, приходится орудовать поленом. Но лупить что есть дури нельзя; нужно использовать инерцию тяжелого полена, а не силу резкого удара.

Контролируют качество замыкания свода по выдавливанию колбасок раствора из швов: оно должно быть более-менее равномерным по всей поверхности. Густой раствор течет медленно, поэтому нужно делать перерывы между проходами. В итоге получится предварительно напряженная конструкция; только такой свод и прослужит долгие десятилетия.

Как учиться?

Только из вышеописанного ясно, что русскую печь построить очень и очень непросто, а мы еще не добрались до порядовки. По-книжке даже у опытного и умелого мастера получится результат, красочно описанный Макаренко в «Педагогической поэме». Можно ли научиться класть печи самому? Есть способ.

Во-первых, нарезать из пенопласта в масштабе маленьких кирпичиков около 2500 шт. Чтобы они вышли одинаковыми и ровными, резать нужно не ножом, а на простейшем станке: над фанерным щитом натягивается регулируемая по высоте нихромовая проволока 0,3-0,4 мм. Нагревается она током низкого, 2-12 В, напряжения.

Внимание! Брать ток от ЛАТРа нельзя – он автотрансформатор и не изолирует от фазы!

Затем берем порядовку и на столе на каплях ПВА собираем модель печи. Зимой это не так уж скучно. После недельной сушки… сбрасываем ее на голый пол. Не развалилась – можно идти дальше.

А дальше – сложить на даче или во дворе самую маленькую, на которую найдется порядовка, печку. Очень полезно, моделируя зимой, понять, как работает вся конструкция, и разработать порядовку самостоятельно. Если после первичной протопки печь не дымит и хоть как-то печет, можно браться за настоящую. Но неукоснительно соблюдая правило: семь раз отмерь, один раз отрежь.

Расход материала

Классическая русская печь, описанная выше, в зависимости от размера требует примерно такого количества материалов:

1. Малая – 1500 кирпичей и 0,8 куб. м раствора.
2. Средняя – 2100 кирпичей и 1,1 куб. м раствора.
3. Большая – 2500 кирпичей и 1,35 куб. м раствора.

Примечание: «примерно» значит, что часть материала в неопытных руках уйдет на бой. Скорее всего, и своды поначалу придется перекладывать.

А стоит ли самому?

Имеет ли смысл браться за столь сложную работу самостоятельно? Сколько стоит работа опытного и надежного печника? Если 100% от стоимости материалов, как принято в общих строительных работах, то это еще не так уж дорого.

Отнюдь и отнюдь не вдвое против материала. Можно встретить предложения сложить печь за 20 000 руб, но это явная несуразица. Попробуем прикинуть сами.

Русская печь с плитой

Печник работает в средних широтах полгода, и обязательно с подручным-учеником. Считая их занятость в 100% рабочего времени, зарплату мастера в 25 000 руб, а помощника в 15 000 и время выполнения работы 7 рабочих дней (это совершенно реальный срок), получим, что простая печь обойдется не дешевле 45 000 руб, а русская печь с плитой и водогрейкой (см. рис.) в 55 000-60 000 руб.

Но через неделю уже можно будет топить. Одно лишь условие: мастер должен сообщить, где, когда и кому он уже клал печи, и их нужно осмотреть лично. Хорошие мастера обязательно запасаются рекомендателями, а если крутит и мямлит – лучше обратиться к другому.

Чтобы дать более полное представление о сложности работы, рассмотрим коротко, как выложить описанную выше простую печь. Только для примера; подробная порядовка русской печи – довольно объемистая брошюра.

Порядовка

Примечание: на первые три ряда (выстилку) можно пустить кирпич перекаленный (железняк) на цементном растворе. Они почти не нагреваются. Но печь с нижним подогревом вся должна быть из качественного кирпича.

1-6 ряды

Стяжку по гидроизоляции фундамента не делаем, кладем насухо – отпотевание исключено. Начинаем с левого переднего угла (поз. а-1 на рис.) В угол – кирпич 3/4 тычком наружу. От него – ряд из 12 полномерок до угла а-2. Шов – уширенный до 13 мм; такой будет везде в первых 3-х рядах, т.к. в 4 ряду будет сформирован уступ кладки.

В угол а-2 – два тычка 3/4 и двойной ряд полномерок до угла а-3. К углу а-4 приходим аналогично а-1 – а-2. Завершают ряд 1 две полномерки, образующих проем в 540 мм. Кладку проверяем правилом и диагоналями.

Во втором ряду (поз. б) по сторонам тычки 1 ряда перекрыты ложками. В углах – по 2 трехчетверки, уложенные ложками. Обрамляющие проем полномерки перекрыты тычками 3/4 с перевязкой швов. Третий ряд (поз. в) идентичен первому.

Примечание: ложковый кирпич не имеет никакого отношения к ложке, которой едят. Ложковый кирпич укладывается вдоль стены длинной горизонтальной стороной, а тычковый – перпендикулярно ей. И тот, и другой могут уложены плашмя, на бок, на торец (торчком, на попа).

4 ряд – согласно поз г. по расчалке. Расположение кирпичей – как во 2 ряду. Шов сужаем до 5 мм, чтобы получить уступ в 25 мм по сторонам. Проверяем кладку уровнем.

5 ряд – по поз. д. В д-2 и д-3 по два 3/4; между ними – два ложковых ряда. Боковые стены тычковые. Стенки проема подпечья стесываем под пяту арки. Устанавливаем на подпорках ее кружала и выкладываем 6 ряд идентично 4-му.

Первая арка

Выкладывая арку, в дополнение к вышеописанному нужно соблюдать следующее; для последующих арок/сводов тоже:

• Поперек арки от пяты до пяты не должно быть ни одного неперевязанного шва (слева на рис. ниже).
• Швы от вершины к пятам плавно утончаются от 13 до 5 мм.
• Кружала с опалубкой убирают только после высыхания раствора.

Примечание: арку в кирпич можно выкладывать прямо по кружалам без опалубки. Но только если она не продолжается в свод.

7-10 ряды

7 ряд выкладывается как 5-й; 8 – как 6-й (слева на рис.) В боковинах изнутри тычки обтесываются под пяту свода. На 8-м ряду начинаем выкладывать подшесток: три ряда тычковых полномерок, считая вглубь от чела. Средний тычок снизу нужно подтесать под арку подпечка. 9 ряд кладем как 7-й, но 2-й ряд подшестка выкладываем ложками. Выкладываем свод подпечка.

10 ряд – особенный, на рис. справа: углы из 3/4, боковины из ложковых полномерок; тыл из тычковых полномерок. От чела вглубь – 3 ряда тычковых полномерок. В ряду – по 7 штук, уложенных плашмя. Это и будет шесток с подом загнетка.

Подсыпка

Подсыпку горнила делаем из битого кирпича на глиняном растворе. Трамбуем и растягиваем, как указано стрелкой. Делать самому под с изломом лучше и не пытаться – он получается не у всякого печника.

11-17 ряды

Четные ряды выкладываем как 10-й. В нечетных по бокам идут тычковые ряды; сзади – ложковые. 15-й и 16-й подтесывают под пяты арок. По завершении 17-го ряда кладку стен вокруг горнила прерывают, пока не будет выложен весь перед печи, до вертикальной плоскости, проходящей по задней стенке устья.

Зев, загнеток, устье, горнило

Арки и своды возводят по кружалам арки подпечка с опалубкой. Боковые стенки загнетка пойдут в кирпич; чело и устье – в полкирпича. Пята арки зева придется на 15-й ряд; пята арки устья – на 16-й. Особенно трудно будет новичку выгладить внутренние стенки хайла: сверху не видно, что делаешь, а изнутри пыль и крошка в глаза летят. Поэтому хайло нужно обрабатывать сверху, выверяя шаблоном.

18 и выше

Нечетные ряды кладем как 1 или 11; четные – как 2 или 10, см. рис. Если полати будут сложены на глине, то начиная с 19 ряда кирпичи изнутри притесывают по месту к своду горнила. Но это не всегда спасает глиняные полати от проваливания, поэтому лучшие мастера возводят вокруг горнила коробку, делают засыпку из кирпичной крошки на глине, разравнивают ее и трамбуют, а по ней пускают сплошную выстилку из ложков, обрамленных торчками с трехчетверками по углам. Чтобы полати держались вечно и не продавили свод, дальнейшее зависит от зажиточности и щедрости заказчика: то ли деревянный щит-настил, то ли ряд лицевого кирпича на известке с перевязкой швов.

Последний способ далеко не так прост, как кажется: свод ведь наклонен кпереди. Поэтому на его замки кладут ряд кирпичей плашмя впродоль и с перевязкой швов относительно замочных. Затем стесывают на клин, чтобы такая поперечина вышла вровень со стенками.

Засыпка получится двухстронней, а полати лягут на клин и стенки. Суть тут в чем? Вспомним строительную механику: свод гораздо труднее раздавить сверху, чем пробить сбоку. Нагрузка от полатей передастся на замок, а от него по своду на щеки печи. Арка свода будет работать только на сжатие и, если полати и провалятся, останется целой, а полати несложно восстановить.

Если же подтесывать кирпичи верхних рядов, то нагрузка от полатей даст боковую сдвиговую нагрузку на свод. Сдвиг строительные материалы держат плохо. Провалились полати – провалится и свод, и печь нужно перекладывать.

Эволюция

Схема печи Подгородникова

Развитие русской печи шло по четырем переплетающимся ветвям: нижний подогрев, плита, экономия, компактность. Огромный вклад в нее внес И. С. Подгородников, разработавший серии печей «Экономка» и «Теплушка», распространенные и поныне. Схема «Теплушки» Подгородникова показана на рисунке. Ее усовершенствовал И. В. Кузнецов; печь Кузнецова – на рис. слева ниже.

Суть в том, что топка и варочная камера разделены, а подпечье герметизировано. Дымовые газы через шпур опускаются в подпечье (на котором оборудуется вторая низкая лежанка, удобная старым и малым, а топка самым естественным образом работает и как плита. Накопление сажи в подпечье исключено благодаря тщательному расчету конструкции. Каких трудов это стоило в век арифмометров и логарифмических линеек, нам лучше и не гадать.

Однако такая печь занимала много места и приобрела повышенную пожарную опасность: огонь горел близко к устью топки. Дальнейшие усовершенствования до 90-х годов толку давали мало – печь слишком усложнилась. На следующем рисунке – компактная экономка 70-х – 80-х годов в разрезе. Ее КПД выше 80%, но сложить такой лабиринт возьмется далеко не всякий печник, а разобраться в назначении и порядке использования всех этих дверок и заслонок сразу не сможет и теплотехник с дипломом, не то что рядовая домохозяйка. Вдобавок, есть закоулки, недоступные для осмотра и чистки.

Компактная печь-экономка сложной конструкции

Современная русская печь

С развитием компьютерного моделирования русская печь пошла по пути качественного усовершенствования: все творческие способности можно было обратить на смекалку и сообразительность. На следующем рисунке (справа) – удачная современная русская печь. «Изюминка» конструкции в том, что вместо засыпки под пекарней (где она, как оказалось, все равно не работает по назначению) устроили зимнюю топку. Увеличение высоты подшестка позволило довести объем подсыпки под горнилом до оптимального.

Недостаток у такой печи всего один: для переключения «зима – лето» нужно двигать не одну, а две заслонки, и вдобавок ставить/вынимать тяжелую плиту, закрывающую устье зимней топки. Если с этой плитой что-то все же придумать, то такая печь уже может быть автоматизирована на зиму: зимняя топка может работать на газе.

А что дальше?

Мы знаем, как устроена русская печь. Но как она работает – тут еще много неясного. А в эпоху истощения запасов энергоносителей генератор тепла с КПД, как у электрических машин – находка бесценная. И здесь открывается обширное поле деятельности как для маститых специалистов, так и для самодельщиков.

Русская печь своими руками: чертежи и порядовка

Русская печь (духовая) — уникальное сооружение наших предков, которое не только греет, но и кормит, лечит, а также проветривает помещение. При многовариантности в деталях формы основные ее составляющие остаются неизменными. В статье мы рассмотрим конструкцию русской печи и ее порядовую кладку.

Еще до введения современной системы измерения традиционные размеры русской печи исчислялись в аршинах. 1 аршин примерно равен 71 см. В ширину печь имела 2 аршина, в длину — 3, а высота основного тела печи от основания опечья до лежанки составляла 2,5 аршина.

Конструкция русской (духовой) печи

В печи можно выделить три основные составляющие:

1. Фундамент.
2. Корпус.
3. Дымовая труба.

Фундамент

Наши предки использовали для устройства фундамента бутовый камень или перекаленный кирпич. Не отходя далеко от традиций прошлого, рассмотрим вариант бутобетонного фундамента под корпус печи.

Глубина заложения фундамента под печь зависит от свойства грунтов, отапливается ли здание в холодный период времени, каков уровень грунтовых вод. В случае непостоянного прогрева здания глубина подошвы фундамента предусматривается ниже глубины промерзания грунта в наиболее холодное время.

1 — подошва фундамента; 2 — бутовая кладка; 3 — глубина закладки; 4 — гидроизоляция; 5 — уровень пола; 6 — массив печи

Бутобетон состоит из бетонной смеси и бутового камня.

• цемент М400 — 1 часть;
• песок — 2 части;
• гравий или щебень фракции менее 3 см — 4 части.

Для изготовления бетона песок берется с минимальным количеством органических, глинистых, пылевидных, слюдяных примесей, которые значительно понижают прочностные и морозостойкие свойства бетона.

Вода вливается в сухую смесь цемента, песка и гравия постепенно, при постоянном перемешивании ингредиентов до достижения необходимой подвижности смеси. В этом случае объем воды примерно равен объему взятого цемента.

Фундамент под печь можно сооружать как с помощью опалубки, так и безопалубочным способом при плотных неосыпающихся грунтах и глубине подошвы фундамента менее 1,25 м. В случае безопалубочного устройства размер котлована должен соответствовать размеру фундамента. Под подошву фундамента необходимо уложить слой утрамбованного щебня толщиной не менее 10 см.

Бутобетонная кладка представляет собой процесс втапливания бутового камня в слой уложенного бетонного слоя высотой 20 см. Бутовый камень должен быть меньше 30 см, его погружают в слой бетона на глубину больше 1/2 его высоты. Зазор между укладываемыми камнями, а также между камнем и опалубкой составляет 4–6 см. Когда слой бута полностью уложен, настилается следующий слой бетона и процесс втапливания камня повторяется.

Для достижения полноценного качества бетонных работ перерывы в процессе устройства фундамента допускаются, только когда промежутки между камнями заполнены бетоном последнего слоя. В сухую, ветреную или жаркую погоду при перерывах в работе более суток для предотвращения быстрого высыхания поверхность бетона покрывают каким-либо материалом (можно толем) и 3–4 раза в день смачивают водой. Перед возобновлением работы поверхность последнего слоя очищается от загрязнения и смачивается водой.

Бутовый камень можно заменить обломками красного кирпича или кусками бетона, заполнителем же бетонной смеси может быть кирпичный щебень. Камни, обломки кирпича до погружения их в бетонную смесь должны быть тщательно очищены от загрязнений. В сухую и жарку погоду в случае использования битого кирпича обломки перед укладкой вымачиваются в воде.

Сроки набирания бетоном прочности зависят от его температуры. При температуре 10 °С за первые сутки он наберет примерно 10% своей полной прочности, за 7 дней примерно 60%, а за 28 дней — 85%. При увеличении температуры бетона сроки его полного набирания прочности сокращаются. Приступать к кирпичной кладке на поверхности фундамента необходимо не ранее чем спустя 14–28 дней.

Корпус печи

В русской избе печь устанавливали в углу недалеко от двери. От одной стены отступали примерно 20 см, а от другой, где находилась входная дверь, примерно 1 метр. В этом месте часто обустраивали чулан, где хранили продукты и кухонную утварь.

На поверхность фундамента, набравшего прочность, укладывается 2 слоя гидроизоляционного материала (рубероид, толь или др.). Далее выкладывается основание печи (опечье). В классической русской печи прошлого для этого использовали деревянный брус или бревно.

1 — подпечье; 2 — подшесток; 3 — шесток; 4 — под; 5 — душник; 6 — перекрыша; 7 — полудверка; 8 — задвижка; 9 — труба дымохода

Подшесток служил для хранения кухонной утвари, а в подпечье укладывали инвентарь для печи (ухваты, кочерги, сковородники). Сейчас эту часть печи выкладывают преимущественно из кирпича (глиняного обыкновенного). Причем использовать нужно полнотелый. Кирпич бывает лицевой и рядовой. Лицевой используется для облицовки, рядовой — для внутренней кладки печи. Для поверхностей, соприкасающихся с открытым огнем, необходимо применять огнеупорный кирпич (шамотный), который выдерживает температуры более 1300 °С.

Глино-песчаный раствор

Количество песка в глино-песчаном растворе определяется в зависимости от жирности глины (жирная — 2–4% песка, средняя — 15% песка, тощая — 30% песка). Чтобы добиться наиболее качественной кладки, песок необходимо брать просеянный сквозь сито с ячейками 3х3 мм.

Пропорции глино-песчаного раствора:

1. Жирная глина: 1 ведро глины, 2,5 ведра песка.
2. Средняя глина: 1 ведро глины, 1,5 ведра песка.
3. Тощая глина: 1 ведро глины, 1 ведро песка.

Для приготовления раствора в емкость кладут несколько ведер размельченной глины и заливают ее водой на 24 часа. Затем в размокшую глину добавляют порционно нужное количество песка, постоянно перемешивая до однородной консистенции.

Инструменты для печных работ

1 — угольник; 2 — кирка; 3 — печной молоток; 4 — уровень; 5 — линейка; 6 — мастерок; 7 — отвес

Материалы

Конструкция самого опечья выполняется из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе на основе цемента М400, пропорцией: 1 часть цемента и 3 части песка. Необходимую подвижность раствора можно проверить, поместив часть его на штык лопаты под углом 45°. В этом положении готовый раствор стекать не должен. Перед началом кладки кирпичи вымачивают для лучшего сцепления с раствором.

Для всей конструкции печи потребуется примерно от 1500 до 2500 штук кирпича, в том числе и огнеупорного, в зависимости от высоты помещения и конструкции крыши. Потребление глины и песка в растворе составляет около 80 ведер. Из печной фурнитуры потребуются: вьюшки, задвижки и полудверки.

Вьюшка устанавливается между хайлом и трубой, чтобы перекрыть проход горячим газам из горнила для сохранения тепла в печи. В месте установки вьюшки делается проем для закладки полудверки, которая может использоваться и как естественная вентиляция помещения.

Заслонки для печи необходимы для того, чтобы прикрывать устье, регулируя тепловой процесс в печи.

Задвижка устанавливается над вьюшкой, чтобы регулировать тягу в трубе и предотвращать возможность холодному воздуху из трубы опускаться вниз.

Порядовки

Первый ряд укладывается на гидроизоляцию фундамента. В углах применяются кирпичи размером в 3/4 и скошенные кирпичи для лучшей перевязки последующих рядов кладки. Вся конструкция опечья выкладывается на цементно-песчаном растворе.

Второй ряд — начало кладки стенок опечья.

Третий ряд. Продолжается устройство стенок опечья с применением кирпичей размером в 3/4.

Четвертый ряд выкладывается согласно приведенной порядовке и предполагает применение скошенного кирпича для опоры (пяты) арки подпечка.

Пятый ряд кладется с применением кирпичей размером в 3/4 в углах печи, скошенных кирпичей для опоры арки. Здесь же выкладывается арка подпечка. Предварительно изготавливается деревянный шаблон, который вставляется в проем подпечка.

Шестой ряд выкладывается согласно приведенной порядовке. Заранее изготавливается деревянный шаблон свода опечья, который вставляется во внутреннюю часть кладки. В процессе изготовления шаблона необходимо предусмотреть его легкую разборку по окончании кладки свода опечья. Для плотного прилегания шаблона к стенкам кладки внизу вбивают 1–2 распорки.

Седьмой ряд предполагает укладку свода и последующего ряда. Свод начинают выкладывать с обеих сторон, постепенно двигаясь к середине. Последний кирпич называют замковым, его роль — создание напряжения сжатия в основании свода, что и обеспечит прочность такой конструкции. В связи с этим последний кирпич вставляется в промежуток меньше 1/4 кирпича с помощью киянки. Кирпичи в своде укладываются как можно плотнее друг к другу, поэтому швы внизу делаются как можно меньше, а верхние зазоры выполняются одинакового размера, в которые по возможности можно втапливать осколки кирпича.

Восьмой ряд предусматривает один слой кладки стен опечья согласно приведенной порядовке с обустройством площадки холодной печурки.

Девятый ряд. Помимо одного ряда стен выкладываются еще и стенки печурки.

Десятый ряд завершает кладку стен опечья. Для лучшей изоляции холодной части печи от ее горячей части внутреннее пространство засыпают сухим прокаленным песком до верхней границы этого ряда.

Одиннадцатый ряд перекрывает опечек полностью с применением доборного и скошенного кирпича. С этого ряда цементно-песчаный раствор заменяется на глино-песчаный.

Двенадцатый ряд начинает устройство горячей части печи (под, шесток). Поэтому все поверхности, соприкасающиеся с огнем, необходимо выполнять из огнестойкого кирпича, размеры которого совпадают с размерами обыкновенного. Поверхность пода должна быть ровной. Для этого ее шлифуют с помощью мелкого песка и кирпича, удаляя все неровности кладки. Кроме того, для удобства убирания углей с пода, его поверхность делают с уклоном в сторону устья.

Тринадцатый ряд закладывает варочную камеру и шесток. Здесь же устанавливается дуга устья из закаленного металла. Прикрепленная к ней закаленная стальная проволока закладывается в кладку.

Четырнадцатый, пятнадцатый и шестнадцатый ряды выстраивают стенки горнила и шестка.

Семнадцатый ряд является завершающим в кладке устья с арочным сводом. На этом этапе выкладываются пяты из скошенного кирпича, которые являются опорами для кирпичного свода варочной камеры, а также вставляется опалубка свода варочной камеры.

Восемнадцатый ряд выкладывается по принципу свода, который описан в седьмом ряду с применением глиняно-песчаного раствора и огнеупорного кирпича.

Девятнадцатый ряд предполагает наращивание стенок и арки шестка.

Двадцатый ряд продолжает наращивание стен, а также частично перекрывает отверстие над шестком, оставляя канал для перетрубья. Внутреннее пространство над варочной камерой заполняется сухим прокаленным песком.

Двадцать первый ряд перекрывает горнило. Канал перетрубья несколько уменьшается для устройства выступа, который препятствует проникновению искр из варочного пространства в трубу. Здесь же начинается закладка канала самоварника.

Двадцать второй ряд завершает устройство перекрыши. В канал самоварника устанавливается душник. Стальная проволока на его втулке заделывается в кладку.

Двадцать третий ряд предполагает кладку канала перетрубья и самоварника. Здесь же крепится душник с помощью стальной закаленной проволоки. В этом ряду делается небольшой проем для убирания сажи с выступа канала, который прикрывается 1/2 кирпича, поставленного на ребро и обмазанного глиняным раствором. Во время чистки этот кирпич выбивается, а по окончании чистки он заменяется новым. Сейчас часто ставят вместо кирпича специальную металлическую заглушку.

Двадцать четвертый ряд является продолжением кладки вышеперечисленных каналов.

Двадцать пятый ряд. В этом ряду выделяется канал для установки вьюшки.

Двадцать шестой ряд предполагает наращивание канала душника, далее перекрывается канал перетрубья и устанавливается вьюшка.

Двадцать седьмой ряд выкладывается, как показано на порядовке. Для доступа к вьюшке напротив нее устанавливается полудверка.

Двадцать восьмой, двадцать девятый и тридцатый ряд предполагают дальнейшую кладку каналов с перевязкой швов.

Тридцать первый ряд, согласно порядовке, соединяет душник и трубу через узкий проход.

Тридцать второй ряд перекрывает душник и канал, соединяющий душник с трубой. Здесь же устанавливается задвижка для тубы над каналом трубы.

Тридцать третий и последующие ряды до потолка предполагают кладку канала трубы.

Не доходя три ряда до потолка, делается разделка для увеличения толщины кирпичной кладки. Это увеличивает пожаробезопасность деревянных конструкций перекрытия и крыши. Далее стояк трубы выкладывается тех же размеров, что и до разделки. Чтобы избежать накопления конденсата на стенках трубы, стояк трубы оштукатуривают по металлической сетке. Когда труба проходит через деревянные конструкции крыши, толщина стенок канала также увеличивается. Верхнюю часть трубы необходимо защитить от проникновения осадков металлическим колпаком. Кладка наружной части трубы ведется на цементно-песчаном растворе. Для прочности ее можно оштукатурить.

1 — разделка; 2 — перекрытие; 3 — утеплитель; 4 — стояк трубы; 5 — металлический лист; 6 — выдра; 7 — шейка трубы; 8 — оголовок; 9 — металлический колпак

Высота наружной части трубы для улучшения тяги зависит от ее расстояния относительно конька крыши.

Топка-просушка печи

Перед полноценной эксплуатацией печи ее необходимо просушить. Первая топка проводится в течение 2-х часов с небольшим количеством топлива. Если печь дает много дыма, то на вьюшке зажигают тоже небольшой огонь, когда он погаснет, вьюшку открывают полностью. После этого печь зажигают вновь, не закрывая трубу на ночь. Процесс топки-сушки длится около недели.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник https://clubpechnikov.ru/russkaya-pech/

Источник https://rmnt.mirtesen.ru/blog/43264686348/Russkaya-pech-svoimi-rukami:-chertezhi-i-poryadovka

Источник

Источник