Камин в частном доме. Утепление, энергосбережение, отопление частного дома камином.

Опубликовано: 04.09.2018

видео Камин в частном доме. Утепление, энергосбережение, отопление частного дома камином.

Камин своими руками. Вопросы по каминам

Сегодня, если речь заходит о камине, большинство из нас думает исключительно об эстетической стороне вопроса: как замечательно любоваться игрой живого огня или как сей колоритный элемент интерьера украсит нашу, например, английскую гостиную. Многие не допускают серьезной мысли о том, что камин может быть средством обогрева дома, считая, что эта его практическая функция осталась далеко в прошлом.



Выбрать систему отопления для своего дома нелегко. Рынок предлагает разнообразный ассортимент оборудования. Критерии выбора к тому же индивидуальны для каждого дома: подведен ли газ к объекту, какова площадь дома, этажность, постоянно ли хозяева присутствуют в своем жилище или наведываются туда только по выходным или праздникам.


КАМИН ДЛЯ ДОМА ЗА И ПРОТИВ | Стоит Ли Делать Камин В Доме? Печи Камины

Использование камина в качестве источника тепла пока непопулярный, но интересный способ отопления жилых помещений, который с течением времени перенес ряд значительных усовершенствований. Конечно, специалисты признают, что некоторые системы по своим эксплуатационным характеристикам более удобны и экономичны, чем каминные, например, система водяного отопления на основе газового котла. Но при этом советуют, во-первых, использовать систему обогрева с помощью камина как резервную, способную служить источником дополнительного отопления при особо низких температурах «за бортом», а во-вторых, автономно использовать отопление частного дома камином в том случае, когда есть необходимость быстро нагреть воздух в нескольких помещениях большого загородного дома. А при его небольшой площади и вовсе сделать камин основным источником тепла во всех комнатах.

Преимущества каминного отопления особенно ярко, по словам специалистов, проявляются в сырую ненастную погоду, когда необходимо как можно быстрее прогреть дом и сохранять температуру на комфортном уровне достаточно продолжительное время.

Лучистая энергия

С каминами как источниками тепла тесно связан такой их показатель, как КПД (коэффициент полезного действия). КПД камина, да и любых других нагревательных приборов определяется тепловым балансом, то есть равенством между теплотой, которая возникла при сгорании топлива, и расходом этой теплоты на полезный обогрев.

КПД камина зависит от его структуры и типа. Самый низкий в 5-25 % — у классического открытого дровяного камина. Он сохранил свой облик еще со времен Древнего Рима: топка выполнена в виде ниши из огнеупорного кирпича или керамических блоков. Преимущества такого камина в том, что он моментально нагревает воздух в помещении за счет лучистой энергии пламени, а также позволяет в полной мере насладиться живым огнем. Однако, как только горение заканчивается, температура воздуха начинает снижаться так же быстро, как она повышалась. Открытый камин работает при свободном доступе воздуха, поэтому для этого просто необходимо большое сечение дымовой трубы. Помимо этого, кирпич, из которого выложена топка, очень теплоемкий материал и отдает тепло в гораздо меньшей степени, чем металлические поверхности. И получается, что все тепло вылетает в эту трубу, а в комнату отражается лишь небольшая его доля. Такие низкие значения КПД не позволяют говорить об открытом классическом камине как о способе отопления. В данном случае камин может служить лишь элементом, дополняющим основную систему отопления.

Кассетный апгрейд

Существует способ увеличить КПД открытого камина — это использование кассетных топок (кассет). Кассета — это спрятанная за фасадом камина внутренняя часть, которая представляет собой топку из стали или чугуна со стеклянной дверкой. Таким образом, камин становится закрытым. Это и есть его главная особенность. В отличие от открытого, в котором воздух из комнаты захватывается внутрь топки, нагревается огнем, а потом выходит через дымовую трубу за пределы дома, в кассетном камине стеклянная дверца является надежным барьером, препятствующим попаданию этого воздуха в камин. В результате значимая часть тепла служит для обогрева помещения. КПД кассетного камина повышают еще и следующими способами: топку выкладывают шамотным камнем, а в некоторых случаях верхнюю часть — вермикулитом, который очень хорошо отражает тепло, за счет этого повышая температуру.

Такой апгрейд классического камина позволяет домовладельцам использовать его как эффективный отопительный прибор. КПД его может составлять около 80 %.

Интенсивное горение, которое обеспечивает кассетный камин, значительно снижает количество сажи, поэтому дымоходы для него можно делать из трубки меньшего, чем у классического камина, сечения. Но вот требованиям пожарной безопасности следует уделить гораздо большее внимание: требуется двойной слой изоляции и большой зазор между кожухом дымохода и конструкциями из горючих материалов. Так как кассетный камин нагревается до значительных температур, необходимо изолировать внутренние пространства и ниши.

Выбор кассет достаточно разнообразен сегодня: есть маленькие и большие (по объему), способные регулировать подачу воздуха, рассчитанные на непрерывную работу камина или периодическую. Они бывают разные и по своим конструкционным характеристикам: с дверкой, открывающейся вбок или вертикально. Последние позволяют на время превращать кассетный камин в классический открытый.

Тепло по воздуху

Принцип работы кассетного камина основан на функционировании систем двух типов: воздушной и водяной. В первом случае разогретый в камине воздух распределяется в различные комнаты дома посредством воздуховодов.

Для того чтобы организовать такую систему, каминную топку монтируют в конвекционную камеру (кожух). Между ними остается пространство, в котором и нагревается воздух, многократно прогоняемый около раскаленной до 300° С поверхности. К тому же топка имеет различные выступы, которые увеличивают поверхность, отдающую тепло проточному воздуху. Такая система использует естественную конвекцию (самоотток): воздух поступает в нижнюю часть пространства между топкой и кожухом из комнаты, где размещен камин. Поднимаясь вверх, он нагревается и идет в соседние или расположенные выше этажом комнаты.

Самоотточная система не нуждается в электроэнергии, обладает таким важным для домохозяев качеством, как бесшумность. Для распределения воздуха по комнатам, чтобы снизить аэродинамическое сопротивление, требуются воздуховоды большого сечения. К тому же они должны быть из негорючих материалов (к примеру, оцинкованная сталь толщиной 0,5-1 мм). Необходимо обеспечить изоляционную защиту тех зон, где каналы расположены в непосредственной близости от горючих элементов дома. Воздуховоды должны быть длиной два-три метра (не более), нельзя устанавливать их с изгибами и сужениями. Разогретый воздух выходит в комнаты через металлические решетки. В помещениях, которые находятся на одном этаже с камином, такие решетки сделаны под потолком, а в выше расположенных комнатах — ближе к полу (на высоте 20-50 см).

Воздушная система кассетного камина способна обогревать до четырех комнат, но в большей степени ее эффективность определяется планировкой дома. Существенный минус: нельзя отапливать помещения, которые находятся на нижнем относительно каминного зала этаже, и те комнаты, которые расположены далеко от него.

Существует и другой способ функционирования вышеописанной системы, который предусматривает не естественное, а принудительное нагнетание воздуха — с помощью вентиляторов. Они осуществляют постоянный активный забор воздуха в конвекционное пространство и распределяют его по отапливаемым помещениям. Такая система позволяет транспортировать нагретый воздух по каналам длиной 10 м и к тому же в те комнаты, которые находятся на нижнем относительно каминного зала этаже. Для такой системы допустимы воздуховоды небольшого сечения. Можно использовать гибкие каналы. Если на топке или кожухе невозможно разместить вентилятор, его можно установить на чердаке дома, а блок регулировки скорости его работы непосредственно в каминном зале на стене. В систему также встраивают фильтр-бокс, который предназначен для очистки нагретого воздуха, а при желании — и увлажнитель.

К минусам такой системы следует отнести гул, который производят работающие вентиляторы, и зависимость ее от наличия/отсутствия электроэнергии. Последний аспект очень даже существенен: если в доме случился перебой электроэнергии, пользоваться системой нельзя, так как канальные вентиляторы могут попросту сломаться.

Воздушная система каминного отопления (как конвенционного типа, так и нагнетаемого) может регулироваться следующим образом: если какая-то комната не требует обогрева, воздуховод, подающий в это помещение тепло, просто перекрывается.

Круговорот воды в доме

Водяная система каминного отопления основана на том, что в топке нагреву подвергается теплоноситель (вода, в домах для временного проживания — антифриз), который после этого идет в радиаторы, расположенные в разных помещениях дома. Такие системы все еще недостаточно распространены в России, соответственных моделей в продаже пока немного. Вместе с тем такие камины позволяют эффективно обогревать даже отдаленные комнаты дома. Максимальная отапливаемая площадь — 170-250 кв. м. Эта система может функционировать и автономно, и наряду с газовыми, масляными и электрическими котлами, нагревать воду для бытовых нужд и т. п.

Существует гравитационная (безнасосная) система водяного каминного отопления. Она создается на основе закрытых каминных топок с вмонтированными теплообменниками (водяными рубашками) и водяных радиаторов с небольшим гидравлическим сопротивлением. Главный принцип — это использование такого свойства воды, как изменение своей плотности при различной температуре, за счет чего и осуществляется циркуляция теплоносителя. Плюсы системы: простота и надежность в эксплуатации, независимость от подачи электроэнергии, отсутствие шумов. Из-за незначительного циркуляционного давления разогретый теплоноситель может поставляться в комнаты, расположенные не далее чем 20 метров по горизонтали. К тому же система имеет ограниченный объем, который способен на должном уровне отапливать помещения площадью не более 120 кв. м при высоте потолков в 2,5-3 м. Помимо этого, к минусам системы можно отнести и то, что для нее требуются трубы с большим диаметром, а также неспособность этой системы обогревать помещения, расположенные на этажах, которые находятся ниже относительно каминного зала.

Такая система работает стремительно, разогревается буквально за 20-30 минут. Но и остывает быстро. Поэтому специалисты советуют использовать чугунные радиаторы, которые обладают большой теплоемкостью. К одной топке их можно присоединить от двух-трех до 15 штук.

В системе водяного каминного отопления теплоноситель может циркулировать и принудительно. Действие в данном случае основано на работе насоса. Благодаря этому отапливать можно любые этажи, в том числе и нижние, а также доставлять тепло в дальние комнаты дома. Трубы при этом требуются небольшого диаметра — 10-15 мм. Оборудовав камин пластинчатым теплообменником, можно получить не только тепло, но и горячую воду для бытовых целей в кухне и ванной комнате.

Топливный вопрос

Топливо, которое применяется в кассетных каминах, — древесина. Это вполне оправданный продукт для закрытой топки. Процесс сгорания дров в ней гораздо более медленный, чем в открытой. Одной партии сухих березовых поленьев хватит на пять-девять часов работы. Таким образом, закладку дров в топку можно будет производить три-четыре раза в сутки, не более.

Более эффективным видом топлива, который сейчас набирает свою популярность и в Европе, и в России, — топливные брикеты или гранулы (пеллеты). Это натуральный продукт растительного происхождения, который получают из отходов разнообразных пород деревьев. При горении такие брикеты не дымят и выделяют тепла в разы больше, чем простые дрова. Можно сказать, камины, работающие на таком топливе, действуют в автоматическом режиме, так как вмещаемый ими объем пеллет горит одни-трое суток.

Альтернатива дровам и пеллетам — такие виды топлива, как газ, мазут и электричество, у них есть свои преимущества.

Например, газовые камины отличаются высокими теплотехническими показателями и экономичностью (из-за относительно недорогой стоимости этого топлива). Такие камины могут быть лучистые (используется горелка инфракрасного излучения с керамической насадкой) и конвективные (используется эжекционная горелка, которая вмонтирована в нижней части камеры). Еще одна особенность газовых каминов — разнообразный дизайн топок. Они бывают плоскими прямоугольными, сферическими, каплевидными, в виде пирамиды и т. д. Это обусловлено тем, что вид и размер топки не зависит от топлива и его объемов, как, например, в каминах, работающих на поленьях.

Газовые камины нетрудно установить, они не требуют большого дымохода. Их плюс заключается в легкости управления: можно контролировать интенсивность горения, а соответственно, и температуру в помещении. Питаться такой агрегат может как от магистральной системы, так и от газовых баллонов.

При выборе камина как дополнительного источника тепла лучше всего использовать такой, который потребляет то же самое топливо, что и основная система отопления. У кого дом подключен к льготному ночному электроснабжению основного отопления, тому имеет смысл купить камин с так называемым ночным электронакопителем тепла. Или вовсе установить электрический, который помимо того, что создаст иллюзию живого огня, будет работать по принципу электрообогревателя. КПД таких каминов может составлять 100 %.

Если вы намерены использовать мазут в качестве топлива, то это потребует ряда дополнительных элементов. Так, необходимо встроить маслоотвод от мазутного бака в подвале. С этой целью на стене в подвале размещают маслонанос. Кстати, каминная вставка для мазута должна быть соединена с отдельным дымоходом.

Все вышеописанные виды топлива используются в соответствующих специальных моделях каминов.

Приток должен быть

Первое, что должен сделать домовладелец, планирующий разместить у себя камин, — это вписать его в общую систему вентиляции, так как вентиляция и воздухообмен оказывают значимое влияние на работу «домашнего очага». Камины в процессе работы (сжигания топлива) потребляют достаточно большое количество воздуха. Так, открытый «съедает» до 1000-2000 м3 в час, а камин с закрытой топкой — 80-200 м3 в час. Поэтому дом должен иметь исправную систему вентиляции — и приточную, и вытяжную.

Воздух для горения даже можно провести через отдельный воздуховод непосредственно под камин. Выход канала необходимо разместить в 5-10 см над полом, недалеко от дымохода.

Камин сам по себе — часть системы вентиляции дома. Дымоход выводит продукты горения за счет естественной тяги. Оптимальная его высота, которая способна создать хорошую тягу, — пять метров. Чтобы эта тяга не превратилась в обратный приток, воздух из комнаты должна вытягивать система вентиляции с таким же естественным побуждением.

Дымовые и вентиляционные каналы лучше размещать вертикально или с маленьким углом наклона. Можно создать единый канал для вытяжки и дымохода, однако по всей высоте их следует разделить герметичными перегородками. Но практика показывает, что вентиляцию лучше размещать на расстоянии в несколько метров от дымохода. Надо учитывать, что существует масса факторов, которые влияют на естественную тягу в помещении: атмосферное давление, температура воздуха, направление и скорость ветра. Летом климатические условия таковы, что они практически блокируют работу естественной вентиляции. Для таких случаев можно встроить в вентканалы специальную установку — дефлектор или шарообразную ротационную турбину.

Правильно рассчитать необходимые объемы приточного воздуха можно, зная характеристики каминной топки: скорость его потока на входе в топку 0,4 м/сек. Эту скорость нужно умножить на площадь проема топки. В итоге получится максимально возможный расход воздуха. Под эти показатели должна подстроиться остальная система вентиляции.

А вот выбор размера камина, в частности его топки, зависит от целей использования этого объекта, а также от каждого конкретного помещения. В паспорте камина (заводского изготовления) указывается его тепловая мощность и обогреваемый объем. Необходимо ориентироваться при выборе на эти показатели. Также нужно учитывать количество и размеры дверей и окон в помещении, теплопроводность стен, наличие/отсутствие основной системы отопления и иных нагревательных приборов и другие характеристики жилища. Поэтому лучше привлечь специалиста, который высчитает точный показатель теплопотерь вашего дома и определит необходимый размер камина.

Принцип работы систем отопления

Расчет высокопрочных болтов на растяжение

Особенности расчета на прочность элементов, ослабленных отверстиями под высокопрочные болты:
При статической нагрузке, если ослабление менее 15 °/о, расчет ведется по площади брутто А, а если ослабление больше 15 %—по условной площади Лусл = 1,18 Ап.

Монтажные стыки

Монтажные стыки делают при невозможности транспортирования элементов в целом виде.
Монтажные стыки для удобства сборки устраивают универсальными: все прокатные элементы балки соединяют в одном сечении.

Проверка прочности

Проверка прочности сечения на опоре балки по касательным напряжениям:
Балочной клеткой называется система перекрестных балок, предназначенная для опирания настила при устройстве перекрытия над какой-либо площадью.
rss