Металлическая печь для бани своими руками. Дымоходы одно- двху- и трёхконтурные стальные керамические союз специалистов - бани и печи гильдия печников и банщиков - печи, камины, бани, сауны Цены на баки из нержавеющей стали

Технология изготовления банной печи предъявляет особые требования к оборудованию всех ее отделов, в том числе, и дымохода. Его устройство немного отличается от дымоходной системы домашней печи. Он должен обеспечивать долговременное сбережение тепла и безопасность посетителей парной. Перед организацией дымохода в бане, стоит узнать несколько важных нюансов.

В конструкцию банных печей входят 2 типа дымоходов:

Коренные. Их организуют рядом с печью, используя для соединения специальный патрубок, по которому дым и уходит в основной канал. Один дымоход может быть использован для 2-3 печей. Главное, чтобы его внутренний диаметр имел соответствующие параметры, а трубы от каждого отопительного прибора располагались на различной высоте;
Системы с насадной трубой монтируются конкретно на печном патрубке и выводятся через крышу. Данный вариант дымохода является самым распространенным для банных печей.

Классификация дымоходов по месту установки включает 2 вида:

Наружные. Основная их часть расположена на улице и зафиксирована на стене при помощи кронштейна. Не слишком рекомендованы для бани, так как быстро остывают, теряя драгоценное тепло.
Внутренние. Это вертикальные конструкции с хорошей тягой, расположенные внутри постройки.

По используемому материалу дымоходы бывают:

Кирпичными. Традиционный вид, характеризующийся трудоемкостью кладки и высокими требованиями к соблюдению всех параметров. Имеют массу преимуществ: долговечность, пожаробезопасность, прочность, хорошую термоизоляцию и теплоаккумуляцию. К недостаткам относят шероховатость и угловатость внутренней поверхности, на которой скапливаются сажные отложения;
Металлический дымоход быстрее монтируется и дешевле стоит. У него идеально гладкая поверхность, но более слабые теплосохраняющие характеристики;
Комбинированный вариант, включающий 2 части: нижняя выполнена из кирпича, верхняя – из современной сэндвич-трубы. Позволяет организовывать аккуратные, небольшие проходы, которые проще закрыть жаростойким материалом.

Материалы для дымоходов

Перед приобретением материалов необходимо определиться с конструкционными особенностями дымохода.

Кирпичная система

Сооружение выполняют из жаростойкого кирпича с использованием специальной сухой смеси или печной глины. Помимо этого, может понадобиться материал для создания грибка над трубой.

Конструкция из металла

Перед приобретением материала для изготовления металлического дымохода в бане, необходимо составить его точную схему с подробным расположением всех углов и поворотов трубы.

Также понадобится 2 железных полотна с отверстиями, соответствующими диаметру трубы. Их фиксируют на потолке бани и на полу чердака. Понадобится и жаростойкий материал, который будет закреплен вокруг трубы в месте ее выхода на деревянный чердак.

Для создании гидроизоляции вокруг дымохода на кровле необходимо приготовить герметик или специальный резиновый уплотнитель.

Выбор труб: на что обратить внимание

При покупке железных дымоотводных труб нужно определиться с их сечением. В основном, оно зависит от мощности печи, но для большинства банных вариантов этот параметр равен 15-20 см. Не стоит брать слишком большой диаметр, так как он будет слабо сохранять тепло. А слишком маленький – не создаст нужную для вывода дыма тягу. Как бы там не было, сечение трубы не должно быть меньше диаметра выводного патрубка отопительной конструкции.

Существует еще ряд требований, предъявляемых к элементам дымохода в бане:

Минимальная высота трубы – 5 м. Пренебрежение данным требованием грозит ухудшением тяги. Точное значение высчитывается в зависимости от расположения трубы на крыше. В любом случае, она должна возвышаться над коньком минимум на полметра. Идеальной высотой от конька считается 1,5 м, но это не обязательно;
Минимальная толщина металла, используемого при создании трубы, – 1 мм;
Если планируется, что система дымохода будет оснащена баком для горячей воды, то его нужно обязательно отразить в предварительно составленной схеме. Лучше, если резервуар будет сделан из нержавеющей стали.

Безопасность превыше всего

Температура дымохода в бане может подниматься до критических пределов, поэтому организация системы должна подчинятся требования пожаробезопасности:

Соединения отдельных частей трубы быть строго герметичными;
Места прохождения трубы через потолок заизолированы от деревянных элементов огнеупорным материалом (песком, асбестом, керамзитом);
Выход трубы через кровлю обработан гидроизоляцией, предназначенной для сохранения обрешетки от влаги.

Заключение

Дымоход играет важнейшую роль в конструкции банной печи. От его качества зависит здоровье посетителей парной, сохранность постройки и всего, что в ней находится. Установка дымохода в бане должна соответствовать всем технологическим требованиям, иначе последствия могут быть самыми печальными.

В настоящей статье я изложу собственное видение темы, вынесенной в заголовок.

Для начала кратко напомним, какие температурно-влажностные режимы характерны для русской бани. Тем же, кто хочет более подробно познакомиться со всеми возможными существующими режимами приема банных процедур и выбрать наиболее предпочтительные для себя, рекомендую заглянуть .

Итак, паровая русская баня характеризуется температурами нагрева воздуха в парной до Т=45-65°С и относительной влажностью воздуха φ=50-90%. Абсолютная влажность воздуха в парной русской бани колеблется в пределах ρ=60-150 г/м³.

В то же время температурно-влажностные режимы, характерные для суховоздушной сауны, лежат в диапазоне температур Т=90-130ºC и относительных влажностей φ=2-10%. Абсолютная влажность воздуха при этом составляет ρ=8-16 г/м³.

Из приведенных цифр видно, что если температуры воздуха в банях указанных типов отличаются в два раза, то количество водяных паров в воздухе различается на порядок.

В паровой русской бане нагрев человека осуществляется высоковлажной воздушной средой, в то время как в суховоздушной сауне нагрев человека осуществляется сухим воздухом.

Мытье человека в паровой бане происходит в пару веником (путем осаживания банным веником на поверхности тела конденсата водяных паров из воздуха и использования банного веника в качестве мочалки).

Мытье в парной суховоздушной сауны не предусматривается изначально. В такой парной можно лишь хорошенько прогреться сухим воздухом. Мытье тела осуществляется, как правило, под обычным душем, находящемся вне парной. Применение веника в парной суховоздушной сауны носит скорее ритуальный, а не функциональный характер.

Таким образом, цель русской паровой бани создать в парной условия: Т=45-65°С, φ=50-90%, ρ=60-150 г/м³.

К тому же теплосодержание влажного воздуха в парной русской бани, позволяющего получить , должно быть равно I=165-200 кДж/кг с.в. — на этапе предварительного прогрева организма и I=200-270 кДж/кг с.в. – на этапе парения вениками.

Встает вопрос, при помощи какой печи (металлической или кирпичной) легче всего достичь указанных режимов.

Сначала рассмотрим особенности металлических банных печей.

Металлические печи характеризуются температурой своей внешней поверхности, как правило, превышающей 120ºС . Это наблюдается даже в тех случаях, когда металлическая печь имеет внешние защитные металлические экраны, закрывающие снаружи топливник, раскаляющийся до куда больших температур (Т>300ºС). Температура части печной трубы, находящейся в парной и непосредственно контактирующая с печью, практически не отличается от температуры раскаленного топливника.

Металлическая печь, обладающая относительно небольшими внешними размерами (с площадью боковых поверхностей от 1 до 2м² ), является источником мощного инфракрасного излучения. Величины потоков лучистого тепла (в зависимости от модели и размеров печи) от незащищенных тепловыми экранами стенок таких печей могут достигать очень больших величин порядка 10-30 кВт/м². Для сравнения, критическими тепловыми потоками, которые способен выдержать человек своей неприкрытой кожей в течение в несколько секунд, являются потоки

Металлические печи малотеплоемки и малоинерционны. Они очень быстро нагреваются при растопке, но также быстро остывают при прекращении процесса сгорания дров в топливнике.

Металлические печи, в большинстве случаев, не способны просушить баню после окончания принятия банных процедур.

Создаваемые металлическими печами конвекционные потоки воздуха, проходящие между внешним защитным экраном печи и металлическими стенками топливника, очень быстро нагревают воздух в парной до температур, присущих суховоздушным саунам (Т=90-130ºС). К тому же, как правило, в металлических печах каменка находится снаружи печи. Подобное размещение камней также создает конвективные потоки воздуха, вносящие свою лепту в перегрев парной.

За счет существования в парной с металлической печью и, как правило, неравномерного прогрева элементов ограждающих конструкций парной (потолка, стен, пола) в таких условиях очень трудно удержать требуемую влажность воздуха на необходимом уровне на протяжении хотя бы 5-8 минут , в течение которых происходит режим парения вениками.

Если же все же при установившейся температуре воздуха в парной, характерной для режимов суховоздушной сауны (Т>90ºС), испарить на каменке объем воды, который создаст в парной абсолютную влажность воздуха ρ>50г/м ², париться в этих условиях будет невозможно. И вот почему.

В создавшихся условиях на человека начнет конденсироваться влага с температурой равной температуре воздуха, то есть с Т>90ºС. Согласитесь, ситуация не из приятных.

А происходить это будет по следующей причине. Человек как биологический вид не может нагреться до температуры более 40ºС . Иногда, правда, после предварительного постепенного разогрева можно поднять температуру кожных покровов человека до температуры ~50ºС . Но это не меняет сути рисуемой картины.

Абсолютная влажность воздуха равная 50г/м³ при температуре 40ºС даст 100% относительную влажность воздуха. Другими словами, температура 40ºС является точкой росы для влажности 50г/м³. В этих условиях из воздуха на любой предмет, имеющий температуру поверхности равную 40ºС, начнет выпадать роса с температурой равной температуре воздуха.

А какая у нас температура в парной?

Правильно. Более 90ºС.

И вот мы в ситуации: «Кипяточка не заказывали?»

Каково?!!!

Как по мне, то ПЕРЕБОР.

И последнее, относительно металлических печей.

Внешнее размещение каменки сверху печи не позволяет нагреть их до необходимых для получения «легкого пара» температур. Такими температурами являются температуры нагрева камней .

Стремление достичь указанных температур каменной закладки неизбежно приводит к перегреву парной до температур, превышающих требуемый диапазон (Т=46-65ºС).

Стремление не допустить перегрева парной ведет к недогреву камней.

И так, и так не здорово!

Теперь посмотрим, что нам дают в парной кирпичные печи.

В отличие от металлических печей кирпичные печи инерционные в плане собственного прогрева и нагрева парной, а также теплоемки.

Кирпичные печи долго нагреваются, но также долго отдают тепло, аккумулированое в кирпичной кладке.

В правильно сложенной банной кирпичной печи температура стенок редко превышает 90ºС . Соответственно, банная кирпичная печь за время топки своими внешними стенками редко когда может нагреть воздух парной до температур, превышающих 60ºС , а, следовательно, перегреть парную.

В правильно сложенных банных кирпичных печах температура нагрева стенок печи равномерна по высоте, что дает более равномерный нагрев парной от пола до потолка.

В случае размещения каменной закладки внутри кирпичной печи опять же исключается возможность перегрева парной сверх температур, характерных режимам паровой русской бани (Т=46-65ºС).

Кирпичная печь с каменной закладкой внутри нее позволяет накалить камни до более высоких температур, чем в металлических печах. Так, например, температура камней в кирпичных печах периодического действия разработки И.В.Кузнецова , достигает 600-700ºС . В некоторых кирпичных печах И.В.Кузнецова постоянного действия (в частности, в печи «РусСауна»), когда камни располагаются внутри металлического ящика специальной конструкции, помещенного внутрь печи, температура каменной закладки может достигать 400-450ºС.

С камней, нагретых до таких температур, легко получить перегретый пар с температурой выше 100ºС . В таком паре отсутствует вода в виде отдельных капель или аэрозолей (с размером частиц воды менее 100 мкм). Вода, испаренная на камнях с такой температурой, представляет собой водяной газ, то есть воду, расщепленную до молекулярного состояния.

Из полученного при таких условиях водяного пара .

Следует отметить тот очень важный факт, что основной задачей печи в русской бане является нагрев каменной закладки до указанных выше высоких температур не перегрев при этом парную.

Легче всего с этой задачей справляются кирпичные печи с внутренним расположением каменной закладки.

Кирпичные печи, у которых нагреваемые камни находятся снаружи, располагаясь в открытой сверху металлической духовке, как правило, недогревают камни, а также перегревают парную за счет создания конвективных потоков воздушных масс парной над каменкой.

Попытки не допустить перегрева парной при топке таких кирпичных печей неизбежно приводят к недогреву камней. Камни в открытом сверху металлическом ящике прогреваются не равномерно (снизу больше, сверху меньше), до более низких температур (редко превышающих 200ºС ) и накапливают меньше тепла.

Это обусловлено тем фактом, что прогрев камней, помещенных в открытую духовку, осуществляется в основном за счет конвекции нагретых воздушных потоков, возникающих внутри металлического ящика, а также кондуктивного теплопереноса в местах контакта камней между собой.

Как следствие, энергии запасенной камнями уже после нескольких поддач на них воды, оказывается недостаточно для создания перегретого пара. Камни быстрее остывают, и испаряемая на них вода представляет собой паровоздушную смесь, в которой вода находится не только в газообразном (молекулярном) состоянии, но и в виде отдельных капель и аэрозоля.

Такая паровоздушная смесь не может дать «легкий пар».

В случае, когда каменная закладка находится внутри печи непосредственно над топливником, нагрев камней происходит, в основном, за счет лучистого тепла пламени горящих дров и излучаемого нагретыми внутренними поверхностями кирпичной кладки топливника.

За счет того, что лучистая теплопередача (уже начиная с температур Т>200ºС ) превышает конвективную (см. Табл.1), поэтому камни в таких условиях нагреваются до более высоких температур, и каменная закладка накапливает в себе большее количество тепла.

Табл.1.

Температура печи, ºС
Теплопередача конвекционная, кВт/м²
Теплопередача радиационная, кВт/м²

С нагретых до температур 500-700ºС камней легче получить перегретый, не содержащий капель воды, пар. А, следовательно, легче получить «легкий пар».

И еще. Массивная кирпичная печь долго остывает и тепла, запасенного в ее массиве, вполне хватает для просушки бани после ее приема. Особенно это критично для бань с массивными стенами парной, способными накапливать внутри себя влагу при испарении на каменке больших количеств воды.

Организация правильно организованной консервирующей вентиляции парной в совокупности с долго остывающей теплоемкой массивной кирпичной печью без проблем справляется с просушкой бани по завершении ее принятия.

Подведем итоги.

1) Мы рассмотрели черты, присущие металлическим и кирпичным печам, используемым в бане, их сильные и слабые стороны.

2) Сильными сторонами металлических печей являются:

— меньшие сроки нагрева парного помещения до желаемых пользователем температур;

— меньший расход дров, по сравнению с кирпичными печами;

— меньшая стоимость, по сравнению с кирпичной печью.

Слабыми сторонами металлических печей являются:

— сложность получения режимов русской паровой бани в парной с металлической печью;

— с металлической печью легко недогреть каменку и перегреть парную;

— тяжело просушить баню после окончания принятия паровых банных процедур.

Другими словами, металлические печи более приспособлены для создания условий суховоздушных саун (с малым использованием воды), нежели паровой русской бани (с использованием больших объемов воды).

3) Показали, что режимы паровой русской бани гораздо легче получить в парной с массивной кирпичной печью, в которой каменка размещена внутри печи.

Сильными сторонами кирпичных печей являются:

— легкость создания как паровых режимов русской бани так и режимов суховоздушной сауны при условии нагрева каменной закладки внутри печи;

— при желании возможность принятия банных процедур в течение нескольких дней после протопки печи;

— легкость просушки бани после принятия паровых и водных процедур.

Слабыми сторонами кирпичных печей являются:

— бО льшие сроки приготовления бани по сравнению с использованием для этих целей металлических печей;

— бО льший расход дров;

— бО льшая стоимость постройки кирпичной банной печи по сравнению со стоимостью металлической печи;

— в случае отсутствия знаний и навыков в кладке банных кирпичных печей обращение к услугам стороннего печника с получением негарантированного результата кладки хорошей банной печи.

Вот пока и все.

Всем кого волнуют какие-либо вопросы, связанные с постройкой русской бани пишите. Для этого Вам достаточно перейти на страницу , заполнить имеющуюся там форму с интересующим Вас вопросом и кликнуть по кнопке ОТПРАВИТЬ.

До новых встреч!

Наши предки топили бани исключительно по-чёрному. Внутри сруба в простейшем очаге разводили огонь и грели камни, пока они не раскалятся докрасна. Ими же, окунанием в ёмкость, грели воду. Трубы не было, дым выходил через щели и приоткрытые двери/окошки, на стенах и потолке оставался густой налёт копоти. Париться начинали, когда догорали последние головешки. Иногда с некоторой задержкой, чтобы вышел угарный газ. Сейчас для парных процедур повсеместно используют печи, в бани подводят воду, делают полноценный пол и предбанник, где часто располагают дверцу топки. Но самое главное – появился дымоход для банной печи, который служит для удаления дыма. Это уже баня по-белому.

Функции и особенности эксплуатации дымовой трубы в бане

Основное назначение дымохода в парилке – качественное и контролируемое отведение продуктов горения, чтобы полностью исключить скопление вредоносной углекислоты и образование гари на поверхностях. Возникающая тяга (с подсосом воздуха в камеру сгорания) поддерживает стабильный процесс работы теплогенератора. Манипулируя потоками, пользователь регулирует теплотворность печи и расход топлива. Топить такую банную печку можно сколь угодно долго, и всё это время можно париться.

Важно! Труба каменки сильно нагревается, поэтому иногда эту энергию используют для подготовки воды посредством интегрированных в конструкцию баков.

Особенности распределения тепла при различных способах подключения каменки к дымоходу

Печь в бане топится непостоянно. Соответственно, дымовой канал полностью остывает между сессиями, поэтому детали дымохода испытывают сильнейшие многократные термодинамические нагрузки. Второй важный фактор – рабочая температура. В отличие от котлов и печей, применяемых для отопления, здесь отводятся газы, нагретые до 700 и более градусов. Часто в бане используют прямоточные печи, из-за отсутствия отопительных щитков или снимающих часть тепла водяных рубашек дым получается таким горячим. Поэтому проблема прогорания дымоходов (опасность загазованности и пожара) всегда остаётся актуальной. Дымоходы для печей в баню изготавливают из высококачественных материалов. Если это заводские изделия, они должны быть одобрены производителем для таких непростых условий эксплуатации.

Важно! Трубы банной печи проводят через перекрытия или снаружи строения, по фасаду. Выбрав уличный вариант, более простой в монтаже, на всём протяжении канал утепляют.

Из каких материалов изготавливают дымоходы

Труба из кирпича

Такие дымоходы одинаково подходят для каменных и металлических печей. Для основной кладки используют огнеупорный кирпич и раствор на основе глины или специальную «печную смесь». В верхних рядах в ход идут облицовочные материалы и цементный раствор.

Основные элементы кирпичного дымохода

Дымовой канал изнутри оштукатуривают, чтобы закрыть швы и сгладить плоскости – будет меньше скапливаться сажа и конденсат, тяга станет лучше. Сама конфигурация трубы ничем особенным не отличается, присутствуют стандартные элементы:

стояк,
распушка,
выдра,
шейка,
оголовок,
колпак (дефлектор).

Основное достоинство такого решения – долговечность и высокая пожарная безопасность. Однако массивной каменной трубе для стабильной тяги нужно время на прогрев.

Важно! Кирпичный дымоход для металлических печей – не всегда хороший вариант. Соорудить его над теплогенератором не получится, поэтому канал собирают рядом, кладку ведут от пола (фундамента), а затем горизонтальным переходом подсоединяют к нему печь.

Труба из металла

Стальные дымоходы относительно легкие, могут устанавливаться поверх источника тепла, поэтому хорошо подходят для заводских каменок. Сечение подбирают в зависимости от мощности печи, нужно выполнять рекомендации производителя или ориентироваться на диаметр выходного патрубка. Чаще всего дымоходы для печей в баню требуют сечения в 115 мм.

Водопроводные трубы из обычного чёрного металла можно брать исключительно с большой толщиной стенки (от 5 мм), но всё равно выйти из строя они могут в любой момент (прогорают от высоких температур и ржавеют от сильной влажности). Оцинкованные изделия тоже не блещут долговечностью, так как защитный слой очень быстро сходит на нет.

Устройство и варианты подключения сэндвич-канала

Единственный достойный вариант – нержавейка. В принципе, можно применить одинарную трубу, хорошо её заизолировав на чердаке и на улице, но лучше себя покажет сэндвич. Это комплектные дымоходы, состоящие из небольших секций. Домашний мастер может самостоятельно собрать сэндвич-канал. Каждый элемент состоит из двух труб разного сечения, между которыми находится теплоизоляционное наполнение. В линейке есть: стартовая «одностенная» труба для рассеивания тепла (иногда с баком для воды), основные погонажные элементы длиной около 1 метра, переходы и колени, проходные узлы для перекрытия и кровли, вставки с шиберами, верхние насадки, дефлекторы.

Выбирая модель для банной печи, нужно учитывать такие моментов:

Толщина стенок внутренней трубы должна быть максимальной (от 0,8-1 мм),
Марка нержавеющей стали должна быть устойчива к температурам около 850 градусов, например, AISI 321 или AISI 439 и 409.
Оптимальная толщина базальтового наполнения – от 50 мм (в идеале – 100 мм), а его плотность от 120 кг/м 3 .
Отдаём предпочтение моделям с наружной трубой также из нержавейки.

Важно! Стыки металлических труб располагают так, чтобы они не попадали в зону разделки и находились на виду.

Конструкция жаростойкой двухконтурной трубы для бани

Керамические дымоходы

Дымоходы из керамики выдерживают жар и не боятся влаги. Они представляют собой сборную многослойную конструкцию, в которой предусмотрено всё необходимое: основные линейные блоки, ревизионные элементы, ёмкости для сбора и удаления конденсата (устанавливают в самом низу), покровные плиты, тройники, вентиляционные решётки, верхние сетчатые насадки и т.д.

В зависимости от конструкции выделяют два вида изделий:

Монолитные, полностью готовые для кладки самонесущие блоки со сквозным каналом круглого сечения. Между внутренним цилиндрическим элементом и наружным плоским кожухом находятся переборки (рёбра жёсткости), они образуют камеры, играющие роль теплоизоляционной воздушной прослойки и вертикальных вентиляционных каналов.
Модульные системы, в которых несущие функции выполняют керамзитобетонные блоки, а дым отводится через керамическую трубу, расположенную внутри такой шахты. Блок кладут на цементосодержащий раствор, а трубу из отдельных секций собирают на герметике. Минеральной ватой, как рукавом, оборачивают керамическую трубу.

Набор для изготовления керамического дымохода

Печи и керамические дымоходы для бань соединяют при помощи монотрубы из жаростойкой нержавейки. Она подключается к шахте снизу или сбоку. Схему монтажа выбирают в зависимости от технических условий. Сравнительно небольшой вес готовой шахты позволяет произвести насадную установку, хотя обязательно нужно применять опорные консоли или кирпичный свод-основу. При желании (например, для освобождения места в парной) без проблем реализуют корневую схему – дымоход выносят в предбанник или на улицу. Для финишной отделки дымохода используют любой подходящий материал (краску, плоский камень, плитку), предварительно обшив блоки цементными плитами.

Выбирая дымоход для каменки, не забывайте, что работать он будет в экстремальных условиях. Системы для обычных котлов и каминов в этом случае применять нельзя. Важно знать и соблюдать технологию монтажа, поэтому для сборки трубы желательно пригласить опытных мастеров.

Видео: установка дымохода сэндвича своими руками

-> Выбор банной печи

Ну вот, сруб построен, и, кажется, что основная часть работы уже сделана, ещё чуть-чуть, и мы будем самозабвенно махать вениками...

Однако разочарую торопыг! Работы по созданию бани только начинаются. Ведь Русская Баня - это не совсем материал стен и стоимость отделки, Русская Баня - это, прежде всего, банная печь!

Печь - сердце бани! Я не знаю, кто является автором этой фразы, но она ярко высвечивает суть банной печи.

Давайте-ка определимся, какая печь сможет наших четыре стены превратить в настоящую Русскую Баню. Давайте отбросим всю рекламную чешую, призовём в помощь здравый смысл, термодинамические расчёты и опыт наших предков. Итак, поехали!

Какие обязательные функции должна выполнять печь в отдельно стоящей бане?

1. Обеспечить комфортный температурно - влажностный режим в парилке и других банных помещениях в любую пору года.

2. Обладать достаточной теплоаккумулирующей ёмкостью каменки, чтобы обеспечить комфортное парение вашей семье и гостям (чтобы хватило пара на 12 - 15 человек).

3. Обладать достаточной мощностью с целью быстрого вывода парилки на режим после проветривания (после каждого захода в парилку).

4. Обладать достаточной теплоёмкостью, чтобы просушить все помещения бани в течение суток - двух после банного дня.

5. При необходимости должна готовить 150 - 200 литров горячей воды (80 - 90°C).

Рассмотрим эти пункты подробнее.

1. Банная печь должна обеспечить комфортный температурно - влажностный режим в парилке и других банных помещениях.

Температурно - влажностный режим в парилке:

Финские исследователи в 70-х годах прошлого века доказали, что комфортный температурный диапазон в парилке составляет от 40°C до 65°C . При этих температурах человек и его организм чувствуют себя прекрасно.

Относительная влажность - от 60 до 40% . При желании влажность можно повышать. Но не температуру!

В «Методических рекомендациях по проектированию бань и банно-оздоровительных комплексов» указывается температура в парилке 40°C . Это температура в парилке после окончания топки печи. Во время парения температура повышается до 60-65°C

Этими же исследователями доказано, что температура в парилке более 100°C ОПАСНА ДЛЯ ЖИЗНИ, так как провоцирует развитие онкологических заболеваний дыхательных путей и кожи.

Здесь мы сталкиваемся с первой проблемой банной печи. Нам нужно раскалить каменку весом 300 - 350кг (расчёт см. ниже) докрасна (550 - 600°C) . На это уйдёт 2,5 - 3 часа. И за это время температура в парилке не должна подняться выше 30 - 40 °C. (Каменка - материал, нагревающийся во время топки печи и предназначенный для парообразования - превращения в пар воды, которую выливают на каменку в процессе парения.)

Очевидно, что раскалить каменку весом 300 - 350кг и при этом не нагреть парилку до высоких температур возможно только в том случае, если у печи толстые стенки с низкой теплопроводностью.

Если нагревать такую массу камней в необложенной металлической печи, то за 2,5 часа парилка нагреется градусов до 130!

Температурный режим в других банных помещениях:

В мыльных 30°C .
В раздевалке 25°C .
В душевых 25°C .
В комнатах отдыха 22°C .

2. Банная печь должна обладать достаточной теплоаккумулирующей ёмкостью каменки, чтобы обеспечить комфортное парение вашей семьи и гостей

Говоря иными словами, пара должно хватить на 12 - 15 человек.

Произведём расчёт необходимой массы камней, которая сможет обеспечить выполнение поставленной задачи.

Расчёт массы каменки.

У нас - печь с прямым нагревом каменки, дым и жар идёт через камни, что позволяет их относительно быстро (2,5 - 3 часа) нагреть до температуры выжигания сажи - 550 - 600°C (докрасна).

12 - 15 человек будут париться примерно 4 часа (пропускная способность парилки семейной бани - 4 человека - один заход). С учётом проветриваний (5 раз в час) расход горячей воды (70 градусов) для парообразования составит примерно 10 литров в час.

Найдём количество тепла, которое необходимо затратить при превращении 40 литров воды температурой 70°C в перегретый пар температурой 110°C .

Исходные данные:

Масса воды М = 40кг .
Начальная температура воды T1 = 70 °C .
Конечная температура пара T2 = 110 °C .
Начальная температура каменки -Tк1 = 550 °C .
Конечная температура каменки - Tк2 = 200 °C .
Удельная теплоёмкость камней составляет Скам = 0,84 кДж/кг·°C .
Удельная теплоёмкость воды Св = 4,2 кДж/кг·°C .
Удельная теплота испарения воды при температуре 100 градусов Lв = 2260кДж/кг .
Удельная теплоёмкость пара Сп = 1,5 кДж/кг·°C .

Количество тепла, необходимое для нагрева 40 литров воды с температуры 70 °C до температуры 100 °C.

Qнагр = Св·M·(Tкип-T1)= 4,2 · 40· 30 = 5040 кДж;

Количество тепла, необходимое для испарения 40 литров воды при температуре 100 °C.

Qисп = L·M = 2260· 40 = 90400кДж;

Количество тепла, необходимое для нагрева 40 килограмм пара с температуры 100 °C до 110 °C.

Qпар = С·M·(T2-Tкип)= 1,5 · 40· 10 = 600 кДж;

Тогда общее количество тепла, которое необходимо затратить для превращения 40 литров воды температурой 70 °C в перегретый пар температурой 110 °C составит:

Q = Qнагр + Qисп + Qпар = 5040 + 90400 + 600 = 96040кДж;

Итак, общее количество тепла для парообразования составляет 96040кДж.

Найдём количество камней, которые, остывая с 550 до 200 градусов, выделят найденное количество теплоты - 96040кДж .

Теплоёмкость камней составляет Скам = 0,84 кДж/кг·°C, один кг камней, остывая с 550 до 200 градусов, выделит количество тепла:

Qкам1кг = 0,84 · 1 · 350 = 294 кДж

Тогда общее количество камней составит:

М кам = Q/Qкам1кг = 96040/294 = 326 кг.

Вес каменки, обеспечивающий комфортное парение 12-15 человек, составляет 326 кг.

Кстати, учитывая то, что объём парилки семейной бани примерно 12м³, расчёт примерно соответствует данным, приводимым в некоторых источниках - 30-35 кг камней на один кубический метр парилки .

Очевидно, что банная печь не может быть маленькой, так как 326 кг камней займут много места.

Если в бане постоянно парится меньшее количество людей, то и вес каменки можно пропорционально уменьшить.

3. Банная печь должна иметь достаточную мощность для быстрого вывода парилки на режим после проветривания.

Парилку желательно проветривать после каждого захода.

Данный пункт перекликается с пунктом 2 . Вообще мощность печи зависит от веса камней (каменки) и температуры их нагрева.

Если наша печь - это кирпичная печь с прямым нагревом камней (при топке дым и жар проходят через каменку), то при рассчитанной в п.2 массе каменки и температуре в 550 - 600 градусов, такая печь получается самой мощной.

Если наша печь - это кирпичная печь с косвенным нагревом камней (при топке дым и жар греют металлический лист, на котором выложена каменка), то при рассчитанной в п.2 массе каменки печь по мощности почти в два раза меньше, чем первая из-за того, что в такой печи нагреть камни выше 400 градусов - проблематично. Если мы любим париться интенсивно, то с такой печью процесс затягивается надолго, так как после каждого захода приходится ждать, когда камни вновь нагреются. Такие печи - непрерывного действия, т.е. топят их и в процессе парения. Применение таких печей имеет смысл только в общественных банях.

Несмотря на не прекращающуюся рекламную шумиху вокруг металлических печей, их в учёт я не беру вообще, потому, что из-за своей тонкостенности, маленькой мощности (максимальная засыпка камней - 100кг) их можно рассматривать только в качестве учебного инвентаря новичков, причём ненадолго, так как новичок перестанет быть таковым через два-три месяца еженедельного посещения парилки. Кроме того, металлическая печь ни обогреть, ни просушить отдельно стоящую баню в холодное время года не сможет.

4. Банная печь должна обладать достаточной теплоёмкостью для просушки всех помещений бани в течение суток - двух после банного дня.

Это - очень серьёзный вопрос, на который вначале практически никто не обращает внимания.

И совершенно напрасно!

Если регулярно не просушивать вашу баню, то уже через годик в бане появится плесень, грибок, начнутся процессы гниения деревянных конструкций. А ещё через год в вашей бане не только париться, а даже просто находиться будет вредно для здоровья, так как все эти процессы выделяют огромное количество вредных веществ. Как признаются несчастные жертвы железно - печного маркетинга, за год доска толщиной 6 см превращается в труху. И самое плохое заключается в том, что бороться со всей этой гадостью, после того, как она развилась, практически невозможно.

В Рунете масса предложений по защите дерева в бане различными химическими препаратами. Однако, использовать антисептики в бане я бы категорически не рекомендовал! Антисептики - это ядохимикаты, пары которых в бане легко всасываются через кожу и благополучно поступают в вашу кровь. Кровь разносит эти яды по всем клеточкам вашего тела. Мне кажется, что комментарии излишни!

Единственное безвредное лекарство от плесени, грибка, процессов гниения - это своевременная просушка деревянных конструкций. Если влажность древесины меньше 19%, то заражение ей не грозит. Поэтому, береги честь смолоду, а баню суши постоянно.

Давайте примерно прикинем, какую массу должна иметь печь, для того, чтобы в течение суток зимой просушить баню площадью 20 - 25 м².

Расчёт массы печи.

Исходные данные:

1. Практика показывает, что зимой за первые сутки внешняя поверхность остывает на 60 градусов - с 90 до 40 градусов, внутренняя на 300 градусов - с 450 до 150 градусов. Усреднённую температуру остывания возьмём как среднее арифметическое - 105°C .
Теплоёмкость кирпича - Скирп = 0,92 кДж/кг·°C .

2. Во время парения расходуется 40 литров воды. Пар, полученный из неё, частично поглощается деревом стен, потолка (примерно 40%), частично уходит через вентиляцию. При пользовании душем, при помывке вода расплёскивается и также впитывается деревянными поверхностями - ещё примерно 5 литров. Итак, общее количество воды, которое нам нужно высушить за эти сутки составит примерно 20 литров . Удельная теплота испарения воды при температуре 30 градусов
Lв = 2428кДж/кг.

3. В холодное время года велики теплопотери через стены, потолок, пол. Рассчитаем их.

Общие теплопотери:

Qобщ = Qстен + Qпотолок + Qпол + Qокна,двери;

Рассмотрим каждый компонент по отдельности.

Теплопотери через стены:

Qстен = Fстен·(Твнутр - Тнар)·λ/Dстен;

где,
Qстен - теплопотери через стены;
Fстен - площадь стен;
Твнутр - Тнар - разность между внутренней и наружной температурой (Твнутр = 30°C; Тнар = минус 20°C);
λ - теплопроводность стен (λсосна = 0,15 вт/м²·°C )
Dстен - средняя толщина стен;

Qстен = 44·50·0,15/0,2 = 1650 вт;

Теплопотери через потолок:

Qпотолок = 0,9 · Fпотолок·(Твнутр - Тнар)·λ/Dпотолок;

где,
Qпотолок - теплопотери через потолок;
0,90 - поправочный коэффициент для чердачной крыши.
Fпотолок - площадь потолка;
Твнутр - Тнар - разность между внутренней и наружной температурой (Твнутр = 30°C; Тнар = минус 20°C);
λ - теплопроводность утеплителя (λ минваты = 0,05 вт/м²·°C)
Dпотолок - толщина утеплителя;

Qпотолок = 0,9 · 25·50·0,05/0,18 = 312 вт;

На самом деле теплопотери будут чуть меньше, так как с целью упрощения расчётов, мы не учитываем доски потолка и пола чердака.

Теплопотери через пол:

Qпол = Fпол·(Твнутр - Тнар)·λ/Dпол;

где,
Qпол - теплопотери через пол;
Fпол - площадь пола;
Твнутр - Тнар - разность между внутренней и наружной температурой (Твнутр = 30°C; Тнар = 5°C);
λ - утеплителя (λпенопласт = 0,05 вт/м²·°C)
Dпол - толщина утеплителя пола;

Qпол = 25·25·0,05/0,05 = 625 вт;

Теплопотери через двери и окна:

Qокна,двери - теплопотери через окна и двери, Qокна,двери = 220вт;

Тогда
Общие теплопотери:

Qобщ = 1650 + 312 + 625 + 220 = 2807 вт.

Переведя в кДж, имеем: 10 105 кДж ;

Тогда,
Общие суточные теплопотери составят Qобщ в сутки = 10 105·24 = 242 520 кДж;

Методика расчета теплопотерь здания взята по СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» приложение 9 . Коэффициенты теплопроводности строительных материалов взяты по СНиП 2-3-79 «Строительная теплотехника» приложение 3 .

На испарение 20 литров воды при температуре 30 градусов необходимо затратить:

Q исп = L · M = 2428 · 20 = 48 560 кДж;

Тогда суммарное тепло, необходимое для возмещения теплопотерь и просушки помещений бани за сутки составит:

Q = Q исп + Qобщ = 242 520 + 48 560 = 291 080 кДж

1 кг кирпича при остывании на 105 градусов выделяет:

Q кирп = C · M · (T2-T1) = 0,92 · 1 · 105 = 96,6 кДж

Необходимое количество кирпича:

М кирп = Q / Q кирп = 291 080/96,6 = 3013 кг;

Для просушки отдельно стоящей бани в зимнее время года площадью 20-25 м² необходимо 3013 кг кирпича = 860 кирпичей.

Очевидно, что просушить все помещения бани в холодное время года сможет только массивная кирпичная печь.

Убедившись в неспособности металлических печей организовать нормальную баню, народные умельцы обкладывают их камнем или кирпичом (саркофаг) или делают кирпичный щиток для аккумуляции тепла, которое выходит в дымоход. На саркофаг или щиток уходит около 200 кирпичей, что составляет примерно 700кг.

Однако, этого количества явно недостаточно для просушки бани.

5. Банная печь должна при необходимости должна готовить 150-200 литров горячей воды (90-95 градусов).

Последнее время получила распространение тенденция приготовления горячей воды при помощи электрических водонагревателей. Это просто, дёшево, позволяет без каких-либо проблем организовать тёплый душ.

Если электричество или водопровод в бане отсутствует, тогда приготовление горячей воды осуществляется путём циркуляции воды через специальную трубу (регистр), которая располагается в дымообороте (дымоходе) печи. Регистр соединяется с баком горячей воды, который находится в моечной. Холодная вода находится рядом в другой ёмкости (в другом кране).

Итак, подробно рассмотрены все обязательные функции, которые должна выполнять печь в отдельно стоящей бане. С целью разрешения некоторых спорных вопросов, сделаны термодинамические расчёты.

На основании вышеизложенного, я вынужден сделать вывод:

Организовать Русскую Баню, создать здоровые, полезные для организма, комфортные условия принятия банных процедур сможет только кирпичная печь с прямым нагревом каменки.

Любой заядлый парильщик подтвердит мои выводы на основании личного опыта.

У нас в Белоруссии до сих пор функционируют общественные бани. Например, в нашем стотысячном городе работают три общественные бани с классными кирпичными печами прямого нагрева, вес каменной засыпки - несколько тонн. Поэтому мы можем сравнивать и делать выводы.

И в тоже время во многих областях России люди кроме железных печей ничего другого не видели, а, значит, понятия не имеют о том, что такое настоящая Русская Баня. Парадокс! Россия, родина замечательной Русской Бани - во власти железных эрзац - печей! Вот уж, действительно, нет пророка в своём отечестве!

Учитывайте все нюансы

В строительстве бань именно дерево используют чаще всего . Что и неудивительно: это теплый, экологичный, здоровый, но… еще и горючий материал: при определенных условиях дерево может самовозгораться при температуре от 100 °C.

Камышовая кровля, как в проекте Баня под колпаком , требует еще большего внимания.

● Согласно европейским нормам и требованиям безопасности по размещению дымовых труб, высота от конька камышовой кровли до выхода дымохода твердотопливного оборудования должна быть не менее 80 см! Вне зависимости от расстояния до дымовой трубы от конька.

● На дымоходе должен быть установлен искроуловитель, а подключение печи к дымоходу должно быть выполнено с прочистным карманом.

● Ни в коем случае не допускается насадной вариант дымовой трубы. Конструкция искроуловителя рассчитана таким образом, чтобы сетка не забивалась быстро, а диаметр нержавеющих прутьев и размер ячейки сконструированы так, что искры не могут пройти мимо. Установка обычной сетки в качестве искроуловителя может привести к быстрому зарастанию сажей, возгорание которой более опасно для горючей кровли.

Насадные дымоходы для дровяных печей в сочетании с камышовой крышей применяются в странах с более мягким климатом (на схеме нормы Великобритании по дымоходам для камышовых крыш), но при этом дымоход без искроуловителя обязательно возвышается над кровлей не ниже 180 см.

Правильно эксплуатируйте печь

Банные печи-каменки направляют в дымоход дымовые газы с максимальной рабочей температурой 600°C. А при неправильной эксплуатации или строительстве печи температура в дымоходе может достигать и 900°C. Процесс топки банной печи нередко проходит непрерывно и длительно. Так что чаще всего возгорание происходит на банном чердаке – и именно из-за нагрева горючих конструкций дымоходом!

Важным условием безопасности является соблюдение правил эксплуатации печей. Производители готовых печей подробно описывают эти правила в своих инструкциях.

● Следует избегать сверхтяги (гудения) в дымовой трубе.

● Регулировка осуществляется притоком воздуха в камеру сгорания.

● Количество и качество дров должно точно соответствовать инструкции производителя печи

При нарушении правил топки древесный газ может догорать в дымоходе, перегревая конструкции кровли и перекрытий. Особое внимание на это следует обратить в зимний период. Относительная влажность воздуха низкая (возрастает вероятность самовозгорания горючих материалов), а разница температур больше всего способствует образованию сверхтяги.

Выбирайте трубу с умом

В бане очень часто отсутствует постоянное отопление . И, например, для кирпичных труб «залповые» протопки просто губительны. Высокотемпературные дымовые газы нагревают систему, возникают термические напряжения, и в кирпичном дымоходе вследствие разницы температур внешней и внутренней среды возникают трещины.

Применение стальных сэндвичей для банных печей требует особого внимания. Максимальная рабочая температура, которую может выдержать нержавеющая сталь без изменения структуры металла, составляет 600 °C. Непрерывная топка печи с такими трубами более 4 часов может привести к передаче тепла на ограждающие конструкции.

Кроме того, не все двухконтурные стальные дымоходы подходят для рабочих температур 600°C – многие предназначены для работы максимум до 400°C. Свыше 400°C нержавеющая сталь быстрее теряет свои свойства и прогорает, причем прогорает именно слой утепления, и чем он толще – тем быстрее.

Однако одноконтурная стальная труба слишком интенсивно излучает тепло и может нагреть горючие конструкции до самовозгорания на расстоянии до 400 мм. Поэтому применение неутепленного дымохода в местах приближения к горючим конструкциям недопустимо.

Особенно осторожно следует применять двухконтурные трубы для банных печей при наличии выше парной помещения с присутствием людей. Следует исключить возможность прикосновения. В таких случаях европейские нормы требуют размещать стальные сэндвичи в огнестойких вентилируемых шахтах.

Принципиально другой материал , применяемый в дымоходных системах для банных печей, – это керамика. Керамику для температур выше 300°C нужно утеплять в обязательном порядке для равномерного прогрева. При этом она не боится длительных перегревов и даже испытывается на устойчивость к температурам до 1000°C.

Самое безопасное решение, способное долго противостоять температурным нагрузкам, охраняя баню от пожара, – керамическая система с внутренним проветриванием.

В перекрытиях расстояние от горючих конструкций должно быть не менее 10 см до поверхности керамических систем и 20 см – до двухконтурных стальных. А регулярное внутреннее проветривание отведет избытки тепла и влагу из утеплителя и наружной оболочки.