Русская традиционная печь - принцип работы, плюсы и минусы, строительство самостоятельно.

А.Е. ШКОЛЬНИК, кандидат технических наук

Печь – традиционное отопительное устройство, безраздельно применявшееся на протяжении тысячелетий. Знания и опыт в искусстве сооружения печей многие столетия оставались мерилом зрелости и талантливости народа. Особенно почитались печных дел мастера у тех народов, чья жизнь протекала в суровых климатических условиях. Только благодаря незатухающему очагу – прообразу будущей печи, – пещерный человек сумел вступить в единоборство с природой, перестал кочевать вслед за уходящим летом. Этот очаг, или, говоря современным языком, камин открытого огня, стал основой культуры быта древних людей.

Проходили тысячелетия. Человечество постигало тайны строительства сложнейших сооружений, некоторые из которых составили список чудес света. Но техника отопления долгие века оставалась на уровне костра: стоило пропустить момент, когда пора подбрасывать дрова, и в жилище проникала стужа. Человек пытался запасти тепло, этим занимались такие умы, как Архимед и Леонардо да Винчи. Сейчас не узнать имен всех изобретателей отопительных систем былых времен, но благодаря археологам нам хорошо известны их дела.

Так, например, удалось выяснить, что в Древнем Риме жилища патрициев обогревались горячим воздухом, циркулировавшим под плитами пола. Не так давно при реконструкции Грановитой палаты Московского Кремля была обнаружена сложная система отопления, действовавшая еще в конце XV века. Благодаря сохранившимся записям в дворцовых книгах можно представить, как работала эта система отопления. Источником тепла служили кирпичные печи, установленные на первом этаже двухэтажных деревянных хором. Трубы печей проходили через помещения верхнего этажа, а для того, чтобы тепло поступало в комнаты, в стволе трубы устанавливали душники – металлические коробки, которые открывали сразу же после окончания топки. Чтобы в трубу не уходил горячий воздух, ее перекрывали на чердаке круглым чугунным клапаном – вьюшкой. Холодный воздух проникал в печь через топочную дверку, омывая дымообороты, он нагревался и поднимался вверх к душникам, чтобы отдать полученное тепло верхним этажам. Трубы, пронизывавшие постройки, украшали росписью или причудливыми изразцами.

Хоромные печи с насадными трубами – прообраз централизованных систем воздушного отопления наших дней. В то время они не могли найти широкого применения – уж очень дорог был кирпич. Кроме того, народу нужны были печи, которые служили бы не только для отопления, но и для приготовления пищи, сушки продуктов впрок.

Глинобитный курной очаг устанавливался на деревянных венцах. Такие печи отапливали дома наших предков более пяти столетий.

Такая печь была создана в России и стала известна всему миру, как русская печь. Основная ее особенность – туннелеобразная сводчатая варочная камера – горнило, которое разогревается до 200°C. Пекари знают, что это как раз та температура, которая требуется для выпечки хлеба. Специалисты по русской кухне добавят, что разогретое горнило часами хранит тепло, а значит, в нем можно томить молоко, варить рассыпчатые каши, готовить жаркое. Вкус пищи, приготовленной в печи, не забывается, тут русская печь вне конкуренции по сравнению с другими очагами.

Первые конструкции русских печей были глинобитными, промятую глину иногда армировали соломенной сечкой. Процесс набивки печей глиняной массой был сложен, его доверяли только опытным мастерам, поэтому нередко горнило возводили на срубе из бревен. На опалубку набивали свод и, не вынимая ее, поднимали стены. Конструкция сохла несколько дней, а потом се обжигали несколько недель на малом огне.

Русские печи появились в начале XV века и поначалу не имели дымовых труб, то есть топились «по-черному». Эти печи получили название курных и быстро сделались основным, а для крестьян и единственным средством отопления и приготовления пищи. Название не было случайным – печь действительно курилась – большой огонь в ней нельзя было развести, не рискуя поджечь деревянное подпечье, да и сам дом. Дым заполнял все помещение и выходил наружу через верхний притвор приоткрытых входных дверей. Через порог этих дверей в дом поступал холодный воздух. Так продолжалось почти до середины XV века, когда в стенах стали делать небольшие отверстия для выхода дыма. После топки печи эти отверстия заволакивали – закрывали деревянными заслонками, поэтому вскоре их стали называть волоковыми окнами. Топили печи и «по-серому» – дым выпускали на чердак, откуда газы постепенно уходили через слуховые окна и неплотности кровли.

Удивительно, но русские печи, работающие «по-черному» и «по-серому», не загрязняли стен помещения.

Наши предки умудрялись добиваться полного сгорания дров, так что копоть оседала лишь вокруг «верхника» или у волокового оконца. Секрет в том, что печь топили дровами лиственных пород: поленья располагали так, чтобы они свободно омывались свежим воздухом, а для того, чтобы избавиться от копоти, сверху клали поленья из осины. В своде житейских правил и наставлений XVI века, известном нам под названием «Домострой», нашлось место и для такой инструкции: «А в избах всегда печи просматривати внутри печи и на печи, и по сторонам и щели замазывать глиною... А на печи бы всегда было бы чисто сметено... ино вода наперед припасена б была, пожарные ради притчи...» И верно, – от курных печей нередко занимались опустошительные пожары. В 1571 г. был издан приказ «царева и великого князя диаков», запрещающий топить печи в избах «с весны до самой стужи». Готовить пищу, печь хлеб и калачи предписывалось в надворных русских печах.

В конце XV века глину все чаще стал заменять обожженный кирпич, а над крышами поднялись деревянные дымники.

Путь дыма из печи лежал через жилое помещение на чердак, а оттуда в дымник. Система дымоотвода быстро совершенствовалась, и вскоре место дымника заняла труба из теса, которую стали размещать у самого верхника. Наконец, на исходе века печники Московии и Ярославля изобрели новый способ отвода дымовых газов. Над устьем горнила появился колпак-дымосборник. Функции его разнообразны, поэтому можно слышать разные названия: чело – верхняя часть фасада печи, щиток – защита помещения от дыма, перетрубье – участок газохода перед трубой. Дымник опустился до самого чела, а его верхней части, возвышающейся над крышей, стали придавать затейливую форму. Новые дымники во много крат усилили тягу, улучшили горение, но именно они стали причиной частых пожаров. Требовалась безопасная кирпичная труба, но она в то время была по карману лишь вельможным дворянам. Тонкий знаток русского быта А.С. Пушкин отметил это в «Сказке о рыбаке и рыбке»:

«Пришел он ко своей землянке,
А землянки нет уже следа;
Перед ним изба
со светелкой,
С кирпичною, беленою трубою...»

Русскую печь с кирпичной трубой, установленной непосредственно на ее корпусе, называли белой. Универсальность и простота конструкции, большая теплоемкость, многофункциональность – все это ставило русскую печь вне конкуренции среди отопительных приборов.

Своеобразную модификацию русской печи разработали русские городские умельцы.

В городской печи хлеб не пекли, а потому и стенки ее выкладывались в полкирпича, уменьшилась ширина и длина печи, стал ниже под. Одна печь, как правило, отапливала сразу две комнаты. Топливо загружали со стороны сеней или кухни, а сторона, обращенная в горницу, богато оформлялась.

Второе рождение русской печи связано с творчеством основоположника отечественной отопительной техники И.И. Свиязева. Он дополнил ее верхними дымооборотами, колосниковая решетка позволила использовать для топки уголь и торф. Однако оставался еще один серьезный недостаток – плохо прогревалось подпечье.

В 1927 г. Наркомзем СССР объявил всесоюзный конкурс на проект русской печи улучшенной конструкции. Первые призовые места заняли печь, разработанная во Всесоюзном теплотехническом институте имени Дзержинского, а также печь конструкции Грум-Гржимайло и Подгородникова. Последний серьезный недостаток был устранен.

Но все же, несмотря на популярность русской печи, считалось, что печи, которые топят при открытом устье, имеют небольшой кпд: 30...35%. Чтобы выяснить фактическую эффективность русской печи, были проведены специальные испытания. Результаты оказались ошеломляющими – даже русская печь традиционной конструкции показала кпд, равный 68%,то есть сопоставимый с кпд современной твердо-топливной ТЭЦ. А в русской печи с нижним прогревом эффективность использования топлива достигает 80%!

Чем же объясняется такая хорошая работа русских печей? Еще в курных печах свод и под устраивали с небольшим подъемом от заслонки к тылу варочной камеры. Горячие газы медленно перемещаются от тыльной стенки горнила к его устью, настилаясь на свод. Благодаря этому горнило хорошо прогревается, а отходящие газы, напротив, в достаточной степени остывают.

Конструкция русской печи совершенствуется до сих пор. Широкое распространение нашла русская печь конструкции И.С. Подгородникова

Ее особенности – плита, расположенная в шестке, топливник для топки углем, водогрейная коробка. Подпечье хорошо прогревается, а значит, в помещении, где стоит такая печь, нет холодных потоков воздуха над полом. В таких помещениях люди меньше болеют простудными заболеваниями.

Все эти качества русской печи определяют ее непреходящую популярность. В то же время в стране почти утеряны богатые традиции потомственных умельцев-печников, передававших секреты своего мастерства из поколения в поколение. А таких секретов немало. Хороший печник знает до десятка различных конструкций русской печи: обыкновенную и с верхним прогревом, с печурками в стенах, с плитой в шестке и с подтопком вдоль одной из стен, с нижним прогревом и с камином в подпечье.

И все же работы над улучшением конструкции русской печи не прекращаются. В институтах Государственного комитета архитектуры разработано новое поколение русских печей. Компактные, оформленные в соответствии с требованиями современного дизайна, печи прекрасно вписываются в интерьер современных сельских домов. Чудо-печь еще послужит людям.

Наука и жизнь. 1988. №1.

Из всех существующих на данный момент видов кирпичных печей самой эффективной и многофункциональной по праву считается современная русская печь с лежанкой. Ее особый принцип работы выверен веками, оставаясь неизменным и по сей день. При этом старинная конструкция постоянно совершенствуется. В данном материале мы разберем устройство и конструктивные особенности русской печи, а также рассмотрим приемы и способы ее возведения.

Устройство русской печи

Даже в давние времена, когда эти источники тепла использовались повсеместно, найти две одинаковых печки было затруднительно. Один и тот же печной мастер, учитывая пожелания хозяев дома, мог всячески совершенствовать или изменять свое детище.

Однако, принцип действия, придуманный неизвестным мастером и пришедший к нам из тьмы веков, всегда был и остается незыблемым. Способ сжигания твердого топлива, отбора теплоты и отведения дымовых газов в русской печи с лежанкой – единственный в своем роде.

Итак, чтобы понять, как функционирует этот старинный и уникальный обогреватель, следует сперва изучить устройство русской печи. В наше время существует множество проектов печей с различными доработками и усовершенствованиями, но все они основаны на традиционной конструкции, показанной на рисунке:

Все сооружение покоится на фундаменте, отстоящем от ближайшей стены на определенном расстоянии, как правило, - не менее четверти аршина (около 17 см). Габаритные размеры печи соблюдались следующие:

• ширина — 2 аршина (142 см);
• длина – 3 аршина (213 см);
• высота от полов до верха лежанки – 2.5 аршина (178 см).

Нижняя часть строения (опечье) изнутри полая, раньше часто выполнялась из деревянных брусьев, сейчас – только из кирпича. Для доступа в это пространство с лицевой стороны делается специальный проем – подпечек. Его назначение – хранение хозяйственного инвентаря либо складирование и сушка дров. Над подпечком располагается отдельный проем – подшесток. Свод опечья выложен в виде арки из кирпича, которая сверху засыпается любым теплоемким материалом, чаще всего – песком.

Примечание. Своды над проемами в русской печи с лежанкой выкладывались традиционно только из нечетного числа кирпичей.

Поверх засыпки укладывается под и горнило из кирпичей без применения раствора. Дно и свод горнила выполняется с небольшим уклоном (порядка 50-80 мм на всю длину) в сторону входа в топливник – устья. На рисунке, где показана схема печи, хорошо видно, что пространство над наклонной аркой и стенками печи тоже засыпается песком. Только в некоторых местах, на усмотрение хозяев, устраиваются печурки. Это проемы, соседствующие напрямую с горнилом через стенку в полкирпича. Печурки позволяют быстрее прогревать помещение и сушить мелкие вещи.

Над печурками кладут еще 2 ряда кирпича, а потом устраивают лежанку, она располагается прямо над горнилом. Последнее имеет выходное отверстие к шестку – устье, а стенки по бокам от него зовутся щеками. Перед устьем над шестком находится хайло – расширяющийся книзу раструб, куда уходит дым во время работы. Выше построена собственно дымовая труба, в ней для перекрывания канала устанавливается вьюшка с полудверкой и задвижка.

Принцип работы

То, как происходит процесс сжигания топлива и отвода продуктов горения, отображают чертежи русской печки в разрезе, представленные ниже:

Движение газов в русской печи осуществляется не только за счет естественной тяги, создаваемой дымоходом, но и в силу особенностей процесса горения. Холодный воздух из помещения входит в устье, встречаясь по пути с противоположным потоком дымовых газов. При этом они практически не перемешиваются, воздух занимает верхнюю зону прохода, дым – нижнюю. Встретившись в загнетке и устье, потоки обмениваются теплом, как будто работает естественный газовоздушный теплообменник.

Чтобы сложить русскую печь, надо очень хорошо понимать, как проходят все процессы в топливнике. Нагретый воздух поступает в зону горения, а дымовые газы покидают ее через верхнюю зону топки, выходя через устье, хайло и далее, в дымоходную трубу. Но происходит это не сразу, продукты сгорания делают несколько оборотов внутри пространства топливника и дожигаются, максимально отдавая тепло стенкам печки. Это их заставляет делать наклонная конфигурация камеры и наличие порожка, чья роль идентична каминному зубу в больших английских каминах. То есть, в пределах топки организована многоходовая передача газами теплоты без устройства лишних дымовых каналов.

С одной стороны, из-за больших габаритов топливника размер русской печи с лежанкой тоже достаточно велик. А с другой - КПД печи составляет не менее 60%, что является недостижимым показателем для большинства других твердотопливных установок воздушного нагрева. Не говоря уже о способности долго поддерживать температуру и целебных свойствах русской печки.

А еще только в ней можно приготовить поразительно вкусные блюда, только нужно делать это правильно, используя процесс томления после затухания горнила. Наконец, хорошо отделанная русская печь замечательно смотрится даже в современном интерьере.

За долгие годы старинная конструкция прошла ряд модернизаций, в результате появилось множество ее модификаций, например, отопительно-варочная печь с низкой лежанкой. В этом случае хоть и сохранен принцип работы русской печки, но подогрев полатей уже происходит не за счет горнила, а от дымовых газов, проходящих сквозь множество каналов. Данная модификация достаточно сложна в исполнении, особенно для новичков.

Поэтому есть смысл рассмотреть, как производится кладка русской печи с лежанкой и плитой в обычном исполнении. Только здесь источник тепла оборудован еще одной функцией – подогрева воды на хозяйственные нужды. Разберем весь процесс по порядку.

Заложение фундамента

Строительство печей, как и зданий, начинается с устройства фундамента. Определившись с конструкцией, по чертежам выясняют габариты будущей печи и роют яму, чьи размеры должны быть не менее чем на 100 мм больше. Глубина и структура фундаментной плиты зависит от типа грунтов, но обычно землю выкапывают на 250-300 мм. Затем устраивают подушку из щебня толщиной 100 мм и тщательно ее уплотняют. По периметру котлована устанавливается деревянная опалубка.

В современных условиях надежнее всего выполнять фундамент под русскую печь из железобетона. Вначале вяжется каркас из арматуры периодического профиля с ячейкой порядка 150х150 мм. Он устанавливается на место, после чего можно заливать бетон вровень с поверхностью пола. Если бетон изготавливается своими руками, то надо соблюдать такие пропорции:

• цемент М400 – 1 часть;
• песок – 3 части;
• щебень – 7 частей.

Совет. Чтобы получить прочную фундаментную плиту, рекомендуется дно котлована застелить полиэтиленовой пленкой с нахлестом на доски опалубки. Она послужит гидроизоляционным слоем и не даст бетону потерять влагу при наборе прочности.

Обычно бетон набирает максимальную прочность в течении 24 суток, но уже через 3-4 дня можно приступать к кладке, так как прочности бетона уже будет достаточно для восприятия нагрузки от уложенных кирпичей. Для избежание трещин в несущих конструкциях из-за неравномерных деформаций грунта, фундаменты печи и здания луче не связывать между собой. Для выполнения деформационного шва между фундаментами нужно оставить зазор в 20 мм, который можно заполнить просмоленной доской или пенопластом.

Заготовка материалов

Чтобы построить русскую печь с плитой и лежанкой, нужен качественный полнотелый керамический кирпич без сколов и трещин. Количество – не менее 2000 штук без учета возведения трубы, раствора потребуется порядка 100 ведер. Качество последнего не должно вызывать ни малейших сомнений, поэтому лучше всего приобрести готовую строительную смесь в торговой сети, глина из ближайшего оврага точно не подойдет. Кроме этого, необходимы такие элементы и фурнитура:

• плита чугунная на 2 конфорки;
• дверца для топки 140 х 250 мм;
• дверца для поддувала 130 х 130 мм;
• решетка колосниковая 260 х 280 мм;
• задвижка с отверстием 260 х 240 мм – 2 шт;
• вьюшка с отверстием 220 мм;
• стальной бак для воды 400 х 260 х 280 мм;
• угловая, полосовая и кровельная сталь.

Порядовка

Застелив фундаментную плиту слоем тепловой и гидроизоляции (можно использовать стальной лист, базальтовый картон и так далее), начинают возведение печи. При работе используется такая схема кладки: подготовленный кирпич опускается в ведро с водой, затем на основание наносится мастерком или рукой слой раствора и на него кладется кирпич из ведра. Далее, двигая его в разные стороны, кирпич притирают, а потом с силой придавливают. Лишний раствор, выбивающийся наружу, удаляют мастерком.

Во время кладки следует постоянно проверять горизонталь, вертикаль и точность выполнения углов. Не забываем измерять и диагонали прямоугольника, они должны быть равными. Здесь применяются такие инструменты:

• уровень;
• отвес;
• угольник;
• правило;
• рулетка.

Для выполнения правильной кладки неопытному печнику поможет схема и порядовка русской печи. Ниже представлены чертежи и разрезы печки с лежанкой и порядовые схемы укладки и размещения фурнитуры.

Важно! Раствор для скрепления конструкции применяется везде, кроме пода. Там кирпичи плотно подгоняются один к одному так, чтобы не было перепадов.

Схемы кирпичных рядов

Кладку арочных сводов русской печки производят с помощью специальных деревянных шаблонов – кружал. Их изготавливают заблаговременно в виде каркаса из двух полукруглых щитов с настилом из досок. Получается своеобразная опалубка для кирпича, как показано на рисунке:

Клиновые кирпичи для свода раньше производили в готовом виде, сейчас их приходится нарезать из целых камней. Наилучший вариант – станок с отрезным кругом по камню, на нем отрез получится ровным и точным. Не нарушайте давнюю традицию, используйте для свода только нечетное число камней.

Схема дымохода

Последний этап – строительство дымоходной трубы. Это отдельная наука, и чтобы лучше в ней разобраться, ниже показана схема дымохода для русской печи:

Печной дымоход помимо самой трубы имеет следующие элементы:

• разделка: нужна, чтобы обеспечить противопожарную изоляцию от деревянного перекрытия дома толщиной в 1.5-2 кирпича;
• выдра: это узел прохода дымохода сквозь кровлю;
• оголовок: многоцелевой элемент, улучшающий тягу, обеспечивающий прочность и так далее.

Важной! Кирпич при возведении дымохода устанавливается самой гладкой стороной внутрь, весь раствор из полости трубы тщательно удаляется. Ничто не должно препятствовать хорошей тяге, это важный фактор для нормального функционирования русской печи.

Кладка производится в соответствии со схемой из такого же раствора, что и печь, но только до уровня кровли. Там раствор нужно поменять на цементно – песчаный, устойчивый к условиям внешней среды. Участок дымохода печи, находящийся на чердаке, рекомендуется оштукатурить слоем глины по металлической сетке, чтобы внутри не образовывался конденсат. В идеале стоит утеплить и наружную часть дымохода, например, базальтовым волокном.

Как правильно топить русскую печь

Первым делом печь следует правильно просушить после строительства, здесь нужен кропотливый подход. С утра на колосниках разжигают небольшое пламя и топят 1.5-2 часа. Если печь будет дымить, то это значит, что в трубе надо удалить воздушную пробку. Это делается путем разжигания небольшого огонька из щепок на вьюшке. Процедуру повторяют вечером, и так в течение недели, постепенно увеличивая количество дров.

О том, что печка хорошо высохла, свидетельствует исчезновение мокрых полос на кирпичах и появление однородности цвета. В будущем в конструкции печи могут появится небольшие трещины, которые нужно слегка углубить острым предметом и затем заделать раствором из глины, как показано выше.

Примечание. Если планируется дополнительная отделка русской печи, то ее можно выполнять только после полной просушки.

Ежедневная топка русской печи имеет свои особенности. При розжиге костерок из поленьев раскладывается вблизи устья, а как разгорится – его надо ловко задвинуть в горнило. Тут нужна определенная сноровка, как и в подбрасывании дров. Обычно поленья просто кидают в топку, а потом задвигают в горнило кочергой. Растопку лучше выполнять постепенно, не наваливая много топлива сразу. Сырую древесину стоит предварительно просушить, сложив в подпечье.

Ошибается тот, кто думает, что сделать русскую печь своими руками – это просто. Человеку, несведущему в печном деле, браться за строительство очень не рекомендуется. Более простые печки – голландка, шведка, - и те требуют хоть немного практики. Затевать возведение русской печки лучше всего с помощью мастера, и то не всякий подойдет, а лишь тот, кто успешно выполнял подобную работу.

Русская печь является обладательницей огромного количества форм и конструкций. Еще когда она была единственным отопительным агрегатом в деревнях, в каждом доме, а тем более в каждой деревне встречались модифицированные изменения классической конструкции. Говорить обо всех видах и моделях ни времени, ни места на странице нашего сайта не хватит. Поэтому будем разбираться с одной моделью, которая для многих покажется классической — это русская печь с лежанкой.

Удивительно то, что такая печь никогда не гасла. Она тихонько стояла в уголке, не привлекая особого внимания в эпоху индустриализации, газификации и электрификации. Стояла и ждала своего часа, хотя ученые, инженеры-теплотехники все время к ней присматривались и изучали. Ведь настоящая русская печка – это отопительный агрегат с большим количеством превосходных качеств. Итак, время подошло, и русская кирпичная печь ныне переживает второе рождение. Почему так происходит?

• Во-первых, строительный бум в частном домостроении.
• Во-вторых, великолепные характеристики агрегата: всеядность, экономичность, эффективность, возможность возвести, не привлекая печника со стороны. Добавим, что для возведения печки используются общедоступные и не очень дорогие строительные материалы.

Конструкция русской печки

Устройство и принцип работы

Устройство русской печки хорошо видно на рисунке сверху. Из схемы становится понятным, что агрегат установлен на фундаменте. Он может быть выполнен из дерева, кирпича, бетона, камня и так далее. Здесь важно, чтобы фундамент быть надежным, ведь печка сооружается из кирпича – одного из самых тяжелых строительных материалов. Кстати, фундамент называется опечье.

Далее идет подпечек. Это своеобразное хранилище топлива, обычно это дрова, которые в нем хорошо просыхают и становятся хорошо горючими. Не зря говорили так, что сушим до «пороха». Такое древесное топливо быстро разгоралось, поэтому подпечек старались забить до упора.

Выше идет свод-корыто. На него засыпали теплоизоляционный материал. Это мог быть песок или кирпичная крошка, перемешанные с глиняным раствором. А вот уже на подсыпку выкладывался под варочной плиты. Кстати, кладка производилась без раствора, так сказать, на сухую. Затем выводится свод топки, поверх которой и сооружается лежанка и дымоход.

Секреты конструкции

Сразу же оговоримся, что большая русская печь с лежанкой – это агрегат периодического действия. Ее протапливают до определенной температуры, прибор в себя вбирает необходимо количество тепловой энергии, затем в течение целых суток отдает тепло и на отопление, и на изготовление кулинарных шедевров (хлеб, булочки, бублики и прочее). Почему так происходит, в чем секрет этого устройства? Чтобы все это понять, надо пройтись по всей конструкции вслед за воздухом, который нагревается в печи.

Опять-таки обращаем ваше внимание на рисунок выше. Все начинается в загнетке. Ее конструкция достаточно сложная, сюда входит: навершие, перетрубье, хайло (это сужающееся сопло). Есть в самом низу загнетки по бокам специальные ниши зольники. Здесь хранится зола и угли, которые используют для следующей растопки.

Мы уже говорили о многообразии моделей русской печки, поэтому хотелось бы остановиться на зольниках подробнее. Здесь два основных варианта:

1. Нишу для золы делают в шестке. Это плита, которая выступает из печки. Она может быть каменной или чугунной. Кстати, такая ниша называется очелком.
2. Нишу можно и не делать. Просто угли сгребались в специальный закуток. Эту модель использовали в хоромных печах для повышения чистоты, и в бедных хатах, чтобы сэкономить на сооружении самого отопительного агрегата.

Возвращаясь к загнетке, можно сказать, что это, по сути, экономайзер, где происходит нагрев поступающего в зону топки воздуха с помощью дымовых газов. Но при этом не происходит использования кислорода.

Внимание! Чтобы кирпичная установка не «съедала» много дров, чтобы быстро не остывала, необходимо строго придерживаться размеров русской печи. Эти показатели точно рассчитываются по выбранной вами модели. Очень важно, чтобы стенки хайло были гладкими, штукатурить их нельзя, поэтому уложенный кирпич обтесывают и шлифуют вручную.

Для чего это необходимо делать? Все дело в том, что в негладких конструкциях происходит турбулентность воздуха, то есть, завихрения. А это влияет на количество кислорода в нем. А вы сами понимаете, что обедненный кислородом воздух плохо влияет на процессы горения топлива.

Необычная разновидность

Теперь топка – сердце агрегата. Если перед вами стоит вопрос, как сделать русскую печь, то знайте, что, зная процесс обустройства топки, вы наверняка справитесь и со всеми другими частями конструкции без проблем.

Но опять-таки возвращаемся к размерам русской печи с лежанкой. Нас вот что здесь интересует в первую очередь. Существует достаточно большой размерный ряд, который зависит от мощности самого агрегата. Но все эти показатели являются приблизительными. Почему? Во-первых, при измерении использовался аршин, а не метр. Во-вторых, показатель аршина в разных регионах имел свое точное цифровое обозначение. Поэтому печники пользовались аршином в разговоре, а на практики считали ряды уложенных кирпичей. К тому же число уложенных в одном ряду кирпичей всегда было целое число, учитывая растворные швы.

Обратите внимание! Под печи и его свод делаются наклонными к окну шестка. Уклон может быть достаточно большим – до 9 см.

Возведение свода

Инженеры провели тестирование, в котором выявилось, что под сводом печки действует два потока воздуха. Они действуют при любой режиме работы прибора, плюс ко всему циркулируют они в разных направлениях.

• Скорее всего, они компенсируют друг друга, вот почему завихрений в топке не образуется.
• Второе их назначение – это задержка в зоне горения тех частиц топлива, которые не догорели до конца. Эти частички, прежде чем вылететь в устье, многократно вращаются по топке, сгорая до конца. При этом выделяется достаточно интенсивное излучение инфракрасных лучей, который подогревают посуду с пищей.
• Посередине высоты топки завихрений не обнаружено.

Что получается на самом деле в печи, когда готовится в ней еда? Никакого контакта с огнем, оптимизация температурного режима, полное отсутствие пиролизного процесса, а, значит, стопроцентное отсутствие канцерогенов и токсинов. Вот вам и серьезный секрет устройства русской печи с лежанкой.

Кстати, что касается ИК-излучения. Это тоже секрет русской печки. Те хозяйки, которые знают, как готовить в этом приборе, понимают все тонкости русской кухни. Здесь важно точно уловить снижение температуры внутри топки, которая снижается от +350°С до +150°С. Вот почему периодически приходится работать ухватом, передвигая посуду внутрь.

Подпечек

И еще раз возвращаемся к загнетке. Просто подведем итог всему вышесказанному. Получается так, что здесь происходит не только нагревание воздуха, здесь происходит распределение тепловой энергии. Часть ее уходит на приготовление пищи, основная же масса на обогрев самой печки, которая отапливает помещение. В дымоход уходит лишь ничтожно малая ее часть. Так как скачков температуры во всем объеме не наблюдается, а все, что может гореть, сгорает до конца, то соответственно и сажи русская печка выделяет очень мало. Опять-таки плюс. Что это дает кроме чистоты самого прибора:

• Во-первых, отсутствует возможность возгорания сажи.
• Во-вторых, нет необходимости часто чистить сам дымоход. Один раз в десять лет бывает достаточно.

И последнее по итогам конструкции. Простота внутреннего устройства, где нет ни сложных перегородок, ни ниш, ни закутков, создает условия образования сложного дымового потока, который по своей эффективности в несколько раз лучше, чем любой современный тип лабиринтного потока, образующийся в современных отопительных агрегатах. Поэтому мастера с сожалением говорят о том, что в истории не осталось имени мастера, который первым соорудил данный тип печки.

Хотелось бы вот что еще отметить. На рынке появились прототипы русской печки, так называемые мини установки. Они легки, мобильны, помещаются в багажник автомобиля. Их появление стало возможным благодаря новейшим материалам и технологиям. Но вот что удивительно, отечественные производители не могут похвалиться тем, что выпускают эти мини-печки. Ими заинтересовались зарубежные компании, которые уже забросали рынки своих и соседних стран данными моделями. Вот внизу фотография, на которой изображена такая русская мини-печь. Только она итальянского производства.

Русская мини-печь

Достоинства и недостатки

Сколько бы вы не расхваливали русский отопительный агрегат, все равно среди огромного количества достоинств есть и несколько недостатков. Поэтому рассмотрим и те, и другие.

Достоинства

• Экономический фактор в плане сооружения печки. Используются доступные и недорогие материалы: огнеупорный кирпич и раствор на основе глины.
• Не самый низкий КПД. В самой простой конструкции данный показатель равен 60%, в модифицированных до 85%.
• Работает русская печка на любом твердом топливе без снижения технических характеристик.
• Высокая функциональность. Это и отопление, и варочная плита, и возможность спать на лежанке.
• Простота обслуживания. Здесь можно сказать так – утром протопил печь, и ее тепла хватает до следующего утра.
• О целебных свойствах русской печки ходят легенды. Напомним, что в таком приборе пища практически не жарится, ни варится, а томится. Спать на лежаке – одно удовольствие. Достаточно всего лишь 6 часов, просыпаешься бодрым и выспавшимся.
• Безопасность. Здесь все на отлично. Огонь горит в глубине, вывалиться уголь просто не сможет. Искры печь выдает лишь при интенсивной топке, когда на улице уж очень ниже нуля. А если ваша печь имеет трехцентровой свод, то искры – это нонсенс в такой конструкции.

Готовый свод

Недостатки

• Русская печь может работать только на медленно горящем виде топлива, к которому относится дрова, уголь и торф. Газ и жидкие виды здесь использовать нельзя, потому что в самой печи проявляется постоянный недостаток кислорода.
• При сгорании топлива образуется зола, которую постоянно надо вычищать.
• Это тяжелое сооружение из кирпича, поэтому ее вес сильно влияет на перекрытия. А это говорит о том, что в многоэтажном строительстве русскую печку можно собирать только на первом этаже, устраивая под нее отдельно стоящий фундамент.
• К сожалению, и габариты агрегата слишком большие, поэтому печь занимает слишком много места в помещении.
• Не очень высокая теплоотдача. В среднем одна такая печка будет отапливать комнаты площадью 45 м². По сути, как и радиатор водяного отопления, установленный под оконным проемом.
• Слишком долго прогревается. Те, кто знает толк в русских печах, уверяет, что после летнего стояния прибор надо обязательно протапливать целые сутки. Слишком большой расход топлива получается.
• Автоматизировать происходящие внутри процессы невозможно. Многие пытались, ничего не получается.
• Если вы решили соорудить печь лежанку своими руками, тогда вам потребуются консультации опытных печников. Практика показывает, что огрехи в процессе возведения могут стать причинами задымленности помещения.

Хорошо на лежанке отдохнуть

Возводим русскую печку своими руками

Что можно сказать по этому вопросу. Все, что касается кирпичных печек, упирается в порядовку. Что это такое?

Начнем с того, что печь укладывается горизонтальными рядами, выложенными из кирпичей. Так вот существуют определенные правила, как необходимо класть кирпичи в том или другом ряду. Эти правила и есть порядовка русской печи. Некоторые считают, что порядовка – это и есть уложенные ряды кирпичной кладки, что в корне неверно. Этот термин произошел от слова порядок, а не ряд.

Понятно, что в каждой модели русской печки приемлемы свои порядовки. И если старинные разновидности уже практически забыты, то современные модели обязательно сопровождаются чертежами и схемами. Поэтому предупреждаем вас – если в порядовке печи с лежанкой вам что-то не понятно, то не стоит приступать к возведению отопительной установки. Во-первых, вы запутаетесь и замучаетесь. Во-вторых, зря израсходуете большое количество строительных материалов, которые наверняка придется докупать.

Хотелось бы в этой статье продолжить разговор на мажорной ноте. Типа – а давайте разберем кладку русской печи своими руками. И рассказать, как все делается от «А» до «Я». К сожалению, сделать это словами очень сложно. Если чисто визуально это не видеть, если мастер-учитель не будет показывать, как, что и куда укладывать, соорудить русскую печку будет непросто. Поэтому предлагаем схему на рисунке.

Итак, схема кладки русской печи своими руками.

Порядовка русской печки

Материал нашел и подготовил к публикации Григорий Лучанский

Источник: Л.А. Семенов, инж. Испытание трех русских печей. «Отопление и вентиляция» №6, 1941 г.

По заказу Сельхозстройпроекта в печной лаборатории одной из организаций автором были испытаны: обыкновенная русская печь и одновременно с ней две усовершенствованные русские печи — по проектам инж. И.С. Подгородннкова и т. И.Ф. Волкова. Все три печи были сложены одинаковых наружных габаритов в зале лаборатории и испытывались параллельно по одной и той же программе.

Всего было проведено 27 опытов, из которых основных - три по каждой печи.

Опыт 1 . Расход дров - 8 кг. Во время топки печи готовились следующие блюда: 1) суп мясной; 2) каша; 3) картофель в мундире; 4) затем выпекалось 4 кг белого и 2 кг ржаного теста.

Опыт 2 . Расход дров - 16 кг. Готовились: суп, каша и картофель в том же количестве. Хлеб выпекался ржаной в количестве 12 кг (по весу теста).

Опыт 3. Расход дров - 24 кг. Готовились: суп, каша и картофель в том же количестве. Хлеб выпекался ржаной, вес теста - 20 кг.

Для наблюдения за испытаниями Наркомзем СССР выделил специальную комиссию в составе инж. М.М. Калашникова (председатель), инж. М.А. Антонова и техн. Ф.Ф. Кавыкина. В эту комиссию вошел также представитель от Наркомхоза РСФСР инж. Е.Н. Юревич. При всех испытаниях присутствовали также тт. Подгородников и Волков.

Производились подробные хронометрические записи всех рабочих операций.

В настоящей статье приводятся подробные данные только по обыкновенной русской печи, изображенной на рис. 1. По печам же тт. Подгородникова и Волкова даются лишь результаты основных испытаний (в сводной таблице).

В результате проведенных испытаний выявилось с полной несомненностью, что издавна существовавшие в науке и в практике представления о протекании топочного процесса в русской печи в корне ошибочны и не соответствуют действительности. Считалось, что горение топлива в русской печи протекает с огромным избытком воздуха, например, по мнению Строганова, этот избыток равен не менее 10 (Строганов «Печное искусство», изд. 1899 г.). В книге Протопопова («Печное дело», изд. 1934 г.) на стр. 178 можно прочитать следующее: «При таком способе подвода воздуха его притекает к топливу во много раз больше, чем нужно; ...свод и под топливника нагреваются главным образом лучистой теплотой горящего топлива, и продукты горения, омывая слабо развитую внутреннюю поверхность печи и лишь немного задерживаясь верхним порожком над устьем, уносят с собой огромное количество тепла... Отсюда становится понятным, что КПД такой русской печи не может быть высоким; обычно он не превышает 20% и часто снижается до 10%».

Сводная таблица результатов основных испытаний трех печей

* Цифры над чертой - по устью, под чертой - по вьюшке.

** После протолки печи ждали 1 ч 20 мин., чтобы печь остыла перед посадкой хлеба.

*** После того как хлеб из печи вынули, поставили доваривать суп.

На самом деле избыток воздуха в топкее весьма невелик, а именно: при сжигании 8 кг дров a = 2,32; 16 кг - a = 1,66 и 24 кг - a = 1,32, что не выходит из обычных пределов для современных печей.

В отдельные моменты топки, например, когда устье печи заставлено горшками, количество притекающего в топку воздуха еще снижается и избыток его падает даже до 1,20-1,15.

По-видимому, количество притекающего в топку воздуха до некоторой степени саморегулируется в зависимости от интенсивности горения.

Отсюда и КПД оказался совсем другим, чем приводимый в учебных пособиях и литературных данных.

Общий КПД печи без учета выгреба определился:

Отдельные взвешивания недогоревших мелких угольков и прокаливание золы выявили, что потери Q 4 (выгреб) находятся в пределах 1-2%, поэтому в дальнейшее не производился точный учет выгреба.

При проведении опытов невозможно было точно учесть потери с несгоревшими углеводородами, которые, безусловно, имели место, особенно в начале топочного процесса, когда топка еще холодная. Ориентировочно эти дополнительные потери Q 5 можно определить в пределах 3-8%.

Отсюда действительный КПД русской печи следует принять в среднем равным h =0,6¸ 0,7.

Остановимся на некоторых особенностях работы топливника русской печи. Ввиду того, что поступление воздуха для горения топлива и выход газов происходят через одно и то же отверстие, нейтральная зона не может выйти за пределы этого отверстия и размещается, примерно, на 2/5 его высоты. Это оказывает решающее влияние на протекание процесса горения.

Дымовая труба, которая в обычных печах создает «тягу», в русской печи по существу никакого влияния на процесс горения не оказывает, и как бы не изменялась высота ее, положение нейтральной зоны не может измениться. Сечение дымовой трубы и ее высота могут оказать влияние только на количество воздуха, подсасываемого из помещения.

По-видимому, в русской печи топливо может с успехом гореть и при отсутствии дымовой трубы, только тогда дымовые газы будут выходить непосредственно в помещение. Отсутствие тяги способствует медленному и спокойному горению топлива. В отдельные моменты особенно интенсивного горения языки пламени высовываются из устья печи и поднимаются по трубе вверх на 30-40 см. Чтобы этого избежать, не следует загружать сразу больше 10-12 кг дров.

В результате того, что горение происходит спокойно, газы не содержат летучей золы, благодаря чему во время горения топлива можно готовить пищу в открытой посуде (кипятить молоко, печь блины, поджаривать картофель и т.п.).

Ввиду того что труба не оказывает влияния на горение топлива и нейтральная зона не меняет своего положения, напор, под влиянием которого происходит поступление воздуха в топку, зависит от разности температур между горячими газами в верхней части устья и воздухом помещения. Чем больше топлива в камере, тем больше выделяется тепла, выше поднимается температура газов в устье и вследствие этого больше свежего воздуха поступает в топку.

Эта саморегулировка наиболее полно происходит в начале и в середине топочного процесса. Под конец, когда стенки камеры сильно прогреются, и при прогоревшем топливе воздух будет поступать в камеру довольно интенсивно, так как он сможет нагреваться за счет тепла, аккумулированного стенками камеры. Последнее заставляет не мешкать с закрыванием печи после того, как по состоянию углей это можно сделать без опасения, что выделится угарный газ.

Рис. 1. Обыкновенная русская печь

Следует отметить, что в конце процесса горения, когда догорают только угли, а воздух продолжает поступать через полностью открытое устье, избыток последнего все же оказывается не очень большим и содержание СО 2 в отходящих газах в устье не падает ниже 7-8%. По-видимому, это объясняется прежде всего тем, что поступление воздуха несколько уменьшается вследствие указанной выше саморегулировки. Но дело не только в этом. В русской печи вследствие отсутствия колосников угли догорают сравнительно медленно и к концу топки их накопляется большое количество. В тот момент, когда дрова сгорели и догорают только оставшиеся головешки, угли в большом количестве раскидываются по поду. И вот за счет горения углей и поддерживается довольно высокое содержание СО 2 . Как правило, углям догореть не дают, и как только закончится выделение «синего огонька», всю их массу отгребают в стороны и устье печи закрывают заслонкой.

После этого камера оказывается совершенно изолированной. Просос воздуха возможен только через щели у заслонки, причем нейтральная зона не выходит за пределы заслонки и поэтому располагаемый напор ничтожен по величине. Вследствие этого камера русской печи при всех прочих равных условиях обладает лучшими термосными свойствами по сравнению с топливниками обычного (проточного) типа.

В печах с проточными топливниками камеры сильнее страдают от прососа холодного воздуха через неплотности в топочных и поддувальных дверках и задвижках. Если предположить даже, что задвижка и вьюшка будут идеально плотны, то все же просос воздуха через камеру останется, если она имеет отдельный топливник, который располагается ниже камеры, как это имеет место в русских печах тт. Волкова и Подгородникова.

Поддержанию температуры в камере обыкновенной русской печи способствует еще то обстоятельство, что после топки в ней всегда остается много углей, которые догорают затем в «загнетке» печи.

Одним из основных недостатков русской печи является невозможность сжигания в ней таких топлив, как каменный уголь (из-за отсутствия в топливнике колосниковой решетки).

Приготовление пищи в русской печи весьма удобно по следующим причинам:

1. Легко наблюдать и манипулировать с горшками благодаря тому, что камера хорошо освещена и устье ее постоянно открыто.

2. Топливо горит спокойно. В камере имеются зоны с высокой температурой - у самого огня, и зоны с более низкими температурами - спереди, в устье и с боков, что дает возможность регулировать степень кипения кушаний. Отсутствие заслонки в устье камеры представляет огромное удобство для хозяйки - в любой момент она может вынуть любой горшок, осмотреть его, помешать.

3. Наличие углей на поду камеры и отсутствие заслонки позволяют поджаривать на сковороде всевозможные блюда и приправы (мясо, лук, картофель, сало и пр.) и печь блины, пирожки и т.п.

4. Так как топливо сжигается непосредственно в камере, причем горение его происходит с достаточно высоким КПД, и все тепло поглощается стенками и сводом камеры, то даже при относительно малом количестве его удается сготовить обед и выпечь хлеб. Под камеры также достаточно хорошо нагревается от догорающих на нем углей.

Благодаря этим особенностям обыкновенной русской печи в ней оказалось возможным сварить обед и испечь пшеничный хлеб при расходе всего 5 кг дров (чего не удалось сделать в других печах).

Обыкновенная русская печь дала хорошие результаты и при выпечке хлеба. На выпечку в ней 1 кг хлеба потребовалось только 0,3 кг топлива, в то время как для печи т. Подгородникова потребовалось 0,53 кг, а для печи т. Бажова даже 0,70 кг.

Отопление помещения. При оценке печей в качестве отопительных приборов исходили из трех условий: 1) коэффициента полезного действия печи; 2) коэффициента неравномерности теплоотдачи и 3) характера прогрева печи по ее высоте («температурный профиль»).

Современные отопительные печи в условиях лабораторных (парадных) испытаний дают КПД 0,75-0,85. Но следует учесть, что эти же печи в условиях практической работы значительно снижают КПД за счет ряда факторов, а именно:

1. Неправильного ведения топки. Опытами установлено, что если, например, топить печь при открытой топочной дверке, то КПД падает примерно на 20%.

2. Прососа холодного воздуха через печь вследствие неплотно закрытой трубы. Эти потери имеются всегда и обычно их принято оценивать в 5%, хотя действительную величину их на практике никто не знает.

3. Выкрашивания швов в кладке разделок между дымоходами и утечки горячих газов во время топки печи по короткому пути в дымоход.

4. Постепенного накопления сажи на внутренних поверхностях печи, вследствие чего уменьшается коэффициент тепловосприятия и повышается температура отходящих газов, а следовательно, и потери в трубу.

Вследствие наличия перечисленных явлений КПД печей на практике для самых лучших печей в среднем едва ли больше 0,5-0,6.

В обыкновенной русской печи перечисленные выше факторы почти полностью отсутствуют, и поэтому особо значительного понижения КПД в практической работе (по сравнению с данными лабораторных испытаний) ожидать нельзя. Нам думается, что КПД правильно сложенной русской печи должен быть в эксплуатационных условиях также 0,5-0,6.

Коэфициент неравномерности теплоотдачи (m ), определяемый по формуле

m =(W max -W min )/(2W ср)

оказался в пределах 0,30-0,35, что соответствует массивным печам большой теплоемкости.

Распределение температур по поверхности печи по ее высоте оказывает существенное влияние на распределение температур по высоте отапливаемого помещения.

У обыкновенной русской печи имеется ниже пода еще 12 рядов кладки. При ежедневной топке прогревается несколько рядов и ниже пода, но очень слабо, а 5-6 рядов уже совсем не прогреваются.

Тепло, отдаваемое русской печью, распределяется примерно (с грубым приближением) следующим образом: 1) боковые стенки дают 55%; 2) перекрытие печи - 25%; 3) перетрубье - 20%.

Из этих цифр мы видим, что почти 50% тепла выделяется за пределами человеческого роста, причем лучистая теплота от перекрытия по существу греет потолок.

Таким образом русская печь не отвечает современным требованиям, предъявляемым к отопительным приборам.

Термосные свойства. При одном и том же расходе топлива первые 12-20 час. температура в камере обыкновенной русской печи держится выше, чем в камере печи т. Волкова, и только под конец она несколько отстает (на 5-15°). Если летом печь топится в 3 часа утра, а ужинает семья в 9 час. вечера, то промежуток времени составляет 18 час. До этого срока при расходе топлива в количестве 8 и 16 кг температура в русской печи еще выше, чем в других печах. При сжигании 24 кг дров она ниже чем в печи т. Волкова на 10°, но абсолютная величина ее более чем достаточна (90°).

Наибольший интерес представляет способность печей сохранять тепло при малых расходах топлива. Неровный характер кривой температуры для обыкновенной русской печи объясняется, по-видимому, наличием небольшого количества горячих углей в камере.

Вентиляционные свойства. Ввиду того что горение топлива продолжается довольно долго, варка обеда почти полностью заканчивается еще при топке печи, и поэтому все газы и пары, выделяющиеся при готовке, улетают в трубу вместе с продуктами горения.

Следует отметить прекрасные вентиляционные свойства русской печи. При горении топлива в чело подсасывается большое количество комнатного воздуха. На каждый килограмм сожженных дров приходится до 22-26 м 3 воздуха, удалившегося из помещения. Печь топят всегда рано утром, и эта регулярная ежедневная вентиляция создает чистую и сухую атмосферу в избе. Только в зимние холода вытяжка через трубу уменьшается ввиду того, что окна и двери плотно закрыты и подсос наружного воздуха в помещение осуществляется с большим сопротивлением.

Пожарная безопасность. В этой части русская печь имеет один существенный недостаток - это возможность вылета искр из трубы при перемешивании дров. Последнее особенно опасно при прямой трубе, без подвертки.

В лаборатории была сложена печь с подверткой, играющей роль искроотделителя, но и это не дало 100% эффекта.

К достоинствам русской печи следует отнести глубокое расположение топливника, перед которым имеется площадка («шесток») шириной около 57 см. Наличие последней предотвращает возможность выпадения углей из топки при горении.

Следует отметить простоту и удобство заливания головешек - оно производится прямо на шестке, в то время как в других печах их приходится вытаскивать из топливника наружу.

Сложность устройства и потребность в дефицитных материалах. Ввиду отсутствия каких-либо каналов, скрытых в теле кладки, конструкция русской печи весьма проста. Следует все же отметить, что для получения должного эффекта печь должна быть сложена правильно - в отношении высоты и прочих размеров камеры. Складывается она из обыкновенного кирпича на глиняном растворе. Вследствие малого напряжения топочного пространства и малой температуры топливника обыкновенный глиняный кирпич может служить, долгие годы без всякого ремонта.

Потребность в гарнитуре - минимальная: 1) заслонка для камеры из кровельного железа и 2) задвижка.