Основы отопления деревянного дома

По существующим гигиеническим нормам температура поверхности нагревательных приборов не должна превышать 70°С. Дело в том, что при более высоких температурах происходит пригорание пыли, содержащейся в воздухе, с выделением вредных веществ. Наверное многим приходилось чувствовать в помещениях с буржуйками запах "горелого металла", или, по крайней мере, слышать выражение "печь выжигает кислород". Этот самый неприятный запах и есть продукты сухой перегонки пыли.



Теплопотери помещения и размер печи
Размер печи и ее мощность определяется теплопотерями помещения. Можно даже сказать, что печь ничего не греет, а просто восполняет теплопотери помещения. Если бы дом был абсолютно теплоизолирован, как термос, то человек своим теплом нагревал бы его достаточно. Неправы те, кто недостаточно заботливо относится к утеплению дома. Затраты на утепление окупятся очень быстро уменьшением годового количества топлива и комфортом проживания. В последние годы постоянно пересматриваются нормы теплопотерь зданий. Если раньше для наружных стен жилых зданий в Московском регионе минимальное сопротивление теплопередаче принималось R =1.1м2*ч*°С/ккал (что соответствует 17 см деревянной стене), то согласно СНиП 23-02-2003 рекомендуемое значение R =3.16м2*°К/Вт (3.67м2*ч*°С/ккал). Деревянная стена с таким R должна иметь толщину около 50 см . Разумеется, что такого высокого теплосопротивления можно достичь только с применением современных материалов – пенополистирола, минеральных ват и пр.
Расхожее в народе мнение о том, что если будет холодно – подтопим посильнее приводит к перетопке печей, трещинообразованию и преждевременному выходу их из строя. Большинство проблем с печами возникают в сильные морозы именно по этой причине.
Потери тепла помещением складываются из теплопотерь собственно через ограждающие конструкции и потерь на вентиляцию. Существует множество различных способов и таблиц для расчета.
Вентиляция осуществляется естественным образом, через неплотности окон и двери, инфильтрацией через стены, поэтому оценить ее весьма сложно. Если, например, принять, что воздухообмен составляет 20 м3/час, то теплопотери будут 390 ккал/час. Итого суммарная мощность теплопотерь составит 4075 ккал/час (4727 Вт).

Утепление углов
Интересно, что удельные теплопотери через углы здания выше, чем через плоскость стены (при одинаковой толщине и материале). Объясняется это неравенством площадей теплоотдачи и тепловосприятия - наружный “периметр” угла больше внутреннего. При неблагоприятных обстоятельствах это может вызывать такое неприятное явление, как промерзание углов. В частности, этому способствует уменьшение конвекции в углах, за счет их загромождения мебелью и пр.
В деревянных зданиях, рубленных в лапу (в угол, без остатка), или сложенных из бруса ситуация еще более осложняется. Известно, что теплопроводность древесины вдоль волокон в два раза выше чем поперек. Если через стену тепловой поток проходит перпендикулярно волокнам, то в углах он направлен практически вдоль, через торцы бревен. Поэтому в отапливаемых зданиях, рубленых в лапу (особенно при недостаточно толстых бревнах) рекомендуется утеплять углы накладками из досок.
Характерно, что раньше жилые здания никогда не рубились в лапу, а только в обло (с остатком). Выпуски бревен надежно защищали углы от промерзания.

Расположение печи в доме
Местоположение печи в доме желательно задавать на стадии проектирования здания. А планировку комнат уже делать вокруг печи. Плясать, как говориться, - от печки, учитывая следующие вещи:
Желательно, чтобы под печью не проходили половые балки. Количество балок перекрытия и стропил над печью свести к минимуму.
Располагать печь по возможности ближе к центру здания, чтобы труба вышла недалеко от конька. Особенно это важно в домах с высокими крышами. В противном случае, наружная часть трубы окажется слишком высокой.

Жители собственных домов наверняка замечали такую ситуацию - когда они начинали топить печь, то температура внутри дома значительно понижалась. А чтобы получить результат от работающей печки приходилось ждать продолжительное время. Понижение температуры после розжига печи объясняется просто. Когда открывают перед розжигом дров поддувало печи, появляется тяга и необходимый для горения дров воздух поступает из комнаты. В комнате создается пониженное давление, и холодный воздух с улицы через щели, окна, стены и двери просачивается в комнату, и температура внутри дома падает. Прежде чем нагревать, печь сама должна основательно прогреться. И сколько за это время она "насосет" зимнего студеного воздуха с улицы?
Решить данную проблему можно двумя путями - подавать воздух в печь по воздуховоду из подвала или опустить часть печи (топку с поддувалом) ниже уровня пола. По мнению тех, кто уже сделал так - через 10-15 минут после начала работы печи температура в помещении поднимается, а экономичность составляет порядка 30%.
По такому же принципу строились печи знаметитого Аркаима - поселении предков славян. Только они печь никуда не опускали и воздуховодов не делали, а рядом с топкой у них был выкопан колодец.

В деревне с братом летом перебирали печь - топку, поддувало, заново все выкладывали (не трогали только оборотную часть дымохода). Ну и решил сделать по усовершенствованной системе - подвод воздуха непосредственно в поддувало через трубу, как показано в предыдущем посту. Все построили хорошо, но не очень удачно все получилось. Намучились с подводом воздуха в зольную камеру. Трубу вставили диаметром 50мм. При топке огонь затухает и таким образом не понравилась. В общем решили все использовать по старинке - при помощи поддувала.

Тут недавно посетила мысль, что подвод воздуха можно сделать немножко по другому, как указано на рисунке:

Опыт в прокладывании таких систем имеется - прокладывали сток с раковины в кухне по подземной трубе на участок. Глубина получилась где-то на уровне 1 метра под землей, а самое близкое место к поверхности - сразу под фундаментом (он оказался заглублен не очень глубоко - не более 50-60см), но помучиться все равно пришлось. Но зато за зиму она замерзала всего лишь на пару дней, когда температура опускалась до -37 градусов, а выше 30 - работает все отлично (для утепления сверху трубы укладывали пенопласт толщиной 10см)! Так вот и с вышеприведенной схемой тоже можно сделать также.

В чем преимущество? Если сделать воздуховод как можно более длинным (не менее 5-7м) в подземной части, то при известных условиях (на глубине от полутора метров температура всегда постоянна зимой и летом - порядка 5-8 градусов), то воздух, проходя по воздуховоду будет повышать свою температуру и в зольную камеру будет поступать уже подогретым. Ну и самое основное - не будет принудительной вентиляции всего дома через всевозможные щели, температура в доме не будет понижаться от работы печки. Трубу думаю использовать пластиковую канализационную диаметром 100мм и с задвижкой, чтоб когда печка не работает не происходило поступления холодного воздуха с улицы. Выход воздуховода на уровне поддувала возле печки.