Как изготовить кирпичную и металлическую печь для бани

Как изготовить кирпичную и металлическую печь для бани

Печь — центральный элемент бани — многие стараются изготовить самостоятельно. Такое решение вполне оправдано: подобрать заводской вариант под индивидуальные характеристики объекта нелегко. Рассмотрим критерии, которым должна отвечать банная печь, а также способы её изготовления из кирпича и стального проката своими руками.

Особенности конструкции печи для бани

На первый взгляд, банная печь отличается от отопительной только наличием засыпки из камней — каменки, и обязательным присутствием водогрейного бака. Но есть и неочевидные отличия.

Печь для бани

Общий вид банной печи

Первостепенной задачей банной печи является прогрев стен помещения и уже потом — воздуха в нём. Быстрого прогрева стен добиваются путём применения таких материалов, которые 2/3 производимого тепла сообщают окружающему пространству в виде инфракрасного (теплового) излучения и только 1/3 — за счёт непосредственного контакта воздуха с поверхностью (конвекционный обогрев). Отопительную печь конструируют как раз по обратному принципу: здесь 2/3 всего тепла передаётся воздуху.

Чтобы сместить максимум тепловыделения в сторону ИК-излучения, нужен материал с большой теплоёмкостью, но малой теплопроводностью. Такими свойствами и обладает каменная засыпка.

Камни для банной печи

Каменная засыпка

У кирпича, а тем более у металла, соотношение этих параметров является недостаточным. Надо учитывать, что для бани подходят не все камни. Об этом мы поговорим ниже.

К банной печи предъявляются более высокие требования по герметичности корпуса. Дело в том, что в нагретом воздухе вредоносное действие угарного газа усиливается, поэтому очень важно полностью исключить его попадание в помещение парной.

Если хочется иметь возможность подтапливать печь во время принятия банных процедур, загрузочный люк топки вместе с поддувалом необходимо вывести в соседнее помещение. Если же этого не сделать, то во время топки в парной упадёт концентрация кислорода и люди начнут страдать от удушья.

Разновидности и рекомендации по выбору

Материал печи в первую очередь зависит от объёма бани. Рассмотрим несколько вариантов:

  1. Просторной постройке с несколькими помещениями требуется кирпичная печь, которая способна отдавать тепло в течение длительного времени.
  2. В парной скромных размеров с объёмом от 30 до 35 м3 можно установить печь с литым чугунным корпусом.
  3. Для бани с самыми компактными размерами подойдёт и стальная печь.

Немаловажное значение имеет и материал, из которого выполнены стены бани. Сруб из берёзы или липы называют лёгким, из дуба — тяжёлым. Эти термины не стоит понимать буквально: слово «тяжёлый» в данном случае обозначает не вес, а наличие дубильных веществ в древесине. Людям с ослабленным здоровьем, а также женщинам и детям париться в таких банях не рекомендуется.

Таблица: мощность и вес камней для липовой, берёзовой и дубовой бани

Тип бани (высота потолка от 2,2 до 2,4 м) Мощность (кВт/м3) Вес камней (кг/м3)
Липовая 0,5 2,7
Берёзовая 0,7 от 3,6 до 4
Дубовая 1,2 6

По способу нагрева каменной засыпки банные печи делятся на две разновидности.

Печи с проточной каменкой

В таких печах каменка не отделяется от топки непроницаемым барьером, поэтому дымовые газы перед поступлением в дымоход просачиваются через неё.

Благодаря такому решению, камни прогреваются предельно быстро, но придётся мириться и с некоторыми недостатками:

  • Усложняется конструкция печи.
  • С некоторой периодичностью камни приходится очищать от сажи.
  • Наддавать (лить на камни воду или квас) можно только после полного прогорания топлива.
  • Можно использовать только топливо, дающее малое количество нагара (пеллеты, осина и т. п.).

С глухой каменкой

В этом варианте камни отгораживаются от топки и газохода плитой. В плане достоинств и недостатков ситуация меняется на противоположную: греется каменка долго, но зато не нуждается в чистке и может использоваться для производства пара в любой момент.

Печь для бани с глухой каменкой

Вариант печки с глухой каменкой

Чтобы камни в глухой каменке могли достаточно нагреться, должны быть выполнены два условия:

  • печь должна быть металлической (теплопроводности кирпичной перегородки будет недостаточно);
  • иметь мощность не более 25 кВт (баня должна состоять из одного помещения объёмом до 45 куб. м).

При увеличении мощности печи растут её размеры, и площадь контакта каменки с перегородкой, в соответствии с законом квадрата-куба, не «поспевает» за её объёмом.

Следует учитывать и то, что высота потолка в парной с глухой каменкой не должна превышать 2,2 м, иначе вместо лёгкого пара может получиться тяжёлый.

Из всех перечисленных вариантов доступной для самостоятельного изготовления на любительском уровне является только стальная печь. Кирпичную также можно построить в домашних условиях, но ввиду тяжёлого режима эксплуатации сделать это может только опытный печник. Чугунные банные печи изготавливают только в заводских условиях.

Металлическая печь

В обиходе предложенный здесь вариант банного обогревателя называют «быстрой печью». Название это вполне заслуженное: пользоваться парилкой можно будет уже через 1,5–2 часа после начала растопки. Данное достоинство обусловлено применением каменки проточного типа.

Схема металлической печи

Устройство металлической банной печи

Печь рассчитана на баню с объёмом парной до 25 куб. м — вариант для периодического использования семьёй численностью в 3–4 человека. Для эксплуатации в более крупной постройке требуется футеровка шамотным кирпичом.

Необходимые материалы и инструменты

Понадобится стальной прокат. Сталь будем применять самую доступную — конструкционную (её ещё в обиходе называют «чёрной»), с низким содержанием углерода (подойдёт любая марка до Сталь 20). Высокоуглеродистые марки вроде Сталь 35 или Сталь 45 от высокотемпературного воздействия закаляются и охрупчиваются.

Вот какой именно прокат следует раздобыть:

  1. Отрезок трубы диаметром 520–700 мм и длиной 1600 мм. Конечно, корпус печи можно сделать и сварным, но будучи выполненным из цельного куска трубы, он окажется более прочным и долговечным. Толщина стенки заготовки должна составлять 7–10 мм.
  2. Труба с толщиной стенки 5 мм и диаметром 100–120 мм — заготовка для дымохода.
  3. Отрез листа формата 2,2х1 м толщиной от 10 мм.
  4. Прут диаметром около 10 мм.

Также понадобится ряд изделий:

  1. Колосниковая решётка заводского изготовления. Наиболее долговечными являются изделия, изготавливаемые из чугуна методом литья. Но за неимением покупного варианта можно сварить такую решётку из стального прута.
  2. Петли для дверок — всего 8 шт.
  3. Щеколды для дверок — всего 3 шт.
  4. Вентиль или шаровой кран.

Используемые в работе инструменты:

  • болгарка с отрезными и зачистными кругами;
  • аппарат для электросварки;
  • ножницы по металлу.

Пошаговая инструкция по изготовлению

  1. Заготовку для корпуса (труба длиной 1600 мм) следует разрезать на две части — с длиной 900 и 700 мм.
  2. В нижней части заготовки длиной 900 мм необходимо аккуратно вырезать прямоугольное отверстие размером 200х50 мм, которое будет выполнять функцию подувала. Оно должно располагаться в 70–100 мм от торца. Важно не повредить вырезанную часть стенки — впоследствии из неё будет сделана дверца.
  3. Несколько выше аналогичным образом необходимо выполнить проём для загрузки топлива.
  4. Вырезанные прямоугольные фрагменты превращаем в дверцы. Для этого к ним достаточно приварить щеколды и половинки петель.
  5. Приварив к корпусу ответные части петель и крючки для фиксации щеколд, можно устанавливать дверцы на место.
  6. Теперь нужно изготовить плоское кольцо, на которое будет укладываться колосниковая решётка. Его следует вырезать из стального листа толщиной 10 мм. Ширина кольца выбирается с учётом габаритов колосниковой решётки, а его диаметр должен быть равным внутреннему диаметру корпуса.
Устройство печи

Схема банной печки, изготовленной из трубы

Совет. Раскрой заготовок, особенно имеющих округлые контуры, лучше всего заказать в специализированной мастерской или на металлобазе, где приобретается прокат. Если взяться за это дело самому, то много сэкономить не удастся, так как придётся покупать несколько кругов для болгарки. Немало придётся потратить времени и на то, чтобы «довести до ума» округлые края, ведь после вырезания болгаркой они всегда получаются угловатыми.

В левой части корпуса, на уровне каменки, необходимо сделать проём, через который можно будет лить на камни воду или квас. Проём нужно оснастить дверцей по той же схеме, что и поддувало с топкой.

Далее из прута следует сварить решётку, на которую будут укладываться камни. Шаг между прутьями подбирается в соответствии с размерами камней — они не должны проваливаться. Приварив решётку на своё место, на неё укладывают камни.

Сетка для укладки камней

Вот таким образом можно соорудить сетку для укладки камней в прямоугольную каменку

Из листа необходимо вырезать круглую крышку для печи, к которой с некоторым смещением от центра приваривается дымовая труба. В крышке, разумеется, сначала необходимо вырезать отверстие для удаления дыма. Крышка наваривается поверх каменки так, чтобы дымовая труба оказалась ближе к тыльной стороне печи.

Ещё один круг того же диаметра необходимо приварить внизу в качестве днища.

Примечание. Можно оставить печь без днища, а в процессе топки подставлять под неё широкую и неглубокую ёмкость — тогда будет проще удалять золу.

Сверху к печи привариваем бак для воды, роль которого будет играть оставшийся у нас отрезок трубы длиной 700 мм. Оказавшаяся внутри него дымовая труба будет выполнять функцию нагревателя.

В нижней части в стенку бака нужно вварить штуцер с резьбой, на которую впоследствии будет навинчен кран или вентиль.

Печь для бани

В нижнюю часть бака для воды вваривается резьбовой штуцер

Завершающий этап — изготовление и монтаж крышки для бака с водой. Делается она в несколько этапов:

  • из листа следует вырезать круг диаметром, соответствующим диаметру корпуса печи;
  • круг необходимо разрезать по хорде на две части, меньшая из которых будет играть роль откидной крышки люка;
  • в большой заготовке вырезают отверстие под дымоход, после чего её приваривают к верхней части бака для воды;
  • малую заготовку, то есть люк, закрепляют на крышке бака при помощи петель.

На этом изготовление стальной печи для бани можно считать законченным. Заметим, что предложенная здесь конструкция — далеко не единственно возможный вариант. На рисунке показаны ещё несколько печей, выполненных из стального проката.

Печь для бани

Чертежи самодельных банных печей, изготовленных из металла

Кирпичный вариант

Теперь рассмотрим технологию создания банной печи из кирпича.

Виды печей

Виды кирпичных печей

С целью скорейшего прогрева она также будет иметь проточную каменку.

Печь для бани

Схема кирпичной печи с проточной каменкой

Ещё раз обратим внимание читателя на то, что строительство этого сооружения лучше доверить мастеру с достаточным опытом в печном деле — это связано с особо сложными условиями эксплуатации и повышенными требованиями к безопасности.

Материалы

Значительные тепловые нагрузки и необходимость сделать стенки печи абсолютно герметичными обуславливают высочайшие требования к качеству материалов.

Печной кирпич

Печной керамический кирпич

Внутренние стенки сооружения, которым придётся контактировать с огнём и раскалёнными продуктами горения, следует выкладывать из шамотного кирпича. На порядовке он будет обозначен жёлтым цветом. Разбивать кирпичи на части или распиливать их болгаркой нельзя — все блоки в ½ или ¾ кирпича следует приобретать в готовом виде (должны иметь только гладкие грани).

Шамотный кирпич

Шамотный кирпич

Используемый глиняно-песчаный раствор должен иметь среднюю жирность. Глину и песок обычно смешивают в пропорции 1:1. Песок следует применять без органических примесей — горный или овражный. Его можно распознать по серебристому цвету и угловатости гранул. В растворе, замешанном на речном песке с округлыми гранулами, быстро появятся микротрещины, вследствие чего в парную начнёт поступать ядовитый угарный газ. Песок нужно просеять через сито с размером ячейки 0,15–0,25 мм, промыть и прокалить.

Жирность глины

Определить жирность глины можно по трём состояниям

Раствор замешивают до консистенции сметаны, после чего его нужно проверить на жирность. Следует окунуть в смесь гладко оструганную деревянную палку (обычно используют ручку от швабры или другого инвентаря) и посмотреть, как она будет стекать. В норме должен оставаться слой толщиной в 1,5–2 мм. Если остаётся более тонкий слой, да ещё и с просветами, необходимо добавить в раствор небольшое количество глины. Если, наоборот, толстый и с комковатостями — добавляют песок.

Совет. Если имеющаяся в наличии глина оказалась слишком жирной, разбавьте её молотым глиняным же кирпичом.

Для облицовки следует использовать лицевой кирпич с гладкими гранями и скруглёнными рёбрами.

Кирпич с закруглённым краем

Лицевой кирпич со скруглённым ребром

Кладка

Работы по возведению печи выполняют последовательно.

Устройство фундамента

В грунте на песчаной подсыпке необходимо залить железобетонный фундамент, края которого должны выступать за очертания печи не менее, чем на 50 мм с каждой стороны. Подсыпка из песка нужна обязательно — без неё печь будет неустойчивой. Глубина заложения подошвы фундамента зависит от наличия отопления в помещении: если оно есть (или баня топится каждый день), достаточно заглубиться на 400–600 мм; при отсутствии отопления в сочетании с редким использованием бани необходимо погружать фундамент на глубину промерзания грунта.

Фундамент для печи

Фундамент с гидроизоляцией

Наличие каких-либо связей между фундаментами печи и постройки недопустимо: усадка у обоих сооружений будет разной, и при наличии механической связи будет иметь место перекос.

В верхней части фундамента можно оставить полость — это подпечье, в котором обычно хранят инвентарь. Перекрытием для него могут служить железобетонные балки, стальной лист либо кирпичный свод, уложенный поверх деревянных балок или стального проката.

Промежуточный ряд

Поверх ж/б фундамента настилается гидроизолирующее покрытие, состоящее из двух слоёв рубероида. Вместо него можно уложить стальной лист, а поверх него — базальтовый картон толщиной 4–6 мм.

Далее выкладывают промежуточный кирпичный ряд. С его помощью компенсируют неровности фундамента, так что в конечном счёте поверхность ряда становится идеально ровной и строго горизонтальной. Кроме того, в плане эта часть печи должна представлять собой идеальный прямоугольник. Это проверяется замером длины диагоналей — они должны быть равными. Раствор при кладке первого ряда не применяют.

Сверху на кирпичи укладывают ещё один слой рубероида.

Огнезащита

Чтобы исключить воспламенение деревянной стены бани, между ней и печью возводится кирпичная стенка высотой в 5 рядов. Применяется кирпич среднего качества и обычный строительный цементно-песчаный раствор.

Огнезащита

Огнезащита

Тело печи

В дальнейшем кирпичи укладывают ряд за рядом согласно порядовке.

Порядовка печи

Пример порядовки печи Кузнецова

Толщина швов в шамотной кладке должна составлять 3 мм, между облицовочным и шамотным кирпичами — от 6 до 10 мм. Такие же широкие швы нужно оставлять между кирпичом (любым) и металлическими изделиями. Нанести раствор тонким слоем при помощи кельмы достаточно сложно, поэтому обычно это делают руками. Кирпичи необходимо укладывать точно — сразу на полагающееся им место. Поправлять или подстукивать блок нельзя — если он лёг криво, нужно переложить по новой, заново нанеся раствор.

Рекомендации опытного печника

Дверцы удобнее всего фиксировать при помощи оцинкованной проволоки диаметром 2 или 3 мм. При установке дверцы поддувала (на 1-м ряду) проволоку перед скручиванием нужно сложить вдвое. Для топочной дверцы понадобится более мощный жгут — здесь используют три сложенных вдвое куска проволоки (тонкий быстро прогорит).

Печь для бани своими руками

Установка дверок

Совет. Чтобы толстую проволоку легче было согнуть, её нужно слегка прожечь.

Проволочные скрутки необходимо уложить в специально вырезанные в кирпичах борозды.

Рамку каждой дверцы следует обматывать асбестовым шнуром в два слоя. Он играет роль уплотнителя и одновременно температурного шва — позволяет чугуну свободно увеличиваться в объёме при нагреве.

По высоте дверца обычно не вписывается между кирпичными рядами, поэтому перекрывающие её кирпичи приходится подрезать. При этом важно не забыть: должна быть учтена толщина асбестового шнура, которым будет обмотана рама дверцы.

Примечание. Поскольку дверца поддувала, открывающая доступ в зольную камеру, нагревается не слишком сильно, её допускается сажать на раствор.

Размеры колосниковой решётки должны быть меньше внутренних размеров топки хотя бы на 10 мм — тогда между ней и кирпичом останется зазор в 5 мм. При несоблюдении этого правила решётка при нагреве деформирует кладку.

Печь для бани своими руками

Установка колосниковой решетки

Примечание. Иногда из-за отклонений в размерах кирпичей полочку, на которой должна лежать колосниковая решётка, не удаётся сделать строго горизонтальной — грань того или иного кирпича оказывается ниже плоскости всего ряда. Чаще всего подобное происходит с кирпичами, установленными на ложок. Перепад высоты необходимо компенсировать при помощи пластин, вырезанных из кирпича.

В 5-м и 7-м рядах опять же из-за отклонений в размерах кирпичей между двумя из них, расположенными у задней стенки, может образоваться слишком широкий шов. Допускать этого нельзя, поскольку тогда глиняно-песчаный раствор здесь быстро выкрошится. В этом случае следует сместить оба кирпича в сторону поддувала на 3 см, уменьшив при этом шов между ними до минимального размера, а вместо 3-го кирпича уложить два бруска. Их ширина подбирается таким образом, чтобы шов между ними почти отсутствовал. Левый брусок смещается на 1,5 см по направлению к передней стенке.

Печь для бани своими руками

Закрепление топочной дверцы

Бак для воды по месту примыкания к кирпичам следует дважды обмотать асбестовым шнуром. С одной стороны, это исключит прогорание его стенок в случае растопки печи без воды, с другой — уменьшит скорость нагрева воды, без чего она закипела бы ещё до полного прогрева парной.

Плита устанавливается поверх 9-го ряда таким образом, чтобы она лежала на кирпичах с зазором в 2–2,5 см.

Решётку каменки можно сварить из стальных швеллеров. Идеальный вариант — рельсы, которые уже использовались по назначению (их поверхность упрочнена благодаря наклёпу).

Камни следует укладывать после того, как печь будет высушена и прогрета разгонной топкой.

Камни для печи

Порядок укладки камней: слева — правильно, справа — неправильно

Сушка печи длится как минимум 2 недели. Оптимальная температура — 20–30 градусов, так что печь лучше строить летом. Когда она высохнет, необходимо 5-кратно произвести разгонную топку с перерывами в 12 часов. Используемое при этом топливо должно быть высококачественным — лучше всего подходят осиновые поленья или пеллеты. Начинают с небольшой порции — до 5 кг. С каждой последующей «разгонкой» массу топлива плавно увеличивают, доводя к последней топке до максимума.

Дымоход

В дымовой трубе банной печи различают два участка. Первый участок — эта та часть трубы, которая присоединяется непосредственно к печи и находится внутри парной. Для этого элемента характерны следующие особенности:

  1. Он не оснащается утеплителем, так как нужен инфракрасный и конвекционный отбор тепла в парную.
  2. Необходимо предусмотреть возможность быстрой и лёгкой его замены, так как этот участок из-за высокой тепловой нагрузки сравнительно быстро прогорает.

Второй участок, берущий начало под потолком и выходящий на улицу, служит гораздо дольше, поэтому его можно крепить более основательно. Он должен быть оснащён теплоизолирующей оболочкой. Её устанавливают в силу нескольких причин:

  • деревянные элементы перекрытия и кровли, соприкасающиеся с дымоходом, нужно защищать от перегрева (может спровоцировать возгорание);
  • предотвращая остывание дымовых газов, мы обеспечиваем хорошую тягу;
  • по той же причине количество образующегося конденсата становится минимальным или даже нулевым.

Между обеими этими частями устанавливается переходник. В комплектах сэндвич-дымоходов заводского изготовления эта деталь называется «стартовым сэндвичем». Если она не будет установлена, утеплитель из второй части дымохода будет постепенно высыпаться.

Труба для дымохода

Сэндвич-труба для дымохода

В качестве утеплителя допускается применять только негорючие материалы, устойчивые к воздействию высоких температур. Пенопласты к таковым не относятся.

Лучше всего воспользоваться базальтовой ватой в виде мягкого мата с плотностью 30–50 кг/м3. Этот теплоизолятор теряет рабочие качества при попадании внутрь влаги и в условиях бани, отличающихся повышенной влажностью, этот недостаток обязательно следует учитывать. Вата оборачивается защитным кожухом, изготовленным из оцинкованной стали. Кожух фиксируется хомутами из стальной полосы, а его сведённые вместе края скрепляются саморезами.

Базальтовая вата

Базальтовая вата

В местах прохода через перекрытие и кровлю устраивается противопожарная разделка: между дымоходом и деревянными элементами закладывается дополнительный теплоизолирующий слой.

Эксплуатация кирпичной банной печи

Температура в парной достигнет требуемого значения примерно через 3–4 часа после начала растопки. Если между банными процедурами печь успевает сильно остыть (время простоя — более 3 дней), её запуск необходимо начинать с разгонной протопки (топлива закладывают на 1/3 от максимальной загрузки), которая подсушит и прогреет кладку. Если этого не делать, в стенках сооружения могут появиться микротрещины, которые в бане особенно опасны — как было сказано, в условиях жары и высокой влажности негативное действие угарного газа сказывается гораздо сильнее.

При простое свыше месяца разгонную топку следует повторить троекратно, плавно увеличивая объем порций топлива от ¼ до максимума.

Эксплуатироваться такая печь может и в русской бане, и в сауне. В случае с сауной интенсивность топки несколько увеличивают, а каменку ничем не поливают.

Чем топить

Банная печь может быть только дровяной. Именно древесина позволяет прогреть парную по правильной схеме, то есть сначала стены, затем воздух. Уголь горит несколько иначе: сначала быстро прогорают входящие в его состав лёгкие фракции, затем наступает фаза длительного горения углерода с пониженной теплоотдачей. Такой режим горения идеален для отопительной печи, но в парной он вызовет образование тяжёлого пара.

Баня с дровами под навесом

Дрова следует хранить под навесом

Желаемого эффекта дают не только настоящие поленья, но и пеллеты, спрессованные из опилок или соломы. Размер гранул варьируется в широких пределах: диаметр может составлять от 30 до 70 мм. В продаже можно найти и пеллеты, ориентированные на применение именно в банях, но это топливо пока является довольно дорогим.
Пеллеты

Пеллеты для растопки

Камни для каменки

Как было сказано выше, для каменки подходящими являются камни с большой теплоёмкостью и одновременно низкой теплопроводностью.

Камни для печи

Разновидности камней, используемых для каменки

Применение пород метаморфического типа — сланца, мрамора, доломита или известняка — противопоказано: для них характерно не только неправильное отношение теплоёмкости к теплопроводности, но и наличие органических примесей, которые при нагреве выделяются в виде вредных для здоровья газов. Лучше всего подходят для каменки породы вулканического происхождения с большой плотностью: талькохлорит, габбро, диабаз и, конечно же, базальт. Для них характерны следующие признаки:

  • большой вес;
  • тёмный цвет;
  • излом является гладким или мелкозернистым.

Важно правильно подобрать форму камней. Чтобы доля конвекционного обогрева понизилась до 1/3, площадь их поверхности на единицу объёма должна быть минимальной. Этому требованию удовлетворяет форма шара с как можно более гладкой поверхностью. Соответственно, и камни нужно искать как можно более округлые. Самые крупные могут иметь диаметр от 100 до 150 мм (примерно с кулак или немного больше), самые мелкие — от 20 мм.

Способ укладки камней зависит от типа каменки. Если она является проточной, как в описанных выше печах, то размер фракции в слоях должен уменьшаться в направлении снизу вверх, то есть внизу — самые крупные камни, вверху — самые мелкие. При укладке глухой каменки применяют противоположный принцип: здесь важно обеспечить как можно более быструю передачу тепла от нагретой плиты камням, поэтому самые мелкие из них (они лежат более плотным слоем) кладут вниз.

Видео: правильная укладка камней в банную печь

Банная печь в значительной степени отличается от обычных отопительно-варочных. И хотя пользуются ей реже, к процессу строительства следует подходить с гораздо большим вниманием.