Cihlová pec pro dům: ukazatele pro výběr optimálního typu a příklady postupů pro samostatné řemeslníky

Ohniště – srdce budov, které nejsou připojeny k centralizovaným sítím. Generuje potřebné teplo pro život a poskytuje energii pro přípravu jídla. Na jeho výkonu a účinnosti závisí mikroklima v budově i přímo její životnost, a to jsou velmi důležité faktory provozu zařízení, souhlasíte?

V námi představeném článku je podrobně popsáno, jak správně postavit cihlovou pec pro dům. Uvedena jsou schémata stavby domácího ohniště, jsou podrobně rozebrány technologické nuance. Nabízíme pečlivě vybrané, důkladně ověřené, praxí potvrzené informace o výběru a zařízení cihelných pecí.

Začínajícím kamnářům a vlastníkům venkovských nemovitostí, kteří chtějí kontrolovat práci najatých mistrů, pomohou námi navržené informace, opírající se o stavební požadavky. Skvělou pomocí při osvojování materiálu budou fotografie a video návody.

Výběr konstrukce cihlové pece

V konstrukčním množství cihelných pecí se nelze snadno vyznat. Nicméně vlastníci venkovských nemovitostí, kteří chtějí vybavit dům zařízením z cihel, by tuto obtížnou otázku měli prostudovat. Lepší je předem určit optimální variantu podle účelu a uspořádání, než přestavovat a modernizovat.

Rozdělení cihelných pecí na typy se provádí podle následujících aspektů:

• Účel.
• Typ pohybu plynů.
• Výkonnost.
• Periodicita vytápění.
• Geometrické údaje.

Ideálně se bezchybná pec pro Vás vybírá podle dvou až tří nejdůležitějších kritérií. Rozebereme, co byste měli považovat za významné aspekty podle Vašeho názoru, co se stane základem výběru optimálního cihlového zařízení.

Klasifikace pecí podle účelu

Podle účelu se zděná kamna pro soukromé domácnosti dělí do tří skupin:

• Topná. Zděné konstrukce, které plní jedinou povinnost – dodávat teplo do obsluhovaných místností. Vytápěných místností může být nejvýše tři. Stěny kamen by měly pokud možno sloužit jako součást příček mezi místnostmi.
• Topně-varné. Kamna vybavená jak teplogenerující plochou, tak varnou deskou. Do této kategorie patří také zděné desky vybavené pouze litinovou varnou deskou.
• Speciálního určení. Jedná se o agregáty určené k řešení úzce specializovaných úkolů: pečení chleba, přípravy sauny k procedurám, sušení prádla nebo povrchové úpravy v místnosti. Do této skupiny patří kamna pro garáže, skleníky, dílny.

Typickými představitelkami první skupiny jsou holandská kamna, tenkostěnné pece stavěné v rámech, kachlové a markovské konstrukce. Pro druhou skupinu jsou charakteristická ruská kamna, kamna s vodním okruhem i bez něj, a také kuchyňské ohniště.

Ve třetí skupině je hojnost variací. Pokud však uvážíme stavby provedené z cihel, pak převládají zejména saunová kamna. I když mohou být kovová, ale s cihlovou vyzdívkou – obložením topeniště žáruvzdornými cihlami.

Cihlová kamna se staví z materiálu s vysokou tepelnou kapacitou a relativně malou tepelnou vodivostí. Jednoduše řečeno, topná, varná a saunová kamna z cihel se zahřívají pomaleji než kovová, ale teplo udržují mnohem déle.

Nízká tepelná vodivost cihel je dobrá také tím, že i přes vysokou teplotu uvnitř topeniště, dosahující 500–700°, se vnější povrch cihlové konstrukce zahřeje pouze na 95–100°. Tato vynikající vlastnost vyhovuje jak hygienicko-sanitárním požadavkům, tak i bezpečnostním nárokům.

Rozdělení na typy podle pohybu plynů

Prioritní vlastnosti materiálu výrazně doplňují konstrukční zvláštnosti kamen. Pro zvýšení tepelné kapacity jsou v nich předvídány kouřové kanály a komory, ve kterých nějakou dobu cirkuluje kouř, než opustí kamna komínem a unikne do atmosféry.

Pohyb plynů kouřovými kanály – kouřovými oběhy – přehnaně popíšeme následujícím způsobem:

• Kouřové plyny vysoké teploty, stoupající z topeniště vzhůru, narazí na své cestě na strop kamen.
• Po narážení na překážku přetékají plyny do vertikálních a horizontálních kanálů a cirkulují v nich, přičemž odevzdávají teplo stěnám kamen.
• Kouřový plyn, který předal teplo cihlám, chladne, klesá k výstupu do komína a vychází jím ven do atmosféry.

Poznamenejme, že v kamnech s horizontálně orientovanými kanály dochází k ochlazování plynu rychleji, protože jimi plyny postupují pomaleji než vertikálními cestami. Výsledkem je, že teplo je po tepelném tělesu rozloženo nerovnoměrně, nejčastěji se akumuluje na výstupu z topeniště.

Pro zvýšení tepelného výkonu je vnitřní prostor cihlových kamen vybaven kouřovými oběhy – kouřovými kanály, kterými kouř cirkuluje a odevzdává teplo tělesu agregátu.

Proto v kamnářství převažují zděné konstrukce s vertikálními tahy. V nich dochází k pohybu plynu působením přirozených přírodních zákonů. Ty jsou propojeny navzájem nebo s kanálem vycházejícím z topeniště krátkými horizontálními přemostěními.

K nevýhodám konstrukcí s vertikálními tahy patří znatelný rozdíl v prohřívání části kamen umístěné nad kanálem sousedícím s topeništěm a kanálem spojeným s komínem. U agregátů s horizontálními tahy se lépe prohřívá spodek kamen, nahoře jsou chladnější, což je z hygienického hlediska lepší.

Pokud se rozhodujete, jaká a která zděná kamna nejlépe postavit v domě, musíte zohlednit, že kouř se v ideálním případě pohybuje po vertikálách vzestupným nebo sestupným směrem v závislosti na konstrukci. Pouze pod tlakem plynů nahromaděných nad nebo pod stropem přetéká do dalšího tahu.

Přítomnost kanálů příliš velké délky v konstrukci, i když plošně převažují vertikálně orientované cesty, také není nejlepší volbou. V důsledku příliš dlouhé cirkulace plyn příliš vychladne, což stejně jako v případě horizontálních tahů hrozí nerovnoměrným prohřátím.

Umístění vertikálních a horizontálních kanálů závisí na tom, jakou rychlostí se má plyn pohybovat v určité části kamen. V horizontálních kanálech kouř stagnuje, ve vertikálních se pohybuje díky gravitačním silám.

Nevýhody nerovnoměrného rozdělení jsou do určité míry odstraněny u zvonových pecí. V této skupině kamnářských konstrukcí jsou tradiční oddělené kanály spojeny do jedné komory – zvonu, umístěného nad topeništěm.

Plyn vytékající z topeniště do zvonu úzkým otvorem naráží na horní strop kamen. Roztékáním se nárazem do různých stran klesá dolů, odkud je odváděn do komína působením přirozeného tahu. Schéma se zvonem umožňuje rovnoměrné rozložení tepla, ale i tato skupina má nevýhody – horní část se zahřívá více než spodní.

Pokud jde o tepelnou kapacitu, zvonové konstrukce předčí kamna s tahy. Proto se první volí pro zařízení velkých domů, druhé pro chaty a menší stavby, k jejichž vytápění není potřeba příliš výkonný agregát.

Ve zvonových pecích se kouřové plyny nepohybují po systému kanálů, ale v rámci komor, čímž se vyrovnává tepelný výstup po celé ploše kamenného tělesa

Výkonnost cihlového zařízení

Kamna musí pokrývat tepelné ztráty zpracovávaných místností. Proto jejich výkon přímo souvisí s tepelně technickými charakteristikami místností. Ty se zjišťují součtem ztrát přes stěny a podlahu se stropem, přes dveřní a okenní konstrukce, přes ventilační systém.

Výpočet tepelných ztrát umožní určit výkon kamen, který by měl být o něco větší než vypočtená hodnota, ale ne více než 15%. V případě, že výkon cihlového agregátu bude větší než uvedený limit, je třeba zvolit jinou konstrukci.

Pro usnadnění procesu výběru nejvhodnějších cihlových kamen pro stavbu v nízkopodlažním domě byly vyvinuty nomogramy. Níže uvedený graf, který zjednodušuje výpočty pro výběr kamen, byl vytvořen pro místnosti s jednou vnější stěnou.

Pro zjednodušení a usnadnění výpočtů tepelných ztrát v místnostech nízkopodlažních domů byly vyvinuty grafy. Tento ukazuje závislost plochy a tepelných ztrát v místnostech s jednou vnější stěnou.

Použití uvedeného nomogramu je velmi jednoduché. Na ose x tohoto grafu je třeba vynést bod #1 – hodnotu plochy místnosti, jejíž tepelné ztráty právě řešíme. Ten je třeba táhnout nahoru až k průsečíku s nakloněnou čárou, to je bod #2.

Poté z bodu #2 vedeme vlevo vodorovnou čáru až k bodu jejího průsečíku s osou y. To je bod #3, součinitel vnějších obvodových konstrukcí, označíme ho KF. Součinitel vynásobíme průměrnou teplotou, která je v regionu v zimních měsících (najdeme ji ve «Stavební klimatologii»).

Pro místnosti se dvěma vnějšími stěnami byl vyvinut jiný nomogram. Pro práci s ním bude kromě plochy místnosti potřeba také údaj o výšce stropů.

Při výpočtech tepelných ztrát pro místnosti se dvěma vnějšími stěnami je třeba kromě plochy místnosti zohlednit také výšku stropů.

Pro výpočet tepelně technických charakteristik kamen s uzavřenými povrchy obrácenými do místností se používají korekční součinitele. Pokud jsou uzavřeny jedna nebo dvě boční plochy, získané hodnoty se násobí 0,75.

Periodicita vytápění pece

Podle periodicity přikládání paliva a specifik jeho zpracování se kamna dělí do dvou skupin:

• Periodického provozu. Jsou to kamna, do kterých je třeba přikládat dřevo a topit několikrát denně. Vzhledem k tomu, že teplota v jejich topeništích někdy dosahuje 1000°, vyznačují se silnými stěnami. Obvykle se kladou do ¾ nebo do 1 cihly.
• Nepřetržitého hoření. Tato kamna nejsou určena k akumulaci tepla, proto mají tenké stěny zděné na půl cihly nebo na ¼. Palivo vložené do typického šachtového topeniště v takových kamnech doutná přibližně jeden den a postupně uvolňuje malé množství tepla.

Protože pro nepřetržité hoření je vyžadován pravidelný přísun velkého množství kyslíku, v chatových domácnostech se tyto konstrukce příliš neuchytily. Pravda, výborně zvládají vytápění velkých rodinných domů, výrobních a komerčních budov s vlastní kotelnou a mechanickým nuceným větráním.

V nízkopodlažních venkovských domech se převážně instalují kamna s periodickým provozem. Topí se jednou nebo dvakrát denně, teplo uchovávají od 12 hodin až do plných 24 hodin.

Kamna s periodickým provozem se vybírají s ohledem na preferovaný počet topných cyklů za den. Ve středních zeměpisných šířkách by se mělo topit dvakrát za 24 hodin.

Stejně tak v severních regionech, ale topení na severu se prodlužuje. Na jihu naší země stačí topit jednou.

Ruská pec – typický představitel kombinovaného topného a kuchyňského zařízení, ve kterém se vaří jídlo, peče chléb, suší věci a vytápí místnosti.

Geometrické parametry zařízení

Půdorysně většina varných ohnisek a topných-varných kamen připomíná obdélník. Varné desky jsou většinou obdélníkové, zatímco kombinované konstrukce jsou čtvercové nebo obdélníkové.

V ruských variantách jsou konstrukce obvykle doplněny přistavěnými cihlovými lehátky, spacím místem na horní ploše pece. Ke kamnům se přistavují nejen lehátka, ale také stupně a výklenky pro sušení věcí, sušení hub do zásoby a podobné účely.

Topná kamna bývají obdélníková, čtvercová a dokonce kulatá, tzv. irská. Kulaté varianty se staví v kovovém rámu, díky němuž je možné zdění do ¼ cihly. Tím je zajištěna pevnost a zvýšena tepelná účinnost.

K tlustostěnným modelům patří ruská kamna a topné agregáty zděné s tloušťkou stěny od poloviny do celé cihly. Všechny konstrukce stavěné s tloušťkou stěny do ½ cihly patří do třídy tenkostěnných.

Příklad stavby kulatých holandských kamen s kladením cihel na krátké hrany pro vytvoření stěn v kovovém plášti. Není to nejjednodušší, ale zajímavá varianta.

Pokud přemýšlíte, jak s co nejmenšími náklady postavit účinná cihlová kamna v domě určeném k trvalému bydlení, pak je lepší dát přednost obdélníkové nebo čtvercové topně-varné konstrukci. Zcela přípustná je stavba varného ohniště a topné holandské kamen.

Pro chatu se docela hodí miniaturní čtvercová nebo kulatá tenkostěnná kamna, pokud se neplánuje vaření. Mezi kombinovanými variantami bude optimální jedna z malých odrůd ruských nebo švédských kamen.

Doporučujeme také přečíst článek o tom, jak postavit mini ruská kamna svépomocí. Více informací – přejděte na odkaz.

Tři možnosti zdění pece s řaděním

Stavba zděných kamen je poměrně nákladná záležitost. Nejskromnější varianta pro malou chatu může v průměru stát 30 000 Kč. Proto není málo těch, kteří chtějí postavit jednoduchá kamna v soukromém domě bez kamnářů, tedy vlastníma rukama. Při uskutečnění tohoto nápadu jsme rádi, že můžeme pomoci samostatným řemeslníkům.

Hned na úvod upřesníme, že v navržených řadách je rozebrán pouze postup stavby pecního tělesa – hlavní části stavby s funkčními komorami a kanály.

Nezabýváme se stavbou základů, protože jeho hlavní zásady jsou uvedeny v jiném článku na našich stránkách. Nerozebíráme zdění komína v podkroví nebo mansardě a nad střechou. Nenabízíme projekty a řady složitých dvoupatrových topných konstrukcí, ale představujeme nejjednodušší schémata.

Varianta #1: ruská pec s vysokou lavicí

Tuto univerzální pecní konstrukci staví ve středních a severních šířkách naší země. Topit ji lze jednou/dvakrát v závislosti na povětrnostních podmínkách. Pokud je palivo vkládáno jen jednou denně, bude tepelný výkon agregátu 2100 kcal/h. Při dvou topeních výkon vzroste na 3000 kcal/h.

Jedna z nejjednodušších variant cihelné pece je vybavena minimem přístrojů. Bude potřeba pouze klapka a kouřová šoupátka.

Při jediném denním topení boční a zadní plochy tělesa vytvářejí celkem 1200 kcal/h, strop bude vyzařovat 500 kcal/h a přední stěna 400 kcal/h. Dvě topení zvýší uvedené hodnoty na 1750, 700 a 550 kcal/h v uvedeném pořadí.

Jako u většiny ruských kamen je pod šestkem (vnějším okrajem topeniště, na který se staví nádobí s jídlem před vložením do ústí nebo před vyjmutím) výklenek. Nazývá se podpečí a je určeno k ukládání pomůcek pro údržbu zařízení.

Výkon umožňuje bezchybně vytápět plochu až 30 m². Zvláštností popisované konstrukce je přítomnost klenutých stropů nad technologickými otvory. Pokud existují pochybnosti, že budou provedeny ideálně, lze je postavit bez kleneb, jednoduše jako obdélníky.

Na základ kamen postavený odděleně od základu domu se před vztyčením tělesa pokládá hydroizolační vrstva. Během výstavby se část tělesa zasypává pískem se štěrkem, rozbitým sklem a cihlami pro zvýšení tepelné výkonnosti.

Startovní první řada se klade celoplošně, pro její stavbu se obecně doporučuje použít cementovou nebo vápennou maltu. Následující tři řady od 2. do 4. se staví ve tvaru studny, ale s otvorem pro podpecí umístěným na přední straně. V každé řadě se cihly kladou s vazbou, tj. s přesazením spár.

V 5. řadě začíná zakládání klenby, která se osazuje na vyrobené tvarové bednění z prken nebo zbytků překližky. Na podporu prvků se u cihel otesávají patky. Poté se kladou dva řady 6 a 7 s vazbou, přičemž se současně staví klenba. Při stavbě 8. řady se klenba uzavírá.

Stavba pece v řadách 8, 9, 10 se provádí v jedné cihle. V 11. řadě se překrývá chladná pec. Na povrch se nasype písek tak, aby vznikl sklon k zadní stěně pece.

Ve 12. řadě se provádí zhotovení dna – souvislé cihlové plochy. Klade se přímo na nasypaný písek. Jelikož tato část pece bude v kontaktu s přímým ohněm, je při stavbě lepší použít žáruvzdornou cihlu. Pokud dno není dokonale rovné, vyrovná se přisypáním písku shora a obroušením povrchu.

Od 13. do 16. řady se zakládá ohniště. Stavba se provádí na ¾ cihly. Prvky se kladou s vazbou, ale malta se nepoužívá. Cihly se otesávají pod úhlem 45°, aby bylo možné vytvořit zámky.

V 17. řadě se zakládá další klenba, formují se ústí a zadní stěna pece. Nakonec se zároveň zhotoví základ pro stavbu varné komory. Ta se staví z cihel postavených na hranu. Patky se otesávají.

V 18. řadě se přistupuje k vyzdívání stěn pece. Prostor mezi varnou komorou a topnou částí se vyplní pískem s rozbitými cihlami. V 19. řadě se opět provádí klenutý otvor, který je umístěn nad šestkem a za ním je zhotoveno ústí pece.

Proces kladby předkládané pece je schematicky znázorněn v rozpisů řad, které je třeba dodržet pro dosažení bezchybného výsledku.

Ve 20. řadě se kladba provádí tak, aby se stěny vyrovnaly a otvor nad šestkem se zmenšil. Od této řady začíná stavba přetrubí. V 21. řadě se stavba provádí stejně jako v 19. řadě.

Klenba se uzavírá ve 22. řadě. Vpravo od přetrubí se zhotovuje základ komory určené pro sběr sazí. Ze stejné strany se otesávají cihly pro instalaci klapky, která přeruší kouřovod pro zachování tepla v mrazivém období.

Od 22. do 32. řady se staví přetrubí, instalují se závěrky klapky, buduje se kouřovod o průřezu 26×26 cm.

Poté se provádí stavba komínu a instaluje se přídavná klapka. Rám pro klapku se vyrábí z kovového úhelníku nebo pásu tloušťky 3 mm.

Varianta #2: vylepšená pec «Tepluška»

Aby se odstranila hlavní nevýhoda zděných pecí – nerovnoměrné vytápění, jsou standardní konstrukce modernizovány. Příkladem toho jsou kamna zvaná „Tepluška“, u nichž je část spalin z varné komory odváděna přímo do komína, zatímco větší část obíhá v kouřových obězích, aby produkovala teplo do místností.

Při poměrně malých rozměrech se kamna Tepluška vyznačují zvýšeným výkonem. Díky změnám v konstrukci se tepelný výkon zvýšil 2,5krát.

Tato stavba patří do třídy kapucových pecí. Konstrukčně představuje jeden velkorozměrný kapucový prostor, který je podložím rozdělen na dvě komory: varnou, umístěnou nahoře, a topnou, umístěnou dole. Pro upevnění podloží uvnitř prakticky duté konstrukce je instalováno několik sloupků.

Komory jsou vzájemně spojeny čtyřmi otvory umístěnými po stranách podloží. Těmito otvory jsou spaliny z topeniště směrovány do varného oddílu, poté jsou přesměrovány dolů do topné zóny a odtud jsou odváděny do atmosféry. Výška komínového tělesa musí být nejméně 5 m, přičemž se počítá od spodu topeniště.

Díky nestandardní konstrukci je výkon kamen zvýšen přibližně 2,5krát. Zahřívají se rychleji a ochotněji předávají teplo do místností, což znamená, že k dosažení a udržení požadované teploty bude potřeba méně dřeva. Na stavbu však spotřebujete stejné množství cihel, pojiva a izolačního materiálu jako na stavbu ruské pece.

Během dvou topení kamna vyprodukují 3200 kcal/hod. Agregát je vhodný pro obsluhu plochy 35 m².

K předloženým výkresům konstrukce pece Tepluška je přiložen přesný výpočet spotřeby materiálu, který bude při stavbě agregátu potřeba.

Komín je posunut stranou od topeniště. Ve spodní části kouřového kanálu jsou dva otvory, kterými je vychladlý kouř odváděn mimo dům. Je zde klapka, která umožňuje odvádět plyny z varné komory v letním období, aniž by byla zapojena topná část.

Vaření v takových kamnech probíhá při zavřené klapce, proces je sledován průhledem v ní zabudovaným.

Nebudeme se zdržovat rozborem řadových schémat, schémata podrobně ukazují zdění. Jen poznamenejme, že ve 21. řadě se překryv zasype pískem a drcenými cihlami, aby se zvýšil tepelný výkon stavby.

Postavit pec Tepluška lze v čistě topné variantě nebo ve varně-topné. Zdivo pro tyto konstrukce se v řadách 19 až 35 liší.

Varianta #3: jednoduchá pec s štítkem

Příznivce jednoduchých topých a varných agregátů chceme potěšit maximálně jednoduchou konstrukcí. Tato kamna jsou určena k vytápění malé plochy 15-20 m².

Při použití uhlí v kamnech není nutné obkládat topeniště šamotovými žáruvzdornými cihlami. Je přípustné použít plné červené cihly.

Princip činnosti těchto kamen je také maximálně jednoduchý. Plyny z topeniště vstupují do varné komory. Odtud přecházejí do strany, poté se přesouvají do kouřových kanálů vytvořených v zadní stěně.

Podrobně se seznámit s konstrukcí cihlových topných a varných kamen umožní řezy. Pro vytápěcí účely jsou v konstrukci zajištěny 3 kouřové kanály stejné velikosti.

Aby se lépe prohřívala spodní část kamen, je vytvořen horizontální kanál, ve kterém se kouř dlouho zdržuje.

Po prohřátí spodní části cihlové stavby přechází kouř pod tlakem další dávky do tří výše umístěných vertikálních kanálů, z nichž dále uniká do atmosféry.

Při stavbě kamen pro malý venkovský dům nebo chatu pomohou plány vyvinuté na pomoc samostatným řemeslníkům

Závěry a užitečné video k tématu

Videoinstruktáž ke stavbě topného a varného agregátu:

Videoprůvodce o správném překrytí horizontálních kanálů v kamnech a základních postupech jejich provedení:

Videolekce o provedení obložení topeniště žáruvzdornými cihlami:

Stavba cihlových kamen ve venkovském domě vyžaduje soustředěnou pozornost, promyšlený přístup a uvážlivé posouzení. Taková práce nesnese spěch. Nezáleží na tom, zda se sami pustíte do stavby nebo budete kontrolovat najaté kamnáře, je třeba se důkladně seznámit s problematikou konstrukce a zdění, v čemž jsme se vám snažili pomoci.

Pokud víte z první ruky, jak se stavějí cihlová kamna, podělte se prosím o své znalosti s našimi čtenáři – zanechte své komentáře v bloku níže. Tam také můžete položit otázku k tématu článku a my se pokusíme na ně rychle odpovědět.