Голландская печь (голландка) - принцип работы, области применения, строительство, декор
Печь-голландка, без сомнения, один из самых, если не самый заслуженный из дровяно-угольных отопительных приборов. Она исправно греет множество людей и по сей день. Из массы ее достоинств (которые будут перечислены ниже) едва ли не самое главное – голландку может сложить своими руками человек, владеющий начальными навыками каменщика, а то и вовсе зеленый новичок. Только внимательный и аккуратный.
Устройство голландки
Схема классической, изначальной голландской печи представлена на рисунке. Принцип ее действия прост: путь прохождения дымовых газов искусственно удлиняется, отчего они полнее отдают тепло телу печи. Никаких физико-химико-термодинамических тонкостей не предусмотрено, поэтому и нарушить что-то в дымообороте не проще, чем сломать топор.
Сложилась такая конструкция под влиянием специфических условий средневековых Нидерландов. Исконная голландка – отопительная печь для жилых помещений; готовили на камельке или очаге.
Во-первых, в Голландии всегда было тесно. Свои поля – польдеры – голландцам приходилось отвоевывать у моря. «Плясать от печки» голландцы не могли себе позволить; печку нужно было встроить в дом, который, в свою очередь, возводился сообразно доступному клочку земли. Требовалась конструкция простая, компактная и пластичная – первые голландки выкладывались по месту, а устоявшиеся конструкции выжили потом в результате естественного отбора.
Поэтому каноническая порядовка, как для русской печи, для голландки как таковая отсутствует. И ныне голландки зачастую разрабатываются под конкретные требования; для этого используются компьютерные программы. Благодаря простоте заложенных в голландку принципов ее теплотехнические свойства от этого меняются мало, лишь бы были выдержаны основные пропорции.
Во-вторых, климат Голландии, как и всей Западной Европы, формируется под влиянием Гольфстрима, и поэтому зимой весьма неровен: плюсовая оттепель может внезапно смениться суровым морозом. В целом зимы мягкие. Поэтому требовалась печь, способная быстро разогреваться от минимальной закладки топлива. Этого добились большим отношением площади извилистой внутренней поверхности к объему использованного материала. Но он также не мал, поэтому голландка сочетает в себе быструю прогреваемость с неплохой теплоемкостью.
В-третьих, налог на недвижимость домовладельцы платили «с дыма», с дымовой трубы. Чем больше дымоходов, тем больше и наклад на хозяйство. Именно поэтому и понадобился боковой выход дымовых газов, чтобы несколько или сразу много печей выводить на одну трубу. Тут возникает проблема совместимости печей, чтобы та, что топится сильнее, не заставила дымить прочие, вытеснив их выходы из дымохода. Но довольно сложный на вид лабиринт каналов на деле выложить не так уж сложно, а вот продуть обратно трудно. Это же обеспечило отсутствие задымления при задувании в трубу, что в приморской Голландии не редкость.
Наконец, из-за той же тесноты городские голландские дома тянулись в высоту. 5-6-ти эажное строение в XIV-XV вв. в Голландии не было удивительным. Но бетонных перекрытий тогда не было, поэтому печь должна была быть легкой и, следовательно, мало материалоемкой. В целом голландская печь приобрела некоторые свойства коробчатых сотовых конструкций, в том числе и прочность, во времена, когда и понятия такого не было.
Примечание: первоначально голландки делались с глухой топкой. Но вскоре сами же голландцы добавили в свою печь поддувало с дверкой и колосниковую решетку. Тогда же и свод топки перестали делать арочным; теперь печки могли класть мастера квалификации ниже средней.
А вот приспосабливать печь к бросовому топливу не было нужды. Голландцы никогда не были бедной нацией. Селедка, треска, камбала, высококачественные продукты животноводства, морская торговля – и в захудалых на вид рыбачьих домишках в шкафу обязательно хранился увесистый мешочек золотых гульденов. А рядом были богатые угольные залежи севера Франции и Германии.
🔥Чем голландка хороша?
✔Изменения в конструкции мало влияют на прочность и эффективность печи, лишь бы совсем грубых ошибок не было.
✔Запас функциональности: изначально отопительную, голландку можно сделать и с плитой, и греть она будет так же без дополнительных сложных расчетов.
✔Малые габариты – размеры голландки можно довести до 0,5х0,5 м в плане.
✔Небольшой расход материала – на большую голландку нужно 650 шт. кирпича, в то время как на малую русскую печь – не менее 1300. А греет большая голландка как большая русская, на которую уйдет 2500 кирпичин.
✔Небольшой вес как следствие малой материалоемкости: сосредоточенная нагрузка от голландки не превышает предельно допустимой для большинства типов междуэтажных перекрытий.
✔Растяжимость – развитие надтопочной части в высоту не ухудшает КПД печи. Голландку можно вытянуть на 2 этажа. Известны 3-х и 4-х этажные голландки.
✔Непривередливость к материалам: малая толщина стенок и рациональная общая конфигурация делают голландку слабо чувствительной к тепловым деформациям. Из качественного огнеупорного кирпича нужно выкладывать только топку. На дачах и в частных домах советской постройки можно встретить голландки из пустотелого или даже пережженного кирпича-железняка, и ничего, стоят, греют.
✔Плавный перепад температур по ходу дымовых газов и несложный газоход: всегда найдется пространство, куда может быть встроена хлебопекарная духовка или водогрейный короб.
✔Голландка очень быстро прогревается и довольно медленно остывает. При нерегулярном пользовании перерасход топлива на протопку незначителен.
✔Не нужна регулярная топка и «разгонная» протопка после длительного простоя: приехали на дачу – можно сразу топить на прогрев, не опасаясь трещин.
✔Повышенная теплоотдача: большая голландка может обогреть 60 кв. м, в то время как большая русская печь едва ли 45.
🔥И что в ней плохого?
✔КПД – в лучшем случае на твердую четверку, т.е. 40% с небольшим. Есть, довольно сложные, конструкции голландок-«отличниц», но до феноменальных показателей русской печи им все же далеко.
✔Если забыть после топки закрыть вьюшку, выстывает чуть ли не мгновенно: система каналов действует как сифон, затягивающий холодный воздух. Это принципиальный недостаток канальных печей; колпаковые (см. далее) от него свободны.
✔Непригодна для топки быстро сгорающим бросовым топливом: веточным хворостом, соломой, сухим камышом, кураём. Гореть-то оно горит, но все тепло тут же вылетает в трубу. Оптимальный режим топки голландки – тление.
✔Требует, вследствие не очень высокой теплоемкости, не менее 2-х протопок в сутки. По уставу внутренней службы советской армии в казармах с печным отоплением истопник должен был проверять и подтапливать печи каждые 4 часа.
✔При топке дешевым высокозольным топливом в дымоходе оседает много сажи. В европейских городах вплоть до XX в. загорание сажи было весьма распространенным бедствием, а трубочист – одной из самых востребованных профессий.
✔Очень боится перетопки: «пережгаленная» голландка может выделять угарный газ
🔥Материалы и технология
Голландка, как уже было сказано, к качеству материалов нетребовательна. На ее кладку пойдет полнотелый керамический обожженный кирпич среднего качества (немного трещиноватый) или даже б/у. Раствор – глиняный средней жирности консистенции сметаны; сгодятся имеющиеся в продаже готовые сухие смеси. Сложить печь-голландку можно, умея выложить прямую стенку с перевязкой швов. Если и неказистая получится, греть все равно будет.
🔥Малая дачная
Малая дачная печь-голландка пригодна для отопления помещения 16-20 кв. м. дровами или углем. Порядовка приведена на рис. 1 Повторяя пояс из рядов 17,19, 21 и 18, 20, 22, печку можно наращивать в высоту сообразно высоте помещения. Компактность печи достигается своего рода сворачиванием дымооборота в кольцо. Размеры малой дачной печи-колонки в плане – всего 520х520 мм.
🔥Дачка с плитой
Эта дачная печка (порядовка – на рис.2) уже сложнее и немного пошире (770 мм), но имеет бесконфорочную варочную поверхность. Кулинарных шедевров на ней не сготовишь; можно разогреть привезенное с собой или сварить какую-то незатейливую снедь. Но, как и описанная выше малая печь, устойчиво работает в режиме тления и поэтому отлично подходит для стерилизации заготовок при домашнем консервировании на месте сбора. От чего «закрутки» получаются гораздо вкуснее.
🔥Большая отопительная
Это уже вполне серьезная голландская печь, см. порядовку на рис. 3 Может обогреть до 50 кв. м. Конструкция доработана, чтобы сделать печь похожей на шкаф по габаритам – классическая голландка все-таки загромождает квартиру.
🔥Печь Грум-Гржимайло
Печь Грум-Гржимайло строится поясами; соответственно разбит на секции и ее кожух. Ряды выкладывают в кожух, как в опалубку, затем кожух наращивают, выкладывают следующий пояс и т.д. Кожух изготавливается из кровельного железа, но для самодельщика, даже очень опытного, представляет серьезную проблему: собранный пустой, до кладки, должен быть ровным и стоять устойчиво, иначе готовая печь может просто рухнуть. Варить кожух нельзя, уведет. В продаже есть готовые кожухи для круглых печей, они комплектуются колосниками, дверцами, вьюшками, задвижками, подробными порядовками и спецификациями с техпараметрами.
На рисунке 4 – чертежи и порядовка печи Грум-Гржимайло. Колосниковая решетка условно не показана. Сужение хайла, в отличие от русской печи, может быть ступенчатым; здесь его роль попроще. Печь вверху греет сильнее, чем внизу (колпак!), поэтому ставить ее нужно в дальнем от окна углу. Также необходим фундамент с гидроизоляцией с учетом того, что верх первого ряда должен приходиться на уровень чистого пола.
А как же круглые голландки, облицованные изразцами? Их что, каким-то хитрым способом на сталь клеили? Нет, круглая изразцовая голландка – это кирпичная печь в кирпичном же футляре. Футляр можно выложить из лицевого кирпича на цементно-песчаном растворе, но тоже поясами. Для ровности используют разъемную скользящую опалубку из досок.
Футляр, ради плавности обвода и меньшего теплового сопротивления, кладут ложковыми кирпичами, поставленными стоймя. Это же даст меньшее уширение швов кнаружи, что важно с точки зрения тепловых деформаций. Но такой способ кладки, чтобы добиться приемлемой прочности, требует 100% перевязки швов по горизонтали и вертикали. Поэтому кладку ведут, строго чередуя цельные кирпичи с половинками; схождение цельных с цельными и половинок с половинками недопустимо.
Если такая кладка печи рассчитывается самостоятельно, помучиться с расчетом приходится изрядно: то кирпичи футляра слипаются, то тело печи или не помещается в футляр, или болтается в нем; максимально допустимая толщина шва между футляром и телом – полдюйма, 13 мм. Приходится 3-4 раза делать итерацию, пока все не сойдется.
Выложив 1-3 ряда футляра (для сложных поясов меньше, для развитых вверх – больше), дожидаются полного высыхания кладочного раствора. Затем, на снимая опалубку (ее лучше изнутри обшить полиэтиленом, чтобы не присохла), выкладывают соответствующий пояс тела печи на глине. По его полном застывании опалубку разбирают, передвигают вверх с напуском внизу, надежно подпирают, тщательно выверяя ровность и отвесность, и кладку продолжают.
Примечание: верха проемов в футляре подкрепляют самодельными бетонными изогнутыми балочками. Сталь не годится из-за большого ТКР.
Через две недели готовую печь можно штукатурить и облицовывать. Затем, еще через две недели – пробная протопка минимальной порцией высококачественного топлива. После нее – еще две пробных с увеличением загрузки топки до максимума, и только после этого печка готова к эксплуатации.
Еще примечания:
Подковообразный дымовой канал внизу колпака печи Грум-Гржимайло требует регулярной прочистки; это ее серьезный недостаток, почему таких печей и было построено мало. При самостоятельном проектировании не забудьте предусмотреть две прочистные дверцы по окружности, на чертеже показаны.
В кирпичном футляре можно строить любую круглую печь под облицовку. Но работа эта, как видим, чрезвычайно сложная и ответственная.
