Научно-технический анализ методической литературы по технологии изготовления каминов
Отопление — это средство создания необходимых комфортных условий для жилья. Наиболее доступным видом отопления индивидуальных жилых домов является отопление с помощью печи и камина. Помимо своего функционального назначения (обогрев, приготовление пищи) печь и камин играют большую роль в формировании интерьера жилища. Поэтому кроме технических характеристик к печам и каминам предъявляют определенные требования в плане архитектуры и дизайна.
Камины — простейшие печи, предназначенные для быстрого обогрева жилища, однако они имеют невысокую степень теплоотдачи. Печи-камины — симбиоз печи и камина, вобравший в себя лучшие качества обоих устройств. Печь-камин дает возможность быстро обогреть помещение с помощью камина и длительное время поддерживать тепло за счет печи.
В настоящее время существует обширная литература, содержащая подробные чертежи различных конструкций печей и каминов, из которых мастер-любитель может выбрать наиболее подходящее отопительное устройство, исходя из функциональных и архитектурных соображений.
Поскольку на уроках технологии не введено изучение печных работ, исходя из этого - выбранная тема курсовой работы является актуальной.
Объектом работыявляется изучение технологии печных работ.
Предметом работыявляется проектирование камина.
Цельюявляется разработка и изготовление методического пособия при проектировании камина.
Гипотезаданной работы сводится к тому, что выполнение проектной деятельности эффективно если:
1. В содержание обучения будут введены изучение печных работ.
2. Для наибольшей эффективности освоения материала на занятиях будут использоваться учебно-методическое пособие.
Задачами курсовой работы являются:
1. Обзор теоретической и методической литературы по теме курсовой работы.
2. Провести анализ проектируемого камина.
3. Разработать методическое пособие при проектировании камина.
Методами курсовой работыпри выполнении поставленных задач являются:
1. Теоретический анализ научно-технической и методической литературы по данной работе.
2. Применение логических приемов сравнения, анализа, синтеза, абстрагирования и обобщения для построения дедуктивных и индуктивных умозаключений, представленных в изложении данной работы.
Хотя камин и не относится к эффективным видам отопления, он всегда будет желанным элементом в любом интерьере: может ли сравниться обогрев батареей парового отопления с уютным теплом живого огня? Поэтому для большинства, конечно, вопрос заключается не в том, иметь камин или нет, а в том, где и как его встроить.
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ И
МЕТОДИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАМИНА
1.1. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ О МАТЕРИАЛЕ
Как следует из Большой Советской Энциклопедии, «строительный кирпич - искусственный камень правильной формы, сформированный из минеральных материалов и приобретающий камнеподобные свойства после обжига или обработки паром. По виду исходного сырья и по способу изготовления различают силикатный кирпич (известково-песчянный), получаемый автоклавным способом, и глиняный обожженный (обыкновенный и лицевой)» (3).
В бывшем Советском Союзе главным образом производили кирпич размером 250х120х65 мм, а также 250х120х88 мм (т.н. полуторный). В зависимости от предела прочности при сжатии (в кгс/см2 или МПа) кирпич подразделяют на марки 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300.
Кирпич является самым древним строительным материалом. Хотя вплоть до нашего времени широчайшее распространение имел во многих странах необожженный кирпич-сырец, часто с добавлением в глину резаной соломы, применение в строительстве обожженного кирпича также восходит к глубокой древности (постройки в Египте, 3-2-е тысячелетие до н.э.). Особенно важную роль играл кирпич в зодчестве Месопотамии и Древнего Рима, где из кирпича (45х30х10) выкладывали сложные конструкции, в том числе арки, своды и т.п. Ярким примером использования кирпичного строительства в России времён Иоанна 3 стало строительство стен и храмов Московского Кремля, которым заведовали итальянские мастера. «... и кирпичную печь устроили за Андрониковым монастырём, в Калитникове, в чём ожигать кирпич и как делать, нашего Русского кирпича уже да продолговатее и твёрже, когда его нужно ломать, то водой размачивают. Известь же густо мотыками повелели мешать, как на утро засохнет, то и ножем невозможно расколупить». До 19-го века техника производства кирпича оставалась примитивной и трудоёмкой. Формовали кирпич вручную, сушили только летом, обжигали в напольных печах-времянках, выложенных из высушенного кирпича-сырца. В середине 19-го века были построены кольцевая обжиговая печь и ленточный пресс, обусловившие переворот в технике производства кирпича. В это же время появились глинообрабатывающие машины бегуны, вальцы, глиномялки. В наше время более 80% всего кирпича производят предприятия круглогодичного действия, среди которых имеются крупные механизированные заводы, производительностью свыше 200млн. шт. в год (1).
Для производства обыкновенного строительного кирпича применяют всевозможные простые сорта легкосплавных песчанистых глин, а иногда и мергелистые глины, не содержащие вредных примесей грубых камней, известковых «дутиков», колчедана, гипса, крупных включений органических веществ и т.п.
При небольших производствах разработку глины производят вручную, а при больших часто применяют экскаваторы и механические лопаты, что также зависит от свойства глины, характера её залегания и т.д. Разработку очень плотных залежей глины производят взрывным способом.
На разработке глины получили распространение одноковшевые и многоковшевые экскаваторы. При некаменистых, но очень плотных глинах применяют экскаваторы с определённо направленными ковшевыми цепями. Эти машины имеют более сильные двигатели, но изнашиваются скорее. Производительность экскаватора зависит от характера глины, глубины её залегания, типа экскаватора и мощности двигателя и составляет от 15 до 60 м3/час (от 4800 до 19200 кирпичей). Доставка глины на завод производится в опрокидывающихся вагонетках.
При производстве строительного кирпича подготовка глины производится одним из следующих способов. Глину, подаваемую с карьера, сбрасывают в творильные бетонированные ямы, где она послойно разравнивается, заливается водой и оставляется на 3-4 дня. Затем глину подают сначала в склад или непосредственно на завод для переработки на машинах. По другому способу глину непосредственно с карьера подают на завод к дробильной и увлажняющей машине. В целях получения более однородной массы глину подвергают выветриванию и вымораживанию в невысоких (около 1м высотой и 2м шириной) на открытом воздухе. Способ обработки сырья зависит от его характера и рода изделия (11).
Для выделения камней из глины применяют иногда камневыделительные вальцы. Эти вальцы одновременно перерабатывают глину как гладкие вальцы. Камни подводятся к одному концу вальцов спиралями и по желобу выбрасываются.
Во многих случаях качество глины таково, что она может непосредственно поступать в ящичный питатель (бешикер), состоящий из 2-4 отделений, в зависимости от числа смешиваемых сортов глины (жирной и тощей). У выходного отверстия питателя помещается вращающийся вал с насаженными на него кулаками или подвижная грабля, которые подают подошедшую к выходному отверстию питателя глину, частично разбивают попадающиеся на пути куски и сбрасывают глину под бегуны. Под бегунами глина хорошо размалывается и продавливается через дырчатую тарелку бегунов (величина отверстий около 3 мм.). В бегуны нередко подбрасывают бракованный сырец. Иногда между питателем и бегунами ( большей частью при производстве черепицы) устанавливается увлажняющий шнек, куда поступает необходимое количество воды. Добавка воды к массе часто производится во время обработки её бегунами. В этом случае применяют так называемые мокрые бегуны (7).
1.2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КАМИНОВ
При проектировании каминов — большое раздолье для фантазии проектировщика-дизайнера и самого мастера-каменщика. Можно разработать множество вариантов конструкции каминов и их художественного оформления. Самое главное — создать гармонию между помещением и камином. Главным фактором является формирование интерьера, камин должен соответствовать пропорциям помещения, применяемым материалам для отделки (14).
Изучив все особенности помещения, в котором предстоит построить камин, можно приступить к проектированию камина. Первым делом необходимо рассчитать технологическую часть камина — топливник, дымосборник и дымоход.
Размеры топливника можно рассчитать по таблице, в зависимости от размеров помещения. В первую очередь рассчитывается проем топки. Проем топки — это теоретическая граница между топкой и помещением.
Пропорции между площадью проема топки и площадью отапливаемого помещения:
· при топке, открытой с одной стороны — 1:60 — 1:70;
· при топке, открытой с двух сторон — 1:50 — 1:60;
· при топке, открытой с трех сторон — 1:40 — 1: 50;
· при топке, открытой со всех сторон — 1:30 — 1:40.
Пропорции размеров топки максимальной ширины и максимальной высоты следующие:
· при топке, открытой с одной стороны — 1: 0,75;
· при топке, открытой с двух сторон — 1: 0,70;
· при топке, открытой с трех сторон — 1: 0,65;
· при топке, открытой со всех сторон — 1: 0,55 — 0,60.
Учитывается максимальная площадь дымосборника и расстояние между дымосборником и подом топки.
Далее, необходимо рассчитать размеры самой топки. Минимальная глубина топочной части без учета наружной кладки должна быть 360 мм, максимальная — 600 мм. В исключительных случаях допускается глубина до 800 мм. Наклон задней стенки топливника должен быть не более 20°.
Минимальные объемы топки камина:
Ø у топки, открытой с одной стороны, с наклонной задней стенкой — 0,05 м3, с вертикальной стенкой — 0,06 м3;
Ø у топки, открытой с двух сторон, с наклонной стенкой — 0,07 м3;
Ø у топки, открытой с трех сторон, с вертикальной стенкой — 0,08 м3;
Ø у топки, открытой со всех сторон — 0,12— 0,14 м3.
Следующий шаг — это расчет дымосборника камина. Размер дымосборника рассчитывается от нижнего горизонтального периметра. Нижний периметр рассчитывается от газового порога (карниза) и верхней горловины. Учитываются только внутренние размеры и сечение.
Далее необходимо учесть на каком фундаменте буден построен камин. Фундамент, либо основание, должен выдерживать большие нагрузки, учитывая значительный вес всего сооружения, включающего сам камин, дымоход, облицовку камина. Если камин ставится на междуэтажные перекрытия — они должны быть рассчитаны на предполагаемую нагрузку. Если же камин подвешивается на стену — вертикальные нагрузки и боковое давление должны приходиться на несущую стену или на вертикальные опоры (6).
Камин необходимо гидроизолировать от грунтовой влаги или испарений. Он должен иметь свою трубу, отвечающую требованиям действующих строительных норм и противопожарных правил. Место его размещения и сам камин должны соответствовать требованиям пожарной безопасности. Его можно строить только из негорючих материалов. В качестве теплоизоляции применяют следующие материалы: базальтовую и каолиновую вату, вермикулин, асбест. Строго запрещается строить камин на горючих деревянных перекрытиях.
Камин разрешается строить в помещении площадью более 12 м2 (объемом 30 м3), в которых имеется один проем или открывающееся окно. Горючие материалы конструкции вертикальной несущей стены должны быть отделены от стенки камина сплошной стеной с коэффициентом возгорания не ниже 2,5 часов.
Дверные и оконные конструкции, встроенные шкафы, изготовленные их горючих материалов, текстиля, оборудование из искусственных материалов, мебель и ковры не должны находиться в зоне теплового излучения топки камина ближе, чем 1000 мм, а от плоскости стенок камина, не ближе 250 мм.
Внешняя линия негорючих поверхностей, находящихся перед камином, должна находиться от вертикальной проекции внешней плоскости топки не ближе 600 мм, от цоколя камина и по бокам — 400 мм (3).
Для защиты от вылетающих искр площадка перед камином отделывается металлическим покрытием толщиной не менее 5 мм.
Применять материалы, содержащие известь, в конструкции топки запрещается.
В помещении с камином следует разместить порошковый огнетушитель вместимостью 5 кг. Он должен находиться рядом с камином, в доступном месте, не далее 10 м. Емкость для сбора золы делают из негорючих материалов.
Камин оборудуют поворотной заслонкой — шибером, либо чугунной закаленной задвижкой, легко открывающейся одной рукой и имеющей противоугарные отверстия.
Нельзя устанавливать камин с открытой топкой в помещениях и в участках здания, относящимся к пожароопасным классам А, В, С, и относящимся к III, IV и V классам огнестойкости.
Ящик для топлива (дров) отделяют от топки стенкой с предельным коэффициентом возгорания 4 часа, толщиной не менее 250 мм.
Когда будет полностью рассчитан проект камина с учетом всех теплотехнических, строительных, пожарных норм и правил, необходимо разработать дизайн камина, чтобы он соответствовал помещению, в котором его предполагается поместить.
Для исправной работы камина необходимо рассчитать подачу воздуха, необходимого для горения. Если в помещении, в котором построен камин, герметично закрываются окна и двери, необходимо обеспечить доступ воздуха с улицы через специальный канал в наружной стене дома. Подача воздуха в помещение должна регулироваться поворотной заслонкой, либо обычной металлической задвижкой в зависимости от времени года. Летом приточный канал может быть использован для охлаждения помещения путем естественной циркуляции, либо при помощи вентилятора (20).
1.3. АНАЛИЗ ПРОЕКТИРУЕМОГО КАМИНА
Промышленностью выпускается множество готовых очагов, которые можно купить и установить в доме.
Повышаются и эстетические требования к очагам. Около 20 лет назад печь была нужна в основном для отопления дома и имела практическое назначение. Печи штукатурили, белили, и это устраивало большую часть населения.
Современный очаг должен служить больший срок, быть экономичным и удобным в эксплуатации, к нему предъявляются повышенные противопожарные требования (17).
В настоящее время разработано достаточно много новых видов материалов, даже такого распространенного материала как кирпич. В Челябинске на кирпичном заводе «Кемма» разработан кирпич, имеющий стекловидную лицевую поверхность, таким кирпичом выполняется кладка и облицовка очагов. Разработаны различные цветовые гаммы. Самые распространенные цвета: коричневый (шоколад), белый (молочный), желтый, синий (разные оттенки), зеленый, золотистый, перламутра другие цвета и оттенки. Также разные виды поверхности кирпича - рельефная под «дикий камень», фигурная (фасонная). При использовании для кладки печей этот кирпич заменяет дорогостоящую изразцовую отделку и является по сути кирпичом-изразцом.
Материал, применяемый для нанесения на кирпич, прошел все испытания на прочность и экологичность. Он скрепляется с поверхностью кирпича при обжиге в тоннельной печи при температуре 1050 °С (12).
Среди множества проектов, представленных в литературе, большая часть рассчитана только теоретически и не доработана на практике, а также представлена с устаревшими конструкциями дымооборотов. У таких проектов повторяются теоретические и практические ошибки: не соблюдается перевязка швов кладки в полкирпича. Зачастую кирпич перевязывается в три четверти и даже в четверть кирпича, что ухудшает не только внешний облик очагов, но и их противопожарную безопасность; нарушается правило кладки внешнего (наружного) периметра очага и его внутренней кладки. Они не должны между собой перевязываться, так как имеют разную степень нагрева и коэффициент теплового линейного расширения, что приводит к растрескиванию (разрушению) кладки; также неприемлемы для перевязки внутренних частей очага материалы из стали (уголки, пластины), которые при нагревании коробятся и разрушают кладку очага; используется множество печных приборов, неприемлемых для соблюдения технологии печной кладки. Так называемые водогрейные коробки, бачки, стальные духовки значительно ухудшают противопожарную безопасность очагов, нарушается перевязка швов кладки и в результате коробления и быстрого прогорания этих приборов нарушается герметичность очага, и в итоге - попадание угарного газа в помещение. Значительно ухудшается качество работы очага — снижается тяга, подсос холодного воздуха в дымовые каналы (24).
Из-за несовершенных конструкций дымооборотов — неравномерный разогрев очага. Одна часть очага сильно разогревается, а другая значительно медленнее, что приводит к растрескиванию кладки очага. Также не соблюдается площадь сечений всех дымовых каналов, перевалов, подверток, дымовой трубы. В конструкциях печей множество задвижек, которые затрудняют эксплуатацию печи. Печь должна быть проста в кладке и удобна в эксплуатации. Если конструкцией печи предусмотрена саморегуляция тяги, если сделаны так называемые подсосные каналы (инжекционные), то тогда не нужны дополнительные задвижки, так как с этим устройством при растопке печи дымовые газы идут по наикратчайшему пути через подсосные каналы в трубу, минуя дымовые каналы. Таким образом, печь исправно работает, дымовые газы не попадают в помещение. Проще говоря — печь не дымит при растопке.
При проектировании очага необходимо рассчитать теплоотдающую поверхность печи и объем обогреваемого помещения. Топливник надо проектировать в зависимости от вида топлива. Если печь топится дровами, необходимо учитывать их длину, ведь в разных местностях заготавливаются дрова разной длины — от 30 до 70 см, а иногда и до 1 м, так называемые «ленивые» дрова. Исходя из этих особенностей, необходимо проектировать длину топливника.
При проектировании отопительно-варочных печей необходимо учитывать высоту кухонной плиты в зависимости от роста тех, кто будет ею пользоваться. Особенно следует обратить внимание на зону обслуживания печи, чтобы можно было удобно эксплуатировать очаг, должно быть предусмотрено место для кратковременного хранения топлива. Также, по возможности, не ставить рядом с топкой деревянные конструкции, при необходимости — предусматривать их защиту негорючими материалами (30).
При проектировании дымовой трубы необходимо правильно рассчитать ее расположение, чтобы по окончании строительства печи труба не упиралась в междуэтажные несущие балки перекрытия и стропила, и расстояние между ними было не менее 90 см.
При проектировании дымоходов необходимо учитывать, какие отопительные устройства будут к ним подключены и какой мощности, возможность монтажа внутри них металлических или керамических труб с теплоизоляцией. Так как кирпичная кладка, выполненная при строительстве дома каменщиками может быть сделана непрофессионально. Не соблюдена герметичность кладки, применен неполнотелый кирпич, внутренние поверхности дымохода неровные, имеют выступы раствора из швов, а также возможен перегрев капитальной стены из-за длительного пользования очагом еще во время строительных работ. Стены могут растрескаться, отвалятся материалы, которыми отделана стена. Если это горючие материалы, это может привести к возгоранию и пожару.
ГЛАВА II. РАЗРАБОТКА И ИЗГОТОВЛЕНИЕ МЕТОДИЧЕСКОГО ПОСОБИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ КАМИНА
2.1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ КАМИНА
Как самостоятельно спроектировать кирпичную печь, камин или уличный очаг?
Для этого необходимо изготовить уменьшенные модели кирпичей из дерева следующих размеров и количества: длина 60 мм, ширина 30 мм, толщина 15 мм в количестве 1000 шт. Эти размеры равноценны полномерному кирпичу. Поперечные половинки кирпича — 30x30x15 мм — 300 шт.; трехчетверки — 30x45x15 мм — 150 шт.; четвертинки — 30x15x15 мм — 150 шт.; продольные половинки — 60x15x15 мм.
Имея модели таких кирпичей, даже начинающий печник сможет сконструировать свои первоначально несложные конструкции очагов, зная при этом их устройство, системы дымооборотов, динамику движения дымовых газов, основы теплотехники, физические и теплотехнические свойства материалов.
Сначала вы должны определить правильность чертежей, так как зачастую из книги в книгу повторяются одни и те же ошибки. Проверить теоретически направление дымовых газов, сечение дымовых каналов, подверток, перевалов, перевязку швов кладки в полкирпича. Сделать определенные выводы и попробовать усовершенствовать уже имеющиеся конструкции. Если на моделях кирпича у вас теоретически получается, тогда можно попытаться сложить кирпичную печь, учитывая еще и характеристики того помещения, в котором будет находиться эта печь.
Камин, пожалуй, один из самых старых видов отопительных приборов. Свое происхождение он ведет от обыкновенного открытого очага — костра, располагавшегося посреди жилища. Дым от костра сначала уходил через щели в крыше, затем стали сооружать специальный дымоход (трубу) из дерева. Впоследствии, чтобы повысить эффективность удаления дыма, над очагом стали располагать дымосборники. которые из-за высоких температур отводимых газов в непосредственной близости от очага пришлось делать из несгораемых материалов — камня, кирпича, металла. Так возник - камин. Известно много конструкций каминов: старогерманский, старо-французский, английский, эстонский, камины-калориферы и т. п. КПД камина невысок — до 10— 20%, так как в отличие от печи он не имеет дымооборотов, и поэтому почти весь нагретый воздух, так и не передав всю теплоту помещению, уходит в атмосферу. Нагрев помещения происходит в основном только в результате лучеиспускания в момент горения топлива. Так почему яге камин все больше и больше привлекает внимание застройщиков? Прежде всего потому, что он украшает помещение и, кроме того, является источником хорошего настроения. При этом камни — великолепное вентилирующее устройство, обеспечивающее быстрое и эффективное проветривание и просушивание помещения, что очень ценится садоводами и дачниками, возвращающимися весной в свой холодный и отсыревший дом.
Рассмотрим устройство одного из самых распространенных каминов — английского, конструкция в соотношения размеров которого являются итогом многовекового опыта. Для улучшения теплоотражающих свойств топливник камина имеет в сечении форму трапеции, и поэтому нагретые боковые стенки его излучают теплоту в сторону помещения. Задняя стенка топливника поднимается вертикально вверх на 36—38 см И затем, изломившись под углом 20°, образует наклонное зеркало, направляющее тепловое излучение к полу. Зеркало поднимается па 15—20 см выше портала. Над зеркалом располагается дымосборник, имеющий пирамидальную форму. Наличие у дымосборника плоского или лоткообразного пода, образующего «дымовой зуб», и пирамидальная форма дымосборника предотвращают дымление камина из-за опускания в топливник потоков холодного воздуха из дымохода.
В районе «дымового зуба», с зад ней пли боковой стороны, устраивают окно для удаления скапливающейся там при чистке дымохода сажи. Шибер может быть поворотами («баран») или обычным, сделанным в виде традиционной печной задвижки. Лучшее место для поворотного шибера — конец «дымового зуба»; печную же задвижку удобное располагать в горловине дымосборника или в дымоходе. Пол камина и портал должны быть выше уровня пола — это уменьшит влияний воздушных потоков в комнате на процесс горения топлива. Перед порталом (па 50 см) и по его бокам (па 30 см) устраивают пол из огнеупорного материала (кирпича). Площадь портала должна быть равна приблизительно 1/50 площади помещения. Камин большего размера будет переохлаждать комнату я вызывать сквозняки, малый — не согреет помещение.
Площадь пода, в свою очередь обычно составляет 0,7, а сечение дымохода — 0.1—0,15 площади портала. Подобными соотношениями связаны и другие элементы камина. Эти соотношения приводятся в таблице 1. Дрова в камине могут сжигаться как на плоском полу топливника, так и в металлической корзинке или на колосниковой решетке. В последнем случае пространство зольника используется не только для сбора золы, но и для дополнительного притока воздуха через решетку, что улучшает процесс горения. В некоторых случаях имеет смысл подавать в топливник воздух не из помещения, а снаружи, хотя бы частично. Разумеется, в таком камине должна быть зольниковая камера. Забирая, например воздух из подвала, мы существенно улучшим его вентиляцию. Ограничив же приток воздуха из помещения в зону горения, можно уменьшить подсос в него холодного наружного воздуха и этим улучшить температурный режим помещения. Кроме того, для повышения экономичности камина в его корпусе иногда устраивают специальные тепловые камеры, в которых комнатный воздух дополнительно подогревается от нагретых внешних стенок топливника. Часто теплообменники изготавливают из труб и, когда необходимо, устанавливают в топливнике.
Для улучшения тяги трубу камина делают на один метр и более выше конька крыши. Оголовку обычно придают форму пирамиды и защищают его зонтиком из кровельной оцинкованной стали или же устанавливают на нем дефлектор.
Гриль. Камин устраивают не только в доме, но и во дворе. Например, можно построить пристенный камин-гриль, который в отличие от обычного камина имеет открытый топливник и решетку, используемую для приготовления мясных блюд: в нем также предусматривают стойки для котелков и шампуров.
Такой гриль делают из железобетона или кирпича. Оригинально смотрится камин-гриль, установленный не у стены, а отдельно, например, в зоне отдыха.
Сложить камин — настоящее искусство, современное развитие которого, как ни странно, превзошло опыт большинства старых мастеров. Вариант, который здесь предлагается, имеет ряд преимуществ перед традиционно встречающейся конструкцией, но главное — его под силу сделать домашнему мастеру. «Секрет» состоит в том, что внутренняя часть топки представляет собой металлический корпус, который при правильном раскрое легко собирается и гарантирует точное соответствие всем требованиям к конфигурации камеры сгорания и дымосборной части, что исключает возможность ошибки, обычно непоправимой при обычной кладке. После того как сделан металлический корпус, вокруг него с некоторым отступом выкладывается камин любой формы, с любым расположением наружных элементов — все зависит лишь от умения, наличия материалов и художественного вкуса мастера. В данном случае мы представляем угловой камин.
Рис. 2. Схеме камина:
1 — кирпичный корпус, 2 — бетонная подушка. 3 — решетка воздуховода, 4 — решетка топки. 5 — декоративная доска. 6 — конус дымосборника, 7 — цилиндрическая проставив трубы, 8 — заслонка топки, 9 — швеллер, 10 — металлический корпус топки, 11 — труба-воздуховод, 12 — ручка заслонки поддувала, 13 — дверке полости золосборника, 14 — ящик-золосборник;
А — фундамент, Б — средняя часть, В — верхняя честь камина.
Он занимает небольшое место — 0,75 м2 и хорошо вписывается даже в скромное по площади жилище. Рассматриваемый вариант имеет двойные стенки, что позволяет холодному воздуху из помещения, пройдя через нижние отверстия, нагреваться от металлических стенок топки и уже горячим выходить через верхние отверстия. Поэтому уже спустя 10 минут после того, как разожжен огонь, в комнате, заметно теплеет. К лучистой теплоотдаче прибавляется и конвективная, что увеличивает отопительные возможности устройства при одном и том же расходе дров. Чтобы не забирать уже нагревшийся воздух помещения для поддержания процесса горения, под решеткой предусмотрена подача воздуха из внешней среды. Здесь же находится и ящик для сбора золы. Несколько слов о трубе. Ее поперечное сечение (по возможности квадратное) должно составлять 1/7—1/10 сечения переднего отверстия (зева) камина (в нашем случае труба имеет сечение 200 X 200 мм) — это обеспечит хорошую тягу. Желательно также, чтобы длина трубы была более 6 м (отсюда проблематично строительство каминов на верхних этажах). Если труба выходит близко от гребня крыши, она должна возвышаться, по крайней мере на 500 мм над ней, а если близко от свеса крыши, то как минимум на 1200—1500 мм над черепицей. В специальной литературе рекомендуют тепловую изоляцию трубы для получения лучшей тяги. Но опыт показывает, что и без этого, и даже при неблагоприятном расположении" трубы на внешней стене дома дрова горят прекрасно, без малейших признаков задымленности в помещении. Важно только, чтобы изнутри кирпичная труба имела гладкую поверхность — скажем, была тщательно оштукатурена.
2.2. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТОПКИ И ФУНДАМЕНТА КАМИНА
Единственная сложная операция здесь — ее раскрой из металлического листа толщиной 8 мм. Но зато такой материал позволит эксплуатировать корпус длительное время с учетом коррозии металла. Топка состоит из двух камер: сгорания и дымовой. Между ними находится заслонка, ее закрывают, когда камин не топится, — чтобы не выходил теплый воздух. По задней кромке заслонки приварен отрезок арматурного прутка 16 мм, служащий шарниром. Своими концами он входит в две трубки длиной по 40 мм каждая: они приварены к плите с двух сторон заслонки и играют роль втулок шарнира. Открывается и закрывается заслонка со стороны камеры сгорания, когда камин не горит. Для удобства к нижней стороне заслонки приваривается ручка — Г-образный стержень. Горизонтальное сечение камеры сгорания трапециевидное; этим повышается теплоотдача для помещения. Для увеличения поверхности теплообмена снаружи стенок корпуса привариваются ребра, затем вся конструкция несколько раз покрывается температуроустойчивым лаком.
В нашем случае камин построен на бетонной подушке, опирающейся на ряд кирпичей, выложенных прямо на полу. Для разметки по обеим стенам от угла отмеряется по 122 см: в этих местах забиваются два гвоздя, и натягивается шпагат. Определяется его середина, и, очерчиваются контуры полости, где будет находиться ящик для золы. Кладку начинают от полости к стенам. В первом ряду кирпичи кладутся по длине, а в следующем — по ширине (на песчано-известковом растворе: 1 часть гашеной извести на 2,5 части песка). Передние стенки имеют толщину в 2 кирпича, а стенки, ограждающие полость для золы, в один кирпич. Для кладки подбираются кирпичи без дефектов на лицевой поверхности. Между кирпичами укладывается рейка для оформления швов. Между каждыми двумя соседними в ряду кирпичами укладывается короткая рейка длиной 7 см. После укладки кирпичей швы между ними заполняются негустым песчакоизвестковым раствором. После укладки третьего ряда ставится труба-воздуховод (годится тонкостенная, оцинкованная, типа водосточной). На расстоянии 250 мм от ее переднего края просверливаются два диаметрально расположенных отверстия 0 - 6,5 мм — для оси заслонки. Последняя вырезается из жести толщиной 1 мм и крепится к оси двумя винтами М4. В местах, где должны быть просверлены отверстия, ось слегка расплющивается; чтобы она могла свободно вращаться, в кладке ось проходит через трубу, имеющую внутренний 0 - 8 мм. После пятого ряда кирпичей отливается бетонная подушка. Она укладывается на кирпичные стенки, над полостями, которые предварительно заполняются керамзитом или котельным шлаком. Отверстие над полостью для сбора золы закрывается деревянным донцем и ограждается дощатым ящичком. Выступающая вперед часть подушки заливается в « хорошо укрепленную и выровненную опалубку, с применением арматуры из стальных прутьев. Для того чтобы получить закругленные углы, они оформляются жестью. Желательно, чтобы часть подушки, примыкающая к топке, была выложена из огнеупорного бетона. Его можно приготовить по следующему рецепту (из расчета на 1 кг бетона): портландцемент (марки 350) — 320 г; шамотная мука с размером зерен 0 - 1 мм — 100 г; шамотная фракция с размерами зерен 0 - 2 мм—240 г; шамотная фракция с размерами зерен 2 - 5 мм - 340 г; вода — до получения необходимой густоты. Можно использовать и обычный состав, но тогда низ топки выкладывается огнеупорными кирпичами. Однако практика показала, что, поскольку большая часть топки расположена над металлической решеткой и нагрев на бетон передается не напрямую, в крайнем случае, можно обойтись и без облицовки. Чтобы лицевая поверхность подушки стала гладкой, опалубочная доска должна быть тщательно обстругана, а бетонная смесь при закладке хорошо уплотнена путем многократного постукивания по доскам опалубки. Первые семь дней после закладки подушки бетон поддерживается влажным! смачивается водой и покрывается мокрыми тряпками. Подушка должна затвердевать, по крайней мере, в течение двух недель, но и после этого до истечения месячного срока не следует при работе наступать на ее выступающую часть. Решетка топки составляется из 17 арматурных прутьев 0 16 мм и длиной 260 мм, приваренных на одинаковом расстоянии к двум стальным уголкам 25X25 мм длиной 380 мм. При изготовлении основы допустимы варианты. Так, отверстия для всасывания холодного воздуха могут располагаться не над бетонной подушкой, а непосредственно над полом — там, где воздух наиболее холодный. В этом случае необходимо предусмотреть каналы, которые бы связали отверстия с полостью под металлическим корпусом. Но вернемся к варианту из кирпича. Прежде чем продолжить - кладку, полость вокруг металлического корпуса необходимо закрыть сверху, на высоте одного кирпича над верхними вентиляционными отверстиями. В данном случае несколько кусков листовой жести прихватываются сваркой к дымосборной камере металлического корпуса и заливаются керамзитобетоном слоем в 5 - 7 см (керамзит, песок, цемент в соотношении 4:3:1). Керамзит можно заменить котельным шлаком — главное, чтобы бетон, который будет использоваться и дальше, имел теплоизоляционные свойства. Важно заранее определить контур завершающей части кладки на стыке с потолком. Поскольку металлический корпус при этом будет мешать, сделать это придется «на глазок», очертив на потолке привязанным к нитке карандашом дугу с центром в углу, а радиус будет зависеть от месторасположения отверстия для трубы. Следует учесть, что зрительно лучше воспринимается большой наклон кладки. Прежде чем завершить кладку, необходимо соединить дымосборную камеру с трубой. Для этого по ребрам дымосборной камеры приваривается рама из стального уголка 25X25 мм, на которую насаживается присоединяющая часть, стыкуемая с отверстием трубы через промежуточную цилиндрическую проставку. Теперь можно даже удовлетворить свое нетерпение и зажечь камин. Гарантируем — гореть будет отлично.
Кладка наклонной верхней части камина несложная. Расположение кирпичей видно из рисунка, а наклон контролирется прямой планкой, которая одним концом упирается в первый ряд кирпичей, а другим прослеживает очертания дуги, проведенной на потолке. Одновременно кладется и внутреннее пространство из битого кирпича, а около жестяной дымовой трубы заливается шлакобетон слоем в 5—6 см. Таким образом, обеспечивается долговечность камина: если спустя годы труба проржавеет, вместо нее останется канал из бетона.
РАЗВЕРНУТЫЕ СЦЕНАРИИ УРОКОВ
Сценарий урока №1
Раздел программы: Городские и промышленные экосистемы
Тема: Промышленное загрязнение среды.
Класс: 10
Время: 45 мин.
Образовательные цели урока - учащиеся должны усвоить следующие знания:
1. Ознакомиться с химическим загрязнением атмосферы;
2. Ознакомиться с биологическим загрязнением;
3. Ознакомиться с тепловым загрязнением;
4. Рассказать о технике безопасности при работе с огнем.
Развивающие цели урока - учащиеся должны развить умения и навыки:
1. Знать о видах загрязнений;
2. Уметь предотвращать загрязнение.
3. Учиться технике безопасности при работе с огнем.
Воспитательные цели уроков: