Бани и сауны

Климат бани определяют влажность и температура воздуха парной, зависящие от устройства бани, способов ее нагрева и приемов парения.

Нагрев парной бани осуществляется без каменки и с помощью каменки. В первом случае используют нагревательные устройства, передающие тепло непосредственно в атмосферу: калориферы с электрическими нагревателями и металлическими трубами, по которым пропускают перегретый пар.

Электрокалориферы (электропечи) используют в современной финской сауне, так как ими можно с высокой точностью поддерживать заданную температуру при низкой влажности воздуха.

Способы нагрева парной с использованием каменки более широко применяются в банях. Куча камней, уложенных в дымоходе печи или поверх электрических нагревателей, аккумулирует тепло во время топки и затем отдает его воздуху. Косвенный подогрев бани мягок и стабилен, и если камни раскалены до 400 °С, то высокая температура в парной сохраняется длительное время. Каменки применяют как в финских саунах, так и в русских банях.

Для нагрева русской бани издавна известны два способа с использованием каменки: по-черному и по-белому. При топке по-черному дрова горят в очаге с камнями и дым идет в парную, так как нет трубы. После того как камни раскалятся, на них выплескивают 1-1,5 л воды и баню проветривают. Этот древний способ нагрева бани сохранился в некоторых деревнях и до настоящего времени. В бане, отапливаемой по-белому, из огнестойкого красного кирпича складывают печь, в дымоходе которой укладывают камни. Дым из топки проходит между камнями, отдает им тепло и уходит в трубу. Стены и потолок парной остаются чистыми, не коптятся. Такой метод нагрева русской бани в настоящее время наиболее распространен в сельской местности. В отдельных случаях нагрев осуществляется с помощью газа. Перед тем как пользоваться баней, печь выдерживают в течение некоторого времени для "согревания" бани, после того как каменка раскалится. Вследствие этого тепло от каменки равномерно распределяется, а стены, потолок, полок и пол в парной становятся теплыми и сухими. Топка печи прекращается, огонь в топке гаснет.

Некоторые основные положения по устройству бани:

стены делают из материала, имеющего низкую теплопроводность, они должны быть сухими; для этого баню надо топить дольше и чаще - до полного высыхания конструкций;

потолок хорошо утепляют;

окна должны быть воздухонепроницаемыми, и размещены так, чтобы более длинная сторона рамы была параллельна полу;

дверь делают низкой, а порог - высоким, тогда тепло не теряется слишком быстро, когда дверь открывают и закрывают;

крышу и верхнюю часть стены плотно подгоняют.

Время для нагрева бани зависит от массы и типа печи: печь с большой массой нагревается дольше, но сохраняет тепло длительное время. Так же и камни: нагреваются медленно, но тепло сохраняют дольше.

Высокий нагрев улучшает микроклимат в бане, удлиняет срок службы строения. В плохо натопленной бане, чтобы пропотеть, камни приходится часто поливать водой. Когда все накопленное тепло "выжато" из камней, они становятся слишком холодными, чтобы дать возможность бане подсохнуть. Стены поэтому становятся сырыми и начинают гнить.

Хорошо натопленной баней можно пользоваться несколько раз, и даже после этого в камнях остается еще достаточно тепла, чтобы хорошо высушить помещение. Для поддержания нормального микроклимата в бане с влажным паром для интенсивного выделения пота надо прогреться при температуре 60 °С в течение 10 минут и даже более. Для усиления потения в русской бане тело следует обхлестывать березовым веником.

В финской сауне воздух горяч и сух, поэтому человек вначале потеет медленно. После прогрева тела пот уже не успевает полностью испаряться, кожа постепенно увлажняется, и все тело становится мокрым. Чем суше воздух, тем большую температуру может выдержать парильщик. В финской сауне, обогреваемой электропечью, температуру в парной повышают с помощью терморегулятора. При низкой влажности тело веником обычно не обхлестывают.

В русской бане на каменку плещут совсем немного воды. Если же увеличить количество воды, то повысится влажность в парной и в ней будет тяжело дышать. В такой парной нельзя находиться более пяти минут. Наилучший прием повышения температуры - открыть паровую дверцу. Если каменка хорошо нагрета, температура в парной повышается до 70 °С в течение нескольких минут.

Перед заходом в парную с веника стряхивают лишнюю воду, чтобы не нарушать влажность в помещении, которую легко определить, подув на кожу. В сухом воздухе даже при 100 °С кожа от обдува не испытывает никакого неприятного воздействия, а во влажном - и при 45° появляется обжигающее ощущение.

Аромат бани, особенно отапливаемой дровами, зависит от запаха дыма (даже если дым выходит через трубу в атмосферу). Другой запах, присущий русской бане, - запах березовых веток. Он исходит от веника из свежесрезанных веток или замоченных сухих.

Аромат создают различными способами: если на полок перед парением положить свежесрезанные еловые ветви, то, распариваясь в жарком воздухе, они распространяют аромат хвойного леса; при добавлении в таз с водой небольшого количества пива или кваса появляется хлебный запах, а если добавить ложку меда или липового цвета, то парилка наполняется ароматом пасеки. Можно пользоваться мятой, эвкалиптом или составом ромашки, душицы и степного чабреца.

Печь является основной частью бани. В настоящее время камни закрывают огнеупорной кладкой и дым отводят непосредственно в трубу. Дым выходит наружу по дымоходу, а стены и потолок остаются чистыми.

Финская сауна старого типа отапливается дровяной печью. Современная финская сауна обогревается, как правило, печью с электрическими нагревателями и терморегулирующим устройством.

Печи могут работать на угле, газе или мазуте. И в зависимости от вида топлива меняется конструкция топки и тепловой режим. Твердое топливо (дрова, уголь, антрацит) сжигают на колосниковой решетке, равномерно подавая воздух в зону горения. Газообразное и жидкое топливо подают в специальные устройства - газовые горелки и форсунки. Дрова в печах горят при температуре 800-900°, уголь при 1000-1200°, газ и мазут при 1400-1500 °С, что зависит от удельной теплоты их сгорания.

Дрова - наиболее распространенный вид топлива для банных печей. Теплота сгорания дров зависит от их влажности и вида древесины и в среднем равняется 3110 ккал/кг. Лучшее топливо - твердые лиственные породы древесины, причем дрова с большой плотностью выделяют больше тепла. В любом случае дрова, например, березовые, дающие высокое ровное пламя, не искрятся и лучше всего нагревают камни. Сухие березовые дрова при сгорании выделяют тепла на 20-25 % больше, чем осиновые, и на 15-18 % больше, чем сосновые. При горении сосновых дров на камнях образуется сажа. Чтобы ее не было, к концу топки в печь подбрасывают несколько осиновых поленьев. Образующееся длинное красно-синее пламя "облизывает" камни и уничтожает всю сажу и гарь. Если этого не делать, то камни периодически нужно вынимать из печи и очищать от сажи.

Все банные печи имеют каменку, которая аккумулирует тепло во время топки, а затем передает его в атмосферу парной.

В зависимости от способа размещения различают печи с открытой и закрытой каменкой. В печах с открытой каменкой камни уложены кучей над топкой и не закрываются огнеупорной кладкой. Выбор каменки для нагрева парилки зависит от пользования баней. Если в один день парятся несколько человек, то открытая каменка предпочтительнее, так как помещение нагревается быстрее.

В парилке температура падает быстро, и когда заходит последняя группа парильщиков, помещение уже недостаточно горячее. Поэтому печи с открытой каменкой для поддержания высокой температуры зажигают за час или более до начала парения и топят непрерывно в течение всего времени пребывания в парной. Печи с такой каменкой устанавливают в современных саунах сухого пара.

Печь с закрытой каменкой выполняют из кирпича, поэтому размеры печи увеличиваются, и для нагрева требуется больше времени и топлива, чем при открытой каменке. Такую печь начинают топить за 2-3 часа до посещения бани и к моменту начала парения дают дровам прогореть, что создает высокую температуру в парной не только в течение всего времени парения, но даже в последующие один-два дня.

В русской бане устанавливают печь периодического действия с закрытой каменкой.

По материалу наружных стенок и характеру теплоотдачи различают печи кирпичные толстостенные с толщиной стенки в 1/2 кирпича и более (периодического действия) или тонкостенные с толщиной стенок в зоне топки в 1/2 кирпича, остальных стенок в 1/4 кирпича (периодического действия и длительного горения), металлические тонкостенные с футеровкой и без футеровки (длительного горения).

Чтобы печь нагревалась до требуемой температуры, стенки топки и дымохода должны иметь развитую внутреннюю тепловоспринимающую поверхность. Наружные поверхности тонкостенных кирпичных печей начинают быстро прогреваться и температура их достигает 120 °С; толстостенных - 90 °С; металлических печей 600-800 °С.

Печи имеют различный коэффициент полезного действия (к.п.д.), т. е. отношение полезно использованного тепла к затраченному. Средняя величина к.п. д. составляет 0,8-0,9.

Печи, независимо от ее типа, обычно размещают у стены рядом с входной дверью, напротив окна. Это наиболее удобно для того, кто топит баню, так как не нужно носить дрова через все помещение. Дверца печи должна открываться в парную или в тамбур и располагаться ближе к полу. Тогда баня будет чистой.

Печь русской бани делают обычно кирпичной и ее размеры зависят от объемов парной.

Печь состоит из основания, корпуса и дымовой трубы. У печей массой более 750 кг ее основанием служит фундамент, при массе до 750 кг ставят прямо на бетонный пол.

Размеры фундамента должны быть на 5 см больше размеров печи в каждую сторону, а глубина заложения 0,5 м от поверхности земли. Изготовляют его из бутового камня и заливают бетоном. Поверх фундамента укладывают один ряд кирпичей, сверху наносят гидроизоляцию из двух слоев рубероида, пергамента или толя.

Корпус печи состоит из топки, зольника, дымоходов с каменкой.

Топка имеет определенные размеры, а в ее поду, для поддержания слоя горячего твердого топлива, устанавливают колосниковую решетку. При сжигании дров колосниковую решетку укладывают на одном уровне с топочной дверкой или чуть ниже.

Топка для каменного угля имеет неглубокую шахту, в которой колосниковая решетка установлена на глубине до 300 мм от уровня топочной дверки. Кроме того, с обеих сторон и сзади топки устраивают небольшие скосы, так чтобы во время сжигания уголь скатывался вниз и после окончания горения колосниковая решетка оказывалась закрытой раскаленными прогоревшими углями.

Размеры топки определяют по загрузке топлива. В малых печах с теплоотдачей 80 ккал/м²•ч•°С ширина топки 190-270 мм, в печах с большой теплоотдачей - 270 мм и более. Длина и ширина топки кирпичных печей всегда кратна размерам целого кирпича и полукирпича. Высота топки рассчитывается по тепловой мощности печи и вида топлива и колеблется в пределах 400-770 мм.

Минимальную толщину наружных стен топки принимают в 1/2 кирпича (120 мм); для печей с теплоотдачей более 80 ккал/ м²•ч•°С толщина стенок может быть в 3/4 кирпича или даже в один кирпич.

Для увеличения срока службы топки при сжигании угля ее внутреннюю поверхность защищают футеровкой из огнеупорного (шамотного) или тугоплавкого гжельского кирпича на огнеупорном растворе. Возможна футеровка обожженным глиняным кирпичом.

Силу тяги в топке регулируют поддувальной дверкой и дымовой задвижкой.

По конструкции топки для сжигания газа и жидкого топлива аналогичны топкам для твердого топлива, только они оборудуются еще специальными горелками, в которых топливо смешивается с воздухом и подается к месту сжигания.

Зольник расположен под колосниковой решеткой топки и предназначен для сбора золы, образующейся при сжигании топлива, и регулирования подачи воздуха в топочное пространство.

При отсутствии зольника воздух попадает в топку через дверцу и не проходит сквозь толщу топлива, которое в этом случае сгорает неполностью. Поддувальной дверцей зольника регулируют подачу воздуха, количество которого должно соответствовать количеству сжигаемого топлива. При поступлении в топку избытка воздуха температура в зоне горения снижается, и процесс сгорания топлива ухудшается. При недостаточном притоке воздуха из-за образования продуктов неполного сгорания горение протекает неравномерно, что можно установить по темно-красному цвету пламени и густому черному дыму.

Дымоходы предназначены для отвода газов из топки в дымовую трубу. Во время сжигания топлива стенки дымоходов поглощают тепло дымовых газов и затем отдают его через наружные теплоотдающие поверхности печи в помещение. В горловине дымохода или в дымовой трубе для регулирования тяги устанавливают задвижку. Когда топливо полностью прогорело, задвижку закрывают, чтобы через трубу горячий воздух не уходил из парилки. Если в топке к моменту закрывания дымовой трубы остались несгоревшие головешки или уголь, то при недостатке воздуха образуется угарный газ (СО) - причина возможного отравления парильщиков.

Для сохранения тепла после окончания топки необходимо своевременно и плотно закрыть задвижку дымовой трубы.

Если печь топят каменным углем, то в задвижке или вьюшке, закрывающих дымовую трубу, делают отверстие диаметром 20 мм для удаления угарного газа.

Каменку в печи устраивают для увеличения площади тепловоспринимающей поверхности и теплоаккумулирующей способности дымоходов. Камни размещают в дымоходе на решетке из стальных прутьев диаметром 40-60 мм или кирпичах; уложенных с промежутком для прохождения дымовых газов. Количество тепла, аккумулируемого печью за время топки, зависит от массы печи, камней и температуры, до которой они разогреты. При непрерывном сжигании дров в количестве 2,5 кг на 1 м² площади бани температура каменки достигает 500-600 °С, что вполне достаточно для хорошего нагрева парной.

Масса камней для каменки в русской бане зависит от объема парной и может быть определена из расчета 35-45 кг камней на 1 м³ помещения.

Для ускорения нагрева каменки часть камней иногда заменяют чугунными или стальными болванками, которые имеют больший коэффициент теплопроводности (39-50 ккал/ч•м•°С), чем камни (3-4,4 ккал/ч•м•°С).

Металлические болванки быстро нагреваются и не растрескиваются, но при этом так же быстро остывают, и при плескании на них воды не получают такого хорошего пара, как от камней.

В печках закрытого типа для передачи тепла от каменки в тело печи на уровне или чуть выше верхнего ряда камней сделана паровая дверца. При сжигании топлива дверца закрыта и дым не проникает в помещение. Перед заходом в баню дверцу открывают и прогревают парную до температуры 59-60°С.

Поскольку каменка играет важную роль, аккумулируя тепло, то подбор камней для нее имеет большое значение. Камни не должны расширяться от тепла, чтобы не вызывать образование трещины в печи, не крошиться и обладать большой теплоемкостью. Используют камни вулканического происхождения, не растрескивающиеся при нагреве до высокой температуры и выплескивании на них воды. Больше других подходят булыжники темного или светло-серого цвета размером более кулака. Их собирают на дне ручьев, берегах озер, рек или заливов. Темные камни, собранные у воды, служат очень долго. Подбирают камни округлой формы, так как между такими камнями свободно проходит пламя и дым и достигается равномерный нагрев. Камни с канавками и трещинами не следует использовать, поскольку они легко растрескиваются. Обнаружить дефектные камни легко по характерному звуку, который они издают при постукивании по ним молотком.

Кто часто топит баню, может заметить, что иногда печь не удается быстро нагреть. Это верный признак того, что некоторые камни раскололись на мелкие куски и забили печь, что препятствует ее нагреву. В этом случае необходимо чистить печь, расколотые камни заменить целыми; а закопченные очистить от сажи. Камни укладывают в кучу, располагая самые крупные внизу. Но даже хорошие и прочные камни теряют свою способность сохранять тепло, если ими пользоваться непрерывно в течение длительного времени.

Как же происходит нагрев воды для мытья в бане после парения. Нагреть воду можно в котле, вмазанном в отопительную печь, или в змеевике, установленном в топке. В русской бане воду из котла по мере ее нагрева переливают в емкость с деревянной крышкой. Доводить воду до кипения не следует, чтобы не повышать влажность в парной. В финской бане с сухим паром парятся в изолированном от парной помещении, поэтому установленную в ней емкость с нагреваемой водой соединяют трубами со змеевиком. Дымовая труба, как и в обычной печи, может быть насадной, коренной или отдельно стоящей. Насадную кирпичную, асбестоцементную или металлическую дымовую трубу опирают на печь при толщине стенки не менее 1/2 кирпича. Кирпичные трубы используют обычно для массивных печей. Высота трубы определяется согласно изложенному материалу в разделе "Отопление и горячее водоснабжение".

Во всех случаях дымовая труба должна выступать не менее чем на 0,5 м над поверхностью крыши.

Размер сечения кирпичной дымовой трубы всегда делают кратным кирпичу или полукирпичу, наименьший размер дымовой трубы - 1/2X1/2 кирпича.

В местах прохождения ствола дымовой трубы через крышу на трубном стояке выкладывают напуск из кирпича - "выемку", назначение которой - препятствовать прониканию дождя и снега в чердачное помещение через щели между трубой и кровлей. Эти щели закрывают листами кровельной стали, конец листов пропускают под выступающие края "выдры". Металлическую или асбестоцементную трубу круглого сечения, пропущенную через лист кровельной стали, уплотняют по периметру цементным раствором, на верхнюю часть трубы устанавливают крышку для усиления тяги и защиты трубы от дождя и снега.

Далее рассмотрим материалы для кладки печей. Для дровяных печей используют кирпич глиняный обыкновенный красный, а для газовых и каменноугольных - кирпич огнеупорный гжельский и шамотный. Не разрешается применять для кладки печей и дымоходов пустотелый силикатный, пережженный красный кирпич, а также взятый при разборке старых печей, пропитанный конденсатом топочных газов.

Кладку печей и дымовой трубы до крыши выполняют на глинисто-песчаном растворе, выдерживающем температуру до 1000 °С. Наибольшая прочность кладки из красного кирпича достигается при толщине шва не более 5 мм, из гжельского и шамотного - не более 3 мм. Для этого применяют хорошо перемешанный раствор без мелких камешков (соотношение глины и песка в растворе 1:1 или 1:2). Воды добавляют примерно 1/4 объема глины. Глину для раствора готовят заблаговременно. Качество глинисто-песчаного раствора определяется на ощупь: должен ощущаться только шероховатый слой песчинок без скользкой пленки. Хорошо перемешанный раствор с достаточным количеством воды легко скользит со стальной лопаты.

При кладке печи необходимо соблюдать общие правила печных работ. Красный кирпич для лучшего сцепления с глинисто-песчаным раствором замачивают в воде, гжельский и шамотный не замачивают, а только обливают водой, чтобы удалить пыль. Для внутренних поверхностей кладки применяют кирпич правильной формы, с целыми гранями и углами. Перед началом кладки подготавливают кирпич на весь ряд и при необходимости подгоняют и притирают его. Кладку дымовой трубы выполняют на известково-песчаном растворе состава 1:2 или 1:3 с толщиной швов 10-12 мм. Через 4-5 рядов кладки производят шабровку поверхности мокрой кистью, тщательно удаляя осколки камня и остатки раствора. Неровности на внутренней поверхности не следует затирать глиняным раствором, так как при нагревании и охлаждении печи раствор отслаивается и падает, засоряя дымоход. Также не допускается укладывать кирпичи отесанной стороной внутрь топки и каналов, так как такой кирпич быстро выгорает и выкрашивается.

Металлические топочные дверки при нагреве расширяются больше, чем кирпичная кладка, поэтому между рамками топочных дверок и кладкой прокладывается асбестовый шнур толщиной 5 мм. Закрепляют рамки, как в печах, специальными лапками или проволокой, для чего заводят их (проволоку) в шов кладки.

Колосниковую решетку устанавливают на подготовленное место в полу топки, оставляя по сторонам промежутки по 5 мм.

Печи в металлическом футляре обычно кладут в 1/4 кирпича. С внутренней стороны футляр имеет 6-10 стальных клямеров для крепления с массивом кладки. Высоту звена футляра принимают 0,7 м. После заполнения кладкой нижнего звена на него ставят второе звено, в котором продолжают кирпичную кладку.

Печи и трубы после возведения должны просохнуть в течение 6-8 дней. Перед топкой обязательно прогревают дымоход, для чего в нем сжигают бумагу или солому. В первый день на слабом огне в течение 1-1,5 ч сжигают не более 20 % необходимого для топки топлива. В дальнейшем ежедневно количество топлива увеличивается, но температуру поверхности печи повышают не более, чем на 50 °С. В течение всего периода сушки топочные и поддувальные дверцы, вьюшки и задвижки открыты. Водяные пары, выделяющиеся при сушке печи, следует удалять из бани, открывая двери и окна. Печь считают просушенной, если после охлаждения на всей ее поверхности не появляется влага, а на вьюшке и задвижке - конденсат.

Дровяная теплоемкая печь-каменка, предназначенная для парных бань, имеет высоту 2380 мм (рис. 159). Печь состоит из топки для дров и закрытой камеры, на дно которой укладывают камни и чугунные чушки слоем 200-220 мм (их добавляют к камням, чтобы ускорить разогрев печи). Дымовые газы, пройдя через щели свода, пронизывают толщу камня и чушек, попадают в расположенные сбоку опускные каналы и удаляются через дымовую трубу. Пар получают, поливая водой раскаленные камни и чушки через специально устроенное окно, через которое пар поступает в помещение.

Рис. 159. Печь-каменка: 1-топка; 2 - камера; 3 - змеевик; 4 - чистка; 5 - задвижка; 6 - дымовая труба; 7 - опускные каналы

При расчете печей каменок следует учитывать, что на 1 м³ объема парилки необходимо 60-62 кг камней и чугунных чушек (80 % камней и 20 % чушек).

В верхней части топки под аркой размещен змеевик, в котором нагревается вода для мытья. Вода к змеевику подается самотеком из бака, благодаря чему система постоянно заполнена водой и пар удаляется в атмосферу при закипании воды. Для большей прочности корпус печи заключают в металлический каркас. Для парильных отделений бань воду можно готовить отдельно во многофункциональном генераторе тепла жилого дома или использовать источник тепла, обеспечивающий дом горячей водой.

Металлические печи могут быть закрытого типа. В таких печах воду для мытья нагревают в топке (рис. 160). Кожух печи размером 700X700X1700 мм сварен из стального листа толщиной 4 мм. По высоте печь разделена на три зоны: нижняя служит топкой, средняя - каменкой, верхняя предназначена для нагрева воды. Кожух печи в зонах топки и каменки изнутри выложен красным кирпичом "на ребро". Над топкой на куски рельса уложены камни. Воду на каменку подают через боковое паровое отверстие в кожухе, закрытое дверцей.

Рис. 160. Печь с емкостью для нагрева воды: 1 - кирпичная кладка; 2 - металлический корпус; 3 - дымовая труба не менее ∅100 мм; 4 - емкость для воды; 5 - каменка; 6 - металлическая решетка; 7 - топка

Над каменкой размещена емкость с крышкой, вода в которой нагревается дымовыми газами выходящими через вваренную по центру дымовую трубу. При этом большая часть тепла отдается газами камням, и вода не закипает, тем самым поддерживается низкая относительная влажность внутреннего воздуха бани.

Закрытая печь с относительно небольшой аккумулирующей тепло- массой благодаря быстрому нагреву пригодна для небольших бань (рис. 161). Печь заключена в футляр из листовой стали толщиной 1,5-2 мм. Толщина стенок топки 1/2 кирпича, дымоходов - 1/4 кирпича. Благодаря устройству дымохода с одним опускным каналом кирпичная кладка быстро разогревается при малом расходе топлива. Воду на камни льют через боковую дверцу.

Рис. 161. Печь в металлическом корпусе: 1 - зольник; 2 - топка; 3 - кожух из кровельной стали; 4 - дымовая труба; 5 - паровая дверца; 6 - дымоходы

Наиболее простую печь периодического действия можно сделать из обыкновенной металлической бочки без дна, которую устанавливают на очаг с решеткой, сложенной из кирпича (рис. 162). Нижнюю часть бочки на высоту 50 см обкладывают изнутри красным кирпичом "на ребро" для предохранения от прогорания. Очаг покрывают толстыми прутьями или кусками рельса и на них на 2/3 высоты бочки укладывают камни. Дым проходит через пустоты между камнями, отдавая им тепло, и уходит в металлическую трубу, заглубленную одним концом в кучу камней. Чтобы избежать проникновения дыма в помещение, бочку накрывают металлической крышкой. При парении крышку снимают и воду плещут на камни через верх бочки.

Рис. 162. Печь периодического действия: 1 - дымовая труба; 2 - бочка металлическая; 3 - камни; 4 - защитная кирпичная кладка; 5 - решетка из прутьев стальных; 6 - колосник; 7 - кладка топки

При устройстве печи русской бани следует соблюдать основные противопожарные мероприятия по устройству печей в жилом доме.

В современной финской сауне для создания сухого и жаркого воздуха используют электронагрев или тепло от сгорания дров. Такие металлические печи для получения пара работают непрерывно из-за отсутствия массивной кладки. Электропечи быстро разогреваются, точно поддерживают заданную температуру, не загрязняют воздух бани дымом и копотью, не требуют тщательного ухода.

Электропечи состоят из корпуса, электронагревателей и тепловой изоляции и могут быть выполнены с каменкой и без нее. Корпус печи делают сварным или сборным на болтах из стальных листов толщиной 2-3 мм круглого или прямоугольного сечения. Его размеры зависят от мощности нагревателя и объёма каменки. Для улучшения теплообмена с окружающим воздухом в нижней части корпуса предусмотрены щели.

В печах используются электронагреватели открытого и закрытого типа. Электронагреватели закрытого типа удобнее в эксплуатации, так как их легко заменить. В нагревателях открытого типа нихромовая проволока или лента размещена в виде спирали на огнеупорном керамическом основании. Тепловую защиту печи выполняют обычно из нескольких тепловых экранов, расположенных последовательно друг за другом, и реже - в виде огнеупорной кладки.

Тепловые экраны изготавливают из нержавеющей или низкоуглеродистой стали, и, благодаря их малой массе, печь быстро разогревается. Каменку располагают на решетке в корпусе печи, а массу камней выбирают в зависимости от объема парилки. При отсутствии каменки воздух в парную можно нагнетать вентилятором через электропечь, которая работает в данном случае как тепловой калорифер.

Металлические печи для сауны, работающие на дровяном топливе, состоят из корпуса, дымохода и каменки. Они могут быть выполнены с огнеупорной кирпичной кладкой и без нее. Печи с кирпичной кладкой по конструкции аналогичны металлотеплоемким печам такого же типа, используемым в русской бане.

Корпус сваривают из стальных листов толщиной 3-5 мм. Дрова сжигают на колосниковой решетке и благодаря малой тепловой емкости корпуса печи воздух в парилке быстро нагревается. Каменку размещают в специальном верхнем канале печи.

Мощность нагрева электропечи следует определять из теплового баланса бани, учитывая:

расход тепла на нагрев стен и потолка парилки при условии равномерного распределения температуры по объему помещения, если стены и потолок выполнены двух- или трехслойными;

количество тепла, аккумулированное камнями;

потери тепла в результате теплопроводности стен и потолка сауны.

Расход тепла на нагрев воздуха парилки не превышает 3 % общего расхода тепла, и при расчете им пренебрегают.

Мощность нагревателя определяется за единицу времени. Обычно выбирают нагреватель мощностью на 10-25 % выше расчетной.

С увеличением к.п.д. и продолжительности нагрева сауны мощность электропечи при постоянном расходе полезного тепла снижается. Оптимальное время нагрева сауны 2-3 часа. Сокращение продолжительности нагрева на 1 час требует увеличения мощности нагревателя на 180-200 %, в то же время увеличение продолжительности нагрева на 2 часа снижает мощность только на 22- 30 %.

Высокий к.п.д. бани (0,8-0,9) достигается путем снижения потерь тепла через стены и потолок за счет увеличения их толщины. Однако при этом увеличивается масса строительного материала и, следовательно, его теплоаккумулирующая способность. При толщине бревенчатых стен 100-140 мм для нагрева бани объемом 8 м³ в течение трех часов требуется электропечь с минимальной мощностью 12 кВт, при этом к.п.д. равен 0,6-0,7. При толщине стены до 240 мм к.п.д. равен 0,87, но для нагрева бани за то же время потребуется электропечь мощностью 14 кВт. Баню с массивными теплоемкими стенами целесообразно строить, если она предназначена для пользования большим количеством людей. Для бревенчатой бани при к.п.д., равном 0,8, достаточно иметь электропечь мощностью 5,5 кВт.

Тепловая изоляция стен и потолка в банях периодического действия должна обеспечивать низкие тепловые потери и иметь малую теплоаккумулирующую способность. Для нагрева бани с такими стенами в течение 2-3 часов могут быть использованы электропечи небольшой мощности.

Стены и потолок каркасной бани обшивают изнутри досками толщиной 20-25 мм и прокладывают шлаковую или стеклянную вату, отличающуюся низкой теплопроводностью.

Через стены каркасной конструкции с теплоизоляцией из шлаковаты тепловые потери в 6 раз меньше, чем через бревенчатые стены той же толщины (120 мм), а их аккумулирующая способность в 1,6 раза ниже. Нагреватель минимальной мощности (4 кВт) можно применять при толщине каркасных стен 80-120 мм.

Аккумулирующая способность каменки зависит от массы, температуры нагрева и удельной теплоемкости камней. Камни вулканического происхождения имеют удельную теплоемкость 0,2- 0,26 ккал/кг•°С. Количество камней определяют в зависимости от объема парилки и способа пользования баней.

В финской бане пользуются в основном электрическими печами постоянного действия, которые после нагрева парилки до заданной температуры работают в режиме, обеспечивающем компенсацию тепловых потерь.

Массу камней для этих печей можно определить из условия накопления в них запаса тепла, необходимого для покрытия тепловых потерь бани в течение 1,5-2 ч.

Отопительные электропечи работают в сауне в постоянном режиме. Они быстро нагревают парилку и точно регулируют температуру на заданном уровне. При использовании нагревателей мощностью 50-70 кВт время нагрева 20-30 мин.

Отопительную электропечь выполняют с огнеупорной кладкой, предохраняющей металлический корпус от прогорания, или с системой тепловых экранов. Печь с огнеупорной кладкой обладает большей теплоаккумулирующей способностью. Такая печь состоит из металлического корпуса, стальной решетки с уложенными на ней камнями, электронагревателя. В корпусе печи ниже уровня решетки делают вентиляционные отверстия для конвективного движения воздуха между нагреваемыми камнями. Электронагреватель открытого типа изготовляют из нихромовой проволоки в виде цилиндрической спирали, которую укладывают в печи керамического огнеупорного основания. Размеры нагревателя и потребляемую им мощ-ность определяют в зависимости от внутреннего объема парилки, теплоизоляции ее стен и потолка, времени нагрева до требуемой температуры, а также массы огнеупорной защитной кладки и камней. Для изготовления отопительных электропечей с системой тепловых экранов можно использовать электрические нагревательные элементы типа "тен".

Дровяные печи постоянного действия часто изготовляют полностью из металла: один вариант печи - очаг и дымоход сварены из листовой стали толщиной 4 мм, камни уложены в верхнем горизонтальном дымоходе, где они нагреваются и отапливают парилку (рис. 163). Другой вариант - это печь-калорифер постоянного действия (рис. 164) конструкции И. Н. Муравьева, выполняющая три функции: обогрев парной аккумулированным теплом каменки, размещенной в верхней части печи; ускоренный нагрев воздуха парной конвекцией через щели калорифера, образуемого дополнительными тепловыми экранами, установленными вокруг печи; нагрев воды для мытья осуществляется в бачке, размещенном в задней части топки и соединенным трубами с емкостью для воды в помещении для мытья. Печь быстро прогревается, нагревая воздух парной за короткое время (90 мин).

Рис. 163. Печь-калорифер с подогревом воды: 1 - каменка; 2 - бак для нагрева воды; 3 - сливной кран; 4 - кирпичная кладка; 5 - корпус; 6 - патрубки для подачи и отвода воды; 7 - тепловой экран калорифёра

Рассмотрим конструкцию русской и финской бани по материалам инж. П. И. Михайлова, которая может быть построена силами застройщика для пользования в любое время. Баня может быть использована как финская с сухим паром и как русская парная. Площадь бани с дровником 14 м². Утеплитель стен, пола и потолка - опилки. Обшивка тонкими досками в четверть или в шпунт.

Рис. 164. Печь постоянного действия: 1 - поддувало; 2 - корпус печи; 3 - топочное пространство; 4 - решетка; 5 - камни; 6 - дымовая труба

Баня не промерзает, быстро нагревается, отлично держит тепло, не образует конденсата, не сыреет, воздух в ней горячий и сухой.

Конструкция печи полностью исключает опасность отравления угарным газом. В баню можно заходить, поливать каменку и париться, когда температура поднимется до желаемого уровня. Ждать когда печь полностью протопится и погаснут угли не нужно.

По мере остывания бани печь легко можно подтопить. Нужная температура восстановится за 10-15 минут. Чтобы получить пар, воду плещут на каменку, где уложено более 120 кг камня.

Для удобства в бане должно быть четыре помещения: предбанник, мыльная, парная, дровник (при желании пятое помещение - комната отдыха). Площадь парной и мыльной, обогреваемых одновременно одним источником тепла, составляет по 4 м² (высота этих помещений 205-210 см). В бане могут находиться одновременно 3-4 человека, не испытывая неудобств. Зимой после 2 часов топки температура поднимается и в парной (объемом 8 м³) до 80 °С, в мыльной до 35-40 °С. Каменка прогревается настолько, что дает сухой перегретый пар от одного-двух стаканов воды.

Два других помещения (предбанник и дровник) могут быть различных размеров. В дровнике укладывают дрова, в расчете на пребывание 8-9 человек. Предбанник служит раздевалкой. Летом в нем тепло, а зимой достаточно открыть дверь в мыльную - и теплый воздух заполнит предбанник, и температура выравнивается с понижением в мыльной всего на 4-3 градуса.

Печь сваривают из листовой стали толщиной 3-5 мм. В лечи два дымохода: основной для топки и дополнительный для выпуска дыма и угарного газа, когда баня уже готова, а дрова еще не прогорели. Печь можно транспортировать. Состоит она из трех отдельных частей: топки, каменки, трубы (рис. 165). На переднем выступе печи со етороны мыльной комнаты устанавливается объемный бак для горячей воды вместимостью 50 литров. Во время топки за 1,5-2 часа вода нагревается почти до 90 °С.

Рис. 165. Печь для бани: 1 - топка; 2 - каменка; 3 - труба. Детали топки: 4 - поддувало; 5 - решетка каменки; 6 - задвижка большая; 7 - задвижка малая; 8 - задвижка трубы; 9 - пазы для задвижки; 10 - решетка поддувала; 11 - панель передняя с отверстием 200 мм; 12 - панель боковая левая; 13 - панель боковая правая; 14 - днище с отверстием для поддувала; 15 - панель задняя; 16 - дверь. Детали каменки: 17 - панель передняя; 18 - панель задняя и средняя (со срезами); 19 - панель боковая левая 664x500 мм с отверстием для пара 150Х300 мм; 20 - панель боковая правая; 21 - панель верхняя передняя; 22 - панель верхняя боковая; 23 - дверца; 24 - фланец заслонки дымовой трубы; 25 - фланец на обводном патрубке

Топка - стальная коробка с горловиной для насадки каменки с приспособлениями для задвижек, - изготовляется из стали толщиной не менее 5 мм. В комплект топки входят две задвижки - большая и малая, решетка каменки и решетка поддувала.

Решетка каменки сваривается из стержней диаметром 20 мм с расстоянием между ними 50 мм и свободно устанавливается на опорах, решетка поддувала (съемная) - из стержней диаметром 8-10 мм на двух уголках 20X20 мм с зазором между стержнями не более 5 мм. Пазы для задвижек (шириной 10 мм) привариваются из полосок стали 5X20 мм на всю ширину топки. Пол каменки выполняют также из полосок стали. Снизу приваривается поддувало.

Каменку, которая должна легко насаживаться на горловину топки, изготовляют из стали толщиной не менее 3 мм. Заполняют ее камнем до нижнего уровня дверцы. Дверцу делают со стороны парной.

Оканчивается каменка двумя патрубками высотой 100 мм и диаметром 140 мм и 100 мм с приваренными к ним фланцами с четырьмя отверстиями для крепления трубы и обводного колена.

Труба имеет диаметр 140 мм. Она может быть полностью стальной на всю высоту бани плюс 50 см над крышей, либо частично (не менее 100 см), а затем наращивается кровельным железом (в пределах парной из оцинкованного железа). Между фланцами основной трубы устанавливается задвижка, перекрывающая дымоход. Так как сталь при нагревании расширяется, зазор между большой задвижкой и пазами составляет 3-4 мм.

Когда печь топится, открыта только большая задвижка на трубе. Малая задвижка закрыта. Когда дрова почти догорели или догорают и температура близка к оптимальной, можно заходить в баню, открыть малую задвижку, а большую закрыть. Остаточный дым и угарный газ пройдут по второму каналу, минуя каменку. Открыв дверцу каменки и плеснув 1-2 стакана горячей воды на камни, получите сухой, горячий пар.

Печи устанавливают не далее чем на 25 см от стены. Чтобы уменьшить нагрев стены, внутреннюю поверхность топки, обращенную к стене, выкладывают кирпичом "на ребро". С зазором в 5 см вдоль стены на высоту печи устанавливается плоский асбестоцементный лист (можно алюминиевый или стальной).

Разделительная перегородка между парной и мыльной вокруг печи выполняется из тех же несгораемых материалов.

Пол под печью легко защищают кирпичами, уложенными плашмя по прокладкам высотой 2-3 см. Перед топкой набивают лист из жести размером 60X60 см.

Потолок в месте прохода трубы делают так: в нем прорезают отверстие, диаметр которого на 40 мм больше диаметра трубы. В утеплителе устанавливают короб и забивают его минеральной ватой. Снизу отверстие в потолке закрывают стальным листом.

В первое время надо внимательно следить за нагревом стены и потолка и принимать дополнительные меры предосторожности, если температура деревянной облицовки сильно повышается.