З тих пір як людина пізнала вогонь і навчився контролювати його природну силу, минуло багато тисяч років. Місце, що господар будинку виділяв для полум'я, називалося вогнище і завжди було центром споруди. Видозмінившись з роками, він перетворився на складна інженерна споруда, за допомогою якого опалювалися покої замків коридори палаців. Прийшовши в наші будинки з глибини століть, каміни з основного теплогенеруючого вузла будинки перетворилися на декоративний елемент, майстерно підкреслює внутрішній інтер'єр кімнати і створює зачаровує освітлення приміщення відблисками живого вогню.

Конструкція і типологія камінів
Перш ніж хапатися за будівельний кельму і намагатися скласти «будинок вогню » своїми руками звернемося до його конструктивним виконанням. Основою будь-якого каміна є топкова камера (« топливник ») - це місце де тверде паливо згорає в надмірному об'ємі повітря, генеруючи теплове випромінювання і дим. Приплив повітря в робочий об'єм і відведення продуктів згоряння в атмосферу здійснюється посредствам вертикальної труби, яка в сучасних модифікаціях має складову конструкцію. Виділилося тепло надходить у приміщення, що обігрівається через камінний портал - фронтальну поверхню, що є частиною інтер'єру приміщення.

Для найбільш допитливих в ознайомлювальних цілях наведемо повну класифікацію камінних споруд:
• класичний, втоплений в стінну нішу камін, його також іменують англійським. Він оснащений П -подібною топкою, вертикальним димоходом з димовим « зубом » (« первалом ») - спеціальним виступом сужающим перетин відходить труби для посилення тяги при горінні, і пристроєм для припливу кімнатного повітря в нижню частину камери згоряння, так званим « колосником » або « подом »;
• камін графа Рамфорд. Він також вбудований в стіну, але топковий об'єм в горизонтальному перетині нагадує трапецію. Повітря з приміщення втягується у верхню частину полум'я, огинаючи напівкруглу

горловину, а димовий « зуб» замінений на поворотну заслінку, яка дозволяє легко регулювати інтенсивність процесу горіння;
• швейцарський камін - встановлюється в центрі приміщення, доступ до його паливники відкритий з усіх боків. Найкращим чином опалює кімнату і зручно обслуговується, але не настільки естетично вписується в інтер'єр;
• сучасний камін, докладніше про його особливості розповімо нижче.

Вбудовані каміни XXI століття
Інженери енергетики розробили ряд рішень, спрямованих на підвищення ефективності теплогенеруючої здатності камінних конструкцій. З наукової точки зору їх коефіцієнт корисної дії варіюється в діапазоні 10 - 15 %, тобто ефективно обігріти весь об'єм приміщення подібний комплекс не здатний. Низький ККД пов'язаний з двома особливостями функціонування камінів: висока температура відхідних продуктів згоряння (велика частина тепла попросту несеться в атмосферу) і постійний відтік нагрітих повітряних мас з приміщення в топкову камеру.

Перша проблема легко дозволяється установкою системи замкнутого конвективного теплообміну. У підлозі кімнати монтуються спеціальні отвори, через які повітря надходить в прямокутні канали, розташовані на задній стінці топки. Далі підігріті маси подаються в трубчастий ширмового нагрівач, який змонтований трохи нижче димового « зуба » або поворотною заслінки, а потім назад в приміщення. Таким чином, кімнатне повітря « відбирає » у продуктів згоряння значну частину тепла і температура димових газів вище « перевалу » знижується на 150 - 200 градусів Цельсія.

Другий недолік класичної камінної компоновки ще більш легко нівелювати. Забір повітря подається в « колосник » здійснюється безпосередньо « з вулиці», при цьому утворюються два ізольованих контуру природної циркуляції. Перший - переміщує атмосферні маси через «під», топку і димар, тим самим підтримуючи горіння полум'я. Другий - створює струм повітря кімнати через канали задньої стінки камери і ширмового нагрівач, додатково збільшуючи температуру в приміщенні і підвищуючи ККД каміна.

Розташування каміна в будинку
Найкращим варіантом стане заздалегідь запланувати окреме приміщення під відкрите вогнище або поєднати його з вітальнею. Вибираючи місце установки каміна потрібно виходити з міркувань інженерної ефективності, естетичної спрямованості і пожежобезпеки.

Технічно монтувати «будинок вогню» в приміщеннях об'ємом менше 30 кубічних метрів не рекомендується. Навіть при заборі повітря для горіння палива ззовні необхідно передбачити в камінній кімнаті додаткові вентиляційні проходи, так як навіть правильно складений вогнище витягує частина кисню з приміщення. Особливо важливе це питання в сучасних котеджах оснащених герметичними пластиковими вікнами і надщільного внутрішніми дверима.

Фахівці рекомендують розташовувати камін біля зовнішньої стіни будинку, але подібне рішення не зведено в абсолют. Димохід, поєднаний із зовнішньою поверхнею будівлі, вимагає додаткової теплової ізоляції, а значить додаткових капіталовкладень. Це обумовлюється великим значенням температурного градієнта стінок витяжної труби в холодну пору року, що провокує широке крапельне утворення конденсату на них. Волога укупі з низькою температурою продуктів згоряння у верхніх секціях димоходу, може створити ефект « зворотної тяги » і повністю заблокувати процес горіння в топці.

Камінну конструкцію, вмонтовану під внутрібудинкову перегородку більш легко обслуговувати і оглядати. Крім того, тильна сторона димоходу віддає частину тепла в сусідню кімнату, а значить, ККД знову зростає. Самі йдуть гази остигають у вертикальній трубі значно повільніше, забезпечуючи якісну « тягу » по всій її довжині. Однак подібне поєднання вимагає значного потовщення самої стіни і створює додаткове конвективний рух повітря в області підлоги приміщення, що приносить певний дискомфорт домочадцям.
Розташування каміна з естетичної точки зору краще всього обговорити з професійним дизайнером, а пожежобезпечність забезпечується дотриманням усіх вимог зазначених у тематичних керівних документах.

Матеріали для створення відкритого вогнища
Сучасна будівельна індустрія, гнана новомодними дизайнерськими віяннями дозволяє виготовляти каміни навіть зі скла і металокераміки, але з точки зору авторів статті, подібні « хай- тек» рішення йдуть на шкоду ефективної роботи всього пристрою. Тому в цьому розділі і далі по ходу оповідання ми будемо вести мову про цегляних вогнищах, скласти які своїми руками здатен кожен дбайливий господар.
Для формування корпусу каміна ідеально підійде цельнотельний «червоний» цегла, виготовлений на основі глини. Перед покупкою необхідно запросити у продавця технічний паспорт виробу, в якому перевіряється його марка на стиск (не менше 100 кілограм на квадратний сантиметр) і показник щільності (кубічний метр цегли повинен важити близько 1800 кілограм).

Однак не тільки документ може засвідчити якість придбаного товару. Уважний зовнішній огляд допоможе виявити недобросовісного виробника будівельного матеріалу. Обпалений точно згідно з технологією полнотіла глиняна цегла забарвлений в однорідний червоно- помаранчевий колір, поверхня його граней і ребер рівна і незерністие. При постукуванні по виробу металевим предметом чути чистий звук у високому тоні.

Недодержання в печі цегла забарвлений в світліші тони червоного і сам колір нерівномірно розподілений по об'єму продукту, що добре помітно на розломі. « Звучить » виріб дуже глухо і легко деформується навіть від несильного впливу. Перепалена будівельний матеріал відливає синьо -сірими тонами і виділяється слідами плавлення на гранях і ребрах.
Для внутрішньої обробки камери згоряння використовують цеглу, тривало витримують температуру більше тисячі градусів Цельсія - гжельский, Бобровицькому або шамотна вогнетривка. Димохід складається з менш стійкого пічного каменю, а його зовнішня частина і зовсім з звичайної керамічної цегли.

Основний секрет довговічності камінної конструкції полягає в правильному приготуванні розчину для кладки. Основним елементом цієї суміші є глина, а не цемент, як вважає багато хто. На першій стадії робіт необхідно приготувати вихідну пульпу або шликер. Для цього природна глина протягом п'яти- семи днів вимочується. Потім надлишки води зливаються, отримане тісто продавлюється через металеву сітку з осередком три міліметри і ретельно замішується з піском, присмаченим цементом у співвідношенні 8 до 1, до утворення розчину схожого по консистенції з жирною сметаною. Зразкові пропорції компонентів такі: 1 об'єм води на 8 обсягів глини і стільки ж піщано -цементної суміші.

Правильно підібраний склад витримує надвисокі температури без деформації і руйнування і має схожий з « червоним» цеглою коефіцієнт розширення при нагріванні. Загальна кількість необхідного розчину складе десять відсотків від обсягу всього каміна. Більш точно - на кожну сотню цегли необхідно заготовити два десятилітрових відра глини і такий же обсяг просіяного піску.

Камінна конструкція в цифрах
Можна знайти готове конструктивне рішення на просторах всесвітньої « павутини » і не забивати голову математичними розрахунками, але набагато цікавіше створити індивідуальний проект. Задамося площею камінного приміщення, розділимо її значення на 70 і отримаємо перетин топкового отвору, висота і ширина якого повинні співвідноситися як два до трьох. Наприклад, для кімнати в 20 метрів квадратних геометричні розміри порталу топливника складуть 44 і 67 сантиметрів відповідно. Глибину споруди повинна становити 50 - 70 % від визначеної вище висоти, тобто в нашому прикладі 22 - 30 сантиметрів. Тут дуже важливо дотримати баланс, оскільки надлишкова глибина топки значно зменшить тепловіддачу в приміщення, а недостатня призведе до задимлення повітряного об'єму.

Нагадуємо, що оптимально сформувати внутрішні бічні стінки камери згоряння під кутом в 110 - 140 градусів до задньої, а саму тильну поверхню топки викладати вертикально лише на висоту 30 % від загальної. Далі її необхідно трохи нахилити вперед (приблизно на 30 градусів) з метою поліпшення тепловідбивною здатності камінної конструкції. Поставивши собі габаритними розмірами цегли і товщиною стикувального шва (порядку 5 міліметрів) для кожної поверхні окремо складається графічна порядовка і на її підставі визначається необхідна кількість матеріалів.
Камін є самостійним спорудою, створеним на окремому фундаменті, тому, як і для будь-якої будівельної конструкції, його необхідно розрахувати у відповідності з будівельними нормами і типовими методиками, і також врахувати додатково необхідний матеріал залежно від виконання несучого споруди (бетонна стяжка або цегляна кладка).

Особливості камінної кладки
Риття котловану і подальше створення фундаменту виконується в штатному режимі і не потребує специфічних рекомендаціях. Ось виконання самої кладки - більш тонкий процес, на ньому зупинимося трохи докладніше:
• кожна цеглина перед установкою вимочується в теплій воді до тих пір, поки рідина не перестане пузиритися. Наситившись вологою, матеріал не буде забирати її з розчину кладки і не вплине на подальшу термостійкість споруди;

• основні роботи проводять з використанням кельми або кельми, але внутрішні ряди паливника і димосборніка краще викладати голими руками. Рівняючи розчин пальцями, майстер додатково проконтролює однорідність складу і видалить утворилися грудки або інші жорсткі вкраплення;
• фронтальні ряди порталу викладаються, не доводячи шар розчину до краю цегли з лицьового його боку приблизно на 5 міліметрів. Ці порожні шви згодом зручно «разошьются» при облицюванні каміна;
• внутрішні стінки викладаємо топки періодично протираються мокрою губкою і зайво що вступив розчин ретельно видаляється;
• криволінійні поверхні формуються з напуском цегли не більше 60 міліметрів;

• вертикальність стін і геометричні розміри топки ретельно контролюються протягом усього періоду кладки;
• зовнішні ряди кладки порталу не повинні перев'язуватися з облицювальним матеріалом з причини різної вогнестійкості;
• штукатурити склепіння камери згоряння категорично заборонено.