Теплица: подход с разных сторон. Собрат женьшеня - элеутерококк...("Сделай сам" №2∙2003)

Оборудование конструкторского места

В.В.Ильин

Чертеж — это язык техника. Описание, даже самое подробное, не может заменить чертежа, который выполняет еще и функции официального документа. Студенты институтов и учащиеся техникумов, начиная с первого и до последнего курса, связаны с выполнением курсовых проектов. Например, студенты технических институтов за весь период обучения, включая дипломный проект, рассчитывают и вычерчивают более сорока листов формата А1 (841x594мм).

Кроме учащейся молодежи, работают дома над чертежами рационализаторы и изобретатели, а также люди, любящие и умеющие делать все своими руками. Для них рационализация и изобретательство не развлечение, а стиль жизни.

Этой многочисленной группе людей необходима современная чертежная доска, которой они могли бы пользоваться в домашних условиях. Современная — это не только удобная, но и позволяющая выполнять чертежи с высокой точностью.

Наиболее удовлетворяет поставленным требованиям рабочее место конструктора, выпускаемое для использования в промышленности, но громоздкость (занимает площадь около 2 м²), а также «производственный вид», не вписывающийся в интерьер жилого помещения, не позволяют использовать его в домашних условиях.

В течение 40 лет, которые мне пришлось работать в конструкторском отделе, у нас, как и в других организациях, неоднократно пытались улучшить рабочее место конструктора, но взамен одних неудобств получали другие. Необходимо отметить, что ни в одном известном мне варианте пространственная система перемещения доски не была заменена на плоскую с помощью вертикально перемещающегося груза.

Приобретя у одной из расформированных организации кульман (по цене килограмма колбасы), я сразу отказался от подставки, заменив конструкцией, представленной в статье. Трос и ролики были куплены на рынке, а трубы в магазине. Мои ожидания оправдались.

Статья написана не только для умельцев, но и для людей, могущих организовать их производство и реализацию, так как в технологическом плане работа простая, а потребность в удобных кульманах, безусловно, есть.

Мною сделана попытка при сохранении высоких профессиональных качеств рабочего места конструктора уменьшить занимаемую им площадь в восемь раз и значительно улучшить внешний вид.

В дальнейшем условимся называть конструкторским местом металлическую подставку, оснащенную механизмами для вертикального перемещения и наклона деревянной чертежной доски, закрепленной на ней, и чертежного прибора, закрепленного на чертежной доске. Конструкторские места, используемые в промышленности, оснащены всем, что создает удобства, сокращает время и повышает качество. Механизмы подъема и опускания доски и ее наклона дают возможность установить поле вычерчивания в удобном для конструктора месте, а чертежный прибор обеспечивает плавное перемещение и поворот линеек на всем поле доски без искажения параллельности линий.

Однако такое конструкторское место (в том числе и импортного производства) с конструкторской доской, рассчитанной на формат АО (841x1189 мм), занимает площадь около 2 м², а механизм подъема и поворота доски, состоящий из противовеса и системы рычагов, расположенных открыто, делает его использование в домашних условиях неудобным.

Но требования к конструкторскому месту, выпускаемому для использования в промышленности, несколько отличаются от требований к конструкторскому месту, предназначенному для использования в домашних условиях.

Чертежи общих видов и узлов, как правило, вычерчивают на формате А1 (841x594 мм). Столь крупные чертежи разместить на горизонтально расположенной доске неудобно, так как конструктор находится во время работы в полусогнутом положении. Необходимо отметить общий недостаток, свойственный вычерчиванию на горизонтальной доске, — грифельная пыль от карандаша при движении линеек размазывается по полю чертежа.

Размеры доски с учетом выполнения курсовых работ и дипломного проекта должны быть достаточными для размещения на них формата А1 как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях. При работе над форматом А0 вычерчивание надо вести с передвижением формата.

В конструкторских бюро вычерчивание производят на досках, установленных вертикально или с небольшим наклоном, порядка 5-10°. Нижнюю часть листа вычерчивают сидя на стуле, а среднюю и верхнюю — стоя. Наклон доски при работе стоя не дает видимых удобств, и многие конструкторы именно так работают на вертикальных досках, что дает возможность более правильно выбрать расстояние от глаз работающего до чертежа. Чертежную доску, установленную в горизонтальном положении, используют только для оформительских работ (оформление стенной печати, написание плакатов и т. д.).

Около 20 лет назад впервые появились доски, покрытые пластиком. Такие доски имеют идеально гладкую и совершений плоскую поверхность. В отличие от обычных липовых досок они не требовали периодического ремонта. К этим доскам бумага крепится не кнопками, а с помощью липких лент или вакуумной замазки (герметика). Со временем этот тип досок стал вытеснять липовые.

В настоящее время чертежные доски (в том числе и импортные) изготавливают на основе высококачественных древесно-стружечных плит, которые без потери или плоскостности могут быть обрезаны до необходимого размера.

Конструкции чертежных приборов разнообразны, но все они делятся на две большие группы: с применением пантографа или с прямолинейными направляющими. Приборы с применением пантографа более просты, а следовательно, и более дешевы, но они имеют существенный недостаток — по мере удаления линеек от места крепления пантографа параллельность линий не выдерживается. Если вычерчивание производить на форматах A4 (210х297 мм), АЗ (420х297 мм) и даже A2 (420х594 мм), этот недостаток практически не ощущается.

Конструкции чертежных приборов с прямолинейными направляющими лишены этого недостатка. Они более сложны, но и более удобны. Закупаемые за рубежом приборы имеют только прямолинейные направляющие.

Для оборудования рабочего места, используемого в домашних условиях, целесообразно приобрести импортный чертежный прибор с прямолинейными направляющими. В том случае, если горизонтальная направляющая будет длиннее, чем необходимо, ее легко укоротить.

Опыт показывает, что без изменения функциональных возможностей можно уменьшить занимаемую площадь конструкторского места, используемого в промышленности, в восемь раз (без учета размера чертежного прибора) и улучшить эстетический вид. Это достигается тем, что механизм подъема и поворота доски конструктивно превращен из пространственного в плоский и скрыт за полем доски, а также тем, что конструкторское место устанавливается вплотную к стене и может быть задрапировано шторой.

Итак, конструкторское место для работы в домашних условиях должно быть установлено стационарно и занимать минимальную площадь (например, 0,2х1,25 м). В нерабочем состоянии оно может быть задрапировано, подобно окну, шторой. Чертежная доска должна иметь размеры, достаточные для закрепления на ней формата А1, как в горизонтальном, так и в вертикальном положениях. Она без особых усилий и применения какого-либо инструмента должна подниматься, опускаться и оставаться в любом промежуточном положении без закрепления, а также отклоняться от вертикального положения на угол до 10 °.

Чертежный прибор, которым оборудуется доска, должен иметь максимально высокие профессиональные возможности.

Предлагаемая конструкция отвечает выше указанным требованиям. Она позволяет изменить расстояние от доски до пола на 500 мм, что вполне достаточно для вычерчивания в любой части доски в положении сидя или стоя. Так, высота расположения нижнего края доски от пола колеблется от 600 до 1100 мм, а верхнего, при ширине доски 900 мм, — от 1500 до 2000 мм. Изменяя длину троса, можно изменить положение доски, например: нижний край доски будет перемещаться в диапазоне от 500 до 1000 мм, а верхний край — от 1400 до 1900 мм.

Конструкция рабочего места, изображенная на рис. 1,а, б (на рис. 1,а конструкторское место изображено со снятой чертежной доской — узлом V и чертежным прибором — узлом 6, а на рис. 1,б — со снятым чертежным прибором — узлом VI) состоит из следующих узлов: неподвижной рамки — 1, подвижной рамки — 2, чертежной доски — 5, чертежного прибора — 6.

На общих видах, приведенных на рис. 1,а и 1,б, выделено сочленение отдельных узлов и деталей, которые обведены овалом и пронумерованы от I до VII, что по мнению автора облегчит нахождение описываемых узлов на приведенных рисунках.

Рис. 1. Общие виды конструкторского места

Неподвижная рамка — узел I рис. 1,а, 1,б, 2, 3, 4 состоит из двух вертикальных стоек 1–1 и двух горизонтальных связей 1–2, сваренных в единую рамку. Концы вертикальных стоек заканчиваются регулируемыми упорами, конструкция которых представлена на рис. 2.

Рис. 2. Опоры конструкторского места

На рис. 2 видно, что в конец стойки, выполненной из трубы Ду20, впрессовывается гайка М12 дет. 1-1-1, в которую вывертывается болт М12 1-1-2. Головка болта проточена на 1 мм и образует выступ, что дает возможность удерживать при вращении шайбу 1-1-3, выполняющую роль подпятника.

К верхней горизонтальной связи 1–2 крепятся два ролика, через ручьи которых проходит трос диаметром 4–5 мм. Во избежание появлений чрезмерных направлений изгиба троса установлены максимально допустимые диаметры роликов Др = 20…30 dtp., где Др — номинальный размер ролика, измеренный по средней линии изгиба троса, а dtp. — диаметр троса.

Трос при изгибе расширяется, и это должно учитываться при профилировании ручья под трос. Материал роликов любой, но желательно, чтобы ролики изготавливались из пластмассы и в процессе эксплуатации не требовали обновления смазки, но еще лучше, если бы ролики вращались на подшипниках. Профиль ручья ролика под трос диаметром 5 мм представлен на рис. 3.

Рис. 3. Сечение ручья ролика

Предлагаемый способ закрепления неподвижной рамки целесообразно применять в том случае, если потолок выполнен из железобетонных плит. В иных случаях неподвижную рамку необходимо крепить к стене за верхнюю горизонтальную связь 1–2.

Подвижная рамка — узел II рис. 1,а, 1,б, 4, 5, 6.

Подвижная рамка изображена в сборе на рис. 1,а. Она состоит из двух вертикальных стоек 2–1 и двух горизонтальных связей 2–2, изготовленных из труб Ду20. Подвижная рамка находится внутри неподвижной, а планки 2–3 (рис. 4), приваренные к связям подвижной рамки, являются направляющими.

Рис. 4. Взаимное расположение узлов 2, 3, 4

Опираясь на них, подвижная рамка может передвигаться внутри неподвижной. Заклинивания рамок произойти не может, так как расстояние по вертикали между планками 2–3 в полтора раза больше расстояния между стойками 1–1 (рис. 1,а), верхней горизонтальной связи 2–2 для крепления троса приварены два звена цеп 2–4 (рис. 5). Звенья цепи имеют пропил, через который заводится трос.

Рис. 5. Крепление троса к подвижной раме

К подвижной рамке крепятся кронштейны 2–5, через соосные отверстия, в которых проходит ось поворота доски относительно подвижной рамки (рис. 6).

Рис. 6. Крепление чертежной доски к подвижной раме

Наклон доски необходим еще и для того, чтобы при опущенной доске конструктор, работая сидя, мог приблизиться к доске, убрав под нее ноги. С этой целью нижний край доски отводится от вертикального положения на 200–300 мм

Для удержания доски в наклонном положении служат упоры 2–6 (рис. 1,б). Основными требованиями к упорам: создание устойчивого положения для доски в наклоненном положении и возможность их размещения в габаритах подрамника в нерабочем состоянии.

Противовес — узел III и трос — узел IV. Рис. 1,а, 7, 8, 9, 10, 11.

Рис. 7. Противовес

Рис. 8. Крепление направляющих противовеса

Для того чтобы доска беспрепятственно передвигалась в вертикальном направлении, необходимо, чтобы вес всех подвижных узлов: подвижной рамки, подрамника, чертежной доски и чертежного прибора — был уравновешен противовесом.

Противовес — узел III состоит из двух горизонтальных труб 3–1, связанных между собой четырьмя горизонтальными планками 3–2, между которыми помещается груз 3–3. Пространство для размещения груза невелико, а вес противовеса — около 30 кг. В качестве груза должны быть использованы металлы с большим удельным весом, например сталь или чугун. Следующим звеном между противовесом и подвижной рамой, на которой смонтированы остальные подвижные узлы, является трос — узел IV. Трос, закрепленный за звено 2–4, через ролик, укрепленный на трубе 1–2, отверстие в трубе 2–2, пройдя внутреннюю полость трубы 3–1, отверстие в трубе 2–2 и другой ролик, укрепленный на трубе 1–2, опускается и закрепляется за звено цепи 2–4. Труба 3–1 служит для уравнения длин правой и левой ветвей троса. Наиболее гибки тросы двойной свивки. Сечение троса двойной свивки представлено на рис. 9.

Рис. 9. Сечение троса. Подготовка троса к вплетению

Свивание троса двойной связки производится в два приема: сначала проволочки свиваются в прядь, после чего пряди свиваются в трос. По оси трос проходит мягкий сердечник из пеньки, пропитанный смазкой.

Для изготовления троса — узла IV необходимо на каждом из его концов заплести петлю.

Изготовление петли производят в следующей последовательности:

1. На расстоянии 150–200 мм от края троса наложить бандаж из медной проволоки и развести пряди, как это показано на рис. 9. Во избежание распуска концов прядей на них также нужно наложить бандажи. Отрезать сердечник из пеньки.

2. Установить место на тросе, где будет произведено вплетение. Трубкой со скошенным концом, называемой шилом, в месте начала вплетения раздвинуть пряди таким образом, чтобы с каждой стороны от трубки располагалось по три пряди, завести прядь 4, после чего шило вынуть. Аналогичным образом заправить 2-ю, 3-ю, 5-ю и 6-ю пряди, а первую прядь отогнуть. Такое распределение прядей между прядями троса представлено на рис. 10.

Рис. 10. Начало вплетения троса

3. Зажав в тиски трос, вытянув до упора пропущенные через трос пряди и обжав (обстучав молотком) место вплетения, зафиксировать положение прядей в тросе, а место вплетения превратить в круг.

4. Последовательно, как это схематично показано на примере пряди 2 (рис. 11), с помощью шила проплести все пряди, после чего проплетенные пряди натянуть, а место вплетения обжать.

Рис. 11. Порядок вплетения ветвей троса

5. Поз. 4 повторить до получения места вплетения равного десяти диаметрам троса, остающиеся концы прядей отрубить.

Это вплетение требует навыка. Основная ошибка — это перепутывание прядей которое происходит от того, что пряди во время вплетения меняют свое положение в результате чего последовательность вплетения нарушается. Желательно в качестве образца для сравнения иметь петлю заводского изготовления.

Чертежная доска — узел V. Рис. 12.

Рис. 12. Крепление чертежной доски на подрамнике

Чертежная доска состоит из подрамника 5–1, доски 5–2 и механизма крепления доски к подрамнику 5–3. К нижней части подрамника приварены планки 5-1-1. Они служат для удержания доски. К доске со стороны подрамника крепятся планки 5-3-1, в которые вварены шпильки. С помощью струбцин 5-3-2 и фигурных гаек 5-3-3 верхняя часть доски притягивается к подрамнику.

На рис. 13 представлен план чертежной доски.

Рис. 13. Определение размеров чертежной доски

Размеры доски рассчитаны на исполнение достаточно массового импортного чертежного прибора «REIS ORDINAT-III» — для черчения на формате А1, который может располагаться на доске горизонтально или вертикально.

Чертежный прибор — узел VI. Чертежный прибор должен использоваться в том виде, в каком он выпускается заводом-изготовителем.

В том случае, если выполнение предложенной конструкции не представляется возможным, можно предложить еще два упрощенных варианта.

Например, использование в качестве чертежной доски листа органического или силикатного стекла, а в качестве рейсшины — линейки, склеенной в два слоя из стандартных ученических линеек и закрепленной одним концом на клею и 2–4 мелкими гвоздями к деревянному бруску, который будет выполнять роль упора, контактируя с торцом стекла. На такой импровизированной доске можно выполнять чертежи на форматах А4, А3 и при желании — на А2. Крепление бумаги — с помощью клейкой ленты или вакуумной мастики.

Другой вариант изображен на рис. 14.

Рис. 14. Упрощенное конструкторское место

Чертежная доска с линейкой, на концах которой закреплены двухручьевые ролики и натянуты нитки, направление которых указано стрелками. Линейка с роликами на всем поле чертежа обеспечивает параллельность линий, но поле чертежа не превышает формат А1.

В качестве чертежной доски могут быть использованы листы оргстекла с просверленными в них небольшими отверстиями для крепления ниток или крышки столов, покрытых пластиком, или даже некая полированная поверхность при условии крепления ниток за маленькие гвоздики, вбитые в обратную не полированную и не покрытую пластиком сторону крышки.

Линейку можно изготовить из полоски оргстекла или из хорошо высушенного дерева и желательно покрыть лаком. Профиль линейки представлен на рис. 14.

Материал ролика — бронза или в крайнем случае — латунь.

Нитки должны быть прочными, диаметр нитки — не менее 0,4 мм. В качестве ниток может быть использована невощеная дратва или нитки, используемые при электротехнических работах.

Печное отопление в XXI веке

В.В.Ильин, М.С.Кананыкин

В настоящее время печное отопление не в моде. Ведь о дровах необходимо позаботиться летом, а потом в течение отопительного сезона ежедневно топить печь. Гораздо легче, если в качестве топлива используется керосин или дизельное топливо, а еще лучше — природный газ.

По данным печати, разведанные запасы топлива на 2002 г. составляют: нефти и газа — на 60–70 лет; угля — на 600 лет; леса — на больший срок. Лесные запасы считаются самовосстанавливающимися, потому что ежегодно пополняются естественным образом, но и о лесе следует постоянно заботиться, относиться к нему бережно. Еще в начале 30-х годов прошлого столетия большая часть Москвы отапливалась дровами, но даже в тех домах, в которых существовало водяное отопление, использовавшее каменный уголь, для приготовления пищи и хозяйственных нужд в кухнях устанавливались дровяные плиты, а в ванных комнатах — дровяные колонки. Ванные комнаты были редкостью, но бань было много. Даже в пределах Бульварного кольца существовали лесные дворы, в которых москвичи приобретали дрова. Хранили дрова в подвалах или сараях во дворе.

Наибольшим спросом пользовался керосин, который был незаменим и для освещения, и для приготовления пищи на примусах и керосинках.

Кстати, первый автозавод, выпускавший отечественные автомобили, был пущен в Москве в 1931 г. (ныне ЗИЛ), а в 1932 г. в Горьком (ныне ГАЗ). Приблизительно в это время произошло и зарождение авиационной промышленности. В дальнейшем они станут главными потребителями жидкого топлива, получаемого из нефти.

В настоящее время добыча нефти и га за исчисляется миллионами кубических метров и литров, но не следует забывать, что это — источники энергии невозобновляемые природой. Месторождения иссякают, и буровые вышки все дальше и дальше продвигаются в вечную мерзлоту или в море. По мнению ученых, при сохранении объемов добычи углеводородного сырья его запасов хватит не более чем на 100 лет. Вывод один — углеводородное топливо в любом случае будет дорожать. По этой причине уже прекращен выпуск аппаратов для обогрева жилья, работающих на дизельном топливе и керосине.

Вместе с тем, если в начале прошлого века в городах проживало около 30 % населения, то сейчас — около 70 %. Эта часть населения обеспечена отоплением и горячим водоснабжением. Из проживающего в городах населения более 60 % имеют садовые участки или деревенские дома. Они эксплуатируются только в летнее время. В этом случае расход топлива не превышает 20 % годовой потребности.

Стоимость дров, с учетом местных условий (например, свой транспорт, использование сухостоя, древесных отходов и т. д.), может быть значительно уменьшена или даже свестись к затратам собственного труда.

Отопительные печи существуют много веков. Конструкция печей постепенно улучшалась — они стали с нижним обогревом (нижняя граница разогреваемой стенки стала располагаться ближе к полу), а коэффициент полезного действия достиг 70 %. Топливо при горении требует большого количества кислорода, содержащегося в воздухе, в силу чего помещение, в котором установлена печь, усиленно вентилируется.

Камин, в переводе с латинского, означает «очаг» и по существу представляет собой костер с отводом газообразных продуктов горения. Причиной популярности этого старинного очага заключается в естественной тяге человека к теплу и уюту. Камин создает особый «климат спокойствия». Горящее топливо и разогретые стенки камина излучают теплоту. Однако камин не предназначен для аккумуляции тепла — он имеет малую теплоемкость и греет только тогда, когда горит топливо, но, в отличии от печи, он сразу дает тепло и быстро обогревает холодные помещения. Камин прекрасно вентилирует воздух и не допускает образования сырости в помещении. И все же камины в основном сооружаются для украшения помещения. Перед камином должно быть достаточно места для отдыхающих, а сам камин должен размещаться в средней точке какого-либо пространства, например, стены, чтобы можно было наблюдать за огнем. Зрелище играющего каминного огня украшает интерьер жилища, особенно в вечернее время.

Кстати, пламя камина можно окрашивать. Обычная поваренная соль вызывает интенсивную желтую окраску, хлорид меди дает гамму окрасок, в которых сильнее всего выражены голубой и зеленый цвета. Приятный аромат придают добавки древесины или сухих веток можжевельника, вишни, старой яблони.

Низкий тепловой КПД камина объясняется тем, что в его открытый проем проникает в 10–20 раз больше воздуха, чем требуется для горения. Объединение печи и камина в единое целое решает эту проблему, так как печь эффективна для постоянного отопления, а камин является средством быстрого локального обогрева пространства.

Печи, наружные поверхности которых отделаны изразцами, безусловно являются украшением интерьера, но печные изразцы очень дороги. В настоящее время в продаже появились различные виды отделочных полнотелых и неполнотелых глиняных кирпичей, наружная поверхность которых идеально гладка или с объемным рисунком. Наружные поверхности печи, облицованные таким кирпичом, будут иметь достаточно привлекательный вид и не потребуют дополнительной отделки. В крайнем случае щели в неполнотелом кирпиче можно заделать кирпичной крошкой на глиняном растворе.

Если перед вами стоит вопрос — сооружать печное или водяное отопление (которое наиболее рационально при газификации дома), вы должны учесть и следующие обстоятельства. Газификация сельской местности за последние 10 лет идет крайне медленно, в основном в районах, прилегающих к существующим газопроводам. Стоимость газификации значительно возросла (до 30–40 тыс. руб. в Подмосковье), так как приходится оплачивать не только дворовую сеть, а это далеко не всем под силу.

Для тех, кто сделал выбор в пользу печного отопления, заметим, что современные печи должны отвечать современным требованиям, т. е. необходимо, чтобы:

— КПД печей был близок к 70 %;

— нагревательные панели печи при двухразовой топке имели температуру не более 90 °C и разница температуры в отдельных точках отличалась бы не более чем на 10 °C;

— нижняя граница прогрева — 250 мм от пола;

— температура отходящих дымовых газов, во избежание появления конденсата, должна быть выше точки росы;

— количество и расположение чисток должно обеспечивать неизменность проходных сечений дымовых газов;

— кладка печи не должна иметь отклонение от вертикали более чем на 5 мм;

— толщина швов должна быть не более 5 мм с разницей не более 1 мм.

Для выполнения этих условий необходимо воспользоваться проверенными проектами печей, а для кладки печей привлечь специалиста-печника.

От хозяина дома зависит выполнение проектных работ (расчет теплопотерь помещений и подбор проектов печей, соответствующих этим теплопотерям) и проведение работ, обеспечивающих выполнение противопожарных норм.

Перечень работ, предшествующих кладке печей, таков:

— пользуясь планировкой, определить теплопотери каждого помещения и подобрать такой проект печи, теплоотдача которой соответствует теплопотерям помещений;

— расположить печи в помещениях с учетом требований противопожарной безопасности, расположения стропильных ферм и чердачных помещений;

— определить высоту дымовых труб с учетом их расположения относительно конька крыши и зоны ветрового подпора;

— зная размеры печей и их расположение, определить размеры фундаментов, прорезать полы, сложить фундаменты, прорезать отверстия в потолке в соответствии с положением и величиной разделки труб. В тех случаях, если печь предназначена для обогрева смежных комнат, — прорезать стены с учетом размеров противопожарных разделов.

Перечень работ, следующих за кладкой печей и труб:

— устройство разделок на крыше в местах прохода выдры;

— устройство разделок в потолках и перегородках;

— закрепление предтопочных листов.

Предлагаемый ниже числовой пример

содержит наиболее часто встречающиеся варианты расположения печей и каминов, а также дровяных колонок для нагрева воды, Пример сопровождается пояснениями, которые должны ответить на возникающие вопросы.

Для иллюстрации изложенного материала авторы предлагают произвести расчеты применительно к одноэтажному дому, планировка которого представлена на рис. 1.

Рис. 1. Планировка дома

Дом имеет следующую характеристику:

Размеры (по внутреннему обмеру) составляют 11x8 м.

Высота помещений — 2,7 м. Полы и потолки деревянные, утепленные. Наружные стены — в два кирпича, оштукатуренные с двух сторон. В доме имеются четыре жилые комнаты — 1, 2, 3, 4 и кухня-столовая — 5, к которой примыкают ванная комната 5а, туалет 5б и небольшой коридорчик 5в, образующие блок санузла. В кухне-столовой (пом. 5) имеется одна наружная дверь площадью 1,8 м² и одно окно площадью 2 м². В каждой из комнат имеется окно площадью 2 м². Перегородки, выделяющие блок санузла, выполнены в 1/2 кирпича и оштукатурены с двух сторон, остальные перегородки — деревянные. Комнаты 1, 2, 4 — угловые, площадью 12 м² (3x4 м). Комната 2 — не угловая, той же площади. Кухня-столовая угловая площадью 28,5 м².

Отопительные печи должны компенсировать теплопотери жилого дома через ограждающие конструкции, выходящие на внешнюю сторону: стены, окна, двери, полы, потолки, не допуская их превышения или уменьшения более чем на 15 %.

За среднюю температуру наиболее холодной пятидневки принимаем температуру минус 24–25 °C, что приблизительно соответствует климатическим условиям Москвы.

Удельные теплопотери для основных охлаждающихся поверхностей в жилых зданиях представлены в таблице 1.

Расчет теплопотерь комнат 1, 2, 4.

Площади ограждений:

1. Наружные стены 2,7∙(3 + 4) — 2 = 16,9 м2

2. Окно 2,0

3. Потолок 3x4 = 12

4. Пол 3x4 = 12

Теплопотери каждой из комнат:

1. Через наружные стены 16,9х78 = 1318 ккал/ч.

2. Через окно 2х100 = 200 ккал/ч.

3. Через потолок 12x26 = 312 ккал/ч.

4. Через пол 12x19 = 228 ккал/ч.

Всего 2058 ккал/ч.

Расчет теплопотерь комнаты 3

Площади ограждений:

1. Наружные стены 2,7x4 — 2 = 8,8 м²

2. Окно 2,0

3. Потолок 3x4 = 12

4. Пол 3x4 = 12

Теплопотери комнаты:

1. Через наружные стены 8,8 х 78 = 686 ккал/ч.

2. Через окно 2x100 = 200 ккал/ч.

3. Через потолок 12x26 = 312 ккал/ч.

4. Через пол 12x19 = 228 ккал/ч.

Всего 1420 ккал/час

Предполагается отопление комнат 1 и 2 производить печью № 1, а комнат 3 и 4 — печью № 2. Лицевая сторона печей выходит в комнату 5, из которой они и топятся. Предполагалось для этой цели использовать печь ОПТ-11 теплопроизводительностью 4900 Вт. Ввиду того, что теплопотери подсчитывались в ккал/ч, производим пересчет теплопроизводительности печи. 1 ккал/ч. = 1,16 Вт.

4900/1,16 = 4224 ккал/ч.

Конструкция печи представлена на рис. 2, 3.

Рис. 2. Печь ОПТ-11. Вертикальные разрезы

Рис. 3. Печь ОПТ-11. Порядовки

Согласно рис. 2, периметр печи составляет 460 см, из которых лицевая сторона, выходящая в кухню-столовую, будет равна 64 см, что уменьшает площадь нагретых панелей печи, выходящих в комнаты 1 и 2, на 14 %, или на 549 ккал/ч и составит 3675 ккал/ч.

Теплопотери комнат 1 и 2, согласно ранее сделанному расчету, составят 2х2058 = 4116 ккал/ч. Как было сказано выше, теплоотдача печи при двух топках в сутки может быть на 15 % больше или меньше теплопотерь помещения, следовательно, теплоотдача печи не может быть менее 3498 ккал/ч. Из сравнения теплопотерь помещения с учетом 15 %, равному 3498 ккал/ч и теплоотдачи печи, равной 3675 ккал/ч приходим к выводу, что предлагаемая печь пригодна для использования. В комнатах 1 и 2 она должна быть установлена так, чтобы площади нагретых поверхностей печи были пропорциональны теилопотерям помещений, в данном случае теплопотери комнат 1 и 2 равны и печь должна быть установлена посередине, как это показано на рис. 1.

Печь ОПТ-11 также может использоваться при обогреве комнат 2 и 4 с учетом того, что теплопотери комнаты 4 больше теплопотерь комнаты 3 в 1,45 раза (так как 2058:1420 = 1,45).

Весь периметр печи составляет 460 см из которых 64 см выходит в помещение 5, следовательно, в комнату 3 должно выходить (460 — 64)/2,45 = 1,61 см. Длина печи составляет 166 см. Следовательно, в комнату 3 должна выхолить только одна боковая стенка, как это показано на рис. 1.

Расчет теплопотерь кухни-столовой 5.

Площади ограждений:

1. Наружные стены 2,7∙(5 + 8) — 2–1,8 = 31,3 м²

2. Окно 2

3. Наружная дверь 1,8

4. Потолок 5x8 = 40

5. Пол 5x8 = 40

Теплопотери кухни-столовой (ком. 5):

1. Через наружные стены 31,3х78 = 2441,4 ккал/ч.

2. Через окно 2x100 = 200 ккал/ч.

3. Через наружную дверь 1,8x175 = 315 ккал/ч.

4. Через потолок 40х26 = 1040 ккал/ч.

5. Через пол 40х19 = 760 ккал/ч.

Всего 4756,4 ккал/ч.

В помещение кухни-столовой выходят лицевые панели печей № 1 и 2, снабжающие теплом кухню-столовую: 549x2 = 1098 ккал/ч.

Установка в помещении отопительно-варочной печи конструкции Потапова с теплоотдачей при двух топках — 3900 ккал/ч (рис. 4, 5) достаточна для отопления кухни-столовой 3900 + 1098 = 4998 ккал/ч.

4998 ккал/ч > 4756,4 ккал/ч.

Рис. 4. Отопительно-варочная печь конструкции Потапова:

_{1 — поддувало; 2 — топливник; 3 — варочная камера; 4 — верхняя задвижка; 5 — нижняя задвижка; 6 — водогрейная коробка; 7 — духовка. 8 — чистка; 9 — вентиляционное отверстие; 10 — полосовая сталь}

Рис. 5. Отопительно-варочная печь конструкции Потапова. Порядовки

Отопительно-варочная печь конструкции Потапова служит как для обогрева помещения, так и для приготовления пищи. Она имеет летние и зимние ходы, варочную камеру с вентиляционным каналом, духовой шкаф и водогрейную коробку. Варочную камеру закрывают дверцей из двух половинок. Наличие в печи двух ходов позволяет в летнее время не нагревать помещение кухни-столовой.

Камин, установленный в кухне-столовой, не предназначен для отопления помещения, а выполняет декоративную роль и его топят только в моменты отдыха. В таблице 2 приводятся размеры частей камина, в зависимости от его величины, а на рис. 6 приведена схема построения камина по данным таблицы 2.

Рис. 6. Типичный встроенный камин:

_{1 — декоративное обрамление; 2 — топочное отверстие; 3 — противопожарный настил; 4 — днище очага; 5 — задняя стенка; 6 — боковая стенка; 7 — дымовой зуб; 8 — дымовая труба; 9 — дымовая коробка; 10 — топочное пространство}

Учитывая, что камин не служит для отопления, а выполняет только декоративную роль, предполагается установить небольшой камин с топочным отверстием шириной 60 см и высотой 50 см.

Камин и отопительная печь должны иметь больший фундамент и общую дымовую трубу. Общий фундамент обеспечит равномерную осадку печи и камина и исключит возможность образования трещин.

В соответствии с противопожарными нормами наименьшее расстояние от перекрытий печи с периодической топкой до потолка, не защищенного от возгорания, должно быть не менее 350 мм, защищенного — не менее 250 мм.

Для защиты стен, перегородок, потолка и пола, выполненных из горючих материалов, следует применять защитное покрытие в виде штукатурки толщиной 25 мм по металлической сетке или кровельной сталью по асбестовому картону толщиной 10 мм, при этом размеры защитного покрытия должны превышать размеры печи не менее чем на 150 мм. Перекрытие печи должно составлять не менее трех рядов кирпича. Пространство между перекрытием толстостенной печи и потолком из горючих материалов допускается закрывать со всех сторон кирпичными стенками, но толщину перекрытия печи следует увеличить до четырех рядов, при этом требования к расстоянию между перекрытием печи и полом сохраняются. В стенках закрытого пространства над печью, для его проветривания, следует предусмотреть два отверстия на разном уровне с решетками, имеющими площадь живого сечения не менее 150 см² каждая (рис. 7).

Рис. 7. Закрытое пространство над печью:

_{1 — перекрытие печи; 2 — потолок; 3 — теплоизоляционный слой; 4 — решетки для вентиляции}

Сооружение общей трубы печи 2 с камином производится в следующей последовательности:

До 30-го ряда кладка печи производится согласно рис. 2. До 30-го ряда выполняется и кладка камина. Ввиду того, что кладка камина и печи выполняется на одном фундаменте и из одинакового кирпича, швы по высоте должны совпадать. Далее кладка ведется с перевязкой и образованием двухканальной трубы. Вертикальные разделки выполняются на всю высоту печи в пределах помещения толщиной не менее толщины примыкающей стены или перегородки. Перевязка вертикальных разделок с кладкой печи для дымового канала не допускается, так как может вызвать образование трещин при осадке. Устройство вертикальной разделки отопительных печей, расположенных в проемах сгораемых стен, приведено на рис. 8.

Рис. 8. Устройство вертикальной разделки:

_{1 — печь; 2 — вертикальная разделка; 3 — сгораемая конструкция; 4 — теплоизоляция}

При пересечении дымовыми каналами конструкций перекрытий из горючих материалов необходимо устраивать горизонтальные разделки (рис. 9) путем утолщения стенок дымового канала.

Рис. 9. Устройство горизонтальной разделки:

_{1 — дымовой канал; 2 — теплоизоляция; 3 — сгораемая балка; 4 — негорючая засыпка}

При кирпичной кладке утолщение выполняется не более чем в 1/4 кирпича в каждом ряду кладки. Размеры разделок, с учетом толщины стенок трубы, следует принимать равными 500 мм до конструкций, не защищенных от возгорания, и 380 мм — до защищенных, как это показано на рис. 7. Горизонтальные разделки перевязываются с кладкой печи. Для независимой осадки здания и печи между разделкой и строительной конструкцией оставляется зазор 15 мм, который заполняется негорючим материалом (глиняный раствор с добавлением асбестовой крошки). Высоту разделки следует принимать больше толщины перекрытия так, чтобы верх разделки выступал над засыпкой на чердаке не менее чем на 70 мм.

Сгораемые конструкции кровли (стропила, обрешетки и т. д.) должны располагаться от наружной поверхности дымовой трубы на расстоянии 130 мм (рис. 10).

Рис. 10. Выполнение выдры у дымовой трубы:

_{1 — фартук; 2 — дымовая труба; 3 — кровельная сталь; 4 — решетка; 5 — стропила}

Свободное пространство между дымовой трубой и конструкциями кровли следует перекрывать фартуком из кровельного железа, подведенного под выдру. Наружные поверхности дымовых труб на чердаке обмазывают сложным или цементным раствором и белят, что позволяет по наличию на побелке черных полос обнаружить сквозные трещины. Устройство лючков на чердаках воспрещается.

Верхняя часть дымовой трубы, расположенная выше крыши, называется оголовком. Высота оголовка определяется его расположением относительно конька крыши с учетом влияния ветрового подпора.

Зоной ветрового подпора называется пространство, в котором, в зависимости от направления ветра, создается повышенное или пониженное давление, что влечет в ряде случаев «опрокидывание тяги», в результате чего дым попадает в помещение. На рис. 11 представлено положение оголовка относительно конька крыши и зона ветрового подпора.

Рис. 11. Расположение дымовых труб над крышей:

_{а — относительно конька крыши; б — относительно зоны ветрового подпора}

Избавиться от влияния ветрового подпора на тягу, используя различные виды устройства на оголовке, не удается. Единственным радикальным способом является наращивание высоты дымохода, как это показано на рис. 11.

Строительные нормы и правила запрещают устраивать на оголовках дымоходов зонты, дефлекторы и другие насадки. Защита устья оголовка от влияния атмосферных осадков производится жирным цементным раствором на высоту 0,2 м, или колпаком из кровельной стали (рис. 12).

Рис. 12. Укрепление оголовка трубы:

_{1 — металлический колпак; 2 — дымовая труба}

Фундамент печи устраивают, принимая в расчет вес печи, уровень грунтовых вод и возможности промерзания грунта. Легкие печи (в основном не стационарные, весом до 700 кг) могут устанавливаться на пол помещения. В том случае, если в доме проживают только в летний период и грунтовые воды расположены близко к поверхности, глубина фундамента должна быть равна глубине промерзания. Фундамент печи должен быть больше размеров печи в плане на 5 см в каждую сторону.

Котлован под фундамент отрывают больше самого фундамента на 5-10 см. Дно его трамбуют с щебнем, выравнивают по уровню и заливают бетоном. Чаще всего наружную часть фундамента выкладывают из кирпича, а внутреннюю часть заполняют бутом, кирпичным щебнем и тому подобным с послойной заливкой (слоем не более 15 см) раствором цемента. Кладку цемента не доводят до уровня чистого пола на 15 см, потом производят кладку двух рядов с гидроизоляцией между ними, в качестве которой могут быть использованы два слоя толя или полимерной пленки. Далее укладывается первый ряд печи, верхнюю поверхность выравнивают по уровню и положение первого ряда проверяют относительно размеров привязки.

Для защиты пола из сгораемых материалов, под топочной дверцей устанавливается металлический лист 500x700 мм, длинной стороной вдоль печи.

В состав помещений кухни-столовой входят ванная комната 5а, туалет 5б и коридор 5в — помещения с повышенной влажностью. Стены этих помещений выложены из кирпича и имеют собственный фундамент. Отопительно-варочная печь также имеет собственный фундамент. Во избежание появления трещин в результате различной осадки печи и стен между фундаментом печи и фундаментом стены, ограждающей помещения 5а, 5б 5в, должен иметься зазор не менее 50 мм, который заполняется сухим песком, как это показано на рис. 13.

Рис. 13. Размещение печи на отдельном фундаменте:

_{а — печь параллельна фундаменту: 1 — фундамент стены; 2 — фундамент печи; 3 — засыпка; б — печь в разрыве фундамента: 1 — фундамент печи; 2 — фундамент стены; 3 — засыпка}

Для отопления указанных помещений одна сторона печи выходит в помещение 5а, в котором температура должна быть в пределах 26 °C. Промежуток стены над печью должен быть укреплен железобетонной балкой (например, оконной перемычкой). Этот зазор (50 мм) должен быть заполнен влагостойким материалом (например, стекловатой в оболочке из стекловолокна).

Обратная сторона печи обращена к деревянной перегородке, отделяющей лестницу на чердак от помещения 5. Для увеличения теплоотдачи печи и предохранения деревянной стены от возгорания печь отодвигается от нее на величину отступки — расстояния от наружной поверхности печи до строительной конструкции. Она может быть закрытой полностью или только с двух сторон, или открытой со всех сторон. Размеры отступок и способы защиты сгораемых стен и перегородок следует принимать согласно таблице 3.

Рассматривая порядовку отопительноварочной печи, видим, что в рядах 6, 7, 8, 10,11 стенка печи, обращенная к сгораемой перегородке, выполнена в 1/4 кирпича, то есть составляет 65 мм. Для уменьшения размеров отступки целесообразно произвести теплоизоляцию сгораемой перегородки, отделяющей лестницу от помещения 5.

Размеры отступок и способы защиты конструкции от возгорания содержатся в таблице 3. Зная толщину стенки печи и защищенность перегородки, по таблице определяем, что при открытой отступке ее ширина равна 260 мм, а при закрытой — 380 мм. На рис. 14 представлена конструкция закрытой отступки.

Рис. 14. Устройство закрытой отступки:

_{1 — фундамент печи; 2 — уплотнительный слой; 3 — несгораемый пол; 4 — деревянная стена; 5 — щит из досок; 6 — теплоизоляция (асбест или войлок); 7 — кирпич на ребро; 8 — печь; 9 — предтопочный лист}

В конструкции закрытой отступки боковые стороны заделываются красным кирпичом, а сверху на уровне перекрытия печи — двумя рядами кирпича. Для циркуляции воздуха в закрытых отступках в стенах с боковых сторон выполняют отверстия над полом и вверху, в которые устанавливают решетки, имеющие площадь живого сечения не менее 150 мм². Закрытые отступки более гигиеничны, так как в них не собирается пыль. Для стен с пределом распространения пламени, равном 0, ширина отступки не регламентируется.

Дровяную колонку можно присоединить к дымовому каналу печи с помощью патрубка. Длина патрубка не должна превышать 0,4 м. При незащищенном от возгорания потолке расстояние от верха патрубка до потолка должно быть не менее 500 мм, а при наличии защиты — не менее 400 мм. Патрубки следует изготовлять из листовой стали, толщиной не менее 1 мм, и изолировать асбестовым картоном толщиной 30 мм с последующим покрытием цементным раствором. Уклон переходного патрубка в сторону печи должен быть не менее 1 см на 1 м.

Для предотвращения встречного движения дымовых газов в том случае, если топка основной и присоединенной к ней печи производится одновременно, присоединение производится на разных уровнях, но не более 0,75 м одно от другого, при этом сечение дымового канала должно быть не менее 140х270 мм, в противном случае продукты сгорания могут попадать в помещение.

В нашем случае одновременная топка не может быть рекомендована, однако в дровяной колонке вода в течение всего дня будет комнатной температуры и может быть использована для утреннего и вечернего туалета. В случае необходимости одновременной топки дымовая труба должна быть двухканальной или иметь рассечку, как это показано на рис. 15.

Рис. 15. Присоединение двух приборов к одному дымоходу с помощью рассечки