Камин или очаг – это конструкция из кирпича , камня или металла , предназначенная для сдерживания огня . Камины используются для создания расслабляющей атмосферы и для обогрева помещения. Современные камины различаются по тепловой эффективности в зависимости от конструкции.
Исторически их использовали для отопления жилища , приготовления пищи , а также нагрева воды для стирки и бытовых нужд. Огонь локализуется в топке или яме для костра ; дымоход или другой дымоход позволяет выходить выхлопным газам . Камин может иметь: фундамент, очаг, топку, каминную полку, кран дымохода ( используется в кухонных и прачечных каминах), колосниковую решетку, перемычку , перемычку, над камином, заслонку , дымовую камеру. , горловина, дымоход и фильтр дымохода или камера дожигания. [1]
Снаружи часто имеется выступающая кирпичная корона, в которой выступающие ряды кирпича действуют как капельный канал, предотвращающий стекание дождевой воды по наружным стенам. Колпак, колпак или кожух служат для предотвращения попадания дождевой воды внутрь дымохода; дождь в дымоходе является гораздо более серьезной проблемой для дымоходов, облицованных непроницаемой плиткой или металлическими вкладышами, чем для традиционных каменных дымоходов, которые впитывают все, кроме самого сильного дождя. Некоторые дымоходы имеют искрогаситель , встроенный в корону или крышку.
Такие организации, как Агентство по охране окружающей среды США (EPA) и Департамент экологии штата Вашингтон , предупреждают, что, согласно различным исследованиям, камины могут представлять опасность для здоровья. [2] [3] Агентство по охране окружающей среды пишет: « Дым может пахнуть приятно, но он вреден для вас». [2]
Каменные и сборные камины можно топить:
Безвентиляционные камины (камины без воздуховодов/с вентиляцией помещения) работают на геле, жидком пропане, баллонном газе или природном газе. [ необходимы разъяснения ] В Соединенных Штатах в некоторых штатах и местных округах действуют законы, ограничивающие использование этих типов каминов. Они должны соответствовать размеру обогреваемой площади. [4] Существуют также проблемы с контролем качества воздуха из-за количества влаги, которую они выделяют в воздух помещения, а датчик кислорода и детектор угарного газа являются необходимыми элементами безопасности.
Камины с прямой вентиляцией работают на жидком пропане или природном газе. Они полностью изолированы от нагреваемой зоны и отводят все выхлопные газы наружу конструкции.
Типы дымоходов и дымоходов:
Недавно построенные дымоходы могут иметь защитную крышку, колпачок и искрогаситель наверху, чтобы не допустить проникновения мелких животных и предотвратить попадание искр в атмосферу. Для установки всех каминов требуются обученные специалисты газовой службы.
С каминами используется широкий спектр аксессуаров, которые варьируются в зависимости от страны, региона и исторического периода. Что касается интерьера, в современных западных культурах распространены решетки, камины , ящики для дров, утюги и корзины для пеллет , все из которых удерживают топливо и ускоряют горение . Решетка (или решетка для костра) представляет собой каркас, обычно из железных прутков, для удержания топлива для костра. Обратные камины из тяжелого металла иногда используются для улавливания и повторного излучения тепла, для защиты задней части камина и в качестве украшения. Крылья представляют собой низкие металлические рамы, установленные перед камином и предназначенные для сбора тлеющих углей , сажи и пепла . Инструменты для ухода за камином включают кочерги , меха , щипцы , лопаты , щетки и подставки для инструментов. Другие более широкие аксессуары могут включать корзины для бревен, сопутствующие наборы, ведра для угля, аксессуары для шкафов и многое другое.
Древние ямы для костра иногда строили в земле, внутри пещер или в центре хижины или жилища. Свидетельства доисторических рукотворных пожаров существуют на всех пяти обитаемых континентах. Недостатком первых ям для костра в помещении было то, что они производили токсичный и / или раздражающий дым внутри жилища.
Ямы для костра превратились в приподнятые очаги в зданиях, но дымоотвод зависел от открытых окон или дыр в крышах. Средневековый большой зал обычно имел центральный очаг, где горел открытый огонь, а дым поднимался к вентиляционному отверстию в крыше. Жалюзи были разработаны в средние века, чтобы закрыть вентиляционные отверстия на крыше и предотвратить попадание дождя и снега.
Также в средние века были изобретены дымовые навесы , чтобы предотвратить распространение дыма по помещению и выводить его через стену или крышу. Их можно было разместить у каменных стен, а не занимать середину комнаты, и это позволяло обогревать небольшие помещения.
Дымоходы были изобретены в Северной Европе в 11 или 12 веке и во многом решили проблему дыма, более надежно выведя его наружу. Они позволили придать камину тягу, а также позволили удобно разместить камины в нескольких помещениях зданий. Однако они не сразу стали широко использоваться, поскольку их строительство и обслуживание были дорогими.
В 1678 году принц Руперт , племянник Карла I , поднял решетку камина, улучшив приток воздуха и систему вентиляции. В XVIII веке в истории каминов произошло два важных события. Бенджамин Франклин разработал для камина конвекционную камеру , которая значительно повысила эффективность каминов и дровяных печей . Он также улучшил воздушный поток , вытягивая воздух из подвала и выпуская воздух из более длинной зоны наверху. В конце 18 века граф Румфорд спроектировал камин с высокой и неглубокой топкой, которая лучше вытягивала дым вверх и наружу из здания. Неглубокая конструкция также значительно улучшила передачу тепла в помещение. Дизайн Рамфорда является основой современных каминов.
Эстетическое движение 1870-х и 1880-х годов приняло более традиционный спектр, основанный на камне, и отклонило ненужные орнаменты. Скорее, он опирался на простой дизайн с небольшим количеством ненужных украшений. В 1890-х годах эстетическое движение уступило место движению искусств и ремесел , где упор по-прежнему делался на обеспечение качественного камня. Каменные камины в то время были символом процветания, которое в некоторой степени остается и сегодня.
Со временем назначение каминов изменилось с необходимости на визуальное интерес. [5] Ранние камины представляли собой скорее ямы для костра, чем современные камины. Их использовали для тепла в холодные дни и ночи, а также для приготовления пищи. Они также служили местом сбора внутри дома. Эти ямы для костра обычно располагались по центру комнаты, что позволяло собраться вокруг нее большему количеству людей.
В ранних конструкциях каминов было обнаружено множество недостатков. Наряду с промышленной революцией произошло крупномасштабное жилищное строительство, что потребовало стандартизации каминов. Самыми известными дизайнерами каминов того времени были братья Адам: Джон Адам , Роберт Адам и Джеймс Адам . Они усовершенствовали стиль дизайна каминов, который использовался на протяжении многих поколений. Он был меньше по размеру, более ярко освещен, с упором на качество материалов, использованных в его конструкции, а не на размер.
К 1800-м годам большинство новых каминов состояло из двух частей: обрамления и топки . Обрамление состояло из каминной полки и боковых опор, обычно выполненных из дерева, мрамора или гранита . Вставка была там, где горел огонь, и была построена из чугуна, часто облицованного декоративной плиткой . Считалось, что камины викторианской эпохи не только обеспечивают тепло, но и добавляют дома уютную атмосферу. [6] В американском штате Висконсин в некоторых начальных классах будут установлены украшенные камины, чтобы облегчить детям переход из дома в школу. [7]
Некоторые каминные блоки оснащены вентилятором, который передает больше тепла камина воздуху посредством конвекции , что приводит к более равномерному нагреву помещения и снижению отопительной нагрузки. Эффективность камина также можно повысить, используя камин — кусок металла, который находится за огнем и отражает тепло обратно в комнату. Камеры традиционно изготавливаются из чугуна , но также изготавливаются из нержавеющей стали . [8]
Большинство старых каминов имеют относительно низкий рейтинг эффективности. Однако стандартные современные дровяные каменные камины имеют КПД не менее 80% (минимальное требование закона, например, в Зальцбурге, Австрия). [9] Для повышения эффективности камины также можно модифицировать, вставив в них специальные тяжелые топки, предназначенные для более чистого горения и позволяющие достичь эффективности нагрева воздуха до 80%. Эти модифицированные камины часто оснащены большим каминным окном, позволяющим эффективно проводить процесс обогрева в два этапа. На первом этапе первоначальное тепло подается через большое стеклянное окно во время горения огня. За это время конструкция, построенная из огнеупорного кирпича, поглощает тепло. Затем это тепло равномерно излучается в течение многих часов во время второй фазы. Камины из каменной кладки без стеклянного каминного окна обеспечивают тепло, излучаемое только его поверхностью. В зависимости от наружной температуры , 1-2 обжигов в день достаточно для поддержания постоянной температуры в помещении .
В обзоре литературы, опубликованном в Журнале токсикологии и гигиены окружающей среды, делается вывод о том, что сжигание древесины в жилых домах представляет собой широкий спектр рисков для здоровья. Говорится:
Что касается взрослых, исследования показывают, что длительное вдыхание древесного дыма способствует развитию хронического бронхита , хронического интерстициального заболевания легких , легочной артериальной гипертензии и легочного сердца (легочного сердца), а также изменению механизмов легочной иммунной защиты. Хотя неблагоприятные последствия для взрослых заметны, наибольшему риску подвергаются дети. Многие исследования, посвященные RWC (сжиганию древесины в жилых домах), пришли к выводу, что у маленьких детей, живущих в домах, отапливаемых дровяной печью, чаще наблюдаются умеренные и тяжелые хронические респираторные симптомы, чем у детей того же возраста и пола, которые не жили в домах, отапливаемых дровяной печью. Облучение детей дошкольного возраста, проживающих в домах, отапливаемых дровяными печами, или в домах с открытыми каминами, дало следующие эффекты: снижение легочной функции легких у юных астматиков ; повышенная заболеваемость острым бронхитом и тяжесть/частота хрипов и кашля ; и увеличение заболеваемости, продолжительности и, возможно, тяжести острых респираторных инфекций . Выбросы от сжигания древесины в жилых домах также содержат оксиды серы , оксиды азота , окись углерода и потенциально канцерогенные соединения, включая полициклические ароматические углеводороды , бензол , формальдегид и диоксины . Известно, что некоторые из этих загрязнителей вызывают рак, но их влияние на здоровье человека в результате воздействия древесного дыма тщательно не изучалось. [10]
Департамент экологии штата Вашингтон также опубликовал буклет, объясняющий, почему древесный дым может быть опасен. Это объясняет, что легкие и дыхательная система человека не способны фильтровать частицы, выделяемые при сжигании древесины, которые глубоко проникают в легкие. В течение нескольких месяцев канцерогены могут продолжать вызывать изменения и структурные повреждения дыхательной системы. Наиболее уязвимы маленькие дети, пожилые люди, беременные женщины, курильщики и люди с респираторными заболеваниями . Древесный дым может вызвать заболевания и даже смерть детей, поскольку он связан с инфекциями нижних дыхательных путей . [3] Домашние камины стали причиной смертельного отравления угарным газом . [11]
Пропан, бутан и метан — это легковоспламеняющиеся газы, используемые в каминах (природный газ — в основном метан, сжиженный нефтяной газ — в основном пропан). Если им позволить накапливаться несгоревшими, газы могут вызвать асфиксию , вытесняя воздух [14] и взрывы газа. [ нужна ссылка ] Пожары на этаноле (жидкости, также продается в гелях) также могут вызвать серьезные ожоги. [15]
Сжигание углеводородов может ухудшить качество воздуха в помещении . Выбросы включают переносимые по воздуху твердые частицы (например, черный углерод ) и газы, такие как оксид азота . Они вредят здоровью: ослабляют иммунную систему , усиливают инфекции , кровяное давление , сердечно-сосудистые заболевания и резистентность к инсулину . Некоторые виды топлива более вредны, чем другие. [16]
Неполное сжигание углеводородного топлива может привести к образованию угарного газа, который очень ядовит и может привести к смерти и длительным неврологическим расстройствам . [17]
При сжигании любого углеводородного топлива выделяются углекислый газ и водяной пар . Другие выбросы, такие как оксиды азота и оксиды серы , могут быть вредными для окружающей среды.
Некоторые из этих терминов могут быть объединены с дымоходом или камином, например, с дымоходом .
Сжигание природного газа не только приводит к образованию различных газов, таких как оксиды серы, соединения ртути и твердые частицы, но также приводит к образованию оксидов азота, в первую очередь диоксида азота... Сжигание топлива из биомассы или любого другого ископаемого топлива. топливо увеличивает концентрацию черного углерода в воздухе...
[остальный материал в полном тексте по ссылке]