2. Цели и задачи

Целью является разработка дизайна при проектировании камина.

Задачами курсовой работы являются:

- Обзор теоретической и методической литературы по теме курсовой работы;

- Провести анализ проектируемого камина;

- разработать дизайн интерьера частного дома при проектировании камина.

При проектировании каминов — большое раздолье для фантазии проектировщика-дизайнера и самого мастера-каменщика. Можно разработать множество вариантов конструкции каминов и их художественного оформления. Самое главное — создать гармонию между помещением и камином. Главным фактором является формирование интерьера, камин должен соответствовать пропорциям помещения, применяемым материалам для отделки.

Изучив все особенности помещения, в котором предстоит построить камин, можно приступить к проектированию камина. Первым делом необходимо рассчитать технологическую часть камина — топливник, дымосборник и дымоход.

Размеры топливника можно рассчитать по таблице, в зависимости от размеров помещения. В первую очередь рассчитывается проем топки. Проем топки — это теоретическая граница между топкой и помещением.

Пропорции между площадью проема топки и площадью отапливаемого помещения:

· при топке, открытой с одной стороны — 1:60 — 1:70;

· при топке, открытой с двух сторон — 1:50 — 1:60;

· при топке, открытой с трех сторон — 1:40 — 1: 50;

· при топке, открытой со всех сторон — 1:30 — 1:40.

Пропорции размеров топки максимальной ширины и максимальной высоты следующие:

· при топке, открытой с одной стороны — 1: 0,75;

· при топке, открытой с двух сторон — 1: 0,70;

· при топке, открытой с трех сторон — 1: 0,65;

· при топке, открытой со всех сторон — 1: 0,55 — 0,60.

Учитывается максимальная площадь дымосборника и расстояние между дымосборником и подом топки.

Далее, необходимо рассчитать размеры самой топки. Минимальная глубина топочной части без учета наружной кладки должна быть 360 мм, максимальная — 600 мм. В исключительных случаях допускается глубина до 800 мм. Наклон задней стенки топливника должен быть не более 20°.

Минимальные объемы топки камина:

Ø у топки, открытой с одной стороны, с наклонной задней стенкой — 0,05 м3, с вертикальной стенкой — 0,06 м3;

Ø у топки, открытой с двух сторон, с наклонной стенкой — 0,07 м3;

Ø у топки, открытой с трех сторон, с вертикальной стенкой — 0,08 м3;

Ø у топки, открытой со всех сторон — 0,12— 0,14 м3.

Следующий шаг — это расчет дымосборника камина. Размер дымосборника рассчитывается от нижнего горизонтального периметра. Нижний периметр рассчитывается от газового порога (карниза) и верхней горловины. Учитываются только внутренние размеры и сечение.

Далее необходимо учесть на каком фундаменте буден построен камин. Фундамент, либо основание, должен выдерживать большие нагрузки, учитывая значительный вес всего сооружения, включающего сам камин, дымоход, облицовку камина. Если камин ставится на междуэтажные перекрытия — они должны быть рассчитаны на предполагаемую нагрузку. Если же камин подвешивается на стену — вертикальные нагрузки и боковое давление должны приходиться на несущую стену или на вертикальные опоры .

Камин необходимо гидроизолировать от грунтовой влаги или испарений. Он должен иметь свою трубу, отвечающую требованиям действующих строительных норм и противопожарных правил. Место его размещения и сам камин должны соответствовать требованиям пожарной безопасности. Его можно строить только из негорючих материалов. В качестве теплоизоляции применяют следующие материалы: базальтовую и каолиновую вату, вермикулин, асбест. Строго запрещается строить камин на горючих деревянных перекрытиях.

Камин разрешается строить в помещении площадью более 12 м2 (объемом 30 м3), в которых имеется один проем или открывающееся окно. Горючие материалы конструкции вертикальной несущей стены должны быть отделены от стенки камина сплошной стеной с коэффициентом возгорания не ниже 2,5 часов.

Дверные и оконные конструкции, встроенные шкафы, изготовленные их горючих материалов, текстиля, оборудование из искусственных материалов, мебель и ковры не должны находиться в зоне теплового излучения топки камина ближе, чем 1000 мм, а от плоскости стенок камина, не ближе 250 мм.

Внешняя линия негорючих поверхностей, находящихся перед камином, должна находиться от вертикальной проекции внешней плоскости топки не ближе 600 мм, от цоколя камина и по бокам — 400 мм.

Для защиты от вылетающих искр площадка перед камином отделывается металлическим покрытием толщиной не менее 5 мм.

Применять материалы, содержащие известь, в конструкции топки запрещается.

В помещении с камином следует разместить порошковый огнетушитель вместимостью 5 кг. Он должен находиться рядом с камином, в доступном месте, не далее 10 м. Емкость для сбора золы делают из негорючих материалов.

Камин оборудуют поворотной заслонкой — шибером, либо чугунной закаленной задвижкой, легко открывающейся одной рукой и имеющей противоугарные отверстия.

Нельзя устанавливать камин с открытой топкой в помещениях и в участках здания, относящимся к пожароопасным классам А, В, С, и относящимся к III, IV и V классам огнестойкости.

Ящик для топлива (дров) отделяют от топки стенкой с предельным коэффициентом возгорания 4 часа, толщиной не менее 250 мм.

Когда будет полностью рассчитан проект камина с учетом всех теплотехнических, строительных, пожарных норм и правил, необходимо разработать дизайн камина, чтобы он соответствовал помещению, в котором его предполагается поместить.

Для исправной работы камина необходимо рассчитать подачу воздуха, необходимого для горения. Если в помещении, в котором построен камин, герметично закрываются окна и двери, необходимо обеспечить доступ воздуха с улицы через специальный канал в наружной стене дома. Подача воздуха в помещение должна регулироваться поворотной заслонкой, либо обычной металлической задвижкой в зависимости от времени года. Летом приточный канал может быть использован для охлаждения помещения путем естественной циркуляции, либо при помощи вентилятора.

3. ОПИСАНИЕ АНАЛОГОВ

3.1. ВИДЫ КАМИНОВ

Камин (от лат. caminus — открытый очаг) — разновидность печей-теплогенераторов, в которых генерация тепла из первичного вида энергии (химической теплоты сгорания топлива) генерируется непосредственно в зоне технологического процесса (ЗТП) которая является смешанной с зоной генерации тепла (ЗГТ) и с открытым топливником в рабочем пространстве печи, что лимитирует нагрев окружающего пространства конвекцией и теплопроводностью и дает преобладающий потенциал лучистому теплообмену в определенных диапазонах длин волн.

Камин состоит из 4 основных частей:

-Портал — передняя часть, украшенная декором. Зачастую П-образная.

-Топка — камера сгорания топлива (уголь, дрова, газ и т. д.).

-Дымосборник — закрытая камера над топкой, служащая для плавного перехода газов в трубу; необходим исключительно для каминов с открытой топкой, позволяет изготавливать камин больших размеров, со сложной трубой.

-Дымоход — вертикальная труба для отвода продуктов сгорания и обеспечения тяги.

Тепловой эффект камина в значительной степени обусловлен радиационным нагревом, при котором объекты, окружающие камин, нагреваются и часть этого тепла передается воздуху. Распространено заблуждение, что камин не дает тепла достаточного для обогрева дома. Мало тепла дает открытый камин. Камины со встроенной закрытой топкой дают тепло , которое позволяет обогреть целый дом. Некоторые камины содержат вентилятор, предназначенный для усиления передачи части тепла камина воздуху конвекцией, в результате чего более равномерно прогревается отапливаемое помещение.

По конструктивным особенностям:

-Заглублённые в нишу (Английский или Закрытый);

-Камин Рамфорда;

-Открытый (ещё называют «Швейцарский» или «Альпийский»), стоящий в середине помещения, с топливником, открытым со всех сторон;

-Полуоткрытый, пристроенный к стене и не связанный с конструкцией стены;

-Камины со встроенной каминной топкой;

По виду топлива

Д ровяной камин

-Дровяные, угольные;

-Газовые;

-;Биотопливные

-Электрические (Электрокамины);

-Пеллетные

Архитектурные стили

Д екоративный портал камина в классическом стиле

-Классический — определяется наличием П-образного портала и в подавляющем большинстве случаев открытой топкой, хотя в последнее время все больше применяются топки закрытого типа, обладающие большим КПД. Это достигается путём контроля притока воздуха в топку. При ограничении притока воздуха внутрь топки уменьшается также и скорость выброса нагретых дымовых газов в дымоход, что в свою очередь повышает количество тепла, рассеиваемое топкой в околокаминное пространство. Для каминных порталов классического стиля характерно применение мрамора или другого натурального камня, изредка чугуна или даже дерева.

-Рустикальный — Зачастую также имеет название «Кантри». Это порталы малых и средних размеров Д-образной формы. Выполняются в пристенном или же угловом исполнении. Портал выполняется из недорогих материалов: натуральных — песчаник, ракушечник, или же искусственных, например эдельрок. В портале почти всегда предусматривается отдельная ниша для хранения дров.

-Модернизм и ХайТек — это современные каминные стили. Появились они относительно недавно, во второй половине XX века. Несмотря на свойственный этим стилям минимализм, формы порталов этих каминов завораживают и удивляют смелостью решений. Отдельные модели каминов стиля Хайтек выполняются только в единственном экземпляре. Так например, камины компании Focus, именуемый OmegaFocus, имеет оригинальный разрыв в металлической пластине, служащей фасадом портала, а рисунок разрыва металла уникален в каждой выпускаемом экземпляре и подписывается лично Домиником Имберто — основателем и идейным вдохновителем компании Focus.

-Бионика — этот стиль появился в конце XX, начале XXI века. Источник вдохновения для данного стиля — природа. Минимум углов и прямых линий, ощущение постоянного движения — характерные особенности бионики. Камины в этом стиле в настоящее время являются эксклюзивными произведениями искусства.

- Изразцовый — изготавливается, в основном, российскими производителями. Название свое получили от типа используемого в их облицовке материала — изразцов (керамических элементов украшения или облицовки стен либо печей, имеющих на тыльной стороне коробчатый выступ для сцепления с кладкой.

Электрокамины.

Основная статья: Электрокамин

В отличие от других типов камина, электрокамин по своей сути является принципиально иным устройством. Чаще всего обогрев помещения электрокамином реализуется по принципу слабого тепловентилятора, либо инфракрасного обогревателя. Однако подобно классическому камину, электрокамин также способен выполнять декоративную функцию за счет визуальной имитации натурального пламени и традиционного или современного оформления портала. На раннем этапе производства, и в наиболее дешевых на сегодняшний день моделях для имитация пламени используют фигурно вырезанные лоскуты ткани, приводимые в движение воздушными потоками. На выпускаемых ныне моделях средней и высшей ценовой категории применяются видеоэкраны различных технологий, вплоть до LCD. Не рекомендуется электрокамины ставить напротив окон, светильников и т. п. Направленные световые лучи понижают яркость зрительного эффекта.^[1] Также часто встречается эффект тления: в пластиковых копиях дров очагово располагаются световые источники разной интенсивности. Функция обогрева часто является отключаемой, таким образом запуск электрокамина в эстетических целях становится комфортным и в теплое время года.

Биокамин — разновидность печей-теплогенераторов с совмещенными зонами генерации тепла и технологического процесса, рабочее пространство которого отделено от окружающего пространства специальным каминным порталом с конструктивно встроенными в под горелками в которых процессы теплогенерации происходят за счет сжигания биотоплива (денатурата этанола). Это камины, не требующие оборудования дымохода, но при этом дающие «живой» огонь (пламя), а не имитацию огня, в отличие от электрокаминов. Биокамин, в отличие от электрического, не требует подключения к электрической сети. Его установка возможна в любой точке помещения, без привязки к каким-либо инженерным сетям. Основной частью биокамина является горелка. Горелка для биокамина представляет собой металлический контейнер, формы и габариты горелок разнообразны, горелки могут быть оснащены разделительным фильтром или крышкой для регуляции мощности пламени. Горелки могут быть использованы как в качестве основного элемента в остове камина, так и вмонтированы в обычный камин в качестве топливного блока (замена дров). Основным условием установки горелки является выполнение базы и примыкающих элементов отделки из негорючих материалов. Горелка заправляется топливом для биокаминов, как правило, это биэтанол.

Характерные свойства биокаминов

Некоторые свойства биокаминов, отличающих их от каминов других типов:

-В качестве топлива используется этанол

-При горении вырабатывается только углекислый газ и вода без возникновения запаха гари, сажи и пыли

-При установке на территории России не требует каких-либо согласований с противопожарной службой

-При установке в помещении не требует установки дымохода или систем дополнительной вентиляции

-Пригоден для использования в различных помещениях (квартире, коттедже, офисе, ресторане)

-Мобилен. Его легко можно перенести с места на место. Масса самых тяжелых биокаминов не превышает 100 кг

-Не требует специальных знаний при эксплуатации. Достаточно лишь соблюдения элементарных норм пожарной безопасности.

3.2. ВИДЫ ПЕЧЕЙ

Несмотря на Широкое применение центральных систем отопления в многоэтажных зданиях, для отопления одно- и двухэтажных зданий в сельских населенных пунктах используют комнатные печи.

Достоинством печного отопления является возможность сжигания любых видов топлива, незначительный расход металла на устройство печей и простота эксплуатации, недостатком — возможность возникновения пожара, наличие площадей для хранения топлива, суточные колебания температуры воздуха в помещении, затраты труда на топку печей и др.

Печи классифицируют по следующим признакам

1) по назначению—отопительные и отопительно-варочные (комбинированные), включая кухонные плиты квартирного типа и щитки при них;

2) по материалу—кирпичные, блочные из жароупорного бетона с арматурой, металлические с футеровкой топливника огнеупорным кирпичом и без нее;

3) по теплоемкости — теплоемкие с активным объемом 0,2 м³ и более, с виещними стенками толщиной в области топливника не менее 6 см, в пррчих местах — не менее 4 см, и нетеплоемкие с активным объемом менее 0,2 м³ (в том числе переносные металлические). Активным считается объем нагревающего массива печи без вычета пустот. При этом высоту активного объема принимают от уровня колосниковой решетки или от дна нижнего газохода до верхней плоскости перекрытия при толщине последней не более 14 см или до ее нижней плоскости при толщине более 14 см;

4) по температуре нагрева стенок — печи умеренного прогрева с максимальной температурой в отдельных точках поверхности до 80—90 "С, повышенного прогрева с максимальной температурой в отдельных точках поверхности до 120 °С при средней температуре всей поверхности до 90 °С, высокого прогрева с температурой поверхности печи более 120 С. К печам умеренного прогрева относятся печи с толщиной стенок не менее 12 см, повышенного прогрева — печи с толщиной стенок 6,5—7 см. Нетеплоемкие печи относятся к печам высокого прогрева;

5) по длительности горение топлива — кратковременного периодического горения Продолжительностью от 1 до 3 ч и длительного горения (с загрузкой топлива 1-2 раза в сутки);

6) по этажности — одноэтажные и двухъярусные с самостоятельными топливниками на каждом этаже;

7) по виду сжигаемого топлива — для дров и других видов твердого топлива.

Для устройства кирпичных печей применяют обыкновенный сплошной глиняный кирпич, а для футеровки топливников — тугоплавкий или огнеупорный. Толстостенные печи умеренного прогрева выполняют из кирпича на месте строительства. Большинство толстостенных печей имеют для отвода продуктов сгорания насадные дымовые трубы, опирающиеся на конструкцию самой печи. Возможен также отвод дыма через отдельно стоящую коренную трубу или каналы, выполненные в кирпичной стене. Схема отопительной толстостенной печи приведена на рис. 1.

Тонкостенные печи повышенного прогрева, как правило, не имеют насадных труб и дымовые газы от них отводятся с помощью горизонтальных патрубков и рукавов через коренные трубы или дымовые каналы в стенах. К числу тонкостенных печей повышенного прогрева относятся печи из кирпича в каркасе или футляре из кровельной стали (рис 2) Тонкостенные печи могут изготовляться заводским или полузаводским способом, имеют сравнительно небольшую массу, могут транспортироваться в целом виде или блоками и не требуют для установки массивных фундаментов.

Печи длительного горения (рис. 3) имеют малые размеры и массу их можно транспортировать в собранном виде или частями в виде блоков Печи могут работать длительно и допускают регулирование интенсивности горения и теплоотдачи в соответствии с потребностью помещения в теплоте.

Нетеплоемкие отопительные печи используют в помещениях с периодическим пребыванием людей и во временных сооружениях.

Топливом для таких печей служит каменный уголь, антрацит, кокс, брикеты, дрова теплоотдача нетеплоемких печей зависит от вида и количества сжигаемого топлива и длины присоединяемых к ним дымоотводящих труб, прокладываемых в помещении. Изготовляют нетеплоемкие печи как заводским способом на предприятиях местной промышленности, так а кустарным материалом для них служат листовая сталь и чугун нетеплоемкие печи могут выполняться с футеровкой шамотным кирпичом или плитам» для увеличения массы и теплоемкости Во время топки температура в некоторых местах поверхности печи может достигать 600—650 °С.