Urok łagodnego ciepła

Wyobraźmy sobie leniwy niedzielny poranek, kiedy słońce wpada do sypialni przez szyby w oknach.
Niezależnie od pory roku promienie słońca zawsze przynoszą przyjemne ciepło, ogarniając całe
pomieszczenie bez wyjątku, wywołując uśmiech i odprężenie. To wiadomość od Natury, abyśmy po
ciężkim tygodniu nie zapominali o jej potędze i możliwościach, i cieszyli się z tych małych, prostych
rzeczy. Cóż zrobić w ciemną jesienną szarugę, kiedy za oknem hula zimny wiatr? Jak „zatankować”
choć trochę naturalnego ciepła? Niewiele jest rzeczy, które potrafią zastąpić naturę. Ale z całą
pewnością piec kaflowy, a w szczególności hypokausta, ze swoim naturalnym promieniowaniem
cieplnym, potrafi dać nam to, czego Natura przez swą przekorę czasami skąpi.

Ciepłowypromieniowywacz
Trudno sobie dzisiaj wyobrazić, aby budując dom, zapomnieć o jego sercu – kominku lub piecu
kaflowym. Stanowią one często centralny punkt domu, koncentrując na sobie uwagę domowników,
rodziny i gości. Wpływają też na charakter pomieszczenia i dużo mówią o jego mieszkańcach.
Pomiędzy kominkiem a piecem jest wiele sprzeczności wynikających z budowy i związanych z
użytkowaniem, które nie dają się pogodzić. Kominek to przede wszystkim widok ognia. Piec to
łagodne ciepło. Piec kaflowy dzięki swojej budowie zapewnia doskonały komfort cieplny,
nagrzewając wszystkie znajdujące się w pomieszczeniu meble oraz sprzęty. Oddziałuje również na
mieszkańców, rozgrzewając ich odzież oraz skórę.

Dzięki promieniowaniu cieplnemu o stałym natężeniu temperatura w pomieszczeniu nie podlega
dużym wahaniom, zachowana jest również odpowiednia wilgotność powietrza. Ciepło z pieca
przekazywane drogą emisji, a nie konwekcji, nie powoduje nadmiernego ruchu powietrza, co w
konsekwencji nie prowadzi do wzniecania kurzu, pyłków i innych alergenów. Piec kaflowy w
pozytywny sposób jonizuje pomieszczenie, w którym się znajduje. To wszystko sprawia, że tworzy się
bardzo dobry i zdrowy mikroklimat, a znajdujące się w tym domu osoby czują się odprężone i rześkie.
Kolejną zaletą pieca jest możliwość wykonania efektownej i ciepłej ławeczki, zwanej zapieckiem.

Nowoczesne piece kaflowe opalane są drewnem, a w żadnym wypadku węglem. Drewno jest
surowcem odnawialnym, może być źródłem energii cieplnej, które jest w zasięgu ręki. Nie trzeba go
transportować z dużym ryzykiem przez morza i oceany. Warto przypomnieć, że warunkiem pełnego
odzyskania ciepła z drewna jest – poza wysoką temperaturą spalania i odpowiednią ilością tlenu –
jego wilgotność, poniżej 20%. Dzięki nowoczesnej budowie pieca i wysokiej kaloryczności suchego
drewna, użytkowanie pieca może być całkiem komfortowe. Prawidłowo zaplanowany piec kaflowy,
tzn. odpowiedniej wielkości komora spalania, która pomieści określoną ilość drewna, oraz właściwej
wielkości masa kumulacyjna, wymaga dwu- lub trzykrotnego podłożenia drewna do paleniska w
ciągu dnia.

Piece kaflowe

Ze względu na budowę, wyróżniamy dwa podstawowe rodzaje pieców kaflowych. Najbardziej
rozpowszechnionym i najstarszym typem jest piec kumulacyjny, fundamentowy, który budowany był
w wielu domach i kamienicach od pokoleń. Ten typ budowy charakteryzuje bardzo ścisła i ciężka
konstrukcja, w której ciepło przenika przez kolejne warstwy pieca: od paleniska, przez sklejone
glinką szamotową płyty i cegły szamotowe, do ceramicznych kafli piecowych. Kształt i forma tego
pieca jest ściśle związana z jego budową wewnętrzną, a wszystkie elementy budowy, takie jak
palenisko, ceramiczne kanały kumulacyjne oraz kafle, są ze sobą ściśle spojone. Piece takie mają
bardzo dużą masę kumulacyjną, która po rozgrzaniu potrafi utrzymywać ciepło ponad dobę. Ujemną
stroną tego typu budowy są ograniczone możliwości co do nadania żądanego kształtu bryle pieca.

Obecnie w Europie rzemiosło zduńskie rozwinęło nowoczesną formę budowy pieca, jaką jest
hypokausta. Charakteryzuje ją taki typ budowy, w którym wszystkie trzy podstawowe elementy pieca,
czyli palenisko, masa kumulacyjna i obudowa, powstają niezależnie od siebie, pozostając ze sobą w
związku. Wewnątrz zamkniętej bryły pieca cyrkuluje gorące powietrze, które przenosi wytworzone w
palenisku i zgromadzone w masie kumulacyjnej ciepło na obudowę, która wypromieniowuje je do
pomieszczenia, w którym stoi piec. Powietrze z wnętrza pieca nie miesza się z powietrzem w
pomieszczeniu.

Wkłady piecowe – żeliwne i szamotowe

Miejscem, w którym uzyskuje się energię cieplną, jest palenisko. W palenisku spalane jest drewno w
sposób prawie całkowity w bardzo wysokich temperaturach, sięgających nawet 1000 °C. Możliwe
jest to dzięki właściwej konstrukcji paleniska i doprowadzenia odpowiedniej ilości tlenu do spalania.
Pierwszym typem są wkłady piecowe żeliwno-szamotowe o dużej odporności na temperaturę, w
których bardzo często zamontowane są drzwi z przeszkleniem, dzięki czemu możliwe jest oglądanie
procesu spalania. W paleniskach tych podział energii cieplnej jest taki, że około 10 do 20%
emitowane jest przez szybę, około 40% energii przenika przez korpus, a reszta wydostaje się przez
króciec wylotu spalin do masy kumulacyjnej. Górna część wkładu chroniona jest ogniotrwałą nasadą
przed zniszczeniem. Wkłady te zachowują specyficzny kształt, który umożliwia załadunek poziomo
większej ilości drewna. Użyte do jego budowy wysokiej jakości żeliwo zapewnia, że w ekstremalnie
wysokich temperaturach palenisko nie odkształci się i pozostanie bardzo szczelne. Szczelność
paleniska ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego procesu spalania oraz dla bezpiecznego
użytkowania. Szamotowa komora, znajdująca się wewnątrz żeliwnego korpusu wkładu piecowego
służy ochronie termicznej paleniska, zapewniając mu wieloletnią trwałość.

Drugim typem paleniska są szamotowe wkłady kumulacyjne. Ich cechą charakterystyczną jest to, że
wykonane są w całości z gotowych kształtek szamotowych lub wysokogatunkowych odlewów
ceramicznych o podniesionych parametrach termicznych i kumulacyjnych.

We wkładach tych stosuje się również drzwi z przeszkleniem w celu polepszenia estetyki pieca.
Szczególną zaletą wkładów szamotowych jest ich duża masa własna, co jest istotnym walorem dla
kumulacji ciepła. Nowoczesne wkłady szamotowe, budowane według starej zasady zduńskiej, są
dwuwarstwowe. Wewnętrzna warstwa jest odporna na wysokie temperatury powstające w procesie
spalania drewna, a zewnętrzna posiada lepsze zdolności kumulacji ciepła. Obie warstwy doskonale

przewodzą ciepło na zewnątrz, stanowiąc zarazem masę kumulacyjną pieca kaflowego.

Nowoczesne wkłady piecowe, zarówno żeliwne, jak i szamotowe, mają możliwość zainstalowania
automatycznej kontroli procesu spalania, polegającej na dozowaniu właściwej ilości tlenu w
odpowiednim czasie. Po wypaleniu całego drewna, w momencie, gdy w palenisku pozostaje tylko żar,
automatyka zamyka całkowicie dopływ powietrza, zapobiegając wychłodzeniu się masy kumulacyjnej
pieca.

Masa kumulacyjna czy radiator?

Integralną częścią każdego pieca kaflowego jest dodatkowa powierzchnia grzewcza. Stosuje się ją
pomiędzy paleniskiem a wejściem do komina w celu wychłodzenia spalin i podniesienia sprawności
grzewczej pieca. Rozróżniamy dwa typy powierzchni grzewczych: ceramiczną masę kumulacyjną i
metalowy radiator. Zastosowanie właściwej powierzchni grzewczej nada naszemu piecowi
odpowiednią charakterystykę grzewczą, dotyczącą intensywności oraz czasu grzania. W masie
kumulacyjnej gromadzi się nadmiar wytworzonej energii cieplnej, zachowując ją na późniejsze
godziny. Metalowe radiatory z kolei służą do szybkiego odzyskiwania znacznych ilości ciepła i
natychmiastowego przekazania ich do otoczenia.

Ceramiczną masę kumulacyjną tworzą kanały zbudowane z cegieł i płyt szamotowych lub gotowych
kształtek ceramicznych o podwyższonych walorach kumulacyjnych. Masę kumulacyjną dobiera się
stosownie do ilości drewna spalanego w palenisku. Na jeden kilogram suchego drewna powinno
przypadać od 60 do 120 kg masy kumulacyjnej. Im cięższa jest masa kumulacyjna, tym więcej ciepła
może zmagazynować, jednakże czas nagrzewania takiej masy jest proporcjonalnie dłuższy.
Budowanie dużych mas kumulacyjnych jest sensowne, gdy są one regularnie użytkowane. Masa
takiej bryły kumulacyjnej może osiągać od 300 do 1000 kg. Zgromadzone ciepło oddawane jest w
sposób ciągły przez wiele godzin, zapewniając stałą emisję ciepła do pomieszczenia, w którym stoi
piec. Masa kumulacyjna budowana jest odrębnie i nie styka się z obudową pieca, a z paleniskiem
połączona jest metalowym przyłączem.

Metalowe radiatory zbudowane są z dobrej jakości żeliwa, najczęściej w formie połączonych ze sobą
żeliwnych skrzynek, do których wpadają spaliny w drodze z paleniska do komina. Radiatory stanowią
dużą, dodatkową powierzchnię grzewczą, przez którą odzyskiwane są natychmiast znaczne ilości
ciepła powstałe w czasie spalania. Dla odzyskania 10 kWh potrzeba około 1 m2 dodatkowej
powierzchni grzewczej. Radiatory metalowe nie służą do kumulowania ciepła, przeciwnie – ich rolą
jest odzysk i przekazanie ciepła w jak największej ilości, w jak najkrótszym czasie do otoczenia, w
celu zaspokojenia dużego zapotrzebowania cieplnego całego obiektu, w którym stoi piec.

Obudowa pieca

Trzecim podstawowym elementem każdego pieca jest jego obudowa. Obudowy wykonujemy z
materiałów ceramicznych, dobrze przewodzących ciepło z wnętrza pieca do pomieszczenia.
Najczęściej wykorzystywanym materiałem do wykonania obudowy są kafle piecowe.

Popularność zdobywają też duże tynkowane powierzchnie grzewcze, do budowy których używa się
specjalnych płyt szamotowych. Do tynkowania pieców kaflowych używa się specjalnych tynków
zduńskich, które są odporne na wysokie temperatury i które stosuje się ściśle według przyjętych

technologii. W odróżnieniu od pieców budowanych metodą tradycyjną, ściany hypokausty powinny
być jak najcieńsze, a tynki jak najlżejsze. Każdy dodatkowy milimetr grubości ściany przeszkadza w
uwalnianiu energii cieplnej zamkniętej wewnątrz pieca. W nowoczesnym sposobie budowy pieca
obudowa nie stanowi elementu kumulującego ciepła, lecz jest elementem dekoracyjnym. Dzięki
niezależnej budowie wszystkich podstawowych elementów pieca, czyli paleniska, masy kumulacyjnej
lub radiatora i obudowy jest możliwe nadanie prawie dowolnego kształtu bryle pieca. Dzięki temu
piec kaflowy zyskał na witalności i mógł z powrotem zagościć na salonach.

Pod pojęciem hypokausty kryją się dwa uzupełniające się terminy dotyczące budowy pieca. Jeden
dotyczy najnowocześniejszego sposobu budowy pieca kaflowego, a drugi dystrybucji ciepła w domu
poprzez zamknięte, połączone ze sobą komory powietrzne. Jak wspominałem na wstępie tego
artykułu, w hypokauście wszystkie trzy podstawowe elementy budowy pieca powstają blisko siebie,
jednakże rzadko się ze sobą stykają. Taki sposób budowy sprawia, że możemy nasz piec mocno
zindywidualizować, zarówno w budowie wewnętrznej, jak i obudowie. Stosując palenisko szamotowe,
zbudujemy typowy piec kumulacyjny o dużych możliwościach magazynowania ciepła na bardzo długi
czas. Wykorzystując wkład piecowy żeliwno-szamotowy możemy zbudować piec typu kombi, który
obok kumulacji ciepła, dzięki energii emitowanej przez korpus wkładu podczas spalania, może być
wykorzystany do konwekcji przez kratki wentylacyjne. Możemy użyć również piecowego wkładu
kotłowego, za pośrednictwem którego przekażemy część wytworzonej energii do systemu
centralnego ogrzewania. We wszystkich przypadkach wielkość wkładu jest dostosowana do
załadunku takiej ilości drewna, po spaleniu której otrzymamy ilość energii, która pokryje
zapotrzebowanie cieplne salonu lub całego domu. Również masa kumulacyjna w hypokauście
pozwala na wiele „wariacji”, dzięki niezależnemu usytuowaniu w obrębie pieca. W zależności od
potrzeb możemy zbudować bryłę akumulacyjną bardziej rozłożystą w poziomie lub skierować ją ku
górze w formie „słupa”, by zajmowała jak najmniej miejsca w piecu. Wszystko to po to, by dowolnie
planować wygląd naszego pieca.

Niemal pełna dowolność obowiązuje w zakresie projektowania wyglądu pieca kaflowego.

Dla miłośników tradycyjnego wyglądu stosuje się kafle piecowe o niewielkich wymiarach.

Do bardziej awangardowych, nowoczesnych aranżacji stosuje się duże, proste powierzchnie
otynkowane i kafle wielkoformatowe .Istotne jest to, że dzięki zastosowaniu zamkniętego sposobu
zabudowy, jakim jest hypokausta, cyrkulujące wewnątrz powietrze przenosi ciepło z paleniska i masy
kumulacyjnej na obudowę. Dzięki temu, niezależnie od kształtu obudowy, pozostaje ona jednakowo
ciepła na całej swej powierzchni, wypromieniowując ciepło na zewnątrz. Temperatura na
powierzchni obudowy jest wypadkową mocy paleniska, ciężaru masy kumulacyjnej i powierzchni
grzewczej obudowy. Najczęstszym powtarzanym błędem w budowie hypokausty jest próba kumulacji
ciepła w obudowie. Jednak w tym rozwiązaniu obudowa nie służy do kumulacji i powinna być jak
najcieńsza, aby nie stanowić zbędnej przeszkody dla promieniowania cieplnego z wnętrza pieca.

Bardzo interesującym rozwiązaniem pośród pieców typu hypopkausta jest klasyczna hypokausta jako
system piecowy. Budowa jej polega na stworzeniu jednej bądź wielu połączonych ze sobą komór z
gorącym powietrzem, za pośrednictwem których ogrzewa się pomieszczenia, w których się znajdują.
Powietrze w komorach nie miesza się z powietrzem w pomieszczeniach. Gorące powietrze
cyrkulujące pomiędzy komorami dostaje się tam za pośrednictwem dwóch przewodów powietrznych,
w których jednym wstępuje grawitacyjnie gorące powietrze, a drugim chłodniejsze zstępuje. Każda z
komór zbudowana jest z materiałów ceramicznych: kafli piecowych lub płyt szamotowych dobrze
przewodzących ciepło. Temperatura na powierzchni tych komór powinna być zbliżona. Sercem tej

instalacji jest piec kaflowy z metalowym radiatorem, który łatwiej zapewnia potrzebną energię
cieplną. Rozwiązanie to ma niewielką kumulacyjność, jednakże szybkie możliwości pokrycia
chwilowego dużego zapotrzebowania cieplnego systemu.

Dzięki dużej powierzchni oddawania ciepła wszystkich komór hypokausty, temperatura
powierzchniowa pomimo dużej mocy pieca pozostaje przyjemnie niska. Ten typ budowy pieca
stanowi doskonałą alternatywę dla dystrybucji gorącego powietrza i związanych z nim uciążliwości:
przegrzania i osuszenia powietrza, wzniecania kurzu i alergenów, w sytuacji gdy jesteśmy niechętni
lub nie ma możliwości dla techniki wodnej w piecu. Czasami w zamian za radiator stosuje się
również masy kumulacyjne.

Spośród wszystkich systemów grzewczych wymyślonych przez człowieka, piec kaflowy jest jednym z
najprzyjemniejszych i najprzytulniejszych. Jest nie tylko doskonałym i wydajnym urządzeniem
grzewczym, ale również ozdobą każdego wnętrza. Piec kaflowy jest zazwyczaj skrojony na miarę
potrzeb, możliwości i wyobrażeń domowników. Roztacza wokół siebie atmosferę ciepła i harmonii.
Budując rodzinny dom i planując jego ogrzewanie, warto rozważyć budowę pieca kaflowego, aby
czerpać z przyjemnych korzyści, które ze sobą niesie.

Autor: Roland Buławski
Źródło: kominki.org

KONTAKT

Świat Kominków

E-mail:

[e-mail]

WWW:

www.swiatkominkow.pl

Tel: [phone]
Fax: [phone]
Adres:
Roztocze 5/5
20-722 Lublin