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: 

kominki@ihz.pl

WWW: 

www.swiatkominkow.pl

Tel: +61 81 535 09 61
Fax: +61 81 463 17 85
Adres:
Roztocze 5/5
20-722 Lublin