О печах и каминах, построенных по системе гипокауст, все чаще говорят в среде профессиональных установщиков каминов и печников. Однако не всегда четко указывают, для каких домов хороша данная система и какие каминные и печные топки могут использоваться в конструкциях гипокауста.
Начнем с истории отопительных систем, построенных по принципу гипокауста. Слово «гипокауст» происходит от греческого hypokauston, означающего «подогревать снизу». Первые отопительные системы по принципу гипокауста были созданы в Древней Греции, затем их успешно скопировали римляне. В Древнем Риме систему усовершенствовал известный инженер Сергий Ората в I веке до н.э. Гипокауст стал применяться повсеместно в Римской империи для обогрева одноэтажных зданий. Затраты на установку гипокауста были весьма велики, поэтому такой вид отопления могли позволить себе либо очень состоятельные римляне, либо государство — при строительстве общественных терм.
Гипокауст представлял собой топочную камеру, обычно расположенную за пределами отапливаемого помещения, от которой отводилась система каналов. Дымовые газы проходили под полом, нагревали его и выводились наружу через каналы в стенах здания. Таким образом, гипокауст был ничем иным, как системой отопления «теплый пол». Так как античный гипокауст обогревал помещение дымовыми газами, то не совсем верно переносить термин «гипокауст» на современные камины и печи, имеющие закрытое конвекционное пространство и аккумулирующие конвекционное тепло. Но тем не менее название прижилось: уже несколько десятилетий в Европе строят современные камины и печи, которые называют гипокаустом.
В последние годы в Европе их количество постоянно растет. Проанализируем, с чем связана эта популярность, чтобы лучше понять, насколько такая система может быть востребована в России.
В Европе все новые частные дома строятся как энергосберегающие, с очень низким энергопотреблением. Так называемые пассивные дома, которые отличают минимальные теплопотери, потребляют всего лишь 15 кВт·ч/м² в год. Обычные же здания без солидного утепления и системы приточно-вытяжной вентиляции, имеющие «мостики холода» в материалах и узлах примыканий, — около 250 кВт·ч/м² в год.
Легко просчитать что пассивный дом площадью 150 м² потребляет от 3 до 7 кВт·ч в зависимости от времени года. Если в нем установить камин с топкой максимальной мощностью 15 кВт·ч, то это приведет к перегреву помещений и дискомфорту для его обитателей. Поэтому именно в энергосберегающих домах при планировании камина с большой и мощной каминной топкой очень важно уменьшить процентное соотношение тепла, поступающего в жилое пространство в процессе топки, и увеличить количество тепла, аккумулируемого в конструкции камина. Камины, построенные по системе гипокауст, около 25% тепла отдают в помещение в виде лучистой энергии через стекло каминной топки. Оставшаяся энергия аккумулируется в стенах камина и в течение 6–10 часов (в зависимости от конструкции гипокауста) поступает в дом в виде мягкого теплового излучения с внешних поверхностей камина.
К остальным преимуществам каминов гипокауст можно отнести следующее: • отсутствие конвекции способствует более стабильной влажности воздуха в помещении, что положительно сказывается на самочувствии людей в отопительный сезон; • отсутствие конвекции также означает значительное снижение циркуляции воздуха, что минимизирует круговорот пыли в помещении; • нет нужды в приобретении и установке конвекционных решеток.
Учитывая эти преимущества гипокауста, можно определить, в каких случаях они будут востребованы. К примеру, для загородного дома, который важно быстро протопить в выходные дни, гипокауст не будет идеальным решением. То же относится к каминам, которые планируется использовать ежедневно, а также к каминам, установленным в домах с не самой лучшей изоляцией.
Теперь о самой конструкции гипокауста. К сожалению, некоторые считают, что гипокауст — это просто закрытый короб, не имеющий конвекционных решеток. Это очень опасное, неправильное мнение, которое в результате приводит к быстрому выходу из строя каминных топок из-за перегрева их корпуса и элементов подъемного механизма дверей.
Детальное описание системы гипокауст есть в немецких технических правилах по проектированию и строительству каминов и печей TR OL 2006, переведенных на русский язык. Гипокауст квалифицирован в них как замкнутая система подогрева воздуха с печной или каминной топкой. Благодаря циркуляции теплого воздуха в закрытом пространстве высвобождающееся тепло от нагретых поверхностей топки переносится на внешние поверхности и передается через них в помещение. Это означает, что внутри конвекционного пространства обязательно должна быть циркуляция теплого воздуха, а создание тепловых пробок недопустимо. Циркуляция может быть принудительной с использованием вентиляторов (актуально для длинных горизонтальных каналов, к примеру, для теплых скамеек) или естественной, вызванной разницей веса холодного и горячего воздуха (под действием силы тяжести).
В заключение о том, какие каминные топки подходят для гипокауста.
Так как в процессе циркуляции теплого воздуха температура равномерно распределяется и внизу, и вверху закрытого конвекционного короба, то внутренние температуры обычно не превышают 200°C. Самое уязвимое место каминных топок — это подъемный механизм дверцы. Подшипники, установленные в этом механизме, должны выдерживать температуры более 200°C. В каминных топках Schmid используются подшипники, выдерживающие 320°C. Поэтому любая каминная топка Schmid (а также все печные топки Schmid и Olsberg) подходит для систем с гипокаустом, в том числе с эффективным дополнением — с теплоаккумулирующими каналами дымовых газов.
