Calculo de Hogar y Chimeneas

CALCULO DE HOGAR Y CHIMENEAS

En general, se debe cuidar que la altura de la boca del hogar sea aproximadamente el 85% del ancho de la misma . Las paredes laterales del hogar deben tener una dirección oblicua de 45º a 60º respecto a la línea de frente de la estufa. La pared posterior del hogar se levantará vertical hasta la altura de un ladrillo parado o 1/3 de la altura de la boca. Luego, se inclinará hacia la habitación en 30º, según se indica en las ilustraciones, hasta superar en 0,15 a 0,20 m la altura del dintel de la boca del hogar.

La estufa debe poseer un garganta ancha y estrecha sobre el dintel del hogar, por donde deberán pasar rápidamente los humos hacia la campana y la chimenea hacia el exterior. El área de la garganta no será menor que el área del ducto de la chimenea, y su ancho será similar al ancho de la boca del hogar. La dimensión de profundidad de la garganta podrá variar entre 0,10 m como mínimo y un máximo de 0,12 m.

Preferentemente, el eje vertical del ducto de evacuación de los gases de combustión (chimenea) deberá coincidir con el eje de la propia estufa. En caso de no ser así, la campana deberá cumplir la función de canalización de los humos.

En tal situación, se estudiará el caso y se dispondrán las medidas adecuadas para la campana de humos. El punto más alto de la chimenea debe sobresalir al menos 1 metro sobre las cumbreras u otras construcciones a su alrededor, con su boca protegida ante el viento y la entrada de corrientes de aire, evitando remolinos que entorpecerían la correcta salida de los humos. La sección (área del ducto) de la chimenea no debe ser menor que el 10% de la superficie de la boca del hogar. En lo que sea posible, debe tener sus bordes interiores redondeados y la superficie interior alisada, para permitir el rápido y eficiente pasaje de gases. Defectos usuales. Al diseñar una estufa, debe cuidarse que se mantengan las proporciones, medidas y sugerencias indicados anteriormente. A continuación se señalan ciertos defectos de diseño y construcción muy comunes, que deben ser evitados;   

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Garganta muy ancha. Produce un tiraje excesivo, poco rendimiento de calefacción y un consumo mayor de leña. Garganta muy angosta. Impide la rápida salida del humo, con lo que parte de este ingresará a la habitación. Dintel del hogar muy alto o con poca separación a la garganta. El humo ingresa a la habitación antes de ser absorbido por la garganta. La garganta debe estar entre 0,15 y 0,20 m sobre el dintel. Dintel con mucha profundidad. Dispersa el humo hacia el interior de la habitación. Ausencia de estante de hollín y de registro adecuado. El viento empujará al humo por la chimenea hacia abajo. Chimenea de sección insuficiente. Se presentarán dificultades en el tiraje. El humo se arremolina al interior. Chimenea con poca altura. El viento ingresará a la chimenea. El extremo superior de la chimenea debe superar en 1,00 m las cumbreras y otros elementos cercanos.

Agregado sacado de un foro de internet Como seguramente sabes (aclaro terminología por si alguien consulta la pregunta desde fuera de todoexpertos) la chimenea se compone fundamentalmente de un espacio poliedrico -denominado Pulmón u Hogar- que se encuentra cerrado por 4 de sus lados (los dos laterales, el trasero y el inferior, lógicamente) y abierto por los otros dos, uno hacia la estancia, a través del hueco que se denomina Boca (cara delantera) y otro hueco hacia la cubierta (cara superior), lo que se conoce como Tiro Debemos tener en cuenta las siguientes medidas:

a) La superficie de la abertura de la chimenea a la estancia (lo que hemos dicho que se conoce como Boca) debe ser como mínimo del 2 al 4% de la superficie de la estancia. Así, para una estancia de 21 m2, la boca será como mínimo de 0,42 a 0,84 m2. Recordemos que la sección que mejor funciona es la que tiene una relación entre sus lados de aproximadamente 1,6 a 1 (lo que se conoce como seccion aúrea). Dado que la estancia está sometida a vientos, y que tiene grandes paños de vidrio, es muy probable que tenga oscilaciones importantes de temperatura y fuertes pérdidas por convección sobre los muros exteriores, por lo que tomaremos la proporción más cautelosa (la que proporciona más calorías), tendremos una boca de 0,75 m. de alto por 1,15 m. de ancho. b) La sección del tiro (el conducto de evacuación) debe ser a su vez como mínimo 1/10 de la superficie de la boca (ver punto anterior), con un mínimo de 500 cm2 (o 0,05 m2), lo que para un tiro de sección circular será 12,6 cm de radio (redondeando, 13). Para nuestro caso, y dado que la boca mide 0,86 m2, el tiro deberá tener una sección de 0,086 m2, que son 860 cm2. Esto supone un tubo de 16,5 cm de radio (33 cm de diámetro). c) Por último, el tiro no embocará directamente sobre el hogar, sino que entre éste y el hogar debe hacerse una pieza de transición llamada campana. Esta pieza es simplemente un tronco de pirámide que, partiendo de la parte superior del hogar, se irá estrechando hasta la sección necesaria para encajar en el tiro. Obviamente la parte superior de la campana será justo un círculo de 33 cm de diámetro, pero... qué altura ha de tener la campana? Pues la misma altura que anchura tenga la boca, así de sencillo. Para tu caso, 1,15 m. Si resulta que tuvieras una chimenea muy grande para tus intenciones, recuerda que estas medidas son cautelosas, ya que hemos aplicado un 4% de proporción habitación/boca. Otras medidas interesantes: a) Utiliza ladrillo refractario no sólo en el hogar, sino también para realizar esa "espalda" que comentas tras el tiro. b) Intenta (si no tienes ya) aplicar medidas de control térmico sobre las ventanas. Al estar a sur, por ellas entrarán muchas calorías, pero también se pierden muchas debido a su escaso aislamiento. Un doble cristal reduce un 70% las pérdidas reflejando solamente un 15% de la energía que incide. c) Piensa que a una distancia 2 veces la altura del hogar (1,50 m en este caso) la chimenea pierde el 80% de su potancia calorífica, ya que calienta por convección (calienta el aire y este enseguida escapa hacia arriba en el primer metro de separación). Por ello, una buena inversión es calentar el suelo que rodea a la chimenea. Así, si puedes picar el suelo, procura realizar en torno a la boca un solado de alta inercia térmica (por ejemplo piedra) para que absorba el calor que irradia la misma y lo suelte luego paulatinamente. Actualmente se empiezan a imponer calefacciones de suelo radiante que usan la chimenea como caldera.

Otro agregado de internet:

El fuego en el hogar, tradicionalmente se asocia a la sensación de protección, encuentro y companía familiar, a la vez que es el elemento de calefacción más usado en la vivienda. La estufa a leña es elegida frecuentemente como elemento principal en la conformación y decoración de la estancia principal de la casa. Es verdadero corazón o punto de encuentro de la vida doméstica, la cual se organiza y reúne a la vista de la luz y calidez de la llama.

UBICACIÓN DE LA CHIMENEA

La estufa a leña se ubica preferentemente en salas de estar, donde se pueda colocar cómodamente a su alrededor algunos sillones, donde sentarse a la vista y calor de la llama. Se debe recordar que la estufa es un elemento decorativo de singular riqueza expresiva, por que es aconsejable estudiar detenidamente su disposición en la casa como elemento ordenador del ambiente, y no sólo como un elemento decorativo de valor meramente auxiliar. La estufa no debe colocarse en circulaciones, lugares de tránsito, pasajes o corredores, en sitios donde existan corrientes de aire, y deben estar fuera de la influencia de extractores de aire. Se debe considerar también aspectos de seguridad, como mantener alejados de la estufa elementos fácilmente combustibles, asegurar que exista una cierta vigilancia del fuego y las brasas mientras éstas se encuentren encendidas, y tener previstos medios de extinción de incendios, en caso de accidentes.

CHIMENEA DE LEÑA COMÚN Para el hogar se recomienda el uso de ladrillos refractarios asentados en mortero con polvo de larillos refractario, pudiendo emplearse eventualmente refuerzos con perfiles de hierro. En el resto se deberá emplear ladrillos de campo de primera calidad, mezcla de arean y cal, hormigón armado. Para las terminaciones exteriores se podrán utilizar materiales de diversa índole; revoques, piedra, maderas, metales... que se dispondrán de acuerdo al diseño y el carácter que se desee imprimir a la estufa y al ambiente que ella preside. Como todo elemento constructivo, debe estar prevista una sólida cimentación y un diseño adecuado de la estufa y su chimenea en relación al resto de los componentes constructivos de la edificación.

El correcto funcionamiento de la estufa, depende principalmente del adecuado cumplimiento de las siguientes condiciones: • Buena combustión. Se logra respetando las reglas y proporciones que se indican más adelante y en las ilustraciones adjuntas. En general, se debe cuidar que la altura de la boca del hogar sea aproximadamente el 85% del ancho de la misma. • Máxima radiación de calor hacia la habitación. Las paredes laterales del hogar deben tener una dirección oblicua de 45º a 60º respecto a la línea de frente de la estufa. La pared posterior del hogar se levantará vertical hasta la altura de un ladrillo parado o 1/3 de la altura de la boca. Luego, se inclinará hacia la habitación en 30º, según se indica en las ilustraciones, hasta superar en 0,15 a 0,20 m la altura del dintel de la boca del hogar. • Eliminación fácil de los humos. La estufa debe poseer un garganta ancha y estrecha sobre el dintel del hogar, por donde deberán pasar rápidamente los humos hacia la campana y la chimenea hacia el exterior. El área de la garganta no será menor que el área del ducto de la chimenea, y su ancho será similar al ancho de la boca del hogar. La dimensión de profundidad de la garganta podrá variar entre 0,10 m como mínimo y un máximo de 0,12 m. Frecuentemente en estufas de tamaño grande, se coloca en la garganta una lámina de metal sujeta a un eje, llamada registro, que permite modificar la superficie de pasaje de humos en la garganta, regulando el tiraje o velocidad de salida de los gases de combustión. Existen diversos diseños y mecanismos relacionados a la construcción del registro, según el uso y diseño de cada estufa en particular.

Esquema de planos constructivos generales para una estufa a leña común, de uso familiar. Ver también el "Cuadro de medidas para estufas a leña de uso familiar" que se presenta más adelante.

CÁMARA DE HUMOS Y ESTANTE DE HOLLÍN

Las paredes laterales de la cámara de humos se inclinarán hacia adentro en un ángulo de 60º con la horizontal, partiendo desde la garganta hasta la base de la chimenea. En las ilustraciones se indica la posición y forma del estante de hollín, cuyo cometido no sólo consiste en recoger las cenizas y hollín producido por la combustión y que no podieron ser evacuados por la chimenea, sino que fundamentalmente canaliza las corrientes de aire frío que pudieran descender por el ducto de la chimenea y que dificultarían el correcto tiraje. La superficie de la sección de la cámara o del ducto de la chimenea, nunca será inferior a 1/10 (10%) del área de la boca de la estufa.

Las superficies y aristas interiores de la cámara de humos y la chimenea deberán estar alisados y redondeados, permitiendo el rápido pasaje de humos. Periódicamente debe limpiarse el interior de los ductos de la estufa. Si es posible, se hará una trampilla en la base del estante de hollín, para poder descargar al exterior su contenido al momento de efectuar la limpieza.

LA CHIMENEA

Preferentemente, el eje vertical del ducto de evacuación de los gases de combustión deberá coincidir con el eje de la propia chimenea. En caso de no ser así, la campana deberá cumplir la función de canalización de los humos. En tal situación, se estudiará el caso y se dispondrán las medidas adecuadas para la campana de humos. El punto más alto de la chimenea debe sobresalir al menos 1 metro sobre las cumbreras u otras construcciones a su alrededor, con su boca protegida ante el viento y la entrada de corrientes de aire, evitando remolinos que entorpecerían la correcta salida de los humos. La sección (área del ducto) de la chimenea no debe ser menor que el 10% de la superficie de la boca del hogar. En lo que sea posible, debe tener sus bordes interiores redondeados y la superficie interior alisada, para permitir el rápido y eficiente pasaje de gases. Dependiendo del caso particular, la boca de salida de la chimenea podrá tener algún tipo de protección ante la lluvia y el viento. Existe gran cantidad de recursos al respecto, que van desde una simple rejilla metálica, una

tapa de hormigón horizontal a unos 0,12 m sobre la boca de chimenea, turbinas, o sistemas tipo veleta, que gira con el propio viento orientando la boca de salida al lado opuesto de donde proviene la corriente de aire.

DEFECTOS USUALES

Al diseñar una estufa, debe cuidarse que se mantengan las proporciones, medidas y sugerencias indicados anteriormente. A continuación se señalan ciertos defectos de diseño y construcción muy comunes, que deben ser evitados: • Garganta muy ancha. Produce un tiraje excesivo, poco rendimiento de calefacción y un consumo mayor de leña. • Garganta muy angosta. Impide la rápida salida del humo, con lo que parte de este ingresará a la habitación. • Dintel del hogar muy alto o con poca separación a la garganta. El humo ingresa a la habitación antes de ser absorbido por la garganta. La garganta debe estar entre 0,15 y 0,20 m sobre el dintel. • Dintel con mucha profundidad. Dispersa el humo hacia el interior de la habitación. • Ausencia de estante de hollín y de registro adecuado. El viento empujará al humo por la chimenea hacia abajo. • Chimenea de sección insuficiente. Se presentarán dificultades en el tiraje. El humo se arremolina al interior. • Chimenea con poca altura. El viento ingresará a la chimenea. El extremo superior de la chimenea debe superar en 1,00 m las cumbreras y otros elementos cercanos.

ÚLTIMOS MODELOS DE CHIMENEAS

También es importante tener presente la estructura de la habitación donde se va a colocar la chimenea y el tiempo que, por lo general, estará encendida cada día. Existen distintos tipos de chimeneas y cada una cumple una función. Las de fuego abierto: Son las más tradicionales y decorativas, pero tienen el inconveniente de que sólo son útiles para caldear ambientes. Dejan escapar chispas, cenizas y humos.

Salvo en casas de campo y viviendas unifamiliares no son muy recomendables. En viviendas urbanas se utilizan básicamente para caldear y decorar ambientes. Se encienden en ocasiones especiales: Reuniones de amigos o sentimentales. Insets empotrables: Son generadores de calor que encierran el fuego detrás de puertas fabricadas con material vitrocerámico. Intercambian aire frío y caliente entre la estancia y la chimenea. Algunas cuentan con turbinas capaces de acelerar el calentamiento y recuperadores de calor que lo transmiten por toda la casa. Son las más recomendables para los pisos sin salida al exterior. De gas: Ofrecen combustión instantánea y gran rendimiento térmico, son limpias y simulan a la perfección el sistema tradicional de las chimeneas de leña. De obra: Se integran como un todo en el ambiente si la parte exterior se pinta con la misma pintura y color que las paredes. En este tipo de chimeneas el interior suele revestirse de ladrillos refractarios y la base, a ras de suelo, se pavimenta con baldosas de granito sin pulir. Inset Encastrable: En este modelo el interior es de hierro y el exterior de acero, generalmente pintado en negro y con puertas de cristal resistente al calor. La ausencia de embocadura resalta su sencillez y lo integra a la perfección en el conjunto decorativo. Pero, si desea ahorrarse las incomodidades que acarrean las chimeneas de fuego abierto, puede optar por los hogares encastrables o inserts. Son sistemas que, al igual que las chimeneas tradicionales, posibilitan la contemplación de llamas detrás de unas puertas trasparentes. Además, ofrecen un rendimiento térmico perfecto, ya que calientan entre cuatro y siete veces más que los antiguos modelos abiertos y son capaces de funcionar con una sola carga durante ocho horas seguidas.

COMPLEMENTOS Y ACCESORIOS

En ciertos casos, se acostumbra sostener los trozos de leña sobre un brasero formado con barrotes de hierro y fuertes patas metálicas. Tradicionalmente se agregan unos soportes de metal llamados morrillos, y una red metálica frontal (chispero) para evitar el escape de brasas o chispas a la habitación. También puede disponerse una pequeña parrilla donde asar carnes u otros alimentos, calentar una pava, etc. Otro elemento auxiliar de gran ayuda, consiste en disponer de un pequeño perchero a un lado de la estufa con tenazas, atizador, pala y cepillo. Al momento de efectuar el diseño de la estufa debe preveerse la forma de depósito y aprovisionamiento de leñas, lo que puede hacerse disponiendo de una leñera cercana, realizada en albañilería o con un cofre metálico o de madera. Disfrute su estufa a leña en familia.