【磚砌真火壁爐】傳統(tǒng)開放式壁爐的結(jié)構(gòu)及其工作原理

您喜歡坐在壁爐邊烤火嗎？木柴燃燒時(shí)發(fā)出的噼里啪啦的聲音讓你有家的感覺了嗎？如果是，那么您并不孤獨(dú)。根據(jù)美國建筑商聯(lián)盟的最新調(diào)查，77%的房屋擁有者說他們想在自己家里安裝真火壁爐或燃木火爐。

室內(nèi)壁爐的歷史可以追溯到中世紀(jì)，那時(shí)的人們就開始在城堡和家庭里用壁爐取暖。不過，傳統(tǒng)的磚石壁爐如今更多的是被用于美學(xué)裝飾，而不是利用它的取暖功能。

早在18世紀(jì)的美國，本杰明·富蘭克林就意識(shí)到“火所產(chǎn)生的最主要的熱量直接通過煙囪被排出室外浪費(fèi)掉了”。富蘭克林的判斷是對(duì)的。傳統(tǒng)磚石壁爐的效率非常低，事實(shí)上，有時(shí)其效率低得甚至?xí)狗块g變得更冷。自上世紀(jì)30年代開始，一系列針對(duì)壁爐的革新技術(shù)被采用，使壁爐的燃燒效率大幅提高，產(chǎn)生更多熱量，排出更少廢氣，操作也更加方便和安全，自此，壁爐重獲新生，重新回到人們的日常生活中。如果您舍得放棄木柴燃燒時(shí)發(fā)出的特有香味和動(dòng)人火焰，您可以考慮燃?xì)獗跔t，它的熱效率更高，運(yùn)行費(fèi)用也更便宜。

在本文中平客壁爐小編將向您介紹壁爐是如何工作的，以及如何安全地操作壁爐。

一、壁爐的組成部件

為了了解一個(gè)傳統(tǒng)壁爐是如何工作的，首先要知道壁爐的組成部件。

●壁爐地面（也稱爐邊）是由防火材料（例如磚石）鋪成，延伸出壁爐外面的部分。

●壁爐包圍物對(duì)壁爐周邊的墻壁起到保護(hù)作用，上方經(jīng)常裝有壁爐架，非常適合在上面懸掛圣誕節(jié)襪子或者放置家庭照片。

●爐膛處于壁爐的內(nèi)部，用于容納燃木和火焰。

●煙道是位于壁爐上方的供煙和氣體排出的通道。 煙道通常由陶土制成，也可以是不銹鋼的。

●煙囪將煙道包裹起來，防止煙道中的熱量接觸到房屋上可燃的建筑材料。

●煙氣室是連接壁爐與煙道的部分。煙氣室的下部是煙氣平臺(tái)，用于阻擋向下氣流，防止雨水和煙灰直接掉落到壁爐中。

●煙氣平臺(tái)的下面是風(fēng)門，一個(gè)用來將爐膛與其上的空間隔離的活動(dòng)的蓋板。在不生火的時(shí)候，它可以防止冷空氣從煙囪進(jìn)入室內(nèi)。有的煙囪在頂部安裝有煙囪風(fēng)門，用一根繩索控制，可將煙囪的頂部關(guān)閉，阻止向下氣流。

●火花捕捉器是一個(gè)罩在煙道頂部的金屬網(wǎng)，防止排出的尾氣攜帶燃燒物質(zhì)落到屋頂。歐美的許多房屋是木質(zhì)結(jié)構(gòu)，屋頂由木板鋪就，遇火可燃。

●雨帽可以阻止雨水、動(dòng)物和飛鳥進(jìn)入煙道，有的雨帽還可以轉(zhuǎn)動(dòng)，阻擋突然的陣風(fēng)進(jìn)入煙道。

●有些壁爐還裝有灰坑，這是一個(gè)上方開口的容器，你可以把灰燼推入其中以供今后清理。

●壁爐門可以用玻璃或者金屬制成。當(dāng)爐火熄滅或者壁爐不使用的時(shí)候可以將壁爐門關(guān)閉，阻擋氣流進(jìn)出。

二、磚砌壁爐如何工作

下面讓小編來帶大家看看這些部件是如何共同工作來實(shí)現(xiàn)壁爐功能的。

如果要在屋內(nèi)點(diǎn)一堆火的話您將面臨兩個(gè)明顯的挑戰(zhàn)。首先，你要避免房屋失火。其次，你要防止煙散布到屋內(nèi)。壁爐的出現(xiàn)解決了這兩個(gè)難題。壁爐由阻燃材料搭建而成，通常是磚石，也可能是金屬和瓷磚，而且它將煙通過煙囪排出到戶外。壁爐最重要的功能是產(chǎn)生上升氣流。想一下熱氣球吧，你就知道一大團(tuán)受熱的空氣會(huì)上升。壁爐會(huì)在煙囪內(nèi)形成一柱受熱的氣體。 隨著那部分受熱氣體上升，更多被火加熱的氣體會(huì)隨之被抽起。結(jié)果是形成了上升氣流——一股由煙和受熱氣體組成的穩(wěn)定氣流，順著煙囪向上移動(dòng)。上升氣流還有另外一個(gè)作用。任何形式的火都需要有穩(wěn)定的氧氣以維持持續(xù)的燃燒。隨著受熱氣體的上升，它把更多新鮮空氣拉入燃燒的柴堆。

您也許還記得物理課上學(xué)到的知識(shí)，熱量有三種傳播方式：

傳導(dǎo)：一個(gè)熱的物體接觸一個(gè)較涼的物體；

對(duì)流：一種可移動(dòng)物質(zhì)，比如受熱的空氣或者液體，循環(huán)到較涼的區(qū)域；

輻射：溫暖的電磁波，比如從太陽或者燈泡發(fā)出的射線，攜帶熱量到達(dá)較冷的物體，通過使物體的分子加速運(yùn)動(dòng)達(dá)到令其升溫的效果。

傳統(tǒng)的壁爐是通過輻射來加熱周圍物體的?；鹧婧椭藷岬哪咎?，煤炭發(fā)出紅外線射到物體和人身上，加速他們的分子運(yùn)動(dòng)，從而溫暖他們。

不過，壁爐的工作也伴有對(duì)流現(xiàn)象，這是造成壁爐效率不高的原因之一?；甬a(chǎn)生的主要熱量存在于受熱氣體內(nèi)。對(duì)流將這些氣體通過煙囪排向戶外，浪費(fèi)了蘊(yùn)含其中的熱量。還有，上升氣流可以從室內(nèi)抽取超過火焰燃燒所需量的溫暖空氣并把它們吸入煙囪，造成屋內(nèi)變得更冷。有些專家說傳統(tǒng)壁爐能從室內(nèi)抽取4~10倍于正常燃燒所需量的空氣。

有的時(shí)候，對(duì)流導(dǎo)致的熱量損失甚至超過輻射投遞到屋內(nèi)的熱量，導(dǎo)致壁爐的負(fù)能效。戶外溫度越低，壁爐吸入的空氣就越冷，效率也就越低。

三、如何正確使用真火壁爐的技巧和竅門。

如果您遵循幾條簡(jiǎn)單的原則，操作一個(gè)傳統(tǒng)壁爐并不是一件難事。首先，您要選擇正確的燃料。盡量使用硬木，例如山核桃木，白蠟?zāi)荆ㄋ?，櫟木和硬楓木。軟木如松木，柏木和杉木不太適合用作燃木，它們燒得太快，發(fā)出的熱量也比較少，而且這些樹木含有較多的樹油，燃燒后容易形成油狀易燃物附著在燃燒系統(tǒng)的各個(gè)部分，既難以清理又容易引發(fā)火災(zāi)。其次，必須要確保所用的燃木是足夠干燥的。木柴需要至少風(fēng)干10個(gè)月，許多專家建議12個(gè)月，才能達(dá)到合格燃木所要求的低于20%含水率的水平。有個(gè)簡(jiǎn)單的辦法來判斷木柴是否足夠干燥。將兩段木柴相互敲擊，充分干燥的木柴發(fā)出的聲音比較空洞，潮濕的木柴發(fā)出的聲音比較沉悶。干燥的木柴顏色較深，在末端截面上有裂痕和縫隙。新砍伐的木柴顏色偏白偏黃。要避免燃燒潮濕或者腐爛的木柴，嚴(yán)禁在壁爐中焚燒垃圾，紙板箱，膠合板，刨花板或者經(jīng)化學(xué)處理過的材料。

您需要用引火物——易燃的小木條或者刨花，來生火。在爐排上堆放幾塊劈好的木柴，在其上下和周圍擺放一些引火物。在用廢報(bào)紙點(diǎn)燃引火物之前請(qǐng)確保風(fēng)門處于打開狀態(tài)。不要用太多的報(bào)紙，因?yàn)樯仙龤饬骺赡馨讶紵乃槠霟焽璨У轿蓓?。?yán)禁使用汽油，打火機(jī)油或者丁烷等有機(jī)燃料生火。

當(dāng)火被點(diǎn)燃后，您也許還會(huì)碰到煙和廢氣進(jìn)入室內(nèi)的問題。造成此問題的原因之一是房屋太過密封。如果沒有足夠大的通道引入戶外空氣來彌補(bǔ)被煙囪抽走的空氣，屋內(nèi)可能形成負(fù)壓，造成局部真空。外界的高氣壓強(qiáng)迫戶外空氣順著煙囪進(jìn)入室內(nèi)以減少內(nèi)外壓差，平衡內(nèi)外氣壓，這就造成了屋內(nèi)煙氣四溢的結(jié)果。解決的辦法是把靠近壁爐的窗戶稍微打開引入外部空氣，或者增加建筑物的通風(fēng)口。

四、另外，還需要注意以下幾點(diǎn)：

1、在爐膛中保留幾厘米厚的灰燼有助于反射熱量，同時(shí)形成了一層柔軟的鋪墊，有利于木柴的充分燃燒。

2、如果風(fēng)門是可調(diào)節(jié)的，隨著爐火逐漸熄滅，逐漸關(guān)小風(fēng)門，這既可以保持一定的抽力，又可以防止冷空氣順著煙囪倒灌到爐膛內(nèi)，但在爐火完全熄滅之前不要把風(fēng)門完全關(guān)閉。

3、如果壁爐裝有玻璃或者金屬制成的爐門，在睡覺前務(wù)必要確保關(guān)閉爐門。

無論你如何小心地操作一個(gè)傳統(tǒng)壁爐，大部分的熱量都將通過煙囪損失掉。下面我們研究一下幾種可以提高壁爐效率的技術(shù)和方法。有兩個(gè)主要的辦法可以顯著提高壁爐的效率。一個(gè)是利用對(duì)流和輻射來捕獲火所發(fā)出的部分熱量。有的壁爐安裝有一個(gè)內(nèi)置的熱交換器——一排圍繞在壁爐較熱部分的管道，室內(nèi)空氣可以在這些管道內(nèi)循環(huán)?？諝庋h(huán)既可以是被自然的空氣對(duì)流驅(qū)動(dòng)，也可以被風(fēng)扇強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)。流過管道的空氣吸收熱量然后將這些熱量帶回到室內(nèi)。

第二個(gè)辦法是部分地?fù)踝”跔t的開口來限制不必要的空氣進(jìn)入煙囪。通常使用鋼化的耐高溫玻璃來制作爐門來實(shí)現(xiàn)此目的。可調(diào)節(jié)的進(jìn)氣風(fēng)門可以控制進(jìn)氣量，保證讓足夠的空氣進(jìn)入壁爐幫助燃燒。

下面是一些實(shí)現(xiàn)上述兩種技術(shù)的具體辦法：

管狀柵欄是一組在火焰背后彎曲并延伸到爐膛頂部的開口管子。室內(nèi)空氣從底部被吸入，加熱，然后返回室內(nèi)。管狀柵欄可以從壁爐中榨取更多的熱量。

玻璃爐門在有效地減少了被抽入煙囪的空氣的同時(shí)還允許您觀賞美麗的火焰。玻璃爐門的缺點(diǎn)是它阻礙了進(jìn)入屋內(nèi)的熱量，因此僅僅是小幅提高了壁爐效率。

嵌入式火爐（安裝在傳統(tǒng)壁爐里面的爐子）本質(zhì)上是一個(gè)金屬盒子，通常裝有玻璃爐門。它們裝有由一系列管道構(gòu)成的熱交換器，允許室內(nèi)空氣在其中流動(dòng)并吸取火爐的熱量。嵌入式火爐通常需要煙囪裝有全不銹鋼的煙道內(nèi)襯，而不是簡(jiǎn)單地與現(xiàn)有的煙道連接。嵌入式火爐的發(fā)熱量能夠達(dá)到傳統(tǒng)開放式壁爐的五倍之多。

有的業(yè)主更傾向于利用燃木火爐（也叫柴爐）的高效率，他們把火爐放在壁爐地面上，把火爐的煙道通入壁爐原有的煙囪。這樣做他們損失了開放式壁爐的樂趣但獲得了能源利用的高效率。

如果你在尋找一個(gè)既高效又可以欣賞到跳動(dòng)火焰的壁爐，你可以考慮燃?xì)獗跔t。你不能在里面烤紅薯，但你將得到清潔和方便的熱源帶來的種種好處。

現(xiàn)代的燃?xì)獗跔t不排放任何煙，燃燒產(chǎn)生的廢氣通過安裝在墻壁上的排氣管直接排到室外而不需要煙囪。它的內(nèi)部裝有供室內(nèi)空氣流動(dòng)的管道，可以將熱量最大限度地傳遞到室內(nèi)。壁爐包括一堆不可燃燒的假木柴，覆蓋在燃?xì)獬隹谏戏?，火焰在玻璃門后面燃燒。它通過輻射和對(duì)流兩種方式傳遞熱量，并且提供類似于開放式壁爐的使用體驗(yàn)。當(dāng)然，燃?xì)獗跔t的火焰與真正的木柴燃燒生成的火焰還是有明顯區(qū)別的，燃?xì)馍傻幕鹧嫒狈μS感，顯得比較呆板，也沒有燃木火焰那種金黃和橘色混雜的獨(dú)特色調(diào)。

燃?xì)獗跔t的一個(gè)好處是有助于降低供暖成本。它使你最?；顒?dòng)的區(qū)域保持較高溫度，你可以把供暖系統(tǒng)的溫控器調(diào)低使其他不常用的房間溫度降低一些。這樣既可以使你感覺溫暖舒適，又可以讓供暖鍋爐休息一下。絕大多數(shù)燃?xì)獗跔t采用封閉式燃燒，它們的爐門裝有墊片，隔絕任何空氣。燃燒所用的空氣是通過專門的管道從屋外抽取，因此不會(huì)將溫暖的室內(nèi)空氣抽到室外。如果你想在已經(jīng)裝修好的房屋里安裝壁爐，燃?xì)獗跔t會(huì)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。由于它不需要厚實(shí)的磚石地面和煙囪，可以輕松地完成安裝。你不用犧牲太多的地面但還能觀賞到火焰。你也可以購買燃?xì)獾那度胧交馉t，把它裝入現(xiàn)有的傳統(tǒng)壁爐內(nèi)部，獲得更高的能源利用效率。跟燃木火爐相比，燃?xì)獗跔t使用可伸縮彎曲的煙道，可以蜿蜒穿過磚石煙囪。

由于天然氣燃燒非常干凈，市場(chǎng)上甚至還有不需要排放廢氣的燃?xì)獗跔t，燃燒的最終產(chǎn)物，二氧化碳和水，隨著壁爐產(chǎn)生的熱量一道進(jìn)入室內(nèi)。盡管高效，但還是對(duì)此存在爭(zhēng)論。在一個(gè)密封的房間，免排型的燃?xì)獗跔t有可能耗盡室內(nèi)氧氣或者產(chǎn)生過多的潮氣。美國肺病聯(lián)合會(huì)提醒消費(fèi)者小心免排型燃?xì)獗跔t產(chǎn)生的排放物。

燃?xì)獗跔t容易使用而且所需的維護(hù)甚少。有些壁爐配有遙控器，你可以從房間的另一端操作壁爐。你需要偶爾清除沉積在“原木”上的灰塵，煙灰和積碳，還要確保爐門密封圈完好無損。無論任何形式的燃?xì)獗跔t，如果你聞到燃?xì)馕秲?，立即關(guān)閉燃?xì)忾y門并打電話給專家需求幫助。

由于有真實(shí)的火焰，所有的壁爐，包括燃?xì)獗跔t，多少都有些危險(xiǎn)。在下面我們將討論如何安全地使用壁爐。

根據(jù)美國消費(fèi)品安全協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，全美每年約有25000起由壁爐和煙囪引發(fā)的火災(zāi)，造成至少10人死亡。壁爐引起的危險(xiǎn)有如下幾方面：

1、火花濺落到室內(nèi)的地毯和家具上；

2、可燃物距離壁爐過近；

3、煙囪失火；

4、一氧化碳泄漏進(jìn)入室內(nèi)；

5、煙塵中的有害顆粒；

正確地操作和日常例行維護(hù)可以最小化這些危險(xiǎn)，讓你安全地使用壁爐。例如，每年的例行檢查是必須的。如果你足夠?qū)I(yè)，你可以自己檢查壁爐和煙囪系統(tǒng)。煙囪的狀態(tài)是否完好？是否有明顯的泄漏或者污垢？煙道是否有雨帽？風(fēng)門能否完全封閉煙道？

專業(yè)的煙囪清掃工可以實(shí)施壁爐和煙道的內(nèi)部檢查，找出系統(tǒng)內(nèi)部或者結(jié)構(gòu)方面存在的問題。他也可以在木餾油可能造成危險(xiǎn)之前將其清除。木餾油是一種冷凝在煙道內(nèi)壁上的易燃混合物，是木柴不充分燃燒的產(chǎn)物。當(dāng)它累積到一定厚度（＞1.5mm），容易引發(fā)煙囪失火，導(dǎo)致煙囪損壞并可能使火勢(shì)蔓延到房屋的其他部分。

要記住，開放式的傳統(tǒng)壁爐經(jīng)常會(huì)使煙倒灌進(jìn)入屋內(nèi)。這些煙塵中的顆粒有可能加重那些患有呼吸系統(tǒng)疾?。ɡ缰夤苎缀拖┎∪说牟∏椤?/span>

長(zhǎng)時(shí)間呼吸帶有這些顆粒的空氣有可能導(dǎo)致肺部疾病，老年人和兒童是易感人群。為了降低這方面的風(fēng)險(xiǎn)，你應(yīng)該這樣使用傳統(tǒng)的開放式壁爐：

1、使所有易燃物品與壁爐保持足夠的安全距離；

2、使用火簾阻攔飛濺的火花；

3、在煙囪頂端安裝火花捕捉器防止屋頂失火；

4、把滅火器放在容易拿到的地方；

5、在房屋的每一層安裝煙霧報(bào)警器和一氧化碳報(bào)警器；

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