Come costruire una stufa a legna in muratura? Vediamo come realizzare artigianalmente una fonte di riscaldamento sana e salubre che non crea impatto e inquinamento ambientale Show
Cos’ è una stufa in muratura ?La stufa in muratura è un apparato, usato per riscaldare ambienti interni, che produce calore bruciando 1/3 cariche di legna nell’arco di un giorno in una camera di combustione, chiusa ed interna alla stufa. Il calore si accumula in una consistente massa di materiale refrattario, con cui è realizzata, e viene lentamente ceduto all’ambiente circostante riscaldando in maniera costante, uniforme e per lunghi periodi di tempo, persone ed oggetti. La stufa in muratura ha origini antichissime, ed oggi, nonostante sia stata soppiantata da apparati più moderni ed efficienti, è ancora molto diffusa in alcune zone del nord Italia. La stufa in muratura è una struttura realizzata in materiali in grado di accumulare una grande quantità di calore che viene, poi, lentamente ceduto all’ambiente per irraggiamento assicurando una situazione confortevole e salubre. Le tradizionali stufe in muratura che vengono realizzate artigianalmente nella loro interezza nel luogo di ubicazione, possono avere forme e rivestimenti diversi (generalmente piastrelle di maiolica), ma hanno caratteristiche comuni:
Differenze con una stufa comune. La definizione testé fornita potrebbe indurre a considerare le stufe in muratura molto simili alle stufe comuni o al classico camino aperto. Anche questi, infatti, sono usati per riscaldare stanze e possono funzionare bruciando legna. Esistono però sostanziali differenze tra questi e le stufe in muratura esaminiamole:
Come si progetta una stufa in muratura: dimensioni e consigli.Premettiamo che un calcolo teorico esatto dei parametri caratteristici di una stufa in muratura è tutt’altro che semplice in quanto essi dipendono da un grandissimo numero di variabili e non è riducibile a formule matematiche semplici. Fortunatamente nella realizzazione di un tale compito ci vengono in soccorso una serie di norme e regole empiriche. Regole, con validità ancora attuale, desunte, dall’esperienza, di generazioni di artigiani che spesso ignoravano i principi fisici di funzionamento alla base delle stufe in muratura. Vediamo come si procede. Raccolta dei dati che caratterizzano l’ambiente in cui la stufa va collocata.Entrando nel dettaglio bisognerà conoscere:
Queste informazioni consentono di scegliere la tipologia di stufa in muratura che occorre installare e conseguentemente anche le sue caratteristiche di funzionamento. Solitamente, infatti, si usa differenziare le stufe in muratura in tre distinti tipi in funzione del loro peso e quindi spessore delle loro pareti. Secondo tale criterio avremo:
Calcolo della potenza termica necessaria.Ipotizziamo di dover progettare una stufa in muratura di medio peso e quindi di dover riscaldare un ambiente dotato di buon isolamento termico (pareti spesse realizzate in pietra, terra cruda e mattoni) posizionato in un appartamento sito in un paese montano dell’Italia. Sappiamo dalle famose formule empiriche di cui si è accennato che per riscaldare un volume di 1 m3 (corrispondente ad una superficie calpestabile di 0,4 m2) saranno necessari 0,04 KW di potenza termica per ogni ora ed una superficie radiante (superficie laterale del solido che costituisce la stufa) pari a 0,04 m2. Quindi per accumulare nella massa della stufa il calore necessario a mantenere la temperatura costante nel tempo che intercorre tra due cariche successive (12 ore) saranno necessari 0,04 X 12=0,48 KW. Se supponiamo che l’ambiente da riscaldare abbia complessivamente una cubatura di 25 m3 saranno necessari 0,48 X 25 = 12 KW. Ora, sapendo che mediamente la combustione di un Kg di legna secca, stagionato 2 anni, sviluppa una potenza termica pari a 4 KW, si desume che per riscaldare la nostra stanza per 12 ore occorrerà bruciare in una carica della stufa 3 kg di legna. Questo numero va però maggiorato di circa un 30% per tenere conto del calore che viene perso nei fumi di scarico che usciranno dal camino con una temperatura che è di poco inferiore ai 200 °C. Aggiornando i nostri calcoli con questo fattore correttivo otterremo che il peso del legno da utilizzare in ogni combustione sarà pari a circa 4 Kg. Dimensionamento della camera di combustione.Per procedere in tal senso supponiamo ancora che la legna sia tagliata in bastoncelli di altezza pari a 20 centimetri e che essi siano disposti in piedi nel bruciatore (verticalmente). Questo quindi potrà essere assimilato ad un parallelepipedo che avrà una altezza pari 20 cm. E’ noto che un volume di 2000 centimetri cubici di legna pesa un Kg, per cui 4 kg occuperanno un volume di 8000 centimetri cubici. Sempre nell’ipotesi che i bastoncelli siano contenuti nel parallepipedo su descritto questo dovrà avere una superficie di base pari al suo volume diviso per la sua altezza e quindi 8000/20 = 400 centimetri quadrati. Quindi la superficie di base del bruciatore dovrà essere almeno di 400cm2. Superficie che può essere realizzata a forma rettangolare ma meglio ancora a forma quadrata. Un rettangolo, infatti, ha diagonali più lunghe di un quadrato di pari superficie e quindi angoli più distanti dall’incrocio delle diagonali. Condizione che peggiora l’efficienza di combustione. Tutto questo perché gli spigoli lontani dal centro hanno temperature più basse della media e ciò determina turbolenze che danneggiano l’efficienza di combustione. Per poter poi consentire, durante la combustione, alla fiamma che si sprigiona dai bastoncelli all’in piedi di non spezzarsi e di non lambire il tetto del braciere occorrerà calcolare per esso una altezza che è almeno pari all’altezza dei bastoncelli più altri 40 cm. Quindi alla fine il focolare dovrà racchiudere un volume pari ad almeno 400 cm2 x 60 cm. La realizzazione del focolare dovrà inoltre contemplare una serie di aperture e precisamente:
La superficie del foro di partenza del giro dei fumi deve essere un multiplo della superficie complessiva delle sezioni dei fori che adducono l’aria comburente. E precisamente deve essere circa 9 volte la superficie dei fori che adducono aria. Ed inoltre l’apertura del giro di fumi deve essere posizionata sulla parete opposta a quelle degli ingressi dell’aria comburente. Tutto ciò allo scopo di evitare turbolenze nella camera di combustione che abbasserebbero l’efficienza di combustione. Calcolo della massa della stufa.La massa della stufa deve essere direttamente proporzionale alla potenza che essa produrre con la combustione in ragione di 1 kg per ogni 0,004 KW che dovrà sviluppare. E quindi per ottenere 12 KW la stufa dovrà pesare 12/0,004 = 3000 kg. Dimensionamento del giro di fumi.Il dimensionamento del giro dei fumi è dipendente dalle caratteristiche della canna fumaria e segnatamente dal suo tiraggio ed ancora dalla potenza della stufa. Con più precisione per ogni KW/h necessitiamo 1metro/1 metro e mezzo di lunghezza di giro di fumi (1m se il tiraggio è consistente, 1,5 m se è nella norma). Dove il tiraggio è un fenomeno di ventilazione naturale provocato dai moti convettivi dei fumi caldi che tendono a salire risucchiando quelli a temperatura inferiore. La sezione della serpentina con cui si realizza il giro di fumi non è costante e diminuisce man mano che ci si avvicina all’ingresso del camino. Questo perché inizialmente i fumi sono caldi ed avranno un volume maggiore, ma, progredendo lungo il percorso a cui sono obbligati, cedono calore, la loro temperatura si abbassa e quindi anche il loro volume diminuisce e conseguentemente dovrà diminuire la sezione del condotto. Per avere un’ idea dell’entità di come variano tali dimensioni e di come dipendono dalla potenza della stufa precisiamo che per ogni Kw/h di potenza è necessaria una sezione che inizialmente deve avere una superficie pari a circa 120 cm2. Detta superficie progressivamente, e possibilmente in maniera costante, dovrà diminuire man mano che il condotto progredisce fino a raggiungere gli 85 cm2 all’ingresso del camino. Sarebbe buona norma sagomare il giro dei fumi in maniera da avere una sezione quadrata possibilmente con spigoli arrotondati (in maniera da minimizzare le turbolenze che creano condense). Se tutto questo non è possibile ed occorre sagomare la serpentina in maniera che abbia una sezione rettangolare il rapporto tra i lati non dovrà essere maggiore di 2/1. E’ buona norma prevedere ancora uno spessore variabile delle pareti che racchiuderanno il giro dei fumi. Tutto ciò per assicurare un irraggiamento del calore uniforme dato che la temperatura dei fumi, e quindi il calore irradiato, diminuisce man mano che questi si avvicinano al camino. E quindi il rivestimento della serpentina dovrà essere più spesso in prossimità del braciere e progressivamente diminuire man mano che ci si avvicina al camino. Come costruire una stufa in muratura?Come detto più volte la costruzione di una stufa in muratura è materia complessa e richieda abilità ed esperienza, capacità sia progettuali che realizzative. In alcune regioni del mondo come la Patagonia Argentina lo Stato, al fine di incentivare tale tipo di riscaldamento che è ecologico e non consuma combustibili fossili, fornisce ai cittadini interessati una sorta di kit con: materiale occorrente, disegni progettuali e precise e dettagliate istruzioni. Nel nostro paese questa opportunità non esiste anche se in diversi paesi di montagna, nell’ambito di un progetto più generale di recupero di antiche tradizioni che vanno perdendosi, si sono organizzati corsi per auto costruirsi stufe in muratura. Comunque sia nel prosieguo forniamo un tracciato di massima dell’iter operativo per cercare di portare a compimento una tale opera. Materiali ed attrezzi necessari.
Approfondisci le caratteristiche dei mattoni refrattari. Per realizzare tali mattoni bisogna scavare una buca profonda almeno un metro e procurare da questa la terra che in tal modo sarà priva di impurità di origine organica. La terra così prelevata si impasta con acqua e poi con l’impasto ed un calco si formano i mattoni di dimensioni del tipo 15 x 30 x 5 cm che si faranno essiccare al sole. Se il terreno a disposizione ha un basso tenore di argilla i mattoni seccandosi potrebbero fessurarsi. Si può ovviare a tale inconveniente aggiungendo all’impasto paglia sminuzzata.
Attrezzi necessari.
Sommaria descrizione di come si procede.La realizzazione di una stufa in muratura tradizionale piena prevede i seguenti passi:
Costruzione della base:
Costruzione della camera di combustione con i giri di fumo
Rivestimento Una volta realizzato si rivestirà il manufatto con uno strato di mattoni e poi lo si intonacherà modellando la sua forma finale. L'intonacatura finale può essere grezza a base di calce oppure ricoprendo l’intonaco con pietra lavica o pietra ollare, o ancora si può rivestire la stufa con maioliche o piastrelle in ceramica. Come funziona la stufa a legna senza canna fumaria?Le stufe senza canna fumaria, a pellet o a legna che siano, funzionano mediante una coclea che aspira il combustile dal serbatoio e lo lascia cadere all'interno della camera di combustione.
Dove non si può installare una stufa a legna?Non si può, e non si deve, installare una stufa in garage, nelle autorimesse, nei box e in tutti quegli ambienti ad alto rischio d'incendio. È vietata l'installazione nei bagni, nei monolocali e nelle camere da letto, a meno che la stufa non sia stagna e dotata di un sistema che prelevi l'aria comburente dall'esterno.
Quanti metri quadrati scalda una stufa a legna?La potenza della stufe a legna viene normalmente espressa in kW. In media, 1 kW riscalda circa 10-20 metri quadri, a seconda dell'isolamento della casa, anche se i modelli più recenti riescono ad essere più efficienti.
Come diffondere il calore della stufa a legna?la prima strategia attuabile per la diffusione dell'aria calda convettiva naturale è l'apertura di feritoie più in alto possibile nelle pareti tra il locale dove è installata la stufa ed i locali attigui da riscaldare. Le feritoie devono essere preferibilmente lunghe anche se non molto estese in altezza.
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