Utilizarea șamotei în sobele de teracotă – unde, ce tip și de ce
Șamota este „materialul refractar” pe care îl asociem automat cu focarul, dar în practică nu doar existența șamotei contează, ci unde este pusă, ce grosime are și ce rol termic îndeplinește în ansamblul sobei.
În acest articol vei găsi exemple concrete de grosimi folosite în practică (inclusiv soluții legate de focarele ecologice de tipul UZ 37 / UmweltPlus și exemple de construcții sobe cu manta dublă), plus o logică simplă pentru alegerea corectă. Practic, vei afla tot ce este de știut despre utilizarea șamotei.
Pentru noțiunile de bază (ce este șamota, tipuri și proprietăți), vezi articolul: Șamota pentru sobe de teracotă – ce este, tipuri și proprietăți esențiale
Pentru contextul complet al construcției (proiectare → materiale → montaj), vezi ghidul: Totul despre realizarea unei sobe de teracotă
1) Principiul-cheie: teracotă pentru estetica sobei, șamota pentru o sobă durabilă
Adică șamota garantează ca soba noastră să fie durabilă, din ea se construiește miezul (interiorul) sobei, inclusiv canalele convective (canale de fum). De regulă teracota sau plăcile de teracotă sunt responsabile de estetica sobei și masa termică prin aceste plăci cedează căldura acumulată către zonele de locuit.
Într-o sobă de teracotă bine gândită există două obiective care trebuie echilibrate:
- rezistență la temperaturi foarte ridicate și șocuri termice (zona focarului)
- acumulare și cedare lentă a căldurii (masa sobei)
De aici apare regula practică:
- șamotă mai groasă / mai robustă acolo unde flacăra și gazele sunt „în forță”
- Șamotă groasă și robustă unde avem nevoie de stabilitate mecanică mai bună – de exemplu dacă șamota trebuie să suporte greutate mai mare.
- în celelalte zone ale sobei grosimea șamotei corespunde proiectului de arhitectură a sobei, de exemplu de temperatura exterioară țintă a învelișului sobei.
2) Focar (camera de ardere): aici ai nevoie de grosime și stabilitate
Ce se urmărește în focar
În focar, materialul trebuie să reziste constant la:
- temperaturi ridicate – într-un focar de la o sobă eficientă temperatura poate depăși 1000 grade Celsius
- încărcări mecanice – încărcarea zilnică a focarului cu lemne duce la uzarea șamotei pe termen lung.
- cicluri repetate de încălzire/răcire și expunere la șoc termic.
Grosimi uzuale din practica la un focar de sobă tradițională
În sobele tradiționale focarul sau camera de ardere de regulă se zidește din cărămidă plină din șamotă, cu o grosime de 6,5 cm, sau dimensiuni asemănătoare, în funcție de producătorul cărămidei.
Sobele tradiționale se construiesc la noi în țară cu grătar din fontă și cu ușă de cenușar sub cea de alimentare. Mai ales la sobele cu sistem convectiv vertical – canale de fum verticale – partea superioară a focarului rămâne deschisă, formând astfel primul canal ascendent al sobei.
Construcția sobelor de teracotă moderne însă trebuie corelată cu cerințele normelor europene, dintre care una dintre cele mai relevante este SR EN 15544. Pentru a respecta emisiile nocive legale cerute de acest standard asociația sobarilor austrieci au dezvoltat primul model de focar ecologic, denumit Umwelt Plus, dar cunoscut și ca UZ37.
În practică, multe soluții moderne de focar pentru sobe de teracotă se bazează pe principiile cunoscute sub denumirea de „UZ37”.
UZ37 nu este un produs comercial unic, ci o recomandare tehnică dezvoltată și promovată în Austria, care definește un concept de cameră de ardere eficientă din punct de vedere al emisiilor și al randamentului.
Pe baza acestui concept, fiecare producător de șamotă și sisteme de focar și-a dezvoltat propria variantă constructivă, cu denumiri și detalii specifice, dar respectând aceleași principii fundamentale: geometrie optimizată, ardere controlată, aer secundar și materiale refractare adecvate.
Pentru o explicație detaliată a conceptului UZ37 și a aplicării lui în construcția sobelor de teracotă, vezi articolul dedicat acestui subiect: Focarul de tip UZ37 în sobele de teracotă – principii, construcție și cerințe normative
În documentația de prezentare a „Umweltzeichen-Kachelofen” (practică de execuție pentru UmweltPlus Brennraum asociat UZ 37) sunt menționate șamote/plăci de șamotă cu grosimi de 4 cm, 5 cm și 6 cm ca soluții folosite la pereții focarului.
Dar la UZ37 nu avem gratar și cenușar, pentru că ele determină o eficiență mai scăzută a arderii. În conseciință arderea se face pe vatră opacă. Cenușa se strângă direct în focar, ea se va îndepărta după mai multe cicluri de ardere.
Astfel, focarul UZ37 are o vatră opacă realizată din plăci de șamotă cu o grosime de 3-4 cm, puse în două straturi și ambele plăci tăiate în 2 bucăți ca să le putem îndepărta cât mai ușor.
Focarul în partea superioară dispune de o închidere dublu strat – placă de vermiculită cu densitate mare + placă de șamotă groasă – 5-6 cm grosime. Flăcările bat direct în aceste plăci, deci avem nevoie de piese durabile, care să reziste la ciclurile de încălzire/răcire zilnice.
👉 Interpretare practică: pentru un focar de tip UZ/UmweltPlus (sau unul construit cu aceeași logică de emisii și aer secundar), grosimile de 4–6 cm la șamotă sunt „zona sigură” (în funcție de geometrie, putere, ușă și aer).
kachelofenverband.at
Șamotă pentru sobe performante, vezi grosimile disponibile din portofoliul nostru.
3) Zonele imediat după focar: primul canal convectiv al sobei
Aici gazele sunt încă foarte fierbinți, dar nu mai ai flacără directă, însă ai temperaturi ridicate și viteză de curgere.
Recomandarea practică:
- folosești șamotă groasă în zona de tranziție (primele segmente, unde temperatura e încă mare)
- căptușești din interior în zona ușii focarului
- realizezi o protecție multistrat din șamotă
De ce?
Mai ales dacă vorbim de o sobă de teracotă – nu sobă de zidărie – plăcile de teracotă care sunt așezate deasupra ușii sunt cele mai expuse la șoc termic, astfel pot crăpa. Aplicând o căptușeală groasă, chiar multistrat în spatele lor, încălzirea plăcii va fi mai lentă, se va realiza mai uniform. Astfel nu mai putem vorbi de șoc termic.
În primul canal de fum avem aceași temperaturi ca în focar, deci trebuie să folosim și șamotă cu aceași grosimi. La fel și la primul pod, unde fumul se întoarce. De exemplu în zona unde urcă primul canal ascendent și vine primul canal descendent. Acest pod va primi un val de căldură imens și trebuie protejat cu o șamotă de grosime de 4-6 cm.
4) Canale de fum – sistemul convectiv al sobei
Un sistem convectiv al sobei poate fi realizat prin canale consecutive sau putem vorbi și de un sistem convectiv în clopot. Sau poate fi realizat un sistem convectiv combinat.
Materialele din care realizăm sistemul convectiv al sobei vor forma și masa de acumulare a sobei. În funcție de arhitectura și dimensionarea sobei putem folosi diferite grosimi la șamotă. Cea mai uzuală grosime este cea de 65 mm grosime, dar se folosesc si plăci și cărămizi de șamotă de 3 cm.
Toate aceste depind de modul de funcționare a sobei pe care ne-o dorim și se stabilesc la masa de proiectare.
Recomandare: înainte de construirea sobei, consultați un inginer structurist pentru a verifica capacitatea portantă a planșeului pe care va fi amplasată soba.
5) Peretele exterior/mantaua exterioară a sobei
La sobele de teracotă exteriorul se realizează din plăci teracotă. Ele de regulă se căptușesc cu plăci de șamotă cu grosime de 1,5 – 2 cm ori cu bucăți de țiglă. Pentru o degajare mai lentă a căldurii și protecția învelișului exterior mulți meșteri realizează o căptușire suplimentară a peretelui exterior folosind cărămizi sau plăci de șamotă cu o grosime de 2 – 3 sau chiar 4 cm.
Acest strat suplimentar nu numai permite o redare a căldurii mult mai lentă, dar contribuie și la o etanșeitate mai bună a peretelui dar în același timp mărim și capacitatea de acumulare a sobei. La sobele din zidărie peretele exterior se realizează din plăci de 5 – 6 – 6,5 cm grosime, dar la unele sobe cu masă termică mare peretele exterior poate avea si 15 – 20 cm grosime, totul depinde de proiectarea inițială.
6) Sobe cu mai multe mantale (două sau mai multe straturi/pereți)
Sobele cu mai multe mantale permit:
- un transfer mai echilibrat de căldură printre straturi
- redare lentă a căldurii pentru încăpere
- forma exterioară a sobei se poate construi mult mai liber – de exemplu sobe cu formă organică
- protecția exteriorului, a plăcilor de teracotă de șoc termic – peretele exterior nu se încălzește foarte tare
- permite realizarea unui corp mai etanș.
La astfel de sobe stratul interior se realizează din șamotă 6 cm (Nut-Feder). Iar stratul exterior: echivalent placă de șamotă de 4 cm grosime sau placă teracotă căptușită în spate cu șamotă de 1,5 – 2 cm grosime.
👉 Deci:
- interior mai gros (durabilitate în zona fierbinte)
- exterior mai subțire (transfer spre masă / carcasă)
De reținut: pentru pereții sobei/mantale exterioare nu se recomandă plăcile de șamotă cu grosime mai mică de 3 cm, pentru că ele pot fi foarte fragile, sensibile la șoc mecanic.
7) Tabel scurt: „unde – grosime orientativă – de ce”
