Kiuas ja hormi, elokuu 2014-kesä 2015

 

Ensimmäinen ajatukseni kiukaan holvin rakentamiseksi perustui Sisu-kiukaan tapaan koota se tulitiilistä latomalla. Näin siitä luonnoksen netissä jo vuosia sitten. Nykyään kuva on poistettu. Näinköhän ovat ajatelleet, ettei kannata paljastaa liikaa, ettei tule kopioijia.

Päädyin lopulta tekemään holvikaaret tulenkestävästä massasta. Mietin pitkään miten muotti tai muotit pitäisi tehdä, ettei työmäärä olisi kohtuuton. Yksi vanerimuotti kävi mielessä, mutta silloin valutyö olisi kestänyt tosi kauan yksittäiskappaleina. Jos taas kaaria olisi halunnut tehdä monta niin sekin veisi aikaa.

Sitten keksin tehdä styroksista muotin, jossa voi valaa kaikki kaaret kerralla. Leikkasin mattoveitsellä 60 sentin halkaisijalla olevia puolikkaita (180 astetta) ympyrän kaaria. Tein myös saman määrän pienempiä kaaria 40 sentin halkaisijalla. Ladoin näitä vuoron perää vanhan pöytälevyn päälle. Puristin ne päädyistä kahden lankun väliin. Sivuille ruuvasin kaksi lautaa ottamaan valumia vastaan. Ratkaisu oli jokseenkin täydellinen. Materiaalit maksoivat kympin, kaikki kaaret voi valaa kerralla ja maan vetovoima hoitaa valun asettumisen paikalleen. Kaaret ovat viisi senttiä paksuja kiukaan syvyyssuunnassa ja kymmenen senttiä paksuja korkeussuunnassa.

180 asteen ympyränkaarella kivien paino aiheuttaa kaareen vain puristusjännitystä eikä leikkausvoimia. Kaaret pysyvät siis koossa vaikka murtuisivat, aivan kuten vanhat sillatkin pysyvät koossa vaikka ne ovat koottu irtonaisista segmentin muotoisista kivistä. Kivet kiilautuvat toistensa väliin ja aiheuttavat puristusjännitystä ja sitähän kivi kestää järjettömän määrän.


Tässä vastavaletut kaaret kuivumassa. Tein myös varmuuden vuoksi pari palkkia.

Ajattelin käyttää niitä luukun yläreunassa. En ehkä kuitenkaan tarvitse niitä.

Laitoin valmiit kaaret saunan terassille, valon alle ja ihailin niitä iltahämärässä.

Haimme Pälkäneeltä kiuaskivilouhimosta suuria kiuaskiviä valmiiksi. Tässä niitä on painoltaan noin 400kg.

Tässä kiukaan runko muurattuna 150mm:n

lekaharkoista

Mietin pitkään miksi kiuas pitäisi ylipäätään muurata. Sisu-kiukaan ajatus rungon rakentamisesta vuolukivistä tapittamalla ne yhteen on hieno. Valitettavasti vaan liian kallis yksityiselle ihmiselle. Muuraamisen huono puoli on se, ettei se ole joustava. Joustavuutta tarvitaan, koska kivien lämpölaajenemisen aiheuttama voima on niin suuri, ettei sitä voi kiinteällä rakenteella rajoittaa tai hallita. Kaikki kiinteät rakenteet hajoavat ennen pitkää.

Päätin muurata rungon jos lähdetään siitä, että eriste ottaa lämpölaajenemisen vastaan. En keksinyt mitään erityistä syytä käyttää pieniä tiiliä, joilla muuraaminen on erityisen työlästä. Päädyin 150 paksuihin  lekaharkkoihin. Raudoitin kaikki vaakasaumat tuplaraudoituksella. Lekaharkko toimii myös itsessään eristeenä.

Tässä sommittelen peltejä kiukaan sisälle.

Kuvan pelleissä on vielä suojamuovi päällä.

Olin suunnitellut eristää kiukaan. Päätin laittaa eristeen kiukaan sisäpuolelle, jolloin se puristuu kokoon kun kivet kuumetessaan laajenevat. Asennan ruostumattomat pellit eristeen sisäpuolelle, ettei eristeestä mahdollisesti irtoava materiaali kulkeudu keuhkoihin. Aitokiuas käyttää tätä ratkaisua uusissa kiukaissaan. Pellin sisäpuolelle ladotaan tulenkestäviä tiiliä, joita ei kiinnitetä mitenkään, vaan kiuaskivet puristuvat tulenkestäviä tiiliä vasten ja pitävät ne paikallaan. Pelti jakaa lämpölaajenemisvoimia tasaisesti koko eristeen alueelle, joka joustaa tarvittavan pienen määrän ja kiukaan runkoon kohdistuvat voimat pienenevät.

Harkkojen ulkopintaan muurasin liuskekivilaattoja. Tällä tavalla kiukaaseen saa kauniin ulkoasun. Kiukaan luukuksi olen ostanut täyslasisen luukun, josta näkee avaamatta tarvitseeko puita lisätä. Kyllähän tuli myös antaa kivan kajon saunan sisälle.



 

Kiukaan pohjalle tulee myös eristys ja sen päälle samanlainen pelti. Holvikaaret tulevat seisomaan vapaasti pohjan päällä olevien tulitiilien päällä. Niitä ei kiinnitetä mitenkään, jotta lämpötilan vaihteluista johtuva eläminen olisi mahdollista. Kaarien väliin asetan tulitiilet, jotka määräävät kaarien välisen etäisyyden.

Kiukaan pohjalle asetan neljä arinaa, kahteen riviin. Puut palavat pääosin arinoiden välissä. 50 cm leveästä tuhkaluukusta tulee runsaasti tulen tarvitsemaa ilmaa, joka leviää arinoiden kautta tulipesään. Kaikki kiukaan sisärakenteet ovat irtonaisia. Kiukaan voi siis purkaa ja koota uudelleen käsin, ulkokehän muurattuja lekaharkkoja lukuunottamatta. Tulipesän korkeutta voi siis säätää omien kokemuksiensa pohjalta. Tulipesä on 60cm leveä ja 80cm pitkä. Kiuas on 120cm korkea, ulkomitoiltaan 140cm syvä  ja 120cm leveä.



Tässä kiukaan pohja on kuvattu ylhäältä niin, että kaarien jalat tulevat tukeutumaan arinan vieressä olevien lappeellaan makaavien tulitiilien päälle. Palotilan korkeus muuttuu riippuen siitä montako kerrosta niitä ladotaan, nyt palotila on 40cm.
 



Tässä on kiukaan sydän. Tupla-arinat kahdessa rivissä. Se on kuin auton moottori. Niiden alla 5,5cm tilaa tuhkalle, joka kaavitaan sieltä ennen häkälöylyjen heittämistä pois. Pohjan 5cm eristeen päällä on 0,8mm rst-pelti ja sen päällä tulitiilet, niiden päällä kaaret ja kaarien päällä  500 kg kiviä. Kaikki kelluu kovan palovillan päällä. Kaikki materiaalit saavat vapaasti painua ja elää.

Nyt kaarien ympärille on ladottu tulitiiliä niin korkealle kuin se ilman varsinaisten löylykivien latomista on mahdollista. Tässä vaiheessa kaaret siis lonksuvat välysten sallimissa rajoissa kunnes kivien paino rauhoittaa ne paikalleen.

Tässä vaiheessa kiviä on ladottu noin 300kg. Samanaikaisesti reunoille lisätään tulitiiliä, ainvan kuin Aitokiukaankin kivien vaihdossa tehdään. Tähän laitettiin vielä 80 kg tällaisia 8kg:n painoisia kiviä. Niiden päälle kuusi 20kg:n laatikkoa yli 10cm:n tavallisia kiuaskiviä. Yhteensä kiviä tuli siis 500kg.

 

Kiukaan päälle tulee viiden sentin villalla eristetty kansi, jossa on kaksi osaa. Toinen osa on kiinteä, johon kytketään teräshormi. Kiinteän kansiosan viereen tulee irrotettava kansi, joka nostetaan luonnollisesti pois saunomisen ajaksi. Kuumennetut kivet ovat siis täysin eristetyssä tilassa. Lämmitys on nopeaa ja kivet säilyvät kuumina pitkään.

 

Tältä se kiuas tulee siis kansineen valmiina näyttämään. Olen asettanut kannen osat tässä oikeille sijoilleen suunnittelutyötä helpottamaan.
 

Nyt kansi on valmis. Saranat asennettu oikalle puolelle, kannen nostokahva on alumiisesta asennusraudasta tehty, juuri sopiva tähän tarkoitukseen. Tässä olemme jo kertaalleen hiukan polttaneet puita kiukaassa, pieniä savun jälkiä näkyy jo :)

 

Saranan konstruktio on yksinkertainen. Alumiininen kulmarauta on tukena ja osat on ruuvattu peltiruuveilla kiinni. Peltiosat hiuman pullistelevat lämmetessään, nehän eivät ole millään kiinni kiukaassa, vaan roikkuvat reunan päällä.

Hienoin idea tässä on kuitenkin se, että saunasta voidaan tehdä paloturvallinen. Alkulämmitys tehdään niin, että savu päästetään hormin kautta ulos, ei sisälle saunaan, koska palamisen alkuvaiheessa tuli palaa apäpuhtaammin ja savu haisee pahalle. Lämmityksen keskivaiheessa, jolloin tuli palaa puhtaasti, savu päästetään sisään. Lämmityksen loppuvaiheessa, jolloin savusaunat perinteisesti poltetaan, savu viedään hormin kautta ulos. Tällä tavalla saadaan kivet niin kuumaksi, vaikka ylös asti punaisiksi, että kaikki niihin tarttunut noki palaa pois.

Kiviin tarttuva noki aiheuttaa löylyyn epämiellyttävää kirvelevää tuoksua. Kivet voidaan lämmittää huomattavasti kuumemmiksi kuin perinteisessä savusaunan kiukaassa. Kun kansi on päällä, ei ole vaaraa, että sauna palaa kun liekit lyövät kivipatjan läpi. Nyt liekkimeri on oikein tavoite, että saadaan kivet mahdollisimman nopeasti kuumiksi. Tulipesässä voi polttaa huoletta täysiä pesällisiä. Kiviä ei kypsennetä vaan ne kuumennetaan. Toki joudun alussa kokeilemaan kuinka paljon kannet taipuilevat kuumuudessa ja miten niiden rakennetta ehkä joutuu kehittämään.

Tämä kiuasratkaisu mahdollistaa sen, että kuka tahansa voi turvallisesti lämmittää savusaunan polttamatta sitä kivijalkaan. Mitään erityistaitoja ei tarvita, mystiikkaa voi etsiä olutpullon pohjan muotoja tiirailemalla, kiukaan lämmittämisestä taikuutta on turha hakea.

Eristämättömän perinteisen kiukaan ominaisuuksiin kuuluu, että kiviä on oltava huomattavasti enemmän, koska niistä vain alimmat lämmitetään punaisiksi. Kivien kuumeneminen kestää kauemmin, koska samalla joudutaan kuumentamaan sekä koko kiukaan runkorakenne että koko sauna. Lämmitysvaiheen lämmönhukka on tällöin valtava. Lämmitys on tehtävä hitaasti, varovasti ja se vie paljon puita. Kivistä pitäisi saada poltettua mahdollisimman paljon niihin tarttunutta nokea pois, ettei se kirvelisi silmiä. Toisaalta ei voi liikaakaan kuumentaa tai jää saunomatta kokonaan. Sellaista kauhun tasapainoa koko homma.

Tästä syystä savusaunan puista puhutaan niin paljon. On selvää, että jos sellaisessa kiukaassa polttaa mäntyä tai kuusta, tai vaikka edes koivua, niin nokea tulee paljon, puut räiskyvät ja kaikkea muuta kiusallista. Juuri tästä halusin päästä eroon. Halusin päästä eroon myös siitä, että savusaunan lämmittäminen kestäisi käsittämättömät 6-9 tuntia. Jos mökkimme Aitokiuas 57:n lämmittäminen kestää 2 tuntia, niin lähden siitä, että tulevan savusaunamme kiukaan lämmitys kestää noin 3-4 tuntia ja se on kylpyvalmis. Siinä ei myöskään tarvitse jäädä odottelemaan valtavan hiili/tuhkakerroksen jäähtymistä, jotta sen voisi tyhjentää. Tupla-arina pitää huolen siitä, että puut palavat nopeasti tuhkaksi, joka tippuu arinan läpi alas ja sen voi heti poistaa.

Kiukaaseen laitettavan villan valinnassa täytyy varmistaa, että se kestää kovia lämpötiloja. Itse valitsin kiukaaseen PAROC FPS 17 levyä, jonka sintraantumislämpötila on noin 1000 astetta. Kiukaan maksimilämpötila lienee 700-800 astetta. Kun villa lämpiää 200 asteeseen niin siitä haihtuu sideaineita, jotka tuoksuvat kamalalta. Kaikki kärpäset kuolevat lähistöltä silloin. Toisen kerran lämmitettäessä tuoksu on kadonnut ja villan olemassaoloa ei huomaa, ellei tiedä.

Kiuasta ympäröivästä palosuojauksesta vielä pari sanaa. Villa on Parocin FPS 14 levyä, ominaispainoltaan 140kg/m3, siis hiukan kevyempää ja pehmeempää kuin kiukaassa käytetty. Villa on 50mm paksua. Villa on seinässä kiinni ja sen päällä on Lujalevyä, joka kestää kaiketi noin 250 asteen lämmön. Lujalevyt roikkuvat ylhäältä kiinnitettyjen ruuvien varassa. Levyjen alaosassa olevat kiinnityspisteet ns. liukukiinnikkeitä. Ne pitävät levyn kiinni seinässä, mutta sallivat hirsirakenteen painua levyn takana. Tässä on syytä olla tarkkana. Yksi levy on 2,7 metriä korkea. Levyn yläosaan ja alaosaan kiinnitettyjen ruuvien keskinäinen välimatka lyhenee kun hirret vanhetessaann painuvat. Ratkaisin asian niin, että alaosan ruuvit aluslevyineen liikkuvat noin 5 sentin pystyhahlossa, joka sallii levyn laskeutua alaspäin.

Kattoeristeen asentaminen ja varsinkin sen levyttäminen on kova homma sekin. Leikkasin levyt puukkosahalla käyttäen puu/metalli - terää. Ei siinä kannata liikaa hienostella, +/- 5mm:n toleranssi on ihan ok. Ei mene  kauaa kun pytinki on kuitenkin ihan musta.


Kiukaan ympärillä seinissä olevien lujalevyjen kiinnitys on tehty niin, että kun levy, seinän kutistuessa laskeutuu alaspäin, niin ruuvi nousee hahlossa ylöspäin. Tällöin levy ei jää ruuvikiinnikkeiden väliin puristuksiin, jolloin ruuvit repeäisivät paikaltaan.



Hormiksi ostin ruostumattomasta teräksestä valmistetun eristetyn hormin, joka  on vakiona 2500cm pitkä. Ostin siihen vielä metrin eristetyn jatko-osan, koska piippu täytyy nousta katon harjan yläpuolelle määräysten mukaan (80+10) 90cm. Katon kaltevuus on 22,5 astetta, joten pyysin tyttäreni avomiehen Janin tekemään 3D-ohjelmalla paperiselle A4 arkille tulostetun ovaalin muodon piipun ja katon leikkauskuvion muotoon. Nuoret Diplomi-insinöörit ne osaa kaikenlaista. Suurensin sen pahviin ja ripustin kattoon. Asetin sabluunan niin, ettei tarvitse katkaista kattovasoja, sen jälkeen roikutin luotisuoran, langan jonka päähän sidoin painavan ruuvin, alas ja merkitsin hormille tulevan reiän paikan kiukaan kanteen.


Luotisuoralla varmistetasan, että piippu tulee järkevään kohtaa kiukaan kantta.

Poistin sabluunan mukaan villat alhaalta, porasin keskelle reiän, menin katolle ja asetin saman sabluunan reiän mukaiselle paikalle. Piirsin reunojen mukaan kattoon sahattavan muodon ja sahasin sen puukkosahalla.


Läpivientieriste on leikattu 22,5 asteen kulmaan, solmittu rautalangalla ja katossa on 90mm turvaetäisyys puupintoihin. Sitten vaan eriste liuutetaan ylös ja suojapelti ruuvataan alapuolelle. Kuulostaa ainakin helpolta.

Kiivettiin poikani Oliverin kanssa katolle ja kiinnitettiin piippu teräspannoilla kattorakenteisiin kiinni. Se on siis roikkuvaa tyyppiä, ettei painorasitusta tule kevytrakenteiselle kiukaan kannelle.



Tässä on valmispiippu REG. Pituus 2500mm (vakio-osa) + 1000mm. Halkaisija 125mm. Materiaali ruostumaton teräs. Piippu nousee noin 4,7 metrin korkeuteen saunan lattian tasosta laskettuna.





Katon läpivienti on pehmeää peltiä, johon on liimattu kuminen kiristyssukka. En tiedä pellin materiaalia. Sukan reikä leikataan piipun halkaisijan mukaan.

Piipun läpivienti on nyt vedenkestävä

ja voin rauhassa viimeistellä sisäkaton eristeet,

vaikka sataisikin.

Läpivientipellin päälle laitoimme kattohuovan, joka ulottuu luonnollisesti harjan yli. Huopaliimaa sitten vaan reilusti, ei siinä kannata säästellä. Tämä on saunan tärkein paikka.

23.4.2016, eli vajaan kymmenen löylykerran jälkeen väkersin ruostumattomasta pellistä tuhkaluukun.
Nyt saunan voi ilmoittaa valmiiksi lopputarkastusta varten.

Lopputarkastus pidettiin 19.5.2016, jossa sauna hyväksyttiin ilman huomautettavaa :). Rakentaminen alkoi 25.2.2013, joten siihen meni kolme vuotta ja kolme kuukautta. mikähän olisi seuraava projekti?