Friday, February 24, 2006

Finnish Fireplace - Poele Finlandais


This is a masonry heater also called Finnish Fireplace. It is a very powerful heating device that could help you saving as much as 75% of your heating bill. It does so without polluting our atmosphere nor does it add any co2 to our breathing air. I have built it myself. Find out how?

Ceci est un poèle de masse aussi appelé poèle Finlandais. C'est un moyen de chauffage très puissant et efficace. il peut vous aider à reduire votre note de chauffage de 75%. En plus il ne pollue pas et n'ajoute pas de co2 à l'air que nous respirons. Je l'ai construit. Voyez comment

Wednesday, February 22, 2006

diy masonry heater how to make the perfect fire


Let me tell you right away: i keep trying. You see the difficulty is to deal with what appears to be contradictory demands. One the one side you need a lot of air to reach high temperatures in the firebox ( to get a clean combustion ) and on the other side the less air comes through the firebox, the more heat is transferred to the walls. There it is: a balance between these 2 objectives.

The balance is difficult to obtain consistently because it varies according the dryness of the wood, type of wood, draft of the chimney.

First dryness: you should never burn wood with a humidity content of more than 25%, the ideal being between 20% and 15%. Get yourself a humidity tester, i have a testo 606 http://www.testo.com/. Even so i have noted that the slightest variation in humidity from one batch to the other impacts on air demand. One good advice, prepare your next firing as soon as possible. This will help the wood to get evenly dryer. Second, the denser the wood the harder it is to reach good internal temperatures. Therefore when using dense wood split it smaller than other woods. As a rule the denser your batch the more air you will need to get it going. Go ahead and open the ashdoor fully yes fully for a while. For light and drywood use less air especially if you have strong draft. I would leave the door ajar until you have real big flames all around yours logs. Then close the door with the vents open. When the flames start lowering, close your damper by half. When the flames start to change in pattern and they look more like lingering, close your damper further as well as all upper vents or injectors if applicable. Now your aim is to finnish your fire as soon as possible. Reduce the ashdoor air intake whenever possible but not so as to compromise the fire. Bear in mind that you want to terminate the fire as soon as possible and remember that it is at this stage that you are losing a lot of heat through the chimney. Finally at the ambers stage close the damper almost completely and close the ashdoor vents almost completely. If your firebox is real hot this stage should not last long. in my experience i get good results mixing hard and soft wood. That seems to give me the best of both worlds: good heat from soft wood helping the dense wood to release their gas, and good radiant heat from the embers of the hard wood. I told you it is a challenge

Comment faire le feu parfait? Sans ambages je vous le dis, je ne suis pas encore arrivé a faire le feu parfait. L'exercice n'est pas simple car il faut marier 2 demandes contradictoires. D'un côté il faut un maximum d'arrivée d'air pour atteindre des températures de combustion élevées et ainsi atteindre le nirvana de la non pollution et de l'autre moins il y a d'arrivée d'air frais moins il y a de refroidissement et plus la chaleur sera transmise. Cet équilibre est difficile à obtenir car les parametres changent tout le temps ( pression atmospherique, qualité du bois , sechage du bois, asemblage des buches, taille des buches etc.).

Le plus important est de travailler avec du bois sec 20% d'humidite +- 5%. J'ai un testeur d'humidite Testo 606 qui me rend bien des services.

Regle de base ne jamais faire du feu avec un bois qui n'est pas sec. Vous perdrez beaucoup en efficacite et la pollution augmentera de maniere efrrayante. Cela etant, j'ai constate des variations importantes des taux d'humidite a l'interieur d'un meme lot. Pour uniformiser l'ensemble, je charge mon foyer le plus tot possible. La chaleur residuelle sechera le bois et quand vou l'allumerez, il sera uniformement sec.

Deusio, un bois dense libere ses gaz plus difficilement et doit donc etre fendu plus petit. Mon experience c'est que plus le bois est dense et plus il faut d'air. N'ayez pas peur d'ouvrir la porte de la boite a cendres ( arrivee d'air principale en grand ). A l'inverse un bois tres sec et leger demande moins d'air surtout si vous avez un bon tirage. Pour du bois leger je laisse la porte des cendres entre-ouverte jusqu'a ce que les flammes soient au plus haut et au plus fort. Alors je ferme la porte en laissant les tirants ouverts. L'arrivee d'air en bas de porte est toujours fermee et celle du haut ouverte.

Quand les flammes commencent a baisser, fermez le clapet d'un bon tiers et quand elles sont franchement basses, fermez de 3/4.A present votre objectif est de terminer le feu le plus vite possible. Remuer les restants de buches une fois mais pas deux. Reduisez un peu les tirants d'air du bas (boite a cendres ) et completement ceux du haut mais pas au point d'handicaper le tirage. Ce stade difficile ne doit pas durer tres longtemps si vous aviez un foyer tres chaud.
J'aborderai la prochaine fois le role des injecteurs.

diy masonry heater how to make it work


I shall now adress what i find the most difficult part: how to make it work clean and efficient. First: if you have or plan to have a masonry heater; go ahead and buy yourself a good contact thermometer. I personnally use a Testo 925 http://www.testo.com/ fit with a contact probe. I am using it in two ways. Firstly, during the first month or so i would regularly monitor the temperatures within the firebox ( i drilled a small hole in the door frame for the probe ). With that i was able to see the difference in temperatures whith changing air intake. That is a good way to learn how much air you need at which stage of the fire. We will come to this later. Secondly, i take t° readings on 2 points of the surface of the heater which i have determined. One at the front and one at the side. I take these readings every mornings at 8.00. I note them on a spreadsheet together with useful informations ( outside t°, how many fires, etc...). That is also important because at the end of the day it is the surface temperature which radiates into the rooms. I know it all seems very silly but i can assure you that unless you have some sort of special bonds with the gods of fire, this is the only way to learn about your masonry heater and also about clean combustion. Next i shall deal with the fire itself and will try to share my modest experience.

Voyons à présent comment faire une bonne flambée, éfficiente et propre.Tout d'abord, si vous envisagez l'achat ou la construction d'un PDM courrez vous acheter un bon thermometre de contact. Moi j'ai un Testo 925, www.testo.com avec une sonde contact.Je l'emploie de 2 manières.

D'abord pour contrôler les températures de combustion a l'intérieur du foyer. Durant le premier mois j'ai très souvent mesuré les températures en fonction des réglages d'arrivée d'air. J'ai à cet effet foré un petit trou dans l'encadrement de la porte pour y passer la sonde du thermomètre. C'est un très bon systeme pour apprendre vite quelle quantité d'air vous avez besoin et à quel stade. Nous y reviendrons.

Ensuite je prends les températures de surface tous les matins sur 2 points précis. un se trouve sur la facade avant et l'autre est sur le côté. Je note tout cela sur une feuille exell ainsi que différents paramètres ( t° exterieure, qualite du bois etc.)Je sais que cela peut paraître enfantin mais je ne le crois pas car en fin de compte c'est bien la chaleur rayonnée qui nous intéresse et puis n'oubliez pas que nous sommes a la recherche de la combustion parfaite. La prochaine fois nous verrons la technique du feu avec un PDM.

diy masonry heater at work


Hello. I am back with a little bit of experience about using my masonry heater. We have had it running for nearly 2 months now. So far so good. No problems whatsoever. Believe me the thing is amazing. At first to get the walls dry and the house warm we lit one fire in the morning and another with one reload in the evening. In the morning i have measured average surface temperatures of 42°c. front /37°c sides. Now with my experience and a couple of minor improvments, we only lit one fire a day and temperatures are 44°c./39°c. In the evening before a new fire is lit the temperatures are still around 34°c/35°c, that is after nearly 24 hours. We found that this solution works well for us because it enables the central heating to kick on for 2x 1/2h per day. When we have 2 good fires/day i now have t° of 50°c et 41°c.
I found that i had an excellent draft in my chimney so that some hot air was escaping from my home made rooftop damper. I have solved that and found significant improvment. I do recommend rooftop dampers. it enables us to keep our upstairs bedroom confortable. The chimney runs into one of them and we keep the door open.
I am more and more positive about it. Next time i will adress what in my view is the most challenging part of a masonry heater: make a good fire...

Hello, je suis de retour avec un peu d'expérience d'utilisation. Cela fait 2 mois qu'il chauffe:RAS. Croyez-moi tous, ce truc est formidable. Au debut, après le rodage, nous faisions 2 feux/ jour, un le matin et un le soir ( vous savez ce que c'est les nouveaux jouets...) pour chauffer les murs. Le matin je mesurai des t°de surface de 42° à l'avant et de 37° sur les côtés.

Maintenant, fort de ma petite expérience,nous sommes passés à un feu/jour. Les températures relevées sont de 44° et 39°. Le soir avant l'allumage ( cad 22 heures après ) elles sont encore de 34° et 35°... Cette formule a l'avantage pour nous de faire en sorte que le chauffage central s'enclenche pour une 1/2 heure 2x/jour pour les pieces non chauffées pas le PDM. Le we nous faisons 2 bonnes flambees/ jour et les t° sont de 50° et 41°.

J'ai découvert que je perdais beaucoup de chaleur via mon clapet de cheminée non étanche a 100% et j'y ai remedié. Je recommande chaudement le clapet en tête de cheminée cat il permet de chauffer l'étage egalement par rayonnement. Bref je suis de plus en plus positif et j'aborderai la prochaine fois, la partie la plus delicate: comment faire un bon feu.

Tuesday, February 21, 2006

diy masonry heater d24



There you are it is finished and working. I have plastered it with lime mortar. Note the heated bench covered with a granit stone ( the cat adores it ). Note also the stainless steel plate and cable to open the rooftop damper. The heater is now dry and i am monitoring the various effects on our heating bill and on our life. I shall keep you posted.

Voila c'est terminé et ca marche. J'ai enduit à la chaux. Notez la banquette chauffante recouverte de granit. Egalement la plaque inox et le cable commandant l'ouverture du clapet de cheminée en tête de cheminée. Je suis en train de faire des évaluations des différents impacts sur notre chauffage et sur notre vie et je vous tiendrai au courant.

diy masonry heater d23


There you go: first firing. I was surprised to see that we had no problem whatsoever to get it started. To the right is my charming wife and to the left the heated bench. Some finishing left to be done .

Voila et c'est parti pour la première flambée. Aucun problème de mise en route. Sur la droite de la photo ma charmante épouse et sur la gauche le banc chauffant. Reste à fignoler la finition.

diy masonry heater d22


The existing chimney breast has been demolished. I have only kept the left outer wall and that will form the new chimney. I could not keep the old flue because it was not straight.

La cheminée existante est démolie. Je n'ai gardé qu'un mur du côté gauche qui va former un des côtés de la nouvelle cheminée. Je n'ai pas pu garder l'ancienne car elle n'était pas droite.

diy masonry heater d21


The door arch is now built together with the door frame. I have set a granit stone in the facing.

La voûte de la porte est construite et le cadre de porte est cimenté sur le pourtour. J'ai incorporé une dalle de granite devant le porte.

diy masonry heater d20


The outer skin is now being built separated by a layer of ceramic fiber. I am using normal lime/cement mortar.

Le mur extérieur se construit. J'emploie un mortier classique chaux/ciment.

diy masonry heater d19


The capping slab is on. It has been cast in a mould with Lafarge ciment fondu and artificial granulates. It was a heavy job ( 65kg )to carry it and put it in place. Note around it is ceramic fiber. The slab rests on the firebox on a thin layer of ceramic and comes right against the inner wall of the frame.

La dalle du dessus est posée. Elle a été coulée dans un moule avec du ciment fondu et des granules artificiels de chez Lafarge. Cela n'a pas été facile ( 65kg ) de la mener jusqu'en haut et de la positionner. Merci John, le gentil voisin. Notez la fibre céramique sur le pourtour. La dalle repose sur le foyer sur une mince couche de fibre céramique.

diy masonry heater d18


The photo is not very good and i apologise for this. Light problem i am afraid. I hope you can nevertheless see the firebox and the channels through it, the side smoke channels and the rear smoke channel. All i need to do now is to cast a capping slab that will sit on top of the firebox to seal it therefore forcing the smoke to go down the 3 channels.

La photo n'est pas très claire et je m'en excuse. Problème de lumière. J'espère que vous distinguez le foyer et ses conduits aménagés, les couloirs de fumée latéraux et le couloir de fumée arrière. Je dois à présent couler la dalle de fermeture qui viendra fermer la foyer et qui forcera donc la fumée à descendre dans les 3 canaux.

diy masonry heater d17


Light work today i had other commitments to attend to. I nevertheless managed to plaster the outside of the inner frame. This is an important step with regards to security. This is to prevent any co leakage from the smoke channels to creep through the outer wall and to eventually finish in the room. The inside of the smoke channels was also plastered together with the outside of the firebox as i was building it. The mixture is the same i used for masonry ( clay/sand).

Petite journée aujourd'hui. J'avais d'autres obligations. J'ai quand même réussi à enduire l'exterieur du mur intérieur. C'est important au niveau de la sécurite. Cela empêche toute migration du co vers le mur extérieur et en fin de compte vers la pièce. L'intérieur a été lui aussi enduit avec l'exterieur du mur du foyer au fur et à mesure de l'élévation. L'enduit est le même mélange que j'ai employé pour ce mur ( melange argile et sable ).

diy masonry heater d16


The cat is crossed, it is now to high for it to jump on! It did like sitting on top to get a good view over what we were doing. Well we will find a ladder. The frame is now at the same level than the throat. It will need to go another 4 bricks before we stop and put the capping slab.

Le chat est fache. Le pdm est maintenant trop haut pour sauter dessus! Il aimait bien comtempler la vue d'en haut. On lui trouvera une échelle. Les cotés sont à présent à la même hauteur que le foyer. Ils devront encore monter de 4 briques avant de déposer la dalle de fermeture.

diy masonry heater d14 & d15





I know what you guys are thinking: this guy is slow and sleeps on his work. That's the way my wife is currently thinking. Honey will it be ready for next summer you think? Very very funny. It does not look like it but it grows higher ( the masonry heater that is). Look at the cd rack next to it and you will see that it is now 1.40 meters high. At the end of this working day it has to be higher tha my wife otherwise she kills me.

Je sais ce que vous pensez: ce gars n'est pas rapide. C'est ce que ma femme me dit pour l'instant. Chéri, tu crois que ce sera fini pour l'été... Très drôle. Regardez plutot le rack rangeur de cd et vous constaterez que l'engin fait plus de 1.40 mètres. Ce soir il devra être plus grand que ma femme sinon je suis mort.

I am ok. the thing is now taller than my wife. The firebox stands now at 1.75 meters. In fact the sides of the firebox will not go higher. Only the front will go another 4 courses and 2 columns at the back to allow smoke to go down the sides channels as well as down the back channel. I am mad at Bosch ( yes the tool company ). you remember i was telling you the hard time i had cutting those refractory bricks. I had tried it with with my Metabo diamond disk without succes, then i bought a Bosch PRO diamond disk. This was supposed to be the best of the best made among other uses for cutting refractory bricks. Mind you at 170€ it could well be... I used it on one brick then i stopped. it was useless. Luckily my dealer found another disk by a company called Inter Diamant. I bought it and i have to say it is fantastic. It goes through like in melted butter. The dealer kindly accepted to take the Bosch disk back and will settle this with Bosch.

Je suis sauf. Le pdm est a présent plus haut que ma femme. Le coeur réfractaire est a 1.75 metres. En fait les cotés ne doivent plus monter. Seul le devant et deux colonnes a l'arrière doivent encore monter de 4 briques pour laisser passer la fumée dans les 2 conduits latéraux et le conduit de l'arrière. Je suis furieux contre Bosch. Je vous parlais du mal que j'avais à couper ces briques réfractaires. J'avais d'abord essayé avec mon disque Metabo sans succès. Ensuite un disque Bosch spécial briques réfractaires à 185€, encore moins bon. J'ai heureusement trouve un disque diamant d'une sociéte du nom d'Inter Diamant. C'est un disque merveilleux. Cela coupe comme dans du beurre. Ler vendeur m'a gentillement repris le disque Bosch et s'arrangera avec la marque.

diy masonry heater d13



This is an important stage in the building process: the setting of the throat. The photo is taken from above and one can see how the firebox is narrowed. That is the throat the purpose of which is twofold 1- to reflect the heat back to the fire to intensify heat and 2- to accelerate the gasflow therefore creating gas turbulences to be reignited. The throat has been casted with ciment fondu and alag granulates all from Lafarge.

Une étape importante: la construction du goulet d'étranglement dont le but est double. 1- réflechir la chaleur des flammes vers le foyer pour augmenter la chaleur et 2- accélerer le flux des gaz et ainsi de créer des turbulences de gaz qui s'enflameront elles aussi. La photo est prise du dessus et on peut distinguer le goulet. Celui-ci a ete moulé avec du ciment fondu et des granules Lafarge.

diy masonry heater d12

Work is continuing albeit slowly. Considering the shape of the heater there is a lot of cutting to be done. I use a 230mm Metabo grinder http://www.metabo.com/ connected to a Festool vacuum cleaner http://www.festool.com/ . It works fine for the regular bricks. For the refractory it is a real pain. I have tried every trick in the book, diamond, regular even a metal disk. The best i have found is a regular stone disk. One disk every two cuts... I should have rented a wet saw.

Le travail se poursuit. Vu la forme de l'engin il y a beaucoup de coupes à faire. Je travaille avec une Metabo 230mm reliée à un aspirateur Festool. Cela marche sans problème pour les briques ordinaires. Pour les réfractaires c'est la galère. J'ai tout essayé ( diamant, oridnaire même un disque metal ). Le mieux c'est encore le disque Bosh ordinaire mais apres 2 coupes il est out. j'aurais du louer une scie à eau.

diy masonry heater d11


The inner frame wall is being built. Note insulation at the back. I dont't want the heat to escape to my charming neighbours. The white stuff is not material for Santa Claus beard... It is ceramic fibre, the aim of which is to allow for expansion.

Le mur de soutien intérieur se construit. Notez l'isolation derrière. Je n'ai pas envie que la chaleur s'en aille chez le voisin. La laine blanche que vous voyez n'est pas pour fabriquer les barbes du Père Noel ou de Saint Nicolas mais c'est de la fibre céramique dont le but est de permettre la dilation des differents materiaux.

diy masonry heater d10



Firebox is being built using low duty refractory bricks and fondulite fireproof ciment from Lafarge. Note the 2 blacks castings, these are the secondary air injectors feeding air to the upper section of the fire.

J'ai commencé la constuction du foyer en briques réfractaires et fondulite qui est un ciment refractaire de chez Lafarge. Notez les 2 modules noirs qui ont ete moulés auparavant et qui sont des injecteurs d'air distribuant l'air secondaire dans la partie supérieure du feu.

diy masonry heater d9


The bottom is finished and ready to accomodate the firebox floor. Note the smoke channels on either sides of the firebox. From now on i will use refractory mortar for the firebox core, clay mortar for the inner frame and common lime/ciment mortar for the outer shell. Note also to the left the start of the heated bench.

Le bas est terminé et est prêt à recevoir le socle du foyer. Notez les circuits de fumée de chaque coté. A partir de maintenant j'utilise du ciment réfractaire pour le foyer, du ciment d'argile pour le premier mur et du ciment ordinaire pour le mur exterieur. Notez le depart du banc chauffé.

diy masonry heater d6,7,8


The first 3 courses of bricks have been laid. Now you can clearly see the ashbox in the middle on top of which will rest the firebox. You can also note the smoke channels on either sides. The two channels will join to the left in a 1 meter long liner connecting with the existing chimney.

Les 3 premières rangées de briques ont été posées. On voit bien le compartiment à cendres au milieu au dessus duquel viendra le foyer. De part et d'autre les conduits de fumée qui se rejoindront sur la gauche dans un conduit de 1m qui fera la liaison avec la cheminee existante.

diy masonry heater d5


I am satisfied with the various castings. I have done them with ciment fondu and artificial granulates all from Lafarge http://www.cimentfondu.com/ . It is guaranteed up to 1100°c and they claim it can cope well with thermal shocks. On the picture from left to right, air injectors, firebox floor, lintel beam for the door and underneath is the throat.

Je suis content des résultats des moulages faits avec du ciment fondu et les granules artificiels de Lafarge. Ils sont garantis jusqu'à 1100°c et peuvent résister aux chocs thermiques. De droite à gauche, les injecteurs d'air, le socle de la boite à feu, le linteau de porte et dessous, le goulet d'étranglement.

diy masonry heater d4


Professor 2xH out of finland has sent me the drawings for the fireplace. Very complete i must say with lots of technical infos such as number of bricks, kg of mortar, total weight of the fireplace and total output of kilowats. With all infos i have been busy collecting the necessary materials ( on the photos the refractory bricks ). I am also buiding the moulds for the castable elements such as firebox floor, capping, throat etc... I hope i'll finish these today.

Professeur 2xH de Finlande m'a envoyé les plans qui sont très complets et contiennent des éléments tels que le nombre de briques, de kilos de mortier, le poids total et la puissance par heure quand le pdm sera en fonctionnement. Grace à ces infos, j'ai commandé tout le materiel ( sur la photo les briques refractaires ). Je construit à present les moules pour les pieces devant etre moulées à savoir le sol de la boite a feu, la dalle du dessus, le goulet etc... j'espère finir aujourd'hui.

diy masonry heater d3



Back upstairs in the living room. To prevent part of the radiant heat to go down to the basement i have poured a insulating 6cm vermiculite concrete slab.

De retour à l'étage. Pour empêcher la chaleur de partir vers le garage j'ai coulé une chappe isolante de beton vermiculite de 6cm.

diy masonry heater d2


Work has started. I built a supporting column in the basement to support the weight of mh which is going to be around 3.4T. Hard Work.

Le travail a commencé par la construction d'une colonne de soutien qui supportera le poids du pdm 3.4Tonnes. Dur Dur..

diy masonry heater d1


construction of masonry heater d1

Décidé à apporter ma modeste contribution au combat de sauvegarde de notre planète, je me suis mis en tête de repenser le systeme de chauffage da ma maison bruxelloise. Après un stage cet été en Rep. Tcheque sur la construction des poeles finlandais a tirage inverse, j'entreprends d'en construire un chez moi. Je suis archiconvaincu par le système ( non polluant et très economique à l'emploi ) et je me propose de tenir au courant de mes progrès ceux que cela intéresse. N'hesitez pas à me contacter. Sur la photo le salon actuel. Le poêle de masse (pdm) prendra place dans le coin droit et la cheminée actuelle avec l'insert ( a vendre ) sera démoli.

I have decided to do something at my modest scale to fight global warming. Heating in our societies is the main culprit for outdoor pollution. Having attended this summer a workshop in Czech Rep on bulding finnish contraflows masonry heaters, i have my mind set on building one at my brussels home. Having read numerous articles on the subject i am convinced that is the way to go. For those interested, i shall keep them abreast of various construction steps. Do not hesitate to drop a line. On the photo my living room. The masonry heater ( mh ) will be in the right hand corner whereas the existing chimney will be demolished.

Friday September 30, 2005 - 04:08am (PDT) Edit Delete 0 Comments Permanent Link construction of masonry heater d1