Wpływ warunków klimatycznych panujących w Polsce na pracę systemów kominowych częsć 2

W poprzednim numerze pisaliśmy o odmienności i zróżnicowaniu stref klimatycznych w Polsce oraz o jego wpływie na pracę instalacji spalinowych. 
Aby wyeliminować skutki wpływów klimatycznych na działanie systemów kominowych stosowane są różnorodne rozwiązania techniczne. Najczęściej jest to wykonanie specjalnej izolacji kominów dla zapobiegania wpływowi niskich temperatur na pracę komina oraz zastosowanie właściwych nasad kominowych w strefach narażonych na wzmożone działanie wiatru.
Prawidłowa izolacja kominów 
Jest kilka powodów konieczności stosowania właściwej izolacji :
•poprawa skuteczności ciągu kominowego poprzez równomierne rozłożenie temperatur w kominie
•wyeliminowanie lub maksymalne przesunięcie w górę komina “punktu rosy”
•wyeliminowanie zagrożeń związanych z tworzeniem się tzw. “korków lodowych”
Stosowanie właściwej izolacji jest szczególnie istotne w przypadku stosowania stalowych kominów wolnostojących i wkładów kominowych. Jednak nie tylko. Często zdarza się że nie pamiętamy o tym że tradycyjny murowany z cegły komin tak samo jak cały budynek powinien być ocieplony a współczynnik przenikania ciepła » dla komina nie powinien przekraczać 0,03 W/mK. Z pewnością jednowarstwowy komin z cegły nie spełnia tego warunku. Widać to na każdym kroku. Rozsypujące się kominy z cegły, popękane mury są wynikiem kondensacji spalin i działania mrozu. Niegdyś, gdy powszechnie do ogrzewania stosowano piece na paliwo stałe skala tego problemu była mniejsza. Ciągła, nie przerywana praca pieca, wysokie temperatury spalin znacznie przewyższające temperaturę “punktu rosy”w mniejszym stopniu zagrażała kominom ceramicznym. Czasami tylko przy rozpalaniu komin się “pocił” lecz po wygrzaniu i wysuszeniu uzyskiwano właściwy ciąg.
Teraz chodzi o to samo. Spaliny należy usunąć z komina przed ich kondensacją.
Jak to zrobić? Po pierwsze - kominy i wkłady kominowe należy zaizolować, zarówno w miejscach ich przebiegu przez nie ogrzewane pomieszczenia jak i w części wystającej ponad dachem.
Zastosowana izolacja musi posiadać następujące cechy:
•nie palność
•odporność na wilgoć
•odporność na panujące w kominie temperatury (nawet krytyczne podczas zapłonu sadzy)
•odpowiednie dla zastosowania parametry (opór cieplny, gęstość, grubość)
Najczęściej stosowanym materiałem do izolacji kominów spełniającym powyższe warunki jest wełna mineralna lub specjalna wełna z włókien ceramicznych. Z uwagi na niskie odporności na temperaturę pomimo dobrego współczynnika oporu cieplnego do izolacji kominów nie stosuje się styropianu, wełny szklanej, pianek poliuretanowych itp.
Należy zwrócić uwagę, aby materiały stosowane do izolacji kominów posiadały właściwe dopuszczenia do stosowania w budownictwie, chyba że są to prefabrykowane elementy systemów kominowych które w całości posiadają certyfikaty i aprobatę techniczną producenta. 
W skrócie można powiedzieć że o skuteczności zastosowanej izolacji decyduje rodzaj zastosowanego materiału, jego grubość i gęstość. W przypadku stosowania wełny mineralnej jej gęstość powinna wynosić od 50 do 100 kg/m3. Najwięcej natomiast kontrowersji budzi minimalna grubość stosowanej izolacji. W piśmie IGNiG skierowanym do Stowarzyszenia KOMINY POLSKIE czytamy “..... Odnośnie grubości izolacji kominów dwuściennych informujemy, że w polskiej strefie klimatycznej zalecana jest grubość izolacji 50mm......”.
Przedstawione stanowisko IGNiG jest wynikiem wieloletnich doświadczeń i obserwacji pracy kominów w naszej strefie klimatycznej. Problem doboru właściwej izolacji kominów jest niezmiernie istotny dla kominów wolnostojących. Są one narażone w całości na oddziaływanie skrajnych warunków atmosferycznych. 

Zagadnienie to nabiera szczególnego znaczenia w przypadku segmentowych kominów stalowych podłączonych do nowoczesnych kotłów opalanych olejem i gazem. Z obliczeń dokonanych prze firmę ROCKWOOL wynika, że grubość izolacji wykonywanej w wełny mineralnej zależna jest od szeregu parametrów jak temperatura spalin, temperatura otoczenia, prędkość wiatru, prędkość przepływu spalin w kominie, wysokość komina, średnica komina i co szczególnie istotne - wilgotności względnej spalin. W jaki sposób na grubość izolacji wpływa wilgotność względna spalin obrazuje poniższy przykład. I tak przyjmując następujące parametry pracy komina :
t ot. = - 20 st.C ; t sp. = 160 st.C ; V sp = 6 m/s ; V wiatru = 5 m/s ; h kom = min 5m,gęstość izolacji 80kg/m3 - jeżeli wilgotność spalin wynosić będzie 75% (jest to wartość średnia dla typowych kotłów gazowych i olejowych) to żądany opór cieplny izolacji zostanie osiągnięty przy grubości izolacji ok. 50mm. Jeżeli jednak nastąpi wzrost wilgotności spalin o 10% do ponad 85% (możliwość powstania “punktu rosy”) przy niezmiennych pozostałych parametrach, to grubość izolacji powinna być już ponad dwukrotnie większa i wynosić co najmniej 110mm. Na powyższym przykładzie widać, jak istotną rolę odgrywa grubość izolacji w warunkach pracy komina. Przy zbyt niskiej grubości izolacji spaliny ulegają nadmiernemu wychłodzeniu co powoduje wzrost ich wilgotności oraz w konsekwencji kondensację pary wodnej. To z kolei zwiększa wymagania co do grubości izolacji dla zachowania prawidłowego współczynnika oporu cieplnego. Jednym słowem mówiąc błędnie wykonana, zbyt cienka izolacja jest przyczyną nasilania się wykraplania pary wodnej zawartej w spalinach i obniżania w dół komina “punktu rosy, a to z kolei obniża ciąg 

Zjawisko to najczęściej występuje w nowoczesnych kotłach niskotemperaturowych. 
I tu szczególnie należy zwracać uwagę na właściwą izolację kominów. Sprawę dodatkowo pogarsza występowanie tzw. “mostków termicznych” w niewłaściwie zaprojektowanych lub wykonanych segmentowych kominach stalowych (rys 4). Najczęściej “mostek cieplny” występuje tam na zakończeniach elementów i spowodowany jest zastosowaniem stalowych pokryw lub pierścieni (zabezpieczających izolacje przed wysunięciem) łączących płaszcz zewnętrzny w wewnętrzną rurą spalinową. Taka konstrukcja ułatwia producentom i montażystom pracę lecz jest niekorzystna dla pracy komina. Dynamiczne ochłodzenie spalin czasie przepływu w obrębie występowania “mostka cieplnego” może być powodem przy spieszonej kondensacji spalin, pomimo zastosowania właściwej izolacji. Chcąc dokonać oceny prawidłowości doboru stopnia izolacji kominów zewnętrznych należy zwrócić uwagę na :
•rodzaj i gęstość stosowanego materiału izolacyjnego (wełna mineralna lub włókno ceramiczne o gęstości od 50 do 100 kg/m3) •grubość izolacji (zalecana w I i II strefie klimatycznej min. 30mm, natomiast w III i IV min 50mm) •sposób wykonania komina (np. wyeliminowanie “mostków cieplnych”).
Stosowanie nowoczesnych urządzeń grzewczych stawia także w stosunku do kominów wewnętrznych (zabudowanych wewnątrz budynków) określone wymagania związane z koniecznością stosowania właściwej izolacji. 
I tak :
•kominy ceramiczne, które są narażone na bezpośrednie działanie czynników atmosferycznych w tym także umieszczone na zewnętrznych ścianach budynków oraz wkłady kłady kominowe w nich umieszczone należy zawsze izolować (rys 1) 
•w przypadku stosowania wkładów kominowych izolację należy wykonać specjalną wełną mineralną (dla kominów izolowanych określa to aprobata techniczna IGNiG ). 
Należy również zapewnić wentylację (przewietrzanie) przestrzeni pomiędzy kominem ceglanym a wkładem kominowym (rys 2 ). W przypadku braku przewietrzania będzie następowała w tej przestrzeni kondensacja pary wodnej.
•kominy ceramiczne należy doizolować tak, aby został osiągnięty właściwy współczynnik przenikania ciepła (max » = 0,003 W/mK). W przypadku stosowania kwasoodpornych wkładów kominowych producenci zalecają stosowanie izolacji o grubości co najmniej 30mm w części osłoniętej kominem ceramicznym oraz minimum 50mm poza kominem lub zastosowanie klasycznego komina izolowanego.


•niedopuszczalne jest montowanie ponad kominem ceramicznym nie izolowanego wkładu kominowego (rys 1) Niestety jest to zjawisko występujące nagminnie.
Materiał stosowany do izolacji musi także posiadać odpowiednią odporność temperaturową. W każdym przypadku musi być odporny na występowanie wysokich temperatur np. w przypadku zapalenia sadzy. Największe znaczenie odporności temperaturowej izolacji występuje w kominach dymowych lub izolowanych kominach stalowych gdy podłączone są one do coraz powszechniej stosowanych kominków i wkładów kominkowych. Nierówna praca tych palenisk, dynamiczne spalanie różnych paliw, sprawia że dla zachowania bezpieczeństwa należy stosować najwyższej jakości materiały izolacyjne. Materiały te mają zapewnić właściwy współczynnik przenikania ciepła a także zapewnić bezpieczną temperaturę zewnętrznych powierzchni komina. W takim przypadku z reguły stosuje się wielowarstwowe izolacje (rys 3 ). Pierwsza warstwa o wysokiej odporności temperaturowej (powyżej 1000 st.C) ma za zadanie obniżyć temperaturę panującą w kominie do wartości w której można będzie stosować materiały o lepszych własnościach izolacyjnych lecz niższych opornościach termicznych. Prawidłowo wykonany komin przy temperaturach spalin przekraczających 500 st.C redukuje ciepło na zewnętrznych powierzchniach do temperatury bezpiecznej (poniżej 50 st.C ). Należy jednak przypomnieć, że zgodnie z prawem budowlanym (Rozp. MGPiB z 14.12.94 - § 267) pomimo stosowania materiałów izolacyjnych klasyfikowanych jako niepalne, odpornych na wysokie temperatury, komin musi posiadać obudowę o odporności ogniowej co najmniej 60 min. Obudowy takiej nie stanowi płaszcz zewnętrzny komina izolowanego, co często jest przedmiotem wielu dyskusji, chyba że elementy komina uzyskały specjalne certyfikaty. 
Odmiennym zagadnieniem jest wpływ wiatru na pracę instalacji kominowych i spalinowych.

Oprócz wychłodzenia zewnętrznych warstw komina poddanego działaniu wiatru, występują zjawiska związane z powstawaniem zaburzeń pracy w górnych częściach komina.
W takim przypadku zgodnie z cytowanym rozporządzeniem MGPiB (§ 143) należy stosować nasady kominowe pobudzające ciąg. Nie jest bez znaczenia jakie zastosujemy obudowy. Ale o tym w następnym artykule.


Opracował: Piotr Cembala
w tekście wykorzystano materiały firmy ROCKWOOL


P.S. W poprzednim artykule przedstawione zostały materiały, które miały służyć zobrazowaniu odmienności i zróżnicowania warunków klimatycznych panujących w Polsce. Na obszernym materiale dokonano skrótów edytorskich poprzez podanie obowiązujących norm dotyczących stref klimatycznych (nie aktualizowanych od ponad 20 lat) a także przedstawiono wyniki wykonanych nie dawno nowych pomiarów klimatycznych. Nie zmienia to faktu że nasz klimat znacząco różni się od warunków pogodowych występujących w różnych częściach Europy Zachodniej. Od kilku lat jest on coraz mniej stabilny. Coraz częściej w Polsce występują anomalie pogodowe, co wszyscy obserwujemy i czego czasem boleśnie doświadczamy. Tak więc przedstawiony materiał miał przede wszystkim charakter informacyjny obrazujący specyfikę naszego klimatu. Oczywiście do obliczeń przyjmować zawsze należy dane zawarte w obowiązujących normach.

Powrot do poprzedniej strony