Kominki
Od niepamiętnych czasów człowiek pozostaje pod urokiem ognia. Migoczący płomień w szczególny sposób fascynuje, dając poczucie spokoju i bezpieczeństwa. Tak więc sprawa umiejscowienia paleniska stała się kluczową z chwilą zbudowania pierwszego domostwa.
Zbudowanie komina odprowadzającego spaliny umożliwiło obmurowanie prymitywnego ogniska z trzech stron i w ten sposób powstał kominek. Trudno ustalić, kiedy zaczęto powszechnie budować kominki w znanej nam obecnie postaci, jednakże dowody ich istnienia znaleziono już w IX w n.e. a pełny rozkwit sztuki ich budowania przypada na okres późnego średniowiecza.
Niska sprawność paleniska otwartego, jakim jest kominek (ok. 20%), spowodowała powolne jego wypieranie na rzecz piecy kamiennych, kaflowych, a później i metalowych, w których jednocześnie zastąpiono opał - z drewna na bardziej wydajny węgiel. I tak widok buzującego ognia zniknął z naszych domów na długie lata za drzwiczkami, płytami i fajerkami.
W czasach współczesnych konstruktorzy nowoczesnych urządzeń grzewczych w pogoni za energooszczędnością i spełnieniem wymagań ekologicznych prześcigają się w skrywaniu płomienia w zamkniętych komorach spalania, w palnikach żarowych, za płytami katalizatorów itp. zaprzęgając do sterowania procesem spalania niekiedy bardzo skomplikowane układy elektroniczne, jednocześnie wykorzystują wygodniejsze i efektywniejsze paliwa, takie, jak gaz i olej opałowy.
System centralnego ogrzewania na stałe usunął paleniska z obecnie budowanych mieszkań, a jedynym w nich płomieniem pozostał palnik kuchenki gazowej.
Tak więc wprowadzanie bezspornie korzystnych, coraz bardziej nowoczesnych źródeł ogrzewania odsunęło kominek do drugorzędnej roli niejednokrotnie snobistycznego "mebla" w bogatych domach, którego zadaniem jest nie "grzać", lecz "wyglądać".
Na szczęście nie na zawsze.
Kryzys energetyczny w latach siedemdziesiątych radykalnie zmienił nasz stosunek do kwestii oszczędzania paliw jak również uzmysłowił konieczność wyszukiwania nowych ich źródeł.
Okazało się, iż prawidłowo prowadzona gospodarka leśna umożliwia w samych tylko Niemczech pozyskanie ok. 7 mln. metrów przestrzennych (ok. 5 mln. m3) taniego drewna opałowego bez szkody dla ekosystemu. Ilość ta odpowiada energetycznie wartości opałowej 1,3 miliarda litrów oleju opałowego.
W tej sytuacji powstało zapotrzebowanie na tanią energię, a co za tym idzie, na sprawne urządzenia grzewcze opalane drewnem. Wykorzystali to producenci kaset oraz wkładów kominkowych, tworząc gotowe, stalowe lub żeliwne paleniska, służące do budowy nowych kominków lub renowacji istniejących. Pierwsze tego typu urządzenia powstały we Francji, a później w krajach skandynawskich.
Od tego czasu jest zauważalny stały wzrost zainteresowania kominkami jako urządzeniami dającymi, poza walorami estetycznymi, wymierne korzyści materialne w postaci uzyskania taniego ciepła.
Przyjrzyjmy się teraz budowie oraz zasadom funkcjonowania tradycyjnego kominka otwartego, w świetle współczesnej wiedzy, co nam później pomoże zauważyć różnicę między nim a kominkami zbudowanymi na bazie wkładu kominkowego.
Instalując kominek, pragniemy, aby dobrze odprowadzał dym, przyjemnie ogrzewał oraz nie powodował zbytnich przeciągów w pomieszczeniu, w którym jest zainstalowany. Większość tych pragnień zależy (choć nie tylko) od komory spalania - jej kształtu oraz wymiarów, które powinny być dostosowane do wielkości pomieszczenia: im większe, tym większa może być komora spalania.
Drugim, nie mniej ważnym czynnikiem jest wymiar przewodu kominowego, do którego zostanie podłączony kominek.
W pierwszym wypadku obowiązuje popularna zasada proporcji powierzchni otworu komory spalania do powierzchni podłogi. Powierzchnia otworu kominka zajmuje 1/45 do 1/65 powierzchni podłogi pomieszczenia. Inna zasada, opracowana przez H. Dickmanna, wynika z dążeń do maksymalnego obniżenia straty ciepła podczas eksploatacji kominka, nawet za cenę znacznego zmniejszenia otworu kominkowego i mówi, iż wielkość otworu paleniska wyrażona w cm2 powinna się równać objętości (kubaturze) pomieszczenia wyrażonej w m3 x 30. Zgodnie z powyższym wzorem w pomieszczeniu o kubaturze 100 m3 może funkcjonować kominek o powierzchni wlotu komory spalania 3000 cm2, to znaczy 50x60 cm.
Szerokość otworu komory spalania powinna być o 20-40% większa od wysokości. Otwór ten wpływa nie tylko na wygląd bryły samego paleniska i na widoczność ognia, lecz również na ilość wypromieniowanego ciepła.
Istotna jest również głębokość komory spalania mierzona od czołowej płaszczyzny otworu paleniska do tylnej jej ścianki.
Głębokość ta powinna wynosić ok. 60% wysokości komory.
Na w/w rysunku, w tabeli, zostały podane wartości poszczególnych elementów konstrukcji kominka w zależności od kubatury pomieszczenia, w którym go zlokalizowano.
Powierzchnia dolna komory, na której przebiega proces spalania, zwana jest płytą paleniska.
Spalanie może odbywać się "na popiele", to znaczy bezpośrednio na płycie, lub też ruszcie.
Poprawność komory spalania zależy również od jej kształtu. Komora powinna być pionowa w dolnej części do ok. 30% jej wysokości, a następnie tylna ściana nachylona do przodu o 20-2500. Tak wykonana ściana właściwie ukierunkuje dym i jednocześnie powoduje zwiększenie ilości wypromieniowanego ciepła. Twórcą tej konstrukcji jest angielski szlachcic Rumford i do dnia dzisiejszego ścianę tę nazywamy ścianą Rumforda.
Boczne ściany kominka są rozchylone pod kątem rozwartym względem tylnej ściany, aby ułatwić wypromieniowanie ciepła z całej powierzchni komory spalania na pomieszczenie.
Pomiędzy górną krawędzią ściany Rumforda a czołową ścianą kominka powstaje szczelina zwana gardzielą. W miejscu tym z reguły zainstalowany jest szyber służący do regulacji wielkości strumienia spalin. Szyber, niekiedy zwany klapą dymową, powinien gwarantować możliwość minimalnego ciągu kominowego nawet w pozycji całkowitego zamknięcia.
Powyżej gardzieli znajduje się komora dymowa. Jej zadaniem jest pomieścić spaliny i chronić palenisko przed uderzeniami powietrza z zewnątrz przy podmuchach wiatru. Komora ta jest swoistą strefą buforową pomiędzy komorą spalania a przewodem kominowym.
Kształtem komora dymowa przypomina ostrosłup ścięty, o podstawie czworoboku, którego górna część stanowi przekrój przewodu kominowego. Tylna jej ściana jest z reguły pionowa, natomiast boczne i przednia posiadają nachylenie do płaszczyzny poziomej pod kątem ok. 600 lub większym, o ile jest to możliwe, aby w jak najwyższym stopniu ograniczyć tarcie spalin. Dolna część komory dymowej stanowi półkę dymową służącą zarówno do odbicia prądów powietrza opadających przez przewód kominowy, jak i do wychwytywania spadającej sadzy oraz wody deszczowej.
A teraz przyjrzyjmy się kominowi.
Jak wspomniano wyżej, powierzchnia otworu komory spalania pozostaje w ścisłym związku z powierzchnią przekroju przewodu kominowego. Przy wystarczającej wysokości komina, tzn. 8-12 m, przekrój przewodu powinien wynosić 1/10 pola powierzchni otworu paleniska. Odwracając tę zasadę, możemy stwierdzić, iż pole powierzchni otworu komory spalania w cm2 nowobudowanego kominka powinno być równe polu przekroju przewodu kominowego w cm2 x 10. Powyższe dane należy przyjmować orientacyjnie, ponieważ zależą od wysokości przewodu kominowego. Doświadczalnie stwierdzono, że powierzchnia otworu kominka może być od 6 do 15 razy większa od przekroju komina, przyjmując dolną granicę właściwą dla kominów niskich, nie niższych jednak niż 4 m. Szczegółowe wytyczne dotyczące wymagań stawianych przewodom kominowym budowanym z cegły zostały określone w PN-89/B-10425.
Podkreślić należy nadrzędną zasadę, iż do jednego przewodu kominowego może być podłączony tylko jeden kominek.
Tyle o zasadach konstrukcyjnych samego kominka.
Musimy jeszcze zadbać o dopływ powietrza koniecznego do jego funkcjonowania. Dla prowadzenia prawidłowego procesu spalania w jakimkolwiek palenisku potrzebny jest tlen.
Kominek otwarty wciąga powietrze całą powierzchnią otworu komory spalania. Ilość wciąga-nego powietrza zależy od kilku czynników: wielkości tegoż otworu, wysokości przewodu kominowego (a zatem ciągu w przewodzie), intensywności spalania i wynikającej z niej temperatury spalin. Prędkość przepływu przy niewielkiej intensywności palenia może wynieść niewiele ponad 0,1m/sek, natomiast przy większym załadunku paliwa może wzrosnąć do 0,5m/sek. Przyjmując jako średnią 0,2-0,3 m/sek., a powierzchnię otworu kominka 1m2, uzyskujemy wartość 720 do 1080 m3 powietrza w ciągu 1 godziny.
Tą znaczną ilość powietrza możemy zapewnić dwoma sposobami. Przez nieszczelności, w przypadku pomieszczeń posiadających tradycyjną stolarkę okienną, co jednak jest dość wątpliwe z uwagi na nieprzyjemne przeciągi oraz trudności z określeniem faktycznych wielkości przepływu. Sprawa się dodatkowo komplikuje w przypadku obiektów wyposażonych w nowoczesne, szczelne okna i drzwi.
Znacznie pewniejszym sposobem jest wykonanie specjalnego kanału nawiewnego przed lub bezpośrednio pod paleniskiem. Przekrój kanału nawiewnego powinien wynosić 4 do 5% powierzchni otworu kominka. Dobrze jest wyposażyć otwór nawiewny w urządzenie do regulowania natężenia dopływu powietrza.
Przedstawione wyżej, podstawowe zasady, oczywiście nie wyczerpują całego zagadnienia, jakim jest "kominek otwarty", lecz mam nadzieję że rzucają promień światła na skalę problemu, przed którym stają romantycy, pragnący spędzać miłe chwile, wpatrując się w wesoło migające płomienie, przygotowujący się do budowy własnego kominka.
Przed przystąpieniem do realizacji swego pragnienia radziłbym zasięgnąć porady u kompetentnego fachowca, zaczynając od mistrza kominiarskiego, który określiłby możliwości ewentualnie istniejącego przewodu kominowego lub poradził, jaki wybudować.
Wiele z problemów wynikających z konieczności spełnienia poszczególnych wymagań można uniknąć, decydując się na zakup gotowego paleniska, jakim jest wkład kominowy stanowiący "serce" bardzo ekonomicznego urządzenia grzewczego, zachowującego wszelkie walory estetyczne tradycyjnego kominka.
Najistotniejszą cechą różniącę te dwa paleniska jest możliwość uzyskania tzw. "funkcji ognia zredukowanego", wynikającej z faktu posiadania przeszklonych drzwiczek...... ale to już temat na inne opowiadanie.
Materiały zebrał i opracował
Renard Fornalski
Mistrz kominiarski
|