Přívod spalovacího vzduchu komínem

Autor ve svém příspěvku vysvětluje a příkladem výpočtu vzduchospalinové cesty dokládá, že i spotřebiče na tuhá paliva lze provozovat v provedení C. To znamená, že nemusí odebírat spalovací vzduch z místnosti, v níž jsou instalovány, ale přímo z venkovního prostředí, a tím dokonale splňují podmínky na větrání obytných prostor, které vyplývají z EN 15 665 vč. národní přílohy N1 pro ČR.

Recenzent: Vladimír Jirout

Použití těsných oken zásadně mění parametry přívodu spalovacího vzduchu ke spotřebičům, spalovacím zdrojům tepla, například k oblíbeným krbovým kamnům nebo uzavíratelným krbům. K tomu se přidává požadavek, aby přívod spalovacího vzduchu co nejméně ovlivňoval vnitřní prostředí místností. Výsledkem je nutnost řešit přívod spalovacího vzduchu jako uzavřenou cestu oddělenou od vnitřního prostředí a spojující vnější prostředí s kamny, krbem, kotlem vhodným potrubím nebo šachtou. Takové řešení je nejen spolehlivé, protože nezávisí na chování lidí, ale i bezpečné, neboť minimalizuje nebezpečí průniku spalin do místnosti následkem změn tlakových poměrů v místnosti, například činností kuchyňské digestoře. V novostavbách, nebo při zásadních rekonstrukcích, je možné využít přidruženou větrací šachtu v komínovém tělese, například Schiedel. Ale jak tento problém řešit ve starých domech?

Majitel starého domu má několik možností. Přívod spalovacího vzduchu může řešit jako potrubí vedoucí od vnější stěny podlahou ke spotřebiči. Tento postup není pro obyvatele bytu příliš příjemný, neboť během stavebních prací je jejich pobyt v bytě zatížen přítomností řemeslníků, prachem a pokud je původní podlahová krytina zachovalá, tak je škoda ji ničit. Navíc se musí počítat i s místem pro dostatečnou tepelnou izolaci přívodního potrubí, protože jinak by v ose jeho vedení vznikl na podlaze nad ním významně chladnější pruh a zbytečné tepelné ztráty.

Ve starších domech se často nachází komínová tělesa s více komínovými průduchy z doby, kdy se místnosti vytápěly individuálně. Pak se nabízí možnost využít jeden z nepoužívaných průduchů k přívodu spalovacího vzduchu.

Podívejme se na konkrétní příklad. K dispozici je zděné komínové těleso se dvěma stejnými průduchy s výškou 10 metrů, z nichž jeden má být použit pro přívod spalovacího vzduchu a druhý pro odvod spalin. Uživatel počítá s instalací krbových kamen Haas + Sohn HSD 75.2 EC, palivo dřevo. Přívod vzduchu z komínového průduchu ke kamnům bude ocelovým potrubím s průměrem 100 mm.

O ověření vhodnosti uvažovaného řešení jsem byl požádán redakcí časopisu Topenářství instalace. Výpočet dané spalinové cesty byl proveden podle ČSN EN 13 384-1, 13 384-2 v programu Kesa-Aladin. Z výpočtu uvádím základní údaje.

Výpočet spalinové cesty podle ČSN EN 13 384-1, 13 384-2

Koncepce zařízení – spotřebič připojený do samostatného komína

• Výpočet: podle EN 13384-1
• Spalinová cesta: domovní komín
• Poloha: vedeno budovou
• Zásobování vzduchem: nezávislý na vzduchu v místnosti (spotřebič typu C)
• Přívod vzduchu: LAS, protiproud
• Průřezy kouřovodu: 1, komínový průduch 1
• Otevřené ústí průduchu Zeta = 0

Okolní prostředí

• Geodetická výška: 300 m
• Bezpečnostní koeficient: SE 1.5
• Korekční faktor: SH 0.5

Teplotní podmínky okolního vzduchu (normové hodnoty)

• Teplota okolního prostředí kolem ústí průduchu: 0 °C (výpočtová hodnota)
• Průduch veden nevytápěným úsekem: 0 °C (výpočtová hodnota)
• Průduch veden vytápěným úsekem: 20 °C (výpočtová hodnota)
• Teplota vzduchu ve venkovním prostředí: 15 °C (podmínka pro výpočet tahu)

Spotřebič

• Kategorie: kamna
• Výrobce: Haas + Sohn, typ HSD 75.2 EC
• Palivo: kusové dřevo
• Jmenovitý výkon: 8 kW
• Příkon topeniště: 9 kW
• Obsah CO₂ ve spalinách: 10,2 %
• Hmotnostní tok spalin: 5,8 g/s
• Teplota spalin: 260 °C
• Potřebný tah komína: 12 Pa
• Spalinové hrdlo spotřebiče: DN 120 mm
• Přebytek vzduchu: 1,75

Místo umístění spotřebiče

• Kategorie: ve vytápěné místnosti
• Přívod vzduchu: do místnosti okny (– druhým průduchem komína)
• Odvod vzduchu: není

Stavební provedení napojení spotřebiče

Kategorie: kouřovod/přívod spalovacího vzduchu

Kouřovod (spaliny)

• Průřez: kruh, průměr 120 mm
• Tepelný odpor: 0 m²·K·W^–1
• Tloušťka stěny: 1 mm
• Materiál vnitřní stěny: ušlechtilá ocel
• Drsnost povrchu: 1 mm

Vzduchovod (spalovací vzduch)

• Průřez kruh, průměr: 100 mm
• Tepelný odpor: 0 m²·K·W^–1
• Tloušťka stěny: 1 mm
• Materiál vnitřní stěny: svařovaná ocel
• Drsnost povrchu: 1 mm

Zatřídění spalinové cesty podle EN 1443 T400 N1 D

Kouřovod – údaje

• Odpory: 90 ° koleno
• Účinná výška: 0,5 m
• Délka po ose (rozvinutá délka): 1,5 m
• Část ve venkovním prostředí: 0 %
• Část v nevytápěním úseku: 0 %
• Část ve vytápěné místnosti: 100 %

Odvod spalin – provedení

• Kategorie: jednovrstvá spalinová cesta a vzduchová šachta

Komínový průduch

• Rozměr: čtvercový, 150 × 150 mm
• Materiál vnitřní stěny: zděný z plných cihel
• Souč. tepelné vodivosti: 0,68 W·m^–1·K^–1
• Tloušťka stěny: 150 mm
• Drsnost povrchu: 5 mm

Šachta pro přívod vzduchu

• Rozměr: čtvercový, 150 × 150 mm
• Materiál vnitřní stěny: zděný z plných cihel
• Tepelný odpor 0,12 m²·K·W^–1
• Tloušťka stěny: 150 mm
• Drsnost povrchu: 5 mm

Zatřídění T400 N1 D 3 G (R0.13)

Označení zařízení: EN 15287 –T400 N1, D 3 G50 L90 (R0.13)

Komínový průduch – údaje

• místní odpory: žádné
• Účinná výška: 10 m
• Délka rozvinutá po ose: 10 m

Komínový průduch – průběh (budovou)

• Výška nad střechou: 1 m
• Délka v nevytápěném úseku: 0 m
• Délka ve vytápěném úseku: 9 m
• Kontakt s budovou :vedeno vnitřkem budovy
• Přídavné tepelné izolace: Ve venkovním prostoru ne
  V nevytápěném úseku nejsou nutné

Odpor vyústění

• Druh odporu: otevřené ústí
• Zeta: 0

Sopouch

Odpor: T-kus 90 °

Schematické zobrazení spalinové cesty

Doplňující výsledky

• Průřez ústí: 225 cm²
• Rychlost proudu spalin: 0,25 m/s
• Hustota spalin: 1,051 kg/m³
• Hluk proudu spalin: 0 dBA
• Maximální protiproud: Rychlost proudění vzduchu
• Při teplotě vzduchu –15 °C: 0,64 m/s
• Při teplotě vzduchu +15 °C: 0,71 m/s
• Statický tlak: 23,6 Pa
• Hustota spalin: 0,674 kg/m³
• Rychlost spalin: 0,38 m/s
• Maximální podtlak (tah): 23,6 Pa (statický tah při zastavení proudění spalin)

Přehled teplot

Teploty na vnějších površích stěn v blízkosti zaústění

• Spaliny: 209 °C
• Vnitřní stěna: 110 °C
• Zdivo z plných cihel 150 mm: 54 °C
• Protiproud vzduchu 0 mm: 45 °C
• Na líci (R12) 150 mm: 30 °C
• Teplota vzduchu v okolí: 20 °C

Výsledek výpočtu spalinové cesty – vyhodnocení

údaj – jednotka – jmenovitá hodnota

• Tah v sopouchu – Pa – 23,3
• Potřebný tah – Pa – 20,1
• Podtlak v okolí – Pa – 4
• Výstupní teplota spalin – °C – 45,9
• Teplota vnitřní stěny u ústí – °C – 13,3
• Hraniční teplota – °C – 61,9
• Teplota rosného b. spalin – °C – 61,9
• Nutný tah přívodu vzduchu – Pa – 10,2
• Způsob provozu – plánován podtlakový a suchý

Podmínky jednotka – jmenovitá hodnota – splněna/nesplněna

• Podmínka tlaku – Pa – 3,2 – splněna 
• Podmínka tahu – Pa – 19,3 – splněna 
• Teplotní podm. °– C –48,6 – nesplněna

Doplňující informace

Spalinová cesta

• Rychlost spalin: 0,29 m/s.

Poznámky:

Ne všechny požadavky EN 13384-1 jsou splněny. Spalinová cesta nebyla zcela korektně navržena podle EN 13384-1. Neproběhlo prověření podmínek při částečném zatížení, neboť u spotřebiče není uveden rozsah výkonu. Bylo přihlédnuto ke zvýšení teploty rosného bodu spalin s ohledem na obsah síry v palivu.

Upozornění k teplotním podmínkám (vzhledem k provlhání konstrukce komína)

Přestože nejsou u propočítávaného zařízení všechny teplotní podmínky podle EN 13384-1 splněny, existují faktory, ­které nemůže výpočtový postup podle EN 13384-1 postihnout, a které vliv vlhkosti minimalizují. Kondenzát, který se během provozu vysráží, se během klidového stavu spotřebiče odpaří, neboť v této době zpravidla proudí spalinovou cestou suchý vzduch. Tento efekt se může ještě zvýšit osazením regulátoru tahu. Možným řešením by byl motoricky řízený regulátor, který by zcela otevíral při klidovém stavu, je však nutno zvážit, zda je možno jej osadit tak, aby v důsledku jeho činnosti nedocházelo k nechtěným tepelným ztrátám.

Závěr

Z výsledků výpočtu vyplývá, že uvažované řešení přívodu spalovacího vzduchu a odvodu spalin dvěma komínovými průduchy vyhovuje z hlediska tlaků. Řešení nevyhovuje z hlediska teplot a v komínovém průduchu může kondenzovat vlhkost ze spalin, pronikat zděnou konstrukcí a tak ji narušovat. Záleží na konkrétním způsobu využití spotřebiče, ale riziko provlhání komína tu je. Bezpečným řešením je vyvložkování stávajícího komínového průduchu uvažovaného pro odvod spalin, v tomto případě vložkou průměru 160 mm. Pokud je rozměr stávajícího průduchu 150 × 150 mm, bude nutno provést před vlastním vložkováním rozšíření stávajícího průduchu pomocí komínové frézy. Tohoto zásahu do stavební konstrukce domu se však jeho uživatelé ­nemusí obávat, neboť veškeré práce spojené s frézováním i vložkováním se provádějí shora ze střechy.

---

Combustion air supply through the chimney

Author shows the possibility of using old chimneys for supplying air combustion. It may be a solution for refurbished buildings. The calculation of flue gas paths is performed according to standard CSN EN 13384 Chimneys – Thermal and Fluid Dynamic Calculation Methods. In this case the solutions are appropriate for pressure losses but not for moisture balance.

Keywords: chimney, calculation met­hods, refurbishment building