Potwierdzenie bezpieczeństwa przewodów kominowych wykonanych z ceramiki izostatycznej w warunkach rzeczywistego pożaru sadzy stanowiło kluczowy cel przeprowadzonych badań. Analizie poddano trójwarstwowy ceramiczny system kominowy, symulując pożar sadzy trwający ponad 4 godziny, aby ocenić jego bezpieczeństwo.
Model badawczy: Trójwarstwowy system kominowy
Badany model to trójwarstwowy system kominowy. Składa się on z wewnętrznego przewodu spalinowego wykonanego z ceramiki izostatycznej o grubości 6 mm, przestrzeni izolacyjnej powietrznej o grubości 30 mm oraz zewnętrznego pustaka keramzytobetonowego o grubości 40 mm. Przestrzeń między rurą ceramiczną a pustakiem wypełniona jest wełną mineralną, która stanowi dodatkową izolację. W dolnej części systemu zainstalowano stabilizator ciągu kominowego. Komin pracował w podciśnieniu, a odprowadzanie spalin odbywało się grawitacyjnie.
Współczynniki przenikania ciepła poszczególnych warstw wynoszą:
- Ceramika izostatyczna: 0,01 W/m²·K
- Wełna mineralna: 0,069 W/m²·K
- Pustak keramzytobetonowy: 0,06 W/m²·K
Badany system kominowy jest przystosowany do odprowadzania gazów z palenisk opalanych gazem, olejem opałowym, paliwami stałymi (drewno, pellet), węglem oraz ekogroszkiem.
Model komina, wykonany ze wszystkich elementów systemu, miał średnicę 200 mm i aktywną wysokość 7,25 m od podstawy do wylotu.
Stanowisko badawcze i metody pomiarowe
Na stanowisku badawczym zainstalowano model komina, który został wielopunktowo podłączony do aparatury badawczej. Komin połączono z generatorem spalin za pomocą przewodu o średnicy 200 mm i długości 1,4 m.
Stanowisko wyposażono w termopary do ciągłego zapisu temperatury w kluczowych punktach:
- Na dolocie gazów ogrzewających konstrukcję komina (TD) - 1 szt.
- Na wylocie gazów (TW) - 1 szt.
- Na obwodzie komina w punktach pomiarowych T1, T2, T3, T4, T9, T10, T11, T12, T17, T18, T19, T20. Pomiar temperatury prowadzono na każdej z warstw konstrukcyjnych (pustak keramzytowy, rura ceramiczna) na wysokościach 2,50 m i 5,00 m.
- Na stropach, przez które przechodził model badawczy (T5, T7, T13, T15).
Dodatkowo, temperaturę obudowy komina mierzono za pomocą przenośnego miernika z termoparą powierzchniową oraz pirometru.
Na dolocie spalin prowadzono ciągły pomiar prędkości i objętości przepływu spalin w celu stabilizacji parametrów. Model badawczy przechodził przez dwa drewniane stropy oddalone o 5 cm od obudowy komina. Przestrzeń między kominem a stropem z jednej strony izolowano wełną mineralną, aby zapobiec wychłodzeniu komina przez ruch powietrza.
Warunki zewnętrzne podczas badań: bezwietrzna pogoda, temperatura powietrza zewnętrznego 20°C, temperatura w laboratorium przed badaniami 18°C, w trakcie testów temperatura w laboratorium wzrosła do 23°C.
Przed rozpoczęciem badań szczelność przewodu kominowego sprawdzono urządzeniem WÖHLER DP 23, uzyskując pozytywny wynik.
Przebieg symulacji pożaru sadzy
Po sprawdzeniu szczelności do komina podłączono generator spalin z palnikiem olejowym. Pierwszym etapem było kondycjonowanie przewodu kominowego, trwające 45 minut. Polegało ono na stopniowym zwiększaniu temperatury generowanych gazów do maksymalnej temperatury eksploatacji przewidzianej przez producenta, tj. 600°C. Spaliny o tej temperaturze dostarczano do przewodu kominowego przez kolejne pół godziny.
Po kondycjonowaniu rozpoczęto symulację pożaru sadzy. System kominowy przez 30 minut obciążano temperaturą stopniowo wzrastającą do około 1200°C, co stanowi temperaturę wyższą o około 180°C od teoretycznej temperatury pożaru sadzy. Następnie, temperatura około 1200°C była utrzymywana przez kolejne 3 godziny.
Wyniki badań
Uzyskane wyniki badań wykazały, że podczas ponad trzygodzinnych badań, w których system kominowy był obciążony temperaturą pożaru sadzy wyższą od teoretycznej, nie zaistniało niebezpieczeństwo powstania pożaru w wyniku promieniowania cieplnego. Potwierdzono tezę badawczą o bezpieczeństwie przewodów kominowych wykonanych z ceramiki izostatycznej w warunkach pożaru sadzy.
Klasyfikacja systemów kominowych
Wybór odpowiedniego komina powinien być dopasowany do urządzenia grzewczego. Klasyfikacja kominów dostarcza informacji o ich możliwym zakresie zastosowania:
- Klasa ciśnienia: Określa szczelność komina. Dzieli się na podciśnieniowe (N1, N2) i nadciśnieniowe (P1).
- Klasa temperatury: Informuje o maksymalnej temperaturze pracy komina w trybie ciągłym (np. T600, T400, T200).
- Klasa odporności na pożar sadzy: Oznacza się literą G (odporny) lub O (nieodporny). Dodatkowo podaje się wymaganą odległość od materiałów palnych w milimetrach. Należy kierować się przepisami krajowymi, a informację producenta traktować jako uzupełniającą.
- Klasa odporności na działanie kondensatu: Kominy oznaczone literą W są odporne na kondensat i mogą być stosowane z kotłami wytwarzającymi spaliny mokre (paliwa gazowe i olejowe). Kominy oznaczone literą D nie są odporne na kondensat i mogą być używane jedynie z kotłami generującymi spaliny suche (paliwa stałe).
- Klasa odporności na korozję: Określa rodzaj paliwa, które można stosować: 1 - paliwa gazowe; 2 - paliwa gazowe, olejowe i drewno w paleniskach otwartych; 3 - paliwa gazowe, olejowe i stałe.
W przypadku kominów metalowych pojawia się dodatkowe oznaczenie dotyczące materiału i jego grubości, np. L185650 (gdzie cztery pierwsze cyfry oznaczają materiał zgodny z normą PN EN 1856-1).
Zapobieganie i postępowanie w przypadku pożaru sadzy
Pożar sadzy jest niebezpiecznym zjawiskiem, które może wystąpić w kominkach, piecach i przewodach kominowych, zagrażając bezpieczeństwu i powodując szkody materialne. Należy pamiętać, że każdy pożar sadzy niszczy komin, a wysoka temperatura może powodować wykruszanie spoin i rozszczelnienia, co grozi przedostawaniem się dymu i trujących gazów (w tym tlenku węgla) do pomieszczeń.
Zapobieganie pożarowi sadzy:
- Nie palić mokrym drewnem, które powoduje osadzanie się dużej ilości sadzy.
- Regularnie czyścić komin. Przewody spalinowe powinny być czyszczone co najmniej dwa razy w roku, a dymowe - cztery razy w roku.
- Czyszczenie powinno być wykonywane przez osobę posiadającą kwalifikacje kominiarskie.
- Konserwacje i przeglądy powinny być potwierdzone protokołem, który może być przydatny dla ubezpieczyciela.
Postępowanie w przypadku pożaru sadzy:
- Natychmiast zadzwonić po straż pożarną pod numer alarmowy 112, podając szczegółowe informacje o sytuacji.
- Zamknąć dopływ powietrza do pieca lub kominka od dołu i od góry - ograniczy to dostęp tlenu i spowolni rozwój pożaru.
- Nie gasić paleniska wodą ani nie wlewać jej do przewodu kominowego.
- Dozorować przewód kominowy od strony pomieszczeń do czasu przybycia służb ratowniczych.
- Przygotować gaśnicę odpowiednią do gaszenia pożarów sadzy.
- Używać sita kominowego (metalowej siatki o wymiarach oczek około 2×10 mm, najlepiej miedzianej, na ramie 60×60 cm z uchwytami) lub mokrej płachty, aby ograniczyć rozprzestrzenianie się ognia na sąsiednie obiekty i zapobiec przeniesieniu się pożaru na dach.
- W przypadku pożaru sadzy smolistej należy zapobiec zaślepieniu komina przez płonącą i spływającą smołę, ponieważ odparowujące węglowodory mogą tworzyć z powietrzem mieszankę wybuchową.
- Po wstępnych działaniach, można wsypać do wylotu komina około 3 kg soli kuchennej lub piasku.
- W końcowej fazie działań sprawdzić przewód kominowy kamerą termowizyjną lub pirometrem.
- Pomieszczenia należy sprawdzić miernikiem wielogazowym. Jeśli wykryte zostaną niebezpieczne gazy, należy ewakuować mieszkańców i przewietrzyć pomieszczenia.
Pożary kominów
Systemy kominowe JZ+
System JZ+ to rozwiązanie wykorzystywane do odprowadzania spalin z urządzeń grzewczych. Jest produkowany z wysokogatunkowej stali kwasoodpornej i żaroodpornej o grubości 0,6 - 1 mm. Elementy łączą się systemem kielichowym, a metoda spawania plazmowego zapewnia odpowiednią szczelność. System dostępny jest w przekroju okrągłym, w średnicach od fi 100 do fi 500.
Specyfikacja techniczna systemu JZ+ (jednościenne okrągłe do drewna):
- Zakres średnic: DN 120 - 500 [mm]
- Gatunek materiału: 1.4404
- Grubość materiału: 0,5 mm
- Klasa temperatury: T600
- Klasa ciśnienia: N1
- Odporność na działanie kondensatu: W
- Odporność na korozję: Vm
- Odporność na pożar sadzy: G500
W skład kompletu systemu JZ+ wchodzą:
- Odskraplacz - 1 szt.
- Wyczystka okrągła z deklem - 1 szt.
- Trójnik 90° z wyjściem okrągłym - 1 szt.
- Rury o długości 1000 mm - 4 szt.
- Płyta kominowa z wpustem - 1 szt.
