System przeciwpożarowy przy kominie: Kompleksowa ochrona i wymagania

Kominy dymowe i instalacje spalinowe są z punktu widzenia eksploatacji budynków elementami newralgicznymi, gdyż bezpośrednio narażone są na działanie bardzo wysokich temperatur. Używanie węgla, drewna, materiałów drewnopodobnych, a niekiedy także śmieci do opalania pieców i palenisk niesie ze sobą pewne ryzyko pożarowe. W połączeniu z błędami na etapie projektu i wykonania przewodów kominowych, może to być przyczyną nieszczęścia.

Ryzyko pożarowe i statystyki

W rozmowach na temat ochrony przeciwpożarowej obiektów niekiedy bagatelizuje się znaczenie izolacji kominów i instalacji spalinowych. Temperatura spalin może dochodzić nawet do 1200°C, co powoduje szybkie nagrzewanie przewodu kominowego, a w konsekwencji niesie ryzyko zapalenia przylegających konstrukcji z materiałów palnych - przestrzega Michał Nękanowicz, Doradca Techniczny ds. Współpracy z Biurami Projektowymi w Paroc Polska. Bagatelizowanie przepisów, dobór niewłaściwych materiałów izolacyjnych, a nawet lekceważenie obowiązku okresowych przeglądów czy przeróbki dokonywane samodzielnie przez inwestorów - to wszystko może się przyczynić do bardzo groźnych wypadków z udziałem ognia.

Jak wynika z najnowszych badań Komendy Głównej Państwowej Straży Pożarnej, liczba wypadków, do których przyczyniły się wady bądź nieprawidłowa eksploatacja urządzeń grzewczych, wzrosła w zeszłym roku o 5,6 tys., czyli o ponad połowę w porównaniu do danych sprzed pięciu lat. Podstawowym paliwem wykorzystywanym w polskich domach jest węgiel kamienny, co znajduje odzwierciedlenie w statystyce. Zdecydowana większość (95%) zagrożeń związanych z urządzeniami grzewczymi związana jest ze stosowaniem w nich paliwa stałego.

Wymogi prawne i normatywne

Odpowiednie zabezpieczenia przeciwpożarowe kominów są niezbędne dla bezpieczeństwa użytkowników budynków, ochrony konstrukcji oraz minimalizowania ryzyka pożaru. Wymogi w zakresie zabezpieczeń kominowych wynikają z przepisów prawa budowlanego oraz norm przeciwpożarowych. Niezastosowanie się do przepisów może stanowić podstawę negatywnej oceny systemu kominowego przez nadzór budowlany, a w rezultacie nakazu rozbiórki komina.

Kluczowe regulacje:

• Prawo budowlane - określa obowiązki właścicieli i zarządców budynków w zakresie utrzymania przewodów kominowych.
• Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75, poz. 690) - zawiera wymagania dotyczące lokalizacji, konstrukcji i odległości od materiałów palnych.
• Norma PN-EN 1332 „Kominy. Wymagania ogólne” oraz Warunki Techniczne określają istotny aspekt, jakim jest odległość przewodów spalinowych i dymowych od palnych elementów konstrukcyjnych, takich jak np. drewniane krokwie dachowe.
• Zgodnie z § 265.4, jeśli elementy te nie są osłonięte, należy zachować odstęp 30 cm pomiędzy nimi a kominem.
• Zgodnie z Prawem Budowlanym, przewody lub obudowa przewodów spalinowych i dymowych powinny spełniać wymagania normy dotyczące badań ogniowych małych kominów.
• W myśl przepisów konstrukcje te powinny być odporne na działanie pożaru sadzy. Znajduje to szczególne odbicie w paragrafie 266.1, który głosi, iż przewody spalinowe i dymowe powinny być wykonywane z wyrobów niepalnych.
• Paragraf 267.1 stanowi, że przewody wentylacyjne również powinny być wykonane z materiałów niepalnych.
• PN-EN 1443 Kominy. Wymagania ogólne stanowi m.in., że temperatura materiałów palnych składowanych w pobliżu komina powinna osiągnąć co najwyżej 85 °C przy temperaturze otoczenia 20°C w temperaturze badania zgodnej z oznakowaniem komina. Normy europejskie (PN-EN 1443, PN-EN 13063, PN-EN 1856) określają parametry kominów, materiały, odporność ogniową oraz wymogi w zakresie eksploatacji.
• Instalowanie w garażu studzienek rewizyjnych, urządzeń i przewodów gazowych oraz umieszczanie otworów od palenisk lub otworów rewizyjnych przeznaczonych do czyszczenia kanałów dymowych, spalinowych i wentylacyjnych, jest zabronione (§ 281 ww. Rozporządzenia Ministra Infrastruktury).

Budowa i konstrukcja komina

Komin to integralna część budowli albo konstrukcja wolnostojąca (murowana, betonowa, metalowa bądź inna). Zawiera jeden lub więcej pionowych przewodów służących do odprowadzenia z pomieszczenia powietrza lub spalin z urządzenia grzewczego. Podstawowym zadaniem komina jest zapewnienie skutecznego i bezpiecznego odprowadzenia spalin (lub zużytego powietrza) na zewnątrz budynku. Zgodnie z normą PN-EN 1443 Kominy. Wymagania ogólne kominem nazywana jest „konstrukcja składająca się z warstwy lub kilku warstw zawierających w sobie kanał spalinowy”. Ponadto tworzy go przewód połączeniowy, tzw. czopuch lub łącznik, a także nasada zainstalowana na wylocie.

Wymagania techniczne dotyczące przewodów kominowych:

• Komin powinien spełniać wymogi zawarte w Polskich Normach dotyczących wymagań technicznych dla przewodów kominowych oraz projektowania kominów.
• Rozmiary przewodów określone są w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.
• Przewód kominowy musi znajdować się w takim miejscu, aby czopuch, czyli odcinek łączący piec z kominem, był jak najkrótszy i dostosowany do warunków pracy danego urządzenia.
• Długość czopucha nie może przekraczać ¼ efektywnej wysokości komina (w przypadku kominów dymowych i spalinowych to odległość mierzona od paleniska aż do wylotu komina).
• Przewód kominowy powinien być prowadzony pionowo, a jego przekrój jednakowy na całej długości. Dopuszcza się odchylenie komina w kierunku pionowym nie więcej niż 30°, z zastosowaniem w części skośnej otworu rewizyjnego.
• Przekrój lub średnica komina nie może być mniejsza od średnicy wylotu spalin z kotła.
• W przypadku zamiany paliwa stałego na płynne (lub odwrotnie) należy dostosować przekrój komina do nowych warunków pracy.
• Kotły grzewcze na paliwa stałe oraz kominki z otwartym paleniskiem (lub zamkniętym wkładem kominkowym o wielkości otworu paleniskowego kominka do 0,25 m²) mogą być przyłączone tylko do własnego, samodzielnego przewodu kominowego dymowego, mającego co najmniej wymiar 0,14 × 0,14 m lub średnicę 0,15 m.
• W przypadku kominków o większym otworze paleniskowym - co najmniej 0,14 × 0,27 lub średnicę 0,18 m.
• Przewody spalinowe i dymowe muszą być wyposażone w zamykane szczelne otwory wycierowe lub rewizyjne, a jeśli występują spaliny mokre, także w układ odprowadzenia skroplin.
• Wszelkie materiały, z których wykonuje się przewody kominowe, muszą mieć dopuszczenia do stosowania dla danego typu paliwa.

Izolacja i materiały ognioodporne

Z uwagi na obecność bardzo wysokich temperatur oraz specyfikę działania przewodów kominowych, do ich izolacji najlepiej wybierać rozwiązania nie tylko niepalne, lecz również takie, które zachowują swoje właściwości termoizolacyjne i mechaniczne przez cały okres eksploatacji. Nie bez znaczenia pozostaje też odporność materiału na wilgoć.

Kiedy w salonie na parterze komin pozostaje cieplejszy, a na strychu chłodniejszy, w jego wnętrzu może wykraplać się woda, która z czasem zacznie powodować uszkodzenia wewnątrz przewodów. Jak temu zapobiec? Po pierwsze: komin zawsze należy ocieplać ponad dach. Takim rozwiązaniem bez wątpienia jest niepalna płyta PAROC Fire Slab 140, która sprawdza się w charakterze izolacji termicznej i ochrony przeciwpożarowej kanałów i urządzeń wentylacyjnych oraz powierzchni narażonych na długotrwałe obciążenia wysokimi temperaturami. Dzięki swojej wysokiej gęstości, wyrób zapobiega schładzaniu się spalin do temperatury, w której by się skraplały i pozostawiały agresywny osad na wewnętrznej powierzchni przewodów.

Kluczowe elementy ochrony przeciwpożarowej:

• Izolacja przewodów kominowych (np. wełna mineralna).
• Wkłady kominowe ze stali kwasoodpornej lub ceramiki.
• Systemy kominowe o odpowiedniej klasie odporności ogniowej (różne normy takie jak: PN-EN 1443, El 60, El 120).
• Kominy w zewnętrznych ścianach budynku oraz kominy znajdujące się na zewnątrz budynku muszą być izolowane termicznie. Także przedłużenia kominów (metalowe) ponad dach bezwzględnie powinny być ocieplane.

Aby zabezpieczyć komin spalinowy przed pożarem, niezbędne jest wykonanie obudowy o określonych parametrach szczelności, izolacyjności oraz dymoszczelności. Często na budowie pojawia się problem zabezpieczenia ogniochronnego kominów spalinowych. Całość tego odcinka w projektach jest zwykle oznaczona jako obudowa komina do EIS60 lub EIS120. Rozwiązaniem jest obudowa w systemie Promatect L-500 firmy Promat, gdzie zabudowa jest wykonywana na specjalnej podkonstrukcji z profili stalowych. Wykorzystywana w niej ogniochronna płyta silikatowo-cementowa o wymiarach 1200 x 2500 mm jest niewrażliwa na wilgoć. Zabudowa jest montowana do przegród masywnych za pomocą kątowników stalowych zabezpieczonych pasmem z płyt PROMAT.

Przyczyny i konsekwencje pożarów kominowych

Najczęstsze przyczyny pożarów, których źródło umiejscowione jest w przewodach kominowych, stanowią wady konstrukcyjne kominów oraz nagromadzenie się sadzy. Podczas eksploatacji przewodów kominowych może dochodzić do odkładania się w nich zanieczyszczeń, m.in. osadów sadz powstałych w wyniku spalania paliw. Sadza przyjmuje wiele różnych postaci - od sadzy płatkowej, pylistej, przez smolistą, po najgorszy z jej rodzajów, tzw. sadzę szklistą. Zapalenie się sadzy może nastąpić na skutek braku systematycznego czyszczenia przewodów kominowych oraz stosowania niewłaściwego paliwa, w tym o dużej wilgotności. Mogą zainicjować je iskry wydobywające się z paleniska lub intensywny (długi) płomień wywołany paleniem np. tektury, gałęzi z igliwiem itp.

Ponadto temperatura spalin może osiągać nawet 1000-1200°C, co powoduje szybkie nagrzewanie przewodu kominowego, a więc powstaje ryzyko zapalenia przyległych do niego konstrukcji palnych. Iskry lub palące się cząstki porywane są do góry i mogą w znacznej odległości od miejsca ich emisji doprowadzić do pojawienia się kolejnych ognisk pożaru. Nagły wzrost temperatury wewnątrz komina może doprowadzić do jego pękania, ulatniania się tlenku węgla, a także wydobywania płomieni przez otwory powstałe bądź już istniejące, w postaci wyczystek i rewizji. Innymi, „niepożarowymi” przyczynami ulatniania się tlenku węgla są najczęściej wady konstrukcyjne kominów lub nieprawidłowo działający system kominowy odprowadzający spaliny.

Zapalenie palnej konstrukcji dachu czy ścian może być spowodowane nieszczelnością komina, jego niewłaściwym wykonaniem oraz brakiem respektowania przepisów dotyczących odległości palnych elementów konstrukcyjnych od komina.

Przykładowe incydenty pożarowe:

• Pożar budynku jednorodzinnego spowodowany niesprawnością układu grzewczo-kominowego. Komin, od którego powstał pożar, został pierwotnie wykonany jako dwukanałowy i poprowadzony w wewnętrznej ścianie nośnej. Wylot tylko jednego kanału wyprowadzono ponad dach, a drugi, nieużytkowany, nakryto dachem. Przyległe od obmurówki kanału drewno było w tym miejscu szczególnie narażone na spróchnienie z powodu zaciągania wilgotnego powietrza z piwnicy. Powstałe próchno tworzyło dobre środowisko dla zainicjowania tlenia iskrą z komina. Do wydostania się iskier do nieczynnego kanału doszło w wyniku uszkodzenia przegrody rozdzielającej użytkowany i nieużytkowany kanał.
• W innym pożarze miejsce powstania pożaru usytuowane było na poziomie piwnicy, w bezpośredniej bliskości klatki schodowej. Następnie pożar rozprzestrzenił się poprzez elementy palne na poddasze. Przyczyną pożaru był nieszczelny przewód dymowy (komin), do którego przylegały drewniane elementy konstrukcyjne budynku - belki stropowe pomiędzy pierwszym piętrem i użytkowym poddaszem. Na skutek szczeliny w obmurzu komina przepalona została belka stropowa, co zainicjowało pożar.

Kontrola i konserwacja kominów

Użytkowanie komina wymaga spełnienia określonych warunków. Musi być on wybudowany i eksploatowany zgodnie z przepisami prawa budowlanego i przepisami przeciwpożarowymi. Ze względu na złożony i skomplikowany charakter funkcji, jakie pełnią kominy, w tym zapewnienie bezpieczeństwa ludziom, należy je poddawać okresowej kontroli i konserwacji zgodnie z § 34 Rozporządzenia Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów oraz art. 62 Ustawy z 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane. Regularna kontrola przewodów kominowych jest obowiązkowa i ma na celu wykrycie ewentualnych nieszczelności, uszkodzeń oraz zanieczyszczeń mogących prowadzić do zagrożenia pożarowego lub zatrucia tlenkiem węgla.

Zalecana częstotliwość czyszczenia i przeglądów:

• Obowiązkowo należy raz w roku wykonać przegląd komina.
• Dwa razy w roku, jeśli komin jest na paliwa ciekłe (gaz, olej).
• Cztery razy w roku, jeśli komin jest na paliwa stałe (drewno, węgiel).
• Każdy komin powinien być wyposażony w otwory rewizyjne, które umożliwiają inspekcje i czyszczenie przewodów kominowych.

Badania odporności ogniowej systemów kominowych

Przeprowadzono symulację pożaru sadzy, poddając jej model trójwarstwowego ceramicznego systemu kominowego. Badania zrealizowano w celu potwierdzenia tezy, że przewody kominowe wykonane z ceramiki izostatycznej zapewniają bezpieczeństwo w realnym czasie pożaru sadzy. Podczas badań monitorowano bezpieczeństwo przewodu kominowego podczas pożaru sadzy trwającego ponad 4 godziny.

Opis modelu badawczego:

Przedmiotem badań był trójwarstwowy system kominowy, składający się z przewodu spalinowego wykonanego z ceramiki izostatycznej o grubości 6mm, powietrznej przestrzeni izolacyjnej o grubości 30mm i pustaka keramzytobetonowego o grubości 40mm. Przestrzeń powietrzna pomiędzy rurą ceramiczną a pustakiem wypełniona jest izolacją z wełny mineralnej. W dolnej części systemu kominowego (na wlocie) zainstalowany był stabilizator ciągu kominowego. Komin działał w podciśnieniu, a spaliny odprowadzane były grawitacyjnie. Współczynnik przenikania ciepła przez ceramikę izostatyczną wynosi 0,01 W/m²·K, dla izolacji wełny mineralnej wynosi 0,069W/m²·K, a dla pustaka keramzytobetonowego 0,06 W/m²·K. Badany system kominowy umożliwia odprowadzanie gazów z palenisk opalanych gazem, olejem opałowym, paliwami stałymi drewnopochodnymi (drewno, pellet itd.), węglem, ekogroszkiem. Do badań wykonano model komina składający się z wszystkich elementów systemu. Średnica badanego przewodu kominowego wynosiła 200mm, a wysokość czynna modelu badawczego od podstawy do wylotu komina 7,25m.

Opis stanowiska badawczego i procedura:

Na stanowisku badawczym zainstalowana została konstrukcja badanego modelu trójwarstwowego komina, podłączona wielopunktowo do aparatury badawczej. Komin podłączono do generatora spalin przewodem o średnicy 200 mm i długości 1,4 m. Stanowisko badawcze zostało wyposażone w termopary do pomiarów temperatury, zlokalizowane na dolocie i wylocie gazów oraz na obwodzie komina na każdej z warstw konstrukcyjnych (pustaku keramzytowym, rurze ceramicznej) i wysokościach 2,50m, 5,00m. Model badawczy przeprowadzony był przez dwa stropy drewniane, oddalone o odległość 5cm od obudowy komina. Przestrzeń pomiędzy kominem a stropem drewnianym z jednej strony została zaizolowana od góry wełną mineralną, aby wyeliminować wychłodzenie komina przez ruch powietrza. Przed przystąpieniem do badań sprawdzono szczelność przewodu kominowego, a następnie podłączono generator spalin z palnikiem olejowym. W pierwszym etapie wykonano kondycjonowanie przewodu kominowego przez 45 minut, stopniowo rozgrzewając go do 600°C. Po kondycjonowaniu rozpoczęto symulację pożaru sadzy, obciążając system kominowy coraz większą temperaturą, aż do osiągnięcia około 1200°C (temperatura większa o ~180°C od teoretycznej temperatury pożaru sadzy), która była utrzymywana przez kolejne 3 godziny.

Wyniki badań:

Z uzyskanych wyników badań wynika, że podczas ponad trzygodzinnych badań, polegających na obciążeniu systemu kominowego przyjętą temperaturą pożaru sadzy (wyższą od teoretycznej), nie zaistniało niebezpieczeństwo powstania pożaru w wyniku promieniowania ciepła. Potwierdza to skuteczność systemów kominowych wykonanych z ceramiki izostatycznej w zapewnianiu bezpieczeństwa w warunkach pożaru sadzy.

tags: #system #przeciwpozarowy #przy #kominie