Systemy kominowe z kanałami wewnętrznymi z tworzyw sztucznych. Wyprowadzanie spalin

Systemy kominowe z kanałami wewnętrznymi z tworzyw sztucznych zostały określone i dopuszczone w Unii Europejskiej na podstawie normy EN 14471 przyjętej przez CEN (Comite Europeen de Normalisation), czyli przez Europejski Komitet Normalizacyjny, w dniu 1 lipca 2005 r.

Zgodnie z przepisami wewnętrznymi CEN/CENELEC, członkowie CEN są zobowiązani do nadania Normie Europejskiej statusu normy krajowej bez wprowadzania jakichkolwiek zmian.

Niniejsza Norma Europejska istnieje w trzech oficjalnych wersjach (angielskiej, francuskiej i niemieckiej). Wersja w każdym innym języku, przetłumaczona na odpowiedzialność danego członka CEN na jego własny język i notyfikowana w Sekretariacie Centralnym, ma ten sam status co wersja oficjalna.

Członkami CEN są krajowe jednostki normalizacyjne następujących państw: Austrii, Belgii, Cypru, Danii, Estonii, Finlandii, Francji, Grecji, Hiszpanii, Irlandii, Islandii, Litwy, Luksemburga, Łotwy, Malty, Niemiec, Norwegii, Polski, Portugalii, Republiki Czeskiej, Słowacji, Szwajcarii, Węgier, Włoch i Zjednoczonego Królestwa [1].

Treść trzech poprzednich akapitów wzięto z normy PN-EN 14471:2007, tj. polskiego wydania Normy EN 14471:2005, która została przygotowana przez KT (Komitet Techniczny) nr 279 ds. Ciepłownictwa, Ogrzewnictwa i Wentylacji i zatwierdzona przez prezesa PKN (Polskiego Komitetu Normalizacyjnego) dnia 10 września 2007 r.

W przedmowie normy, w wersji polskiej, napisano m.in.: „Niniejsza Norma Europejska powinna uzyskać status normy krajowej, przez opublikowanie identycznego tekstu lub uznanie, najpóźniej do lutego 2006 r., a normy krajowe sprzeczne z daną normą powinny być wycofane najpóźniej do lutego 2007 r”. [1]

Zgodnie z przepisami wewnętrznymi CEN/CENELEC (CENELEC – European Committee for Electrotechnical Standardization, Europejski Komitet Normalizacyjny Elektrotechniki) do wprowadzenia niniejszej Normy Europejskiej są zobowiązane krajowe jednostki normalizacyjne wszystkich ww. państw.

Budowa systemu
Jak widać z powyższego, od strony prawnej sprawę systemów kominowych z kanałami wewnętrznymi z tworzyw sztucznych postawiono jasno i zrozumiale. Zanim jednak przejdziemy do omawiania spraw problemowych, zobaczmy, jak jest zbudowany system kominowy z kanałem wewnętrznym z tworzywa sztucznego.

Na rys. 1 pokazano jeden z prostszych systemów powietrzno-spalinowych wyprowadzony od kotła wiszącego umieszczonego na poddaszu użytkowym. Dwie koncentryczne rury przeprowadzono przez dach za pośrednictwem specjalnego, wodoszczelnego przepustu. Wewnętrzna rura odprowadza spaliny na zewnątrz. Wylot spalin jest na szczycie systemu. Powietrze jest doprowadzane do kotła kanałem między rurą wewnętrzną i zewnętrzną. Czerpnia powietrza znajduje się pod widocznym na zewnątrz stożkiem systemu. Rura spalinowa (wewnętrzna) jest wykonywana przez producentów kotłów kondensacyjnych z tworzywa sztucznego i jest ona zawsze „opancerzona” metalową rurą zewnętrzną.

Jako materiałów konstrukcyjnych na rury spalinowe używa się polipropylenu (PP), polifluorku winylidenu (PVDF), odpowiednio zmodyfikowanych do potrzeb kominowych, Xenoprenu® E/P TD 21-V0 (kopolimer propylenowo-etylenowy) i innych.

Materiały te charakteryzują się wysokimi właściwościami fizycznymi i chemicznymi: doskonałą odpornością chemiczną, wysoką odpornością mechaniczną i dużą odpornością termiczną (PP do 120°C, PVDF do150°C).

Na szczególną uwagę zasługuje Xenopren® E/P TD 21-V0. Jest on uniepalnionym kopolimerem propylenowo-etylenowym modyfikowanym talkiem. Tworzywo to dzięki zastosowaniu kopolimeru posiada wysoką odporność na udarność zwłaszcza w niskich temperaturach. Wysoki stopień niepalności Xenoprenu® E/P TD 21-V0 pozwala na stosowanie go wszędzie tam, gdzie istnieje ryzyko wystąpienia ognia i wysokiej temperatury. V0 – oznacza klasę niepalności wg UL 94. (UL 94 jest standardem stosowanym przez American Underwriters Laboratories, według którego bada się własności palne i bezpieczeństwo pożarowe tworzyw sztucznych używanych w urządzeniach i przyrządach) [2].

Jaka definicja?
W Polsce przeciwnicy systemów kominowych z kanałami wewnętrznymi z tworzyw sztucznych powołują się na zapis w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, na § 266.1. „Przewody spalinowe i dymowe powinny być wykonane z materiałów niepalnych” [3]. Sami ten zapis przeforsowali i szczycą się z tego, mimo że jest to niepotrzebna komplikacja dla wielu instytucji i obywateli oraz kiepskie świadectwo na zewnątrz kraju. Tylko w Polsce, ze wszystkich wymienionych wyżej krajów, stworzono ten problem.

Podchodząc do zagadnienia w sposób formalny lub nawet formalistyczny, można powiedzieć, że ten zapis nie dotyczy systemów powietrzno-spalinowych, ponieważ czym innym są przewody spalinowe, a czym innym systemy powietrzno-spalinowe. Przydałyby się tu odpowiednie, formalne definicje obu urządzeń i jasno sprecyzowane przepisy. Póki co wszystko mamy w jednym worku, chociaż…

Ten zapis (§ 266.1) przeforsowano pod „szczytnymi” dodatkowymi hasłami: „bezpieczeństwo pożarowe”, „toksyczne wydzieliny spalanego tworzywa”, „gorące krople palącego się tworzywa”, „niska odporność termiczna” itp. Dla udowodnienia swoich racji pomysłodawcy ww. zapisu wykonali „badania własne” rur z tworzyw sztucznych, jak też zlecili badania do laboratorium jednego z instytutów przemysłowych.

W połowie 2008 r. zwróciłem się z prośbą do Stowarzyszenia „Kominy Polskie” m.in. o podanie warunków „badań własnych” rur z tworzyw sztucznych. Wynik tych badań jest od lat przez tę organizację, wspólnie z Korporacją Kominiarzy Polskich, przedstawiany przy każdej nadarzającej się okazji. Jest to fotografia czterech krótkich rur koloru białego, częściowo zdeformowanych, oznaczonych napisami: 80°C, 120°C, 160°C i 200°C. Wygląda to na tzw. sztandarowy dowód nieprzydatności rur z tworzyw sztucznych do systemów powietrzno-spalinowych, wg autorów tych badań. Niestety, nie otrzymałem do dzisiaj żadnej informacji na temat metodyki i warunków tych badań.

Głos w dyskusji
Jeśli więc mogę odpowiedzieć na apel jednego z autorów, który w swoim artykule zachęcał do „szczerej dyskusji” na temat systemów powietrzno-spalinowych, to chciałbym do takiej dyskusji się zgłosić. Bardzo dobrym początkiem takiej szczerej debaty mogłoby się okazać szczere wyjaśnienie warunków badań wspomnianych wyżej rur. Byłoby to wskazane i warte, zapewne, też, by zdementować zasłyszane wieści, jakoby były to rury wentylacyjne z polistyrenu (najłatwiej topliwego tworzywa sztucznego), a badania przeprowadzono w piekarniku domowym, posługując się termometrem na szklanej klapie piecyka. Oczywiście nie wierzę, że to prawda.

Jako kolejny temat szczerej dyskusji chciałbym zaproponować omówienie niebezpieczeństwa, jakie stwarza rura z tworzywa sztucznego zawarta (zamknięta) w rurze metalowej systemu powietrzno-spalinowego kotła kondensacyjnego, z której jest bezpośrednie wyjście na zewnątrz, w porównaniu do niebezpieczeństwa, jakie stwarzają:

* bezpośrednio widoczna, niczym nieosłonięta, znajdująca się w mieszkaniu instalacja wentylacyjna z tworzywa sztucznego, w sytuacji pożaru,

* instalacja hydrauliczna i grzewcza z tworzywa sztucznego znajdująca się w pionach i mieszkaniach, osłonięta drewnianymi ekranami, w sytuacji pożaru,

* wyposażenie mieszkań w palne przedmioty, jak meble drewniane i laminowane, wyposażone w wiele elementów z tworzywa sztucznego, podłogi drewniane nasączone palnymi substancjami lub pokryte wykładzinami z tworzyw sztucznych, szafy wypełnione odzieżą z tworzyw sztucznych, w sytuacji pożaru,

* dachy domów pokryte papą smołową, papodachówką smołową, w sytuacji pożaru.

Takie porównania są konieczne by odpowiednio zaszeregować niebezpieczeństwo, jakie wynika z zastosowania tworzywa sztucznego w systemach powietrzno-spalinowych kotłów kondensacyjnych i móc przejść do sensownych stwierdzeń i rozumnych wniosków.

Stowarzyszenie „Kominy Polskie” publikuje na swojej stronie internetowej „Czarny Raport” – aktualizowany wykaz zatruć tlenkiem węgla odnotowanych przez ogólnopolskie media [4].

Czy na podstawie tego raportu można określić, w ilu przypadkach o zatruciu tlenkiem węgla zadecydowały systemy powietrzno-spalinowe posiadające rurę spalinową z tworzywa sztucznego? Pytanie to kieruję do rzecznika Stowarzyszenia „Kominy Polskie”, od którego nie doczekałem się odpowiedzi na wiele pytań, m.in. w jakich warunkach przeprowadzono „badania własne” rur z tworzywa sztucznego.

Bezpieczeństwo i badania
W nawiązaniu do powyższego, zanim odniosę się do wyników badań przeprowadzonych w instytucie, chciałbym poruszyć temat, który również nadaje się na szczerą dyskusję, dotyczący bezpieczeństwa użytkowników gazowych urządzeń grzewczych w ogóle, nie tylko użytkowników urządzeń z systemami powietrzno-spalinowymi i zawartych w nich tworzyw sztucznych.

O bezpieczeństwie użytkowników gazowych urządzeń grzewczych decyduje skuteczność odprowadzenia spalin na zewnątrz. Spaliny są odprowadzane przez czopuch (rurę łączącą urządzenia z kanałem kominowym) i przez kanał kominowy. Znacznie częściej zawodzi czopuch, ze względu na stosowanie niewłaściwych przewodów i niewłaściwy montaż. Powszechnie są stosowane w roli czopuchów tzw. rury „spiro” – rury aluminiowe, karbowane, które kupuje się w postaci krótkiego, ściśniętego odcinka, a następnie przed montażem rozciąga do wymaganej długości. Te rury nie są dopuszczone (wręcz zabronione) jako rury spalinowe, ze względu na ich znikomą trwałość. Grubość ścianki takiej rury wynosi 0,10 mm – jak podają producenci, wg pomiarów własnych 0,07 mm! Dla porównania; grubość kartki papieru maszynowego wynosi 0,10 mm. Ponadto podczas rozciągania tych rur następują w każdym karbie obwodowe odkształcenia plastyczne aż do utworzenia się szczelin.

Już po kilku miesiącach eksploatacji rury „spiro” ulegają perforacji na skutek korozyjnego działania kondensatu i stwarzają poważne niebezpieczeństwo zatruć tlenkiem węgla. Jest to bodajże najczęstsza przyczyna zaczadzeń od urządzeń gazowych, po zaklejonych kratkach nawiewnych w pomieszczeniach ze szczelnymi oknami i drzwiami. Warto pod tym względem prześledzić „Czarny Raport”. Dziurawy czopuch (w tym przypadku zwykle jak sito – czego z zewnątrz nie widać) może spowodować nieskuteczność zabezpieczeń na okoliczność wypływu spalin do pomieszczenia, nawet w najbardziej nowoczesnych urządzeniach grzewczych.

Z pewnym zaskoczeniem można zaobserwować, że Korporacja Kominiarzy Polskich od lat nie dostrzega tego problemu i nic nie robi, by usunąć „spiro”, stosowane jako przewody spalinowe. Jestem pewien, że nie jest to spowodowane tym, że rury „spiro” produkują te same fabryki co rury ze stali kwasoodpornych z przeznaczeniem na rury spalinowe. Przecież fabryki produkują rury „spiro” wyłącznie do celów wentylacyjnych, zgodnie z odpowiednimi certyfikatami i dopuszczeniami. Może byłaby tu wskazana pomoc, dla wyjaśnienia tego nabrzmiałego problemu w naszym kraju, ze strony Stowarzyszenia „Kominy Polskie”, które skupia w swoich szeregach producentów metalowych rur spalinowych i wentylacyjnych?

Badania rur z tworzywa sztucznego przeprowadzono w Instytucie Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu. Zakres zlecenia: „Określenie wybranych własności materiałowych wybranych elementów kominowych pod kątem bezpieczeństwa użytkowania wyznaczonego przez zleceniodawcę”. Zleceniodawcą badań było Stowarzyszenie „Kominy Polskie”, ul. Wzgórze, 443-300 Bielsko-Biała. Informacja zamieszczona na stronie internetowej [5] pochodzi z prezentacji przedstawionej na VI Kongresie Instalexpo, który odbył się 14 października 2008 r. w Warszawie.

Już tu można zapytać, dlaczego Stowarzyszenie „KP”, producentów metalowych rur spalinowych i wentylacyjnych, zleca badanie rur z tworzywa sztucznego i jakie ma w związku z tym oczekiwania? Zapewne nie takie, które dowodzą, że rury z tworzywa sztucznego nadają się do zastosowania jako spalinowe i mogą zastępować rury stalowe.

Być może ten ruch ze strony Stowarzyszenia „KP” jest pewną formą odpowiedzi na zapytanie o warunki „badań własnych”. Wieści donosiły o „nerwowym poszukiwaniu przez Stowarzyszenie „KP” laboratorium do przeprowadzenia tego typu badań. Oczywiście, nie uważam, że mogę sobie przypisać jakiś udział w tym zleceniu.

Zaprezentowane badania można skomentować bardzo szeroko i wnikliwie, porównując wymagania normy PN-EN 14471:2007, wg której były one wykonywane z zastosowaną metodyką badań i uzyskanymi wynikami. Można też skomentować je bardzo krótko, cytując jeden z wniosków, jakie podaje zespół badawczy: „Naszym zdaniem zastosowanie elementów z polipropylenu (homopolimeru bez dodatkowej modyfikacji antypirynami i specjalnej klasy stabilizatorami termicznymi) jako wsadów kominowych może stwarzać problemy po pewnym czasie eksploatacji”.

Po pewnym czasie eksploatacji wszystko może stwarzać problemy, nie tylko urządzenia, które wymyślił i wyprodukował człowiek, ale i on sam ulega eksploatacyjnym problemom. Taki wniosek da się wysnuć bez prowadzenia czasochłonnych i kosztownych badań.

Zespół badawczy wykonał rzetelną pracę, w ramach określonych przez zleceniodawcę, i przedstawił bezstronne wyniki i wnioski. Zakres badań jednak nie odpowiada warunkom wskazywanym przez normę PN-EN 14471:2007. Nie wykonywano badań na specjalnym stanowisku (rys. 2), które zapewnia obiektywne, eksploatacyjne wyniki badań. Wykonano badania uproszczone na tzw. próbkach, starzonych (wygrzewanych) w komorze termicznej z cyrkulacją powietrza, co jest dopuszczone również przez normę PN-EN 14471:2007. Czas starzenia był jednak wielokrotnie krótszy niż tego wymaga norma, do czego autorzy się przyznają. Może to wynikać z wymagań zleceniodawcy i potrzeby obniżenia kosztów badań.

Jeden z najważniejszych wniosków, jaki można wysnuć na podstawie przedstawionych badań, to ten, że nawet w temperaturze 120°C nic złego nie dzieje się z polipropylenem i to takim, który nie został zmodyfikowany antypirynami (substancjami podnoszącymi odporność termiczną tworzywa).

Badania były prowadzone w warunkach ekstremalnych w temperaturze 120°C, wyższej niż wymaga tego norma. Temperatura spalin z kotła kondensacyjnego zawiera się w zakresie 40-80°C. Norma przewiduje dla takich warunków pracy układu powietrzno-spalinowego z wewnętrzną rurą z tworzywa sztucznego, temperaturę badań równą 100°C. Jednak w sytuacji bezpieczeństwa człowieka lepiej, nomen omen, „dmuchać na zimne”.

Na koniec chciałbym przedstawić wyciąg ze statutu Korporacji Kominiarzy Polskich, jaki widnieje na stronie tytułowej strony internetowej tej organizacji [6];

„Cele korporacji:

* Obrona interesów swoich członków oraz reprezentowanie ich w kraju i za granicą.

* Podnoszenie etyki zawodu i godności rzemiosła kominiarskiego.

* Doskonalenie kwalifikacji zawodowych”.

A gdzie jest bezpieczeństwo użytkowników kominów? – chciałbym uprzejmie zapytać. W statucie jest o tym mowa, ale ten punkt, jak widać, znajduje się gdzieś bardzo głęboko schowany lub jest wręcz zapomniany przez KKP. To też wymaga „szczerej dyskusji”.

dr inż. Jan Siedlaczek

pdfpdfpdf

Literatura:

1. PKN – Przedruk za zgodą Prezesa Polskiego Komitetu Normalizacyjnego – zezwolenie nr 3/P/2009. Oryginały norm dostępne są w Wydziale Sprzedaży PKN oraz w autoryzowanych przez PKN punktach dystrybucji. Za zgodność przedruku normy z oryginałem odpowiada autor niniejszej publikacji.

2. http://xenon.com.pl/pl/xenopren_e_p_td_21_v0.php

3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury; Dz. U. nr 75, poz. 690 z dnia 15 czerwca 2002 r.

4. http://www.kominypolskie.com.pl/

5. http://www.kominypolskie.com.pl/lg_badania_elementów.pdf

6. http://www.kominiarz.org.pl/korporacje.htm

Rys. 1. System powietrzno-spalinowy wyprowadzony od kotła wiszącego umieszczonego na poddaszu użytkowym przez skośny dach na zewnątrz.

Rys. 2. Komin pomiarowy do określenia odporności na łączne działanie obciążeń mechanicznych i termicznych.

1 – komin pomiarowy, 2 – głowica komina, 3 – wlot spalin, 4 – szczelina powietrza, 5 – obudowa, 6 -długościowy odcinek wyrównawczy, 7 – otwór wyczystny, 8 – króciec pomiarowy, 9 – odpływ kondensatu.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij