Teplotní zkouška při provozu spalinové cesty

INTEGRACE A BEZPEČNOST KOMÍNOVÝCH SYSTÉMŮ V DŘEVOSTAVBÁCH A NÍZKOENERGETICKÝCH STAVBÁCH

Teplotní zkouška při provozu spalinové cesty

 

Bc. Walter Sodomka
Ve spolupráci s Komínová asociace – asociace pro optimalizaci komínů a spalování,z.s. a MESSY s.r.o.

Za podpory a poskytnutí dotace
Středočeského inovačního centra

 

 

Cíle projektu

Cílem zkoušky je navrhnout řešení pro problematické aspekty návrhu a umístění komínového tělesa v dřevostavbách a v nízkoenergetických stavbách. Prokázat, že pouze optimalizace provozu a individuální řešení umožňují bezpečný a efektivní provoz spalinové cesty.

Tudíž byl jako nejvhodnější prostředek k demonstraci problematických aspektů začlenění komínového tělesa do moderní stavby vybrán prostup komínového tělesa střešní konstrukcí. Cílem této zkoušky je provést reálná laboratorní měření průběhu teplot při provozu spalinové cesty. Bude sestaven komín  prostupující vzorkem střešní konstrukce. Ta bude osazena termočlánky, které budou kontinuálně zaznamenávat průběh teplot. Výsledné teploty naměřené v modelových prostupech budou sloužit k určení problematických míst z hlediska možnosti vzniku požáru. Získaná data dále mohou velmi efektně sloužit pro bezpečný návrh spalinové cesty a hlavně zvýšit povědomí o těchto rizikových detailech.

Jaký problém projekt řeší

Projekt řeší problém možnosti vzniku požáru při prostupu komínového tělesa skrze stropní konstrukci dřevostaveb či jiných nízkoenergetických budov. Právě v tepelně izolovaných prostupech může docházet k akumulaci tepla. V případě, kdy se v oblasti se zvýšenou teplotou vyskytují hořlavé materiály, může dojít ke vzniku požáru. Problematickým aspektem je, povrchová teplota volně vedeného komínu, která je jiná než povrchová teplota komínu vedeným prostupem stropní konstrukcí. Při použití matematického modelu bylo zjištěno, že teplota může narůst až do trojnásobné hodnoty. Skutečným měřením bude možné si tento předpoklad potvrdit, či vyvrátit a získané hodnoty použít pro bezpečný návrh spalinových cest.

Laboratorní zkouška

Jako nejvhodnější prostředek k demonstraci průběhu teplot při prostupu komínového tělesa střešní konstrukcí se jeví reálné laboratorní měření. To bude realizováno v požární laboratoři Univerzitního centra energeticky efektivních budov ČVUT v Praze, které se nachází v Buštěhradě u Kladna.

Průběh laboratorního měření v UCEEBu můžete sledovat ZDE

 

Partneři:

   
Mediální partneři:

 

V rámci projektu je sestaven třívrstvý nerezový komín RAAB DW 150 o  vnitřním průměru 150 mm o celkové výšce cca 3,37 m. Komínové těleso prochází reprezentativním vzorkem stropní konstrukce, která je tvořena 300 mm izolační čedičovou vlnou ISOVER UNI se součinitelem tepelné vodivosti λ=0,035 W/(m.K) umístěné v dřevěném rámu, parotěsně zaklopené OSB deskami o tloušťce 15 mm. Pro vzduchotěsný prostup komínu OSB deskou je na spodní straně použito těsnění pro blower door test HOT SHOT, na vrchní straně je pro dotěsnění použita izolační deska z kalcium silikátu. Vzorek stropní konstrukce je umístěna na ocelovém lešení ve výšce 1,19 m. Na komín jsou ocelovým kouřovodem o průměru 150 mm připojena krbová kamna ROMOTOP Stromboli, ve kterých bude zatápěno tak, aby simulace provozu byla co nejreálnější.

Obr. 1 – Sestava pro laboratorní zkoušku

Měřená sestava je osazena 17-ti termočlánky. Dva termočlánky jsou umístěny v komínu (TČ 22 a TČ 23), termočlánek TČ 21 je v kouřovodu a zbylých 14 termočlánků je instalováno ve vzorku stropní konstrukce. Termočlánky ve vzorku stropní konstrukce jsou umístěny ve třech vrstvách po 50 mm od vrchní OSB desky (50 mm od vrchní OSB desky, 100 mm a 150mm) a vždy 50 mm od sebe viz. Tab. 1. Ve stropní konstrukci je také připevněný nehoblovaný dřevěný hranol 50x150x600 mm, který se nachází ve vzdálenosti 75 mm od vnějšího povrchu komínového tělesa. Na tomto dřevěném hranolu jsou dva termočlánky, které měří jeho povrchovou teplotu. Všechny tyto termočlánky budou zaznamenávat hodnoty teplot po celou dobu laboratorního měření. Umístění termočlánků je patrné z obrázků Obr. 2, Obr. 3 a Obr. 4.

Obr. 2 – Půdorys vzorku stropní konstrukce, umístění termočlánků

Tab. 1 – umístění termočlánků

                     

Obr. 3 – Umístění termočlánků – řez A-A´                                          Obr. 4 – Umístění termočlánků – řez B-B´

Měření bude probíhat ve dvou různých případech prostupu komínu stropní konstrukcí. Případ první je komínové těleso volně vedené izolovanou stropní konstrukcí. Ve druhém případě (viz. Obr. 5) bude použito systémové řešení MESSY RAAB DW 150 SE 50, kdy při prostupu stropní konstrukcí bude komín procházet izolační průchodkou se součinitelem tepelné vodivosti λ=0,08 W/(m.K). Při použití průchodky, budou odstraněny termočlánky, které měřily povrchovou teplotu komínového tělesa a termočlánky, které od něj byly vzdáleny 50 mm, budou použity na měření povrchové teploty na šachtě (vzdálenost 70 mm od vnějšího povrchu komínového tělesa).

Obr. 5 – Půdorys vzorku stropní konstrukce – umístění termočlánků při použití izolační šachty

                         

Obr. 6  – Umístění termočlánků při použití izolační šachty – řez A-A´            Obr. 7  – řez B-B´

Průběh laboratorní zkoušky

Jako reprezentativní spotřebič byla zvolena krbová kamna Romotop Alpera s teplotou spalin na spalinovém hrdle 252 ˚C, s maximální povolenou spotřebou dřeva 2,2 kg/hod a povoleným výkonem 8 kW. Aby bylo dosaženo rovnoměrného nekolísavého výkonu kamen, je pro topení použit plynový hořák s regulovatelným výkonem. Jako nejvhodnější ukazatel byla použita teplota na termočlánku TČ 21 v kouřovodu. Výkon hořáku bude nastavena tak, aby se teplota v kouřovodu stále pohybovala kolem hodnoty 275 ˚C, která simuluje o 10% navýšený stav oproti doporučení výrobce. Takovýto provoz by měl simulovat reálný provoz spalinové cesty.

Doba topení plynovým hořákem je stanovena na hodnotu 5 hodin či dosažení teploty 80 ˚C  na povrchu dřevěného hranolu. Po skončení topného režimu se dále budou zaznamenávat průběhy teplot, až do doby, kdy hodnoty teplot na všech termočláncích začnou klesat, tudíž bude docházet k chladnutí. Poté měření končí.

Celkem budou provedena tři různá měření. Měření první bude probíhat při topení plynovým hořákem v krbových kamnech, kouřovodem připojených na komínové těleso, které je volně vedené vzduchotěsně izolovanou stropní konstrukcí. Ve druhém případě bude použita pro prostup komínového tělesa stropní konstrukcí izolační šachta SAVE ENERGY o tloušťce 50 mm. Třetí případ je konstrukčně totožný s druhým, ale k topení ve spotřebiči bude použito dřevo.

Obr. 8 – Umístění měřeného vzorku v požární laboratoři UCCEB

 

Vyhodnocení výsledků

Podstatnými daty z této zkoušky jsou maximální hodnoty teploty na vnějším povrchu komínového tělesa a pak maximální vzdálenost izotermy 100 ˚C od vnějšího povrchu komínového tělesa. Maximální teploty ukazují, jakých teplot lze při prostupu komínu střešní konstrukcí dosáhnout a maximální vzdálenost izotermy 100 ˚C od vnějšího povrchu komínového tělesa znázorňuje, v jaké vzdálenosti od něj se mohou vyskytovat hořlavé materiály.

Po provedení měření a následném vyhodnocení budou získány konkrétní hodnoty a průběh teploty v modelových prostupech komínového tělesa stropní konstrukcí. Bude zpracována odborná zpráva o průběhu zkoušky, včetně komentáře naměřených výsledků.

Výsledky zkoušky budou prezentovány na odborných i laických serverech, budou volně k dispozici na internetovém serveru www.kominy-komin.cz a budou prezentovány na odborných školeních.

 

 

 

 

 

created by Walter Sodomka, Copyright © 2017 Komíny-komín. All rights reserved. kominy.messy.cz