Požární bezpečnost zděných komínů

Datum: 3.11.2014  |  Autor: doc. Ing. Václav Kupilík, CSc., Stavební fakulta ČVUT v Praze  |  Recenzent: doc. Ing. Ivan Moudrý, CSc., Ing. Petr Beneš, CSc., FAST VUT Brno

Příspěvek je zaměřen na produkty hoření kouře a jejich vliv na lidský organismus, dále na nejčastější příčiny vzniku požáru, na možnosti vznícení sazí u spotřebičů na pevná paliva, což má za následek popraskání omítek v komíně, popř. jejich destrukci. Renovačním systémem pro klasické zděné komíny je vymazávání průduchů speciální směsí obsahující skelná vlákna, která po smíchání s vodou za použití speciální mechanizace se shora vlévá do komínového průduchu. V závěru jsou specifikovány případy, kdy se provádí revize komínů.

1. Struktura kouře s obsahem škodlivin

Kouř nad ohněm sestává ze tří částí:

  1. horké páry a plyny z hořících materiálů
  2. nespálené rozložené materiály
  3. množství vzduchu pohlceného kouřem a plyny

Rychlost, kterou je kouř produkován, je určena následujícími faktory:

  1. obvod požáru,
  2. energetický (kalorický) výkon požáru,
  3. efektivní výška sloupce spalin nad ohněm.

Vyzařování kouře z plamene reprezentuje rovnováhu mezi narůstajícími rozkladnými procesy v palivu provázenými plamenem a vyhořelým palivem s kyslíkem. Kouř vyvíjející se z plamenného hoření zahrnuje velký obsah elementárního grafitového uhlíku (sazí).

Důsledky kouře vyvinutého ohněm závisí na jeho množství a vlastnostech. Nejdůležitější fyzikální vlastností kouře je rozložení a velikost jeho částeček. Vyzařování kouře z plamene reprezentuje rovnováhu mezi narůstajícími rozkladnými procesy v palivu provázenými plamenem a vyhořelým palivem s kyslíkem. Nelze předpokládat kouřovou emisi jako chemickou funkci paliva a podmínek spalování, neboť je známo, že aromatické polymery (např. polystyrén) produkují více kouře než uhlovodíky s jednoduchými vazbami uhlíku (např. polypropylén). Kouř vyvíjející se z plamenného hoření zahrnuje velký obsah elementárního (grafitového) uhlíku.

Obr. 1. Elektronický snímek částeček sazí o průměru jednotlivých kuliček cca 0,03 μm
Obr. 1. Elektronický snímek částeček sazí o průměru jednotlivých kuliček cca 0,03 μm

Na povrchu paliva se vyskytuje vlivem zvýšené teploty zářivého toku tepla pyrolýza. Teplota pyrolýzy cca 600–900 °C je o mnoho menší než teplota plynné fáze plamene v rozmezí 1200–1700 °C. Kouř zahrnuje ve své struktuře saze, a to v závislosti na jejich průměru vzhledem k celkové velikosti shluku, jak to dokládá např. obr. 1.

2. Zplodiny hoření ohrožující lidské zdraví

Kouřový aerosol mění široce svůj vzhled od světle černé (pro kapičky vzniklé během kouření a tepelného rozkladu paliva) až k černé (pro pevné uhlíkaté částice či saze vzniklé v průběhu plamenného hoření). Velká část záření vydávaného z ohně je způsobena černým tělesem pokrytým sazemi v plameni.

V průběhu požáru dochází v jeho místě ke sníženému obsahu kyslíku, zvýšené teplotě prostředí, k tvorbě kouře a vývinu toxických látek z unikajících plynů a par. Každý hasič zasahující při požáru je vystaven účinkům dráždivých až toxických látek, jejichž výsledným efektem je mnohem větší celková toxicita těchto škodlivých (někdy i jedovatých) látek než pouhý součet vlivů těchto jednotlivých látek na lidský organismus. Kromě CO2 se při jejich hoření uvolňuje mnoho dalších toxických látek vlivem tepelného rozkladu makromolekul. Patří mezi ně např. CO, HCl, NH3, HCN, chlorované uhlovodíky atd.

Tyto produkty působí buď dusivě nebo naleptávají dýchací cesty, popřípadě nechráněnou pokožku. Jejich účinek se projevuje nejen v centru požáru, ale i ve větších vzdálenostech, kde jsou již částečně zředěny vzduchem. Účinek nejrozšířenějších toxických produktů oxidů uhlíku na lidský organismus závisí na jejich koncentraci, ztrátě kyslíku a času expozice (tabulka 1 a 2).

Vzhledem ke skutečnosti, že oxid uhelnatý blokuje hemoglobin v krvi, je nutno dokonce sledovat vliv rozdílných koncentrací karboxyhemoglobinu na lidský organismus, jak to dokládá tabulka 3.

Tabulka 1. Citlivost lidského organismu na oxid uhelnatý [2]
Množství [ppm]Doba [min]Ppm za dobu v minutáchÚčinek
200120–18024,000–36,000mírné bolení hlavy
8004536,000mírné bolení hlavy
3,20010–1532,000–48,000závrať
3,2003096,000možná smrt
6,9001–26,900–13,800závrať
12,8001 (2–3 dechy)1,280bezvědomí
12,8001–312,800–38,400smrt
Tabulka 2. Účinek vyčerpání kyslíku na lidský organismus [2]
Procento O2ČasÚčinek
21–17neurčitýzhoršené dýchání; ztráta koordinace; potíže v myšlení
17–142 hodinyzrychlení tepu; závratě
14–1130 minutmdloba; zvracení; ochrnutí
95 minutztráta vědomí
61–2 minutysmrt
Tabulka 3. Důsledky nasycení karboxyhemoglobinem (COHb) [2]
Nasycení COHb [%]Příznaky v lidském organismu
0–10žádné
10–20napětí na čele, roztažení kožních cév
20–30bolení hlavy a pulsující skráně
30–40silné bolení hlavy, únava, zvracení, oslabené vidění, nauzea, dávení a zhroucení
40–50stejné jako v předchozím případě + zhoršení dýchání a pulsu, dušení z nedostatku vzduchu a úplné zhroucení
50–60stejné jako předtím + hluboké bezvědomí, křeče
60–70hluboké bezvědomí, křeče, slabé dýchání a puls, možná smrt
70–80zpomalení až zastavení dýchání, smrt během několika hodin
80–90smrt do jedné hodiny
90–100smrt během několika minut

3. Označování komínů z požárního hlediska

Komíny je nutno opatřovat požárním štítkem, jehož obsah je uveden v tabulce 4.

Tabulka 4. Označování komínů [1]
Tabulka 4. Označování komínů [1]

Teplotní třídy zahrnují stupnici od T080 až do T600 s provozními teplotami 80 až 600 °C. Tlakové třídy jsou ovlivňovány tahem a přetlakem v komínu (přirozený tah, přetlakový a vícepřetlakový komín), třídy odolnosti proti působení kondenzátu pak mokrým nebo suchým provozním režimem. Třídy odolné vůči korozi závisí na druhu paliva a jeho chemickém složení. Komíny z hlediska vyhoření mohou být buď bez odolnosti (třída O) nebo odolávající vyhoření (třída G). Třídy požární odolnosti komínů jsou typu EI s odolností od 0 do 120 minut v násobku 30 minut.

 

4. Požáry v komínech

Požáry v komínech mohou být velmi nebezpečné. Příčinou mohou být nejčastěji saze, které sice nelze snadno zapálit, avšak při vznícení hoří velmi intenzivně a dosahují až 1000 °C. Při tom voda může zvětšit svůj objem až 1700krát s přeměnou na páru. Obdobný průběh hoření mají i dehtové usazeniny vznikající při nedostatečném spalování. Vývinem vysokých teplot může dojít kromě oteplení komína i ke vznícení hořlavých materiálů umístěných v jeho blízkosti. Někdy vysoký žár může způsobit roztržení komína a v důsledku toho k přenosu požáru z komínového tělesa do podstřešního prostoru.

Hrozí min. tato základní nebezpečí:

  • opaření osob nacházejících se v blízkosti otvorů komínu,
  • destrukce komínu v důsledku přetlaku, na který není konstrukce komínu provedena,
  • ztráta stability konstrukčního systému budovy atd.

Vypalování komína je odstraňování pevných usazenin, zejména dehtových z průduchu komína jejich kontrolovaným spálením. Komín se smí vypalovat jen tehdy, pokud není možné odstranit pevné usazeniny jiným způsobem, za předpokladu, že komín je odolný proti účinkům hoření a nedojde-li vypalováním k narušení účelu, kterému komín má sloužit. Komín může vypalovat pouze odborně způsobilá osoba (OZS) s živnostenským oprávněním v oboru kominictví nebo revizní technik komínů za pomoci další k tomu způsobilé osoby.

Nebezpečí požáru uvnitř komínů je především u spotřebičů na tuhá paliva. Při nesprávném provozu, zejména vlivem špatného stavu komína nebo kouřovodu, špatné kvality tuhých paliv atd., se na vnitřní straně komínové vložky může velmi rychle utvořit povlak sazí se strukturou téměř čistého uhlíku. Intenzita usazování, výška usazených sazí a nebezpečí vznícení sazí závisí na způsobu a druhu topení v kamnech na tuhá paliva.

Pokud dojde k požáru sazí, nikdy se nesmí hasit vodou. Voda vlitá do rozpáleného komínového tělesa totiž vytvoří páru, která se v komínovém průduchu rozpíná a jelikož nemá v omezeném prostoru kudy uniknout, může nastat popraskání zdiva, popř. výbuch. Při hoření sazí v komínu je nutné při zásahu zvážit negativní důsledky inertního materiálu (písek, zemina, kamenivo apod. Nejčastěji však hašení hořících sazí v komínu se provádí suchým pískem (obr. 2). V případě, kdy by měl být požár uhašen bez ochranných prostředků, mohlo by dojít k těžkému zranění. Pokud budou při požáru otevřena komínová dvířka, hrozí sesutí hořících sazí do okolního prostoru. Při práci na střeše zase hrozí riziko úrazu popálení od vyletujících jisker.

Obr. 2a. Zplodiny s kouřem vystupující z komína při jeho hašení pískem [3]Obr. 2b. Zplodiny s kouřem vystupující z komína při jeho hašení pískem [3]Obr. 2. Zplodiny s kouřem vystupující z komína při jeho hašení pískem [3]

5. Nejčastější příčiny vzniku požáru

Mezi nejčastější příčiny vzniku těchto požárů patří:

  • nesprávná obsluha topidla,
  • manipulace se žhavým popelem,
  • umístění hořlavých látek v blízkosti topidla,
  • špatné umístění či instalace topidla,
  • zazděný trám v komíně.

Nedostatečná údržba se pak podepisuje i na technických závadách komínů, kouřovodů a topidel, které způsobují požáry či úniky zplodin. Topí-li se pevnými palivy, zanesený komín vede nejen ke špatnému hoření, ale roste i nebezpečí vznícení sazí, škvíry v komínovém plášti zase hrozí vznikem požáru na půdě. U plynových kotlů je navíc nutná jak čistota komínových průduchů tak předepsaného tahu komína. Mnoha neštěstím lze předejít kontrolou, zda je řádně upevněný kouřovod, spotřebič nebo kouřovod není někde propálený nebo zda fungují uzávěry komínových dvířek.

1) Bezpečnostní zásady při užívání topidel:

  • zvýšenou pozornost věnovat správné instalaci a údržbě topidel – řídit se návodem výrobce, který musí být připojen k výrobku. Nikdy neinstalovat topidla bez odborné pomoci;
  • topidla nepodrobovat domácím „vylepšením“ či úpravám;
  • dodržovat bezpečnou vzdálenost od dalších zařízení v místnosti (ale i od stěny!!!) již při instalaci nového tepelného spotřebiče, a to i s ohledem na stavební konstrukci a povrch podlahy. Pokud nelze bezpečný odstup dodržet, je nutno zajistit alespoň kvalitní tepelnou izolaci. Jakékoliv hořlavé látky a předměty, které se mohou vznítit (dokonce i obyčejný hadr), musí být skladovány pokud možno co nejdále od topidel. V žádném případě nesmí být jakékoliv hořlavé předměty odkládány na topné plochy (zejména barvy a laky);
  • topné těleso na tuhá paliva musí mít ochrannou (nehořlavou) podložku pod topidlem, které znemožní vznícení hořlavé podlahy a zabrání také žhavým uhlíkům vypadlým z kamen zapálit okolní předměty. Ochranná podložka by u všech spotřebičů na pevná paliva měla přesahovat půdorys spotřebiče nejméně o 30 cm před přikládacím a popelníkovým otvorem a 30 cm na bočních stranách, u krbu izolační podložka přesahující půdorys o 80 a 40 centimetrů;
  • v případě topidel na tuhá paliva se žhavý popel musí nechat vychladnout, a pak uložit do nehořlavých nádob umístěných v bezpečné vzdálenosti od stavebních konstrukcí a hořlavých hmot;
  • u elektrických topidel je nutné dávat pozor např. na používané infrazářiče. Ty se rozžhaví do vysokých teplot, hořlavé materiály by se proto v jejich blízkosti (cca 1 metr) neměly vůbec vyskytovat;

2) Bezpečnostní zásady při užívání komínů ve vztahu k používaným palivům:

  • pro topení nepoužívat např. biologický či jiný odpad (sláma, plastové lahve apod.), což má nejen ekologické důsledky, ale zvyšuje i riziko poškození kamen, kouřovodu či komína, a tím i nebezpečí vzniku požáru;
  • každé topidlo a komín je konstruováno na určitý druh paliva a jeho používání je nutné dodržovat. Pokud je přechod z jednoho druhu paliva na druhý (např. z plynového vytápění na topení dřevem), vždy je nutno u odborníků zkontrolovat vhodnost komína pro tuto změnu;
  • topidla potřebují pro svou správnou funkci dostatečný přívod vzduchu. U některých druhů topidel (např. u karmy) hrozí v případě nesprávného větrání otrava oxidem uhelnatým;
  • kamna na tuhá paliva se nesmí nikdy zapalovat pomocí vysoce hořlavých kapalin (např. benzínu), poněvadž by mohlo dojít ke vznícení hořlavých par;
  • netopit vlhkým topivem. Při spalování např. vlhkého palivového dřeva klesá jeho výhřevnost a odpařená voda navíc negativně působí na tepelnou techniku a proces spalování;

3) Zásady pro provádění revize komínů:

  • kouřovod vedoucí z topidla do komínového tělesa musí být správě izolován, pravidelné vymetání sazí v komíně a vybírání odpadu by mělo být proto samozřejmostí, stejně jako kontrola jeho technického stavu;
  • k požáru může dojít i od nedostatečně zajištěných komínových dvířek, z nichž pak mohou vylétat jiskry či žhavé materiály. Vybírací dvířka u paty komína by neměla být nikdy umístěna v obytných místnostech, pevně uzavřena musí být i vymetací dvířka na půdě;
  • nesmí se však zapomínat ani na komíny a kouřovody – především na udržování celistvosti a neprodyšnosti komínového pláště. Starší komín má být řádně vyspárován a pokud možno omítnut, poněvadž požáry často vznikají například žhnutím trámů zazděných v komíně.

6. Vymazávání komínů

Jednou z možností, jak zajisti odolnost komína proti spalinám z tuhých paliv je vymazávání komínů. Tato technologie patří k preventivní ochraně komínových průduchů k zajištění jejich těsnosti proti spalinám vznikajícím při hoření tuhých paliv v připojených spotřebičích. Jedná se o speciální renovaci a opravu starých cihelných jednovrstvých komínů. Principem této metody je vtlačení speciální hmoty Scancoat do spár vnitřních stěn komínového průduchu. To zajistí zacelení spár a zpevnění celého komínového průduchu. Směs Scancoat obsahuje skelná vlákna a další speciální příměsi, které vyhovují požárním a bezpečnostním předpisům, které spalinové cesty musí splňovat. Oproti klasickým metodám sanace cihlových komínů je vymazávání velmi šetrné. Nedochází k otřesům a jiným pohybům, které se vyskytují např. u frézování komína. Proces vymazávání je čistý (v podstatě bez prachu) a spolehlivý.

Technologie vymazávání komínů sestává z následujících procesů:

  1. Prohlídka komínového průduchu inspekční kamerou (obr. 3a).
  2. Čištění komínového průduchu spojené s odstraněním dehtu, usazenin a vydrolené malty ze spár pomocí speciální ohebné hřídele opatřené řetězovou hlavou, která je poháněna vysoce výkonnou vrtačkou (obr. 3b).
  3. Příprava na vymazávání komína: spuštění speciální tlakové ucpávky připevněné na ocelové lano pomocí stojanu s navijákem umístěným na komínové hlavě na dno komínového průduchu. K ucpávce je napojena tlaková hadice vedoucí přes regulátor tlaku ke kompresoru. (obr. 3c).
  4. Nanášení směsi Scancoat: po natlakování prázdné ucpávky kompresorem se začne postupně seshora vhazovat do průduchu speciální směs Scancoat za současného vytahování ucpávky směrem nahoru. Speciální směs tak zůstává stále na vrchní části tlakové ucpávky, jejíž tlak se vyrovnává a tak, aby byla stále zajištěna třecí síla (obr. 3d).
  5. Dokončení nanášecího procesu: z důvodu spolehlivého utěsnění a zajištění hladkého povrchu se celý postup opaku dvakrát. K vytvrzení směsi dojde během 48 hodin (obr. 3e).
a)
a)
b)
b)
c)
c)
d)
d)
e)
e)

Obr. 3. Fáze: a) prohlídky, b) čištění, c) přípravy, d) nanášení, e) dokončení [5]

Uvedená technologie vymazávání komínů nemůže být aplikována na silně zadehtované komíny, dále na komíny zhotovené z děrovaných keramických výrobků (např. z dutých cihel) nebo vyvložkovanými kruhovými cementovými či keramickými tvarovkami apod.

7. Revize komínů

Na základě nařízení vlády [5] si může čištění spalinové cesty provádět majitel domu sám, a to minimálně třikrát ročně v případě komína, do kterého jsou zapojeny spotřebiče na tuhá nebo kapalná paliva s výkonem do 50 kW. V případě plynných paliv budou provozovatelé povinni čistit nebo kontrolovat spalinové cesty pouze jednou ročně bez ohledu na výkon připojeného spotřebiče. Kontrolu komínů pak vždy musí provádět odborně způsobilá osoba, a to jedenkrát ročně. Stejně tak revizi komína musí provádět odborně způsobilá osoba, která je navíc revizním technikem či specialistou bezpečnosti práce. Revize se provádí v těchto případech:

  1. před uvedením spalinové cesty (komína) do provozu nebo po každé stavební úpravě komína,
  2. při změně druhu paliva připojeného spotřebiče paliv,
  3. před výměnou nebo novou instalací spotřebiče paliv,
  4. po komínovém požáru,
  5. při vzniku trhlin v komínu, jakož i při vzniku podezření na výskyt trhlin v komínu.

8. Závěr

Pokud nastane požár v komíně, je vždycky vhodné volat hasiče a požár sazí nepodceňovat. Neudržovaný komín není nebezpečný jen z požárního hlediska, ale špatný odvod zplodin hoření také může způsobit otravu toxickými látkami, zejména oxidem uhelnatým.

Literatura

  • [1] ČSN EN 1856-1 Komíny – Požadavky na kovové komíny – Část 1: Systémové komíny
  • [2] CUSTER, R. L. P., BRIAN I. M.: Introduction to Performance – Based Fire Safety, Society of Fire Protection Engineers and National Fire Protection Association, USA, 1997
  • [3] KRATOCHVÍL, V., NAVAROVÁ Š., KRATOCHVÍL M.: Požárně bezpečnostní zařízení ve stavbách, SPBI Ostrava, 2011, ISBN: 978-80-7385-103-3
  • [4] KUPILÍK, V.: Konstrukce pozemních staveb – Požární bezpečnost staveb, Učební texty ČVUT, Vydavatelství ČVUT, Praha, 2009, ISBN: 978-80-01-04291-5
  • [5] Nařízení vlády č. 91/2010 Sb., o podmínkách požární bezpečnosti při provozu komínů, kouřovodů a spotřebičů paliv
  • [6] VYMAZÁVÁNÍ KOMÍNŮ. In. Vymazávání - komínů.cz.[online] © Kominictví Radotín 2012 [cit.28.3.2013] Dostupný z: http://www.vymazavani-kominu.cz/
 
English Synopsis
Fire Safety of masonry chimneys

Paper deals with on the one hand products of smoke-burning and with their influence on human organism, on the other hand with possibility of soot- ignition at appliance on solid fuel. As a result is the crack of plastering in chimney possibly even their destruction. Claying of holes by special mixture containing glass fibres is renovation system for classic masonry chimneys. This mixture after mixing with water with application special mechanization pours into chimney hole. In conclusion the cases are specified when checks of chimney is carry out.

 

Hodnotit:  

Datum: 3.11.2014
Autor: doc. Ing. Václav Kupilík, CSc., Stavební fakulta ČVUT v Praze
Recenzent: doc. Ing. Ivan Moudrý, CSc., Ing. Petr Beneš, CSc., FAST VUT Brno



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Blogger  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcíchDiskuse (2 příspěvky, poslední 11.11.2014 21:54)


Projekty 2016

Související rubriky

Tipy pro topenáře

Partneři oboru

logo DANFOSS
logo THERMONA
logo FV PLAST
logo GEMINOX logo ENBRA

E-mailový zpravodaj

WebArchiv - stránky archivovány národní knihovnou ČR

Spolupracujeme

logo Asociace odborných velkoobchodů

Nejnovější články

 
 
 

Aktuální články na ESTAV.czHradecký kraj chce zateplit sedm budov za 145 milionů korunV centru Karlových Varů má vzniknout moderní dopravní terminálPřírodní tepelná izolace, která roste z odpadu