Detail priestupu komínového systému cez horľavú strešnú a stropnú konštrukciu

Ing. Zuzana Lacová, doc. Ing. Juraj Olbřímek, PhD.

Recenzovaný

Detail priestupu komínového systému je jedným z možných požiarnych priestupov, ktoré vznikli pri zabudovávaní nových komínových systémov do konštrukcie budovy. Priestup komína horľavou konštrukciou je z hľadiska požiarnej bezpečnosti jeden z najzložitejších a zároveň nebezpečných požiarnych detailov v budove a ako prax ukazuje, býva často aj veľmi podceňovaným detailom. Vhodné riešenie priestupu komína konštrukciou si vyžaduje skúšky, znalosti a správny návrh, ako aj realizáciu a následne správne užívanie tepelného spotrebiča a komínového systému. Článok rieši priestupy podľa požiadaviek noriem STN EN na požiarne úseky a návrhových STN EN na komíny.

Úvod

Komíny a dymovody spolu s ostatnými vykurovacími telesami spôsobujú stále alarmujúci počet požiarov v obytných budovách a tým veľké škody na majetku, zdraví, prípade aj straty na životoch, viď graf 1. Vďaka správnemu odvedeniu splodín horenia zo spotrebiča do vonkajšieho prostredia prostredníctvom komína je tepelný spotrebič zdrojom príjemného tepla a nie nekontrolovateľného požiaru a zadymenia. Pozdĺž tejto dymovej cesty sa vyskytujú kritické miesta z hľadiska požiarnej bezpečnosti, kedy komín prestupuje rôznymi konštrukciami budovy a iné sa zasa nachádzajú v jeho tesnej blízkosti. Napriek nebezpečiu, ktoré nesprávne riešenie tohto priestupu predstavuje sa mu často nevenuje dostatočná pozornosť. Nesprávne zabudovanie komína do stavby a nedodržanie odstupových vzdialeností od horľavých výrobkov môže spôsobiť zmeny vlastností použitých materiálov v konštrukciách, ich žeravenie, tlenie, uhoľnatenie, topenie a v konečnom dôsledku aj požiar.

Graf 1 Rozbor požiarovosti na území SR v rokoch 2000–2014 v dôsledku poruchy alebo nevyhovujúceho stavu vykurovacích telies, dymovodov a komínov v súvislosti so zavádzaním noviel zákona 314/2001 Z. z. (zdroj: Požiarnotechnický a expertízny ústav MV SR)

Zmeny v právnych predpisoch

V minulosti bolo na pravidelné čistenie a kontrolu prevádzkových komínov potrebné zabezpečiť osobu s odbornou spôsobilosťou¹, ktorá podľa platného zákona spĺňala požiadavky na minimálnu požadovanú prax a potrebné vzdelanie. Túto povinnosť upravoval zákon č. 314/2001 Z. z. o ochrane pre požiarmi v znení neskorších predpisov, ktorý zároveň predpisuje povinnosti právnickým a fyzickým osobám v súvislosti s protipožiarnou bezpečnosťou komínov.

Vstúpením do platnosti zákona č. 347/2004 Z. z. ktorým sa mení a dopĺňa zákon č. 455/1991 Zb. o živnostenskom podnikaní, bola zrušená povinnosť vykonávať kontrolu a čistenie komína osobami s odbornou spôsobilosťou¹.

To sa prejavilo výrazným nárastom požiarovosti. Z pôvodných približne 290 požiarov za rok spôsobených prevádzkovaním, poruchami alebo nevyhovujúcim stavom vykurovacích telies, dymovodov a komínov sa zvýšil počet požiarov na cca 545 za rok, viď graf 1.

Zvýšený počet požiarov z dôvodu porúch alebo nevyhovujúceho stavom vykurovacích telies, dymovodov a komínov bol jedným z dôvodov na predloženie novely zákona č. 314/2001 Z. z. o ochrane pred požiarmi v znení neskorších predpisov. Zmena odzrkadľujúca danú skutočnosť sa mala prejaviť hlavne v § 14 ods. 1 písmena h) spomínaného zákona, kde bolo plánované znovuzavedenie povinnosti čistenia a kontroly prevádzkových komínov osobou s odbornou spôsobilosťou, avšak najmenej raz za rok. Proti tomu bola po prvom čítaní vznesená pripomienka, nakoľko tento krok predstavuje zvýšenú ekonomickú záťaž pre občanov. Zákon č. 129/2015 Z. z., ktorým sa mení a dopĺňa zákon č. 314/2011 Z. z. o ochrane pred požiarmi v znení neskorších predpisov, platný od 1. septembra 2015 teda povinnosť vykonať čistenie a kontrolu komína osobou s odbornou spôsobilosťou nijako neprikazuje a naďalej je ponechaná na dobrovoľnosti užívateľov komínov.

Povinnosti vyplývajúce pre užívateľov

Pre právnické osoby, podnikajúce fyzické osoby podľa § 4 alebo pre fyzické osoby podľa § 14 platí povinnosť zabezpečiť pravidelné čistenie a kontrolu komínov a dymovodov v lehotách ustanovených vyhláškou MV SR č. 401/2007 Z. z. [1]. Pre komíny pripojené na spotrebič s výkonom do 50 kW je teda potrebné vykonať kontrolu a čistenie raz za štyri mesiace v prípade tuhého alebo kvapalného paliva. V prípade napojenia na spotrebič s plynným palivom raz za pol roka ak ide o komín bez vložky, alebo len raz za rok ak je komín vložkovaný. V prípade napojenia na spotrebič s tepelným výkonom nad 50 kW je komín pri použití plynného paliva potrebné čistiť a kontrolovať raz za pol roka a pri kvapalných a plynných palivách dokonca každé dva mesiace. Ak komín nebol v prevádzke dlhšie ako sú vyššie popísané lehoty, postačuje vykonať čistenie a kontrolu až pred uvedením spotrebiča do prevádzky a to len v prípade, že nebol od poslednej kontroly a čistenia v prevádzke.

Ďalej majú povinnosť uchovať a v prípade potreby predložiť potvrdenie o vykonaní alebo zápis do denníka čistenia a kontroly komína alebo dymovodu, ktoré vydá osoba, ktorá kontrolu a čistenie vykonala [2]. V prípade zámeny lokálneho spotrebiča palív za ústredný, alebo etážový zdroj tepla, zmeny druhu paliva, alebo po stavebných úpravách na telese komína a pred pripojením spotrebiča na komín je potrebné vykonať kontrolu a zabezpečiť odborné preskúšanie komínov osobami s odbornou spôsobilosťou. V opačnom prípade hrozí fyzickým osobám pokuta do výšky 99 € a právnickým a podnikajúcim fyzickým osobám až do výšky 8 298 € [1].

Komín ako pôvodca požiaru

Medzi hlavné príčiny požiaru patrí vyhorenie sadzí a teda nevyhovujúci stav vykurovacích telies. Sadze a dechty sú vysoko horľavé. Príčinou tvorby sadzí môže byť nedokonalé spaľovanie v prípade, ak je komín poddimenzovaný, alebo naopak ak uniká vysoká teplota spolu s nespálenými zvyškami paliva z dôvodu vysokého ťahu a to aj v prípade použitia spalinovej klapky. Ďalšie dôvody nevyhovujúceho stavu sú napríklad netesnosť, porušenie celistvosti a trhliny v plášti spôsobené opotrebením dymovodu, zamurovaná krokva v komíne, nesprávna inštalácia alebo zle udržiavaný komín a iné poruchy komínov, dymovodov a vykurovacích telies, viď graf 2.

Graf 2 Príčiny vzniku požiarov od vykurovacích systémov s uvedeným počtom požiarov pre kraj Trnava v roku 2014 [3]

K požiarnej bezpečnosti neprispieva ani skutočnosť, že po zabudovaní do konštrukcie je kontrola komína v neprístupných častiach pri preberacom konaní nemožná.

Priestup komína konštrukciou z hľadiska vetrania a šírenia tepla

V mieste priestupu komína konštrukciou môžu nastať štyri situácie z hľadiska vetrania vzniknutej dutiny, viď obrázok 1.

Pri priestupe komína vetranou dutinou sú materiály v skladbe konštrukcie namáhané prevažne teplom v dôsledku sálania povrchu komína a preto sa horľavé materiály musia nachádzať vo vzdialenosti väčšej, ako je bezpečná odstupová vzdialenosť, ktorú určuje výrobca podľa STN EN 1443 [4] a uvádza ju v dokumentácii k spotrebiču.

Pri uzavretej nevetranej dutine sa jedná prevažne o kombináciu vedenia a sálania, v prípade vetranej aj od prúdenia tepla v závislosti od konštrukčného vyhotovenia daného detailu a materiálových vlastností jednotlivých výrobkov na základe skúšky.

Vyplnenie dutiny tepelnou izoláciou priestor medzi komínom a ostatnými materiálmi utesní a tým zabráni jeho ochladzovaniu. Tento spôsob sa využíva hlavne v strešných konštrukciách, aby sa tak zabránilo tepelným stratám a poveternostným vplyvom. Spôsob šírenia tepla je v takom prípade prevažne vedením. Experimentálne merania v Taliansku na univerzite v Brescia [5] dokazujú, že utesnenie dutiny tepelnou izoláciou je najnepriaznivejší spôsob zabudovania komína do stropnej konštrukcie, keďže teplota horľavých materiálov v okolitej skladbe dosiahla teplotu 120 °C napriek tomu, že teplota vo vnútri komína nedosiahla ani skúšobnú teplotu podľa EN 1856-1 [6].

Obrázok 1 Možnosti riešenia dutiny v mieste priestupu: (a) vetraná dutina; (b) uzavretá vetraná dutina; (c) uzavretá nevetraná dutina; (d) utesnená dutina vyplnená tepelnou izoláciou

Spôsob šírenia tepla sa mení so spôsobom zabudovania komína do stropnej alebo strešnej konštrukcie a teplotné pole sa mení aj s jej skladbou. Na komínovom štítku sa ale neuvádza spôsob zabudovania a ani skladba konštrukcie v akej bol komín zabudovaný. Čiastočne to bude ale zohľadnené v pripravovanej zmene normy prEN 1443 [7].

Požiarne a tepelno-technické vlastnosti materiálov v skladbe v mieste priestupu

Skladba stropnej a strešnej konštrukcie krovu pozostáva vzhľadom na svoju hrúbku z menej podstatných zložiek ako hydroizolácia a parozábrana a z podstatných zložiek vzhľadom na hrúbku ako je tepelná izolácia, strešná krytina, krokvy alebo latovanie.

Horľavé výrobky v blízkosti komína sa musia nachádzať minimálne vo vzdialenosti určenej podľa STN EN 13216-1 [8] alebo podľa zodpovedajúcej skúšobnej normy ako uvádza [4], pri ktorej nebude teplota na ich povrchu vyššia než 100 °C pri vyhorení sadzí v komíne, alebo 85 °C pri prevádzkových podmienkach. Podľa vyhlášky Ministerstva vnútra Slovenskej republiky č. 401/2007 Z. z. sa pripúšťa aj vzdialenosť 10 mm v prípade, že bude vyplnená nehorľavou tepelnou izoláciou triedy reakcie na oheň A1 alebo A2-s1,d0, čo však bolo vhodné pre pôvodné riešenie zabudovania pôvodných komínov do stavby a nemusí vyhovovať novým komínovým systémom. Nové komínové systémy sa pohybujú z hľadiska bezpečnosti medzi komínom z plnej pálenej tehly na vápenno-cementovú maltu a kovovým alebo plastovým dymovodom.

V súčasnosti sa ako tepelná izolácia najviac využívajú minerálne izolácie v ktorých sú minerálne vlákna spájané najčastejšie živicou, ktorá v prípade sklenej vlny tvorí cca 3–10 % a v prípade kamennej vlny je to okolo 1–3 %. Toto spojivo začína degradovať pri teplote približne 150 °C, pri vyššej teplote sa postupne vypáli a rozpadne. Požiadavka na nehorľavosť tepelnej izolácie v mieste priestupu komína horľavou konštrukciou sa preto javí ako nedostatočná. Tepelná izolácia je v tomto mieste namáhaná výrazne vyššími teplotami ako ostatných častiach konštrukcie a pôsobením vyšších teplôt môže dôjsť k vyhoreniu spojiva a tým aj ku zmene jej vlastností, čo môže mať za následok nefunkčnosť tepelnej izolácie, jej žeravenie alebo tlenie a následne poškodenie parozábrany alebo hydroizolácie [9]. Práve vysoké hrúbky tepelnej izolácie v strešných konštrukciách nízkoenergetických a pasívnych domoch spôsobujú, že táto časť komína je menej ochladzovaná a preto sa v tepelnej izolácii naakumuluje viac tepla ako pri nižších hrúbkach, čo môže byť príčinou tlenia tejto izolácie.

Obrázok 2 Schéma príkladu priestupu komínového systému: (a) izolovanou strešnou konštrukciou s utesnením dutiny tepelnou izoláciou a s uzavretou dutinou v mieste priestupu stropnou konštrukciou (b) neizolovanou strešnou konštrukciou a s utesnenou dutinou vyplnenou tepelnou izoláciou v mieste priestupu stropnou konštrukciou

Obrázok 3 Strešná konštrukcia po požiari spôsobenom komínovým telesom (zdroj: HAZZ Považská Bystrica)

Teplota materiálov sa zvyšuje s dobou pôsobenia tepelného zdroja a preto môže byť z hľadiska požiarnej bezpečnosti nebezpečné aj dlhodobé vystavenie materiálov prevádzkovej teplote komína. Tepelné pole sa mení so vzdialenosťou od zdroja tepla a závisí aj od materiálových vlastností prostredia. Vo všeobecnosti narastá súčiniteľ tepelnej vodivosti λ so zvyšujúcou sa teplotou, a preto tak tepelná izolácia vedie pri vyšších teplotách teplo ľahšie.

Aby nedochádzalo ku zmene požadovaných vlastností, je potrebné pri návrhu uvažovať s výpočtovou hodnotou súčiniteľa tepelnej vodivosti, ktorá sa určí buď podľa STN EN ISO 23993 [10], alebo experimentálne a prihliadať aj na maximálnu prevádzkovú teplotu tepelnej izolácie, pri ktorej ešte nedochádza ku zmene požadovaných vlastností. Maximálna prevádzková teplota sa určuje podľa STN EN 14706 [11], alebo podľa STN EN 14707 [12].

Záver

Základnou požiadavkou pre materiály okolo komína je odolať dlhodobému namáhaniu od prevádzkovej teploty komína a dynamickému kolísaniu na okolitú teplotu a prípadne aj vyhorenia sadzí. Z toho vyplýva, že je výhodné aby trieda reakcie na oheň všetkých výrobkov bola A1. Ale aj v prípade A1 môže ale dôjsť k uhoľnateniu a následne k zmene vlastností niektorých materiálov. Je preto potrebné vyberať materiály vzhľadom na ich maximálnu prevádzkovú teplotu a dodržať predpisy výrobcu komína na zabudovanie, inštaláciu, údržbu a odstupovú vzdialenosť od horľavých materiálov skúšanú v odpovedajúcej skladbe konštrukcie a typu uzavretia/otvorenia/vyplnenia dutiny medzi komínom a touto konštrukciou. Na uzavretie dutiny sa okrem výrobku s triedou reakcie na oheň A1 odporúča použiť žiaruvzdorný výrobok odolávajúci kolísaniu teplôt v okolí komína, s požiarnotechnickými vlastnosťami vyhovujúcimi energetickým požiadavkám na obalové konštrukcie budovy. Dôležité je aj správne napojenie parozábrany v strešnej konštrukcii krovu.

Poďakovanie

Tento príspevok bol spracovaný s finančnou podporou VEGA (grant 1534, 1F5722) a z grantu Mladý výskumník (2017).

Literatúra

Zákon č. 314/2001 Z. z. o ochrane pred požiarmi v znení neskorších predpisov
Vyhláška MV SR č. 401/2007 Z. z. o technických podmienkach a požiadavkách na protipožiarnu bezpečnosť pri inštalácii a prevádzkovaní palivového spotrebiča, elektrotepelného spotrebiča a zariadenia ústredného vykurovania a pri výstavbe a používaní komína a dymovodu a o lehotách ich čistenia a vykonávania kontrol
KRÁĽOVIČ, Adrián. 2015. Rozbor požiarovosti za rok 2014 na území Trnavského kraja. [online], [cit. 2017-12-18]. Dostupné na internete: https://www.minv.sk/?dok22
STN EN 1443: Komíny. Všeobecné požiadavky. Bratislava: SÚTN, 2004
NERI, M. – LUSCIETTI, D. – BANI, S. – FIORENTINO, A. – PILOTELLI, M.: Anylysis of the temperatures measured in very thick and insulating roofs in the vicinity of a chimney. 2015. In: Journal of Physics: Conference Series 655. 33^rd UIT (Italian Union of Thermo-fluid-dynamics) Heat Transfer Conference.
STN EN 1856-1: Komíny. Požiadavky na kovové komíny. Časť 1: Výrobky komínových systémov. Bratislava: SÚTN, 2009
prEN 1443: Chimneys. General requirements
STN EN 13216-1: Komíny. Skúšobné metódy pre komínové systémy. Časť 1: Všeobecné skúšobné metódy. Bratislava: SÚTN, 2005
OLBŘÍMEK, J. – LIŠKOVÁ, Z. – LEITNEROVÁ, S. – Case study of chimney and flue fires in timber constructions in Slovak Republic. In Applied Mechanics and Materials : Energy Saving and Environmentally Friendly Technologies – Concepts of Sustainable Building. Vol. 824, (2016), s. 11–17. ISSN 1660-9336.
STN EN ISO 23993: Tepelnoizolačné výrobky pre technické zariadenia budov a priemyselné prevádzky. Stanovenie výpočtovej hodnoty súčiniteľa tepelnej vodivosti. (ISO 23993: 2008, opravená verzia 2009-10-01). Bratislava: SÚTN, 2011
STN EN 14706: Tepelnoizolačné výrobky pre technické zariadenia budov a priemyselné inštalácie. Stanovenie maximálnej prevádzkovej teploty. Bratislava: SÚTN, 2013
STN EN 14707: Tepelnoizolačné výrobky pre technické zariadenia budov a priemyselné inštalácie. Stanovenie maximálnej prevádzkovej teploty vopred tvarovanej izolácie potrubí. Bratislava: SÚTN, 2013

Poznámky

¹ Zákon č. 161/1998 Z. z. o Komore kominárov Slovenska a o zmene a doplnení zákona č. 455/1991 Zb. o živnostenskom podnikaní (živnostenský zákon) v znení neskorších predpisov... Zpět

English Synopsis

Detail of the chimney system passing through the combustible roof and ceiling structure

The detail of the chimney system passage is one of the possible details, from a fire point of view, that occurred due to the installation of new chimney systems in to the construction of the building. The chimney system passing through the combustible structure is one of the most dangerous details in the building, from a fire safety point of view, and as practice shows, is often very underestimated. An appropriate solution for the chimney passage requires the knowledge and correct design, as well as the realization and consequently correct use of the thermal appliance and the chimney system. The article deals with passage according to the requirements of the national standards for fire segments and design according to STN EN for chimneys.