Jaké údaje je třeba zadat pro správný návrh komína?
Ověření komína pro nový nebo měněný spotřebič paliv vyžaduje do výpočtů zadávat správné údaje. Pro výpočty lze využít velmi dokonalé výpočetní programy, a k tomu je uveden přehled zadávaných údajů. Stále však záleží na znalostech a zkušenostech, aby výpočet nebyl proveden chybně.
Původní článek napsaný Ing. Vladimírem Jiroutem byl aktualizován a doplněn Ing. Jiřím Vrbou k datu 14. 12. 2021.
Sebedokonalejší program, který je spuštěn se špatnými nebo neúplnými daty, ovšem logicky poskytne také odpovídající výsledek. Je třeba si uvědomit, že při dimenzování komínů pracujeme často s nepatrnými hodnotami rozdílu tlaků a teplot plynů a někdy doslova balancujeme na hranici použitelnosti návrhu. Článek upozorňuje na všechny důležité údaje potřebné pro zdárné zadání výpočtu spalinových cest tak, aby výpočet byl skutečným výpočtem, a nikoliv pouhým nepřesným odhadem.
Správně navržená spalinová cesta má důležitou funkci pro bezproblémový a hospodárný provoz připojeného spotřebiče. Jedním z prvků, ze kterých se skládá, je komín, který se zabudovává do stavby, a jehož dodatečné úpravy či změny jsou velice náročné a nákladné, mnohdy i nemožné. Proto jsem v následujícím textu popsal údaje, které jsou třeba pro její správný návrh.
Někdy se potřebné údaje od výrobců, investorů či dokonce i od profesních projektantů velmi obtížně získávají. Věřte však, že jejich znalost není samoúčelná. Navrhovatel komína je posoudí, zda odpovídají platným právním a technickým předpisům a normám, a na jejich základě stanoví parametry požadovaného komína.
Základní údaje pro návrh komína
1) místopisné
Příklad: město Polička, 550 m nadmořské výšky. Komín bud stát v chráněné poloze, nechráněné.
2) umístění komína
Příklad: volně stojící, fasádní, přistavěný k budově, vnitřní v budově
3) požadovaný typ komína
Příklad: jednovrstvý zděný z plných cihel, třísložkový (z ušlechtilé oceli nebo PP systém DW, keramický systém například Schiedel), komínová vložka ve zděné šachtě z cihel nebo tvárnic hladká (z ušlechtilé oceli nebo hliníku či PP), vložka flexi (z ušlechtilé oceli, hliníku, PP)
4) předpokládá výška komína
Příklad: 12 metrů
5) údaje o střeše objektu a případných střešních nástavbách
Příklad: střecha (sedlová, plochá, pultová) s atikou, jsou na ní střešní okna, strojovna výtahu, vyústění vzduchotechniky aj.
6) poloha komína vzhledem k sousedním budovám či možným překážkám
Příklad: vysoká budova, věž, les, vzdálenost a případné převýšení
5) údaje o připojeném spotřebiči
Příklad:
palivo – zemní plyn, propan, LTO, mazut, koks, hnědé uhlí, dřevo
typ spotřebiče – otevřený, uzavřený
výkon – maximální, minimální
množství spalin – při maximálním a minimálním výkonu
teplota spalin – při maximálním a minimálním výkonu
přebytek vzduchu – lambda nebo obsah CO2 ve spalinách při maximálním a minimálním výkonu
potřebu tahu – nebo přetlaku na spalinovém hrdle při maximálním a minimálním výkonu
6) způsob provozu
Příklad: trvalý, přerušovaný, občasný (celoroční, jen v zimě, jen v létě)
Komíny se u nás podle předpisů platných již po řadu let navrhují tak, aby měly životnost stejnou jako je životnost stavby. Ta se v našich podmínkách počítá na několik desítek let, nejméně 50 až 70 let. Jak z výše uvedeného vyplývá, komín se navrhuje pro zcela konkrétní spotřebič, to jest kotel, ohřívač, kamna. Každý spotřebič má technickoekonomickou životnost jinou, nejvýše 15 až 20 let. Po této době zastará a je nutno jej vyměnit nebo modernizovat. Při této příležitosti je rovněž nutno znovu přepočítat komín. Určitou výhodou je, že při zachování výkonu spotřebiče v těchto případech bývá potřebný průřez komína zpravidla menší než byl průřez původní.
Možnou příčinou zhoršení funkce komínů a případných potíží s nimi bývají často nedostatky ve stavebním řízení nebo i v územním plánu. Za konkrétní negativní příklad může sloužit situace, která nastala před několika lety v jednom podkrušnohorském městě. Na jedné straně ulice byly postaveny řadové rodinné domky s individuálním vytápěním a po druhé straně ulice, tj. asi ve vzdálenosti 10 metrů „vyrostly“ v průběhu necelých 10 let šestipodlažní bytové domy. Někdy může být vina i na straně samotného stavebníka, který nepočítal s tím, že z malých stromků v sousedství domu vyrostou velké stromy.
Pokud má komín po dobu celé svojí životnosti splňovat spolehlivě svoji funkci jak po stránce odvodu spalin, tak i požární bezpečnosti a vyhovovat hygienickým i ekologickým aspektům, považuji odpovědný přístup k návrhu komínů za oprávněný a doporučuji se v každém případě obrátit na zkušené odborníky.
Ve své dlouholeté praxi jsem se setkal s řadou komínů, které nebyly správně navrženy, a odstranění chyb znamenalo pro investora zbytečné náklady. Bohužel cestu k chybnému návrhu komína ulehčují i dnes snadno dostupné výpočetní programy, pokud je používá osoba bez dostatečných teoretických a praktických znalostí. Proto v článku upozorňuji na základní údaje, které do návrhu komína vstupují.
Příčinou zhoršení funkce komína, který byl původně správně navržen, je zaměňování na komín napojených spotřebičů. Běžně se tak může stávat například při modernizacích, když se neověří, že stávající komín odpovídá vlastnostem nového spotřebiče. Moderní kotle pracují s nižší teplotou spalin, a to nejen plynové, ale i kotle olejové a na pevná paliva. Týká se to například i aktuálního trendu instalace kotlů na biomasu, které v řadě případů vyžadují instalaci tzv. mokrého komína odolného vůči kondezátu ze spalin. Mění se objemy spalin, přebytek vzduchu, od doby návrhu komína se mohl změnit i jeho vztah k okolí, například v blízké vzdálenosti z původních malých stromků v mezidobí vyrostly velké stromy, byly postaveny nové budovy aj.
Protože komín má sloužit po řadu desítek let, může ovlivnit stavební konstrukci objektu, jeho požární bezpečnost a je důležitou součástí ovlivňující ekologické aspekty spalování paliva, považuji odpovědný přístup k návrhu komína za oprávněný.
Aktualizační doplněk, Ing. Jiří Vrba, TNK 105 Komíny
Po více než 10 letech od doby, kdy vyšel výše uvedený článek Ing. Jirouta, lze konstatovat, že požadavky na zpracování tepelně technických a hydraulických výpočty spalinových cest výrazně narostly. Pro možnost porovnání a posouzení změn je původní článek v plném znění ponechán a doplněn následným komentářem.
Podmínka doložení návrhu spalinové cesty tepelně technickým a hydraulickým výpočtem
K nárůstu požadavků významnou měrou přispěl především článek 5.2 ČSN 73 4201, edice 2, 2016, Komíny a kouřovody – Navrhování, provádění a připojování spotřebičů paliv. Zde se stanoví podmínka, že návrh spalinové cesty musí být doložen tepelně technickým a hydraulickým výpočtem podle ČSN EN 13384-1 Komíny – Tepelně technické a hydraulické výpočtové metody – Část 1: Samostatné komíny nebo ČSN EN 13384-2 Komíny – Tepelně technické a hydraulické výpočtové metody – Část 2: Společné komíny. Tento výpočet je vyžadován zároveň jako příloha revizní zprávy při uvedení spalinové cesty do provozu. Tento výpočet je rovněž rozhodující v případě, kdy existují o funkci spalinové cesty pochybnosti.
Násobně větší počet výpočtů řeší výpočetní software
Z výše uvedeného lze odvodit nejen aktuálnost potřeby provádění výpočtů, ale i jejich četnost v rámci například jednoho roku. V této situaci již nelze vystačit s tím, kdy výpočtem spalinových cest se zabývala hrstka odborníků, ale do procesu se nutně muselo zapojit větší a větší množství osob. Logicky pochopitelně za pomoci výpočetních programů. Vývoj výpočtových programů se v uplynulých deseti letech nezastavil, programy jsou pravidelně aktualizovány tak, aby odpovídaly platným technickým normám a vyznačují se dnes také komfortním uživatelským prostředím pro práci. Použití výpočtových programů zároveň zjednodušilo proces zadání parametrů pro výpočet. Žádný výpočtový program ovšem nemůže poskytnou správný výsledek, není-li „nakrmen“ relevantními daty. Pojďme si potřebná data pro zadání roztřídit a krátce shrnout.
A. Data přímo zabudovaná ve výpočetním programu
- Údaje, které kvalifikovaným způsobem vybíráme přímo z nabídky programu. Jsou to použité normy a z nich vycházející metodika výpočtu (samostatné, společné komíny), koncepce úlohy (podtlak – přetlak, suchý – mokrý provoz), způsob přívodu vzduchu pro spalování apod.
- Data, která přebíráme jako hodnoty doporučené výpočtovými normami na základě zvolené koncepce. Jsou to především teploty v okolním prostředí a výpočtové konstanty. Kritické pro výsledek výpočtu může být neuvážené převzetí hodnot tlakové ztráty z přívodu spalovacího vzduchu z místnosti. Některé programy umožňují v pokročilém módu jejich editaci. To může být na jedné straně přínosem pro komplexní řešení specifické spalinové cesty, na druhé straně ovšem tato funkce umožní zadat takové veličiny, které deformují výsledky výpočtu. Zde platí zlaté pravidlo: Když nevím, co tím mohu způsobit, neměním!
- Technické parametry komínů, kouřovodů a jejich příslušenství, technické parametry spotřebičů, pokud jsou hodnoty k dispozici v databázi programu. Výrobkové databáze jsou výborným pomocníkem při práci. Pokud je konkrétní výrobek obsažen, jeho pouhým výběrem dostáváme okamžitě všechny potřebné údaje, které bychom jinak zadávali ručně tak, jak je uvedeno v původním článku kolegy Ing. Jirouta. I zde ovšem platí určité „Ale“. Obvykle nebývá problém v oblasti komínů a kouřovodů. Problematická se jeví některá data výrobců spotřebičů: v některých případech určité parametry zcela (záměrně?) chybí (typicky třeba disponibilní tlaky ventilátorů v případě uzavřených spotřebičů typu C), některé parametry jsou pro odborníka na první pohled nevěrohodné (typicky u některých kotlů na pevná paliva). I zde je proto tedy třeba ostražitosti nabyté zkušenostmi a vyvarovat se nesmyslně zadaným veličinám.
B. Model spalinové cesty
Protokol – schéma
- Koncepce spalinové cesty (uvnitř / vně budovy, funkce spotřebičů podle způsobu přívodu vzduchu, plánovaný podtlak / přetlak…
- Tvar spalinové cesty – geometrický tvar (účinné výšky, rozvinuté délky), odpory ve spalinové cestě (kolena, redukce), komponenty příslušenství (spalinové klapky,regulátory tahu, stříšky, hlavice, spalinové ventilátory…)
- Rozdělení spalinové cesty na úseky, například v závislosti, jak se mění okolní prostředí, kterým spalinová cesta prochází, na základě změny sklady (typicky přechod na komínový nástavec)
- Jde-li o tzv. vzducho-spalinovou cestu, vždy vedení přívodu vzduchu (šachta, kanál, koncentricky)
- Komín nad střechou, vliv okolní zástavby
Nejjednodušší cesta k předání podkladů je v tomto případě vlastní projekt, či jeho část – půdorys(y), řez(y), situace, technická zpráva.
C. Spotřebič
- Výrobce, typ obsažen v databázi programu
- Individuální zadání parametrů
Potřebné parametry jsou popsány výše v původním článku. Často se v praxi setkáváme se situací, kdy zadavatel není schopen či ochoten požadovaná data v potřebné kvalitě dodat s tím „tak si tam něco dosaďte“. V tomto případě provedení výpočtu nedává smysl: není spotřebič = není co počítat!
Protokol – data
D. Výběr součástí spalinové cesty
- Podle konkrétního výrobce
- Výběr vhodného typu podle zatřídění systému nebo výrobku
- teplotní třída
- tlaková třída
- mokrý / suchý provoz
- třída odolnosti při vyhoření sazí
- hodnota tepelného odporu
- bezpečná vzdálenost od hořlavých materiálů
- nároky na požární bezpečnost EI (mezi více požárními úseky)
- Ve specifických případech možnost individuálního zadání. Opět platí: pro zkušené uživatele
- Charakter objektu
- technologie výstavby
- požadavky na těsnost (pasivní domy apod.)
- způsob řešení prostupu stropy, střechou
- možnosti přívodu spalovacího vzduchu
V dřívějším období se zpravidla výběr komponentů řídil pouze jejich technickým zatříděním (teplotní, tlaková třída…). Se stoupajícími nároky na výstavbu energeticky úsporných budov je třeba kritéria pro výběr rozšířit o parametry, které souvisí právě s použitím v těchto budovách například tak, aby byla zaručena jejich těsnost vůči vnějšímu prostředí (blower door test), eliminace tepelných mostů při průchodu obálkou, požárně bezpečné řešení u dřevostaveb, aby nedocházelo ke konfliktu s rekuperací nebo jiným vzduchotechnickým zařízením aj.
Protokol – výsledky
Závěr
Současná úroveň výpočtových programů je taková, že zásadně zrychlila a zpříjemnila (a v některých případech dokonce umožnila!) provádění výpočtů spalinových cest. Aktuální softwarové produkty vycházejí z platných definic evropských norem a jejich výstupy odpovídají potřebám praxe. Programové databáze výrobků jsou dlouhodobě udržovány, zvyšují komfort prostředí a urychlují práci.
Na druhé straně stále platí, že program nezabrání nezkušenému nebo nepozornému uživateli vložit chybné údaje a vytvořit jako výstup po grafické stránce krásný protokol, ovšem s nesmyslnými hodnotami ve výsledku. Výpočty spalinových cest proto doporučuji vždy svěřit do rukou odborníků a vyjít jim maximálně vstříc s poskytnutím všech údajů, které budou pro výpočet potřebovat. Pro přípravu zadání výpočtu je možno využít právě tento článek. Na druhé straně vždy doporučuji provádět tepelně technické a hydraulické výpočty spalinové cesty pouze na základě písemného zadání, toto zadání archivovat společně s výsledky výpočtu a do poznámky v protokolu uvést všechny důležité podmínky či předpoklady, za kterých bylo daných výsledků dosaženo.
Problémy v důsledku záměny spotřebičů nevznikají jen při jejich výměně v rámci modernizací. Často jsme svědky situace, kdy k takovým záměnám dochází, a třeba i několikrát po sobě, ve fázi přípravy nebo realizace stavby. Zejména v případě společných komínů může mít taková záměna projektovaných spotřebičů za jiné fatální dopady. Proto by každý, kdo takovou změnu vyvolá, měl vždy a pokud možno včas provést ověření nového stavu výpočtem. Vyplatí se to!
