Kotły, paleniska i palniki w rozporządzeniu w sprawie warunków technicznych

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75/2002, poz. 690, z późn. zm.), stawia wymagania co do sposobu lokalizacji i instalowania w pomieszczeniach urządzeń, w których spalane są paliwa, stanowiących źródło ciepła do ogrzania pomieszczeń i przygotowania ciepłej wody użytkowej, a także wyposażenie gospodarstwa domowego.

Na potrzeby analizy przyjęto, że głównym celem uregulowań zawartych w rozporządzeniu jest zapewnienie spełnienia w obiekcie budowlanym wymagań podstawowych określonych w ustawie Prawo budowlane, a w szczególności:

• bezpieczeństwa konstrukcji,
• bezpieczeństwa pożarowego,
• bezpieczeństwa użytkowania,
• odpowiedniej charakterystyki energetycznej budynku oraz racjonalizacji użytkowania energii.

Rozważania odniesiono do stanu prawnego wynikającego z kolejnych nowelizacji rozporządzenia w sprawie warunków technicznych (Dzienniki Ustaw: nr 109/2004, poz. 1156; nr 201/2008, poz. 1238; nr 56/2009, poz. 461; nr 239/2010, poz. 1597; z 2012 r., poz. 1289).

Jako wiodące wymaganie podstawowe uznano bezpieczeństwo użytkowania, które nierozerwalnie wiąże się z zapewnieniem właściwej ilości powietrza niezbędnego do zupełnego i całkowitego spalania palnych składników paliwa. Dlatego do analizy przyjęto górne wartości współczynników nadmiaru powietrza dla danego rodzaju paliwa, kategorii i konstrukcji paleniska.

Ponieważ ilość powietrza niezbędnego do spalania jest związana z mocą cieplną wytwarzaną w palenisku, a nie z mocą nominalną źródła ciepła, która jest określana jako moc użyteczna po stronie odbioru ciepła, konieczne było wprowadzenie do rozważań pojęcia sprawności źródła ciepła. Analiza ma formę tabelaryczną (tabele 1–5).

Komentarz do tabel

Wymagania dotyczące urządzeń spalających paliwa powinny zostać zebrane w jednym miejscu. Powinny być one sformułowane według jednolitych kryteriów, mając na uwadze spełnienie w budynku wymagań podstawowych określonych w ustawie Prawo budowlane, z postawieniem na pierwszym miejscu kwestii bezpieczeństwa użytkowania i związanego z tym dostarczenia niezbędnej ilości powietrza do spalania, ale ze zwróceniem uwagi na konieczność racjonalnego użytkowania energii, a więc unikania zbędnego nadmiaru powietrza i przechładzania pomieszczeń.

W trakcie dotychczasowych prac nad nowelizacją rozporządzenia w sprawie warunków technicznych zaproponowano szereg zmian i poprawek do przepisów dotyczących omawianego zakresu, których głównym założeniem było wyeliminowanie urządzeń pobierających powietrze do spalania z pomieszczenia, w którym urządzenia te się znajdują.

Zmiany te jednak nie znalazły odzwierciedlenia w projekcie Rozporządzenia Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej zmieniającego warunki techniczne datowanym na 2 stycznia 2013 r. Aby zachować jednolity i spójny charakter przedstawianej analizy, odniesiono się w niej do stanu prawnie obowiązującego, wykorzystując tekst warunków technicznych po zmianach wprowadzonych rozporządzeniem z dnia 6 listopada 2012 r. (DzU z 2012 r., poz. 1289).

Zawarte w warunkach technicznych wymagania odnoszące się do wymaganej ilości powietrza wprowadzają jako parametr charakteryzujący urządzenie jego moc cieplną, a w rzeczywistości ilość ta wynika z masy (lub objętości) spalanego paliwa – w tabeli 1 scharakteryzowano stosowane paliwa.

W tabeli 2 zestawiono zawarte w warunkach technicznych wymagania dotyczące wszystkich wymienionych urządzeń ogrzewczych, w których spalane są paliwa. Tabela ta stanowi punkt odniesienia analizy i nie wymaga szczegółowego omówienia.

W tabeli 3 dokonano oceny wymagań dotyczących urządzeń opalanych paliwem stałym i czerpiących powietrze z pomieszczenia, których stosowanie w obrębie lokalu mieszkalnego dopuszcza obecny stan prawny warunków technicznych.

Wynikają z niej następujące zastrzeżenia, uwagi i wnioski:

• Urządzeń, których sposób działania się nie różni, dotyczą niejednolite wymagania. Piece i trzony kuchenne można stosować w budynkach do trzech kondygnacji nadziemnych, a kominki – do czterech kondygnacji.
• Wymagania doprowadzenia powietrza w ilości 10 m³/kW mocy nominalnej źródła ciepła lub zapewnienia prędkości 0,2 m/s w otworze komory spalania nie mają uzasadnienia w rzeczywistym zapotrzebowaniu na powietrze. Ani projektant budynku, ani wykonawca, ani użytkownik nie mają narzędzi do spełnienia tych wymagań. Dopływ powietrza do komory paleniskowej wywołuje w wymienionych urządzeniach jedynie ciąg kominowy. Jest on zdefiniowany przez wymagania, które zostały postawione przewodom kominowym obsługującym te urządzenia. Dostarczenie większej ilości powietrza jest niemożliwe i niecelowe z powodu nadmiernych strat ciepła i pogorszenia ciągu kominowego na skutek wychłodzenia paleniska.
• Rozsądnym ograniczeniem wydaje się być warunek minimalnej kubatury pomieszczenia, w którym instalowane są kominki (bezpieczeństwo użytkowania). Powinien on jednak dotyczyć również pieców i trzonów kuchennych z zastrzeżeniem budynków istniejących. Nawet jeśli w budynkach nowowznoszonych piece i trzony kuchenne nie występują, istnieje wystarczająco duża ilość starszych budynków z tymi urządzeniami, które w przypadku przebudowy lub nadbudowy nie mogą znaleźć się poza prawem.
• Szczegółowego rozpatrzenia wymaga stosowanie powołanych w Załączniku 1 do rozporządzenia w sprawie warunków technicznych wymagań punktów normy PN-B-02411:1987 w odniesieniu do pomieszczeń niebędących pomieszczeniami mieszkalnymi, w których instalowane są kotły o mocy do 10 kW oraz do wydzielonych pomieszczeń technicznych, w których instalowane są kotły o mocy do 25 kW. Chodzi o to, by stosując powołane wymagania PN, nie spowodować, że będziemy traktować te pomieszczenia jak kotłownie, co ze względów technicznych będzie niewykonalne.

W tabeli 4 oceniono możliwość spełnienia wymagań § 172.1 w połączeniu z przepisami § 93 ust. 2 i 3.Okazuje się, że warunki zawarte w tym pierwszym przepisie nie są spełniane w części pomieszczeń w istniejących budynkach, a także w nowowznoszonych budynkach o średnim i niskim standardzie planowania pomieszczeń. Nie wydaje się celowe łagodzenie wymagań, jednak sprawa wymaga przemyślenia i podjęcia stosownych decyzji (być może dodatkowego uszczegółowienia wymagań).

W tabeli 5 oceniono zasadność stosowania minimalnej kubatury w kotłowniach z kotłami na olej opałowy o mocy nominalnej od 30 do 2000 kW oraz z kotłami opalanymi gazem o mocy od 30 do 2000 kW, określanej z warunku nieprzekraczania obciążenia cieplnego 4650 W/m³. 

Można się domyślać, że rozwiązanie to ma swoje źródło w przepisach dotyczących stosowania w pomieszczeniach kuchennych równocześnie czteropalnikowej kuchni gazowej, czyli urządzenia typu A (moc maks. 10 694 W [wg 4]), i gazowego przepływowego podgrzewacza ciepłej wody użytkowej, czyli urządzenia typu B (moc maks. 27 222 W [wg 4]). 

Przekłada się to na wymaganie dotyczące minimalnej kubatury pomieszczenia kuchennego równej 8,16 m³, co znalazło odzwierciadlenie w przepisie rozporządzenia o warunkach technicznych.

Świadczyłyby o tym zapisy w tabeli w § 172.1: „Pomieszczenia nieprzeznaczone na stały pobyt ludzi, w tym pomieszczenia kuchenne w mieszkaniach”, w których dopuszczamy stosowanie, zarówno urządzeń typu A, jak i urządzeń typu B, oraz treść § 172.2, z którego wynika, że oba te rodzaje urządzeń mogą być stosowane w tym samym pomieszczeniu równocześnie pod warunkiem nieprzekroczenia łącznie granicznego obciążenia cieplnego kubatury podanego w § 172.1, a wymaganego dla urządzeń typu B. 

Przenoszenie tego wymagania na wydzielone pomieszczenia techniczne, których budowa i wyposażenie są dodatkowo uwarunkowane wymaganiami Polskich Norm, nie ma sensu. 

Powoduje to zbędne przewymiarowanie powierzchni pomieszczenia, w którym instalowane są kotły, i wzrost kosztów inwestycyjnych budowy kotłowni. Nie bez znaczenia są względy bezpieczeństwa – pomieszczenia kotłowni z kotłami na paliwa gazowe o gęstości mniejszej od jedności nie są klasyfikowane jako pomieszczenia zagrożone wybuchem, jednak nieszczęście zawsze może się zdarzyć, a wówczas siła wybuchu jest proporcjonalna do kubatury tego pomieszczenia.

Podane w ostatniej kolumnie tabeli 5 wielkości powierzchni niezbędnej do zainstalowania kotłów o maksymalnej mocy podanej w kolumnie pierwszej tej tabeli zostały oszacowane z punktu widzenia stosowania pojedynczych urządzeń danej mocy. Zastosowanie większej liczby kotłów wpłynie oczywiście na zmianę tego oszacowania. Liczba zastosowanych kotłów jest zależna od profilu zapotrzebowania na ciepło przez odbiorcę.

Przy dużym zróżnicowaniu tego zapotrzebowania w czasie liczba kotłów rośnie, moc pojedynczego kotła zmniejsza się (kotły włączane kaskadowo), a powierzchnia pomieszczenia kotłów zwiększa.

Nie należy zapominać, że przy kotłach o większej mocy i większej masie jednostki kotłowej niezbędne jest zainstalowanie w kotłowni, na stałe, suwnicy lub wciągarki koniecznej do montażu kotłów i późniejszych przeglądów – wpływa to również na zwiększenie kubatury pomieszczenia kotłów. Nie ma to jednak nic wspólnego z obciążeniem cieplnym kubatury ustalonym w przepisach rozporządzenia w sprawie warunków technicznych.

Możliwa i celowa wydaje się zmiana tego przepisu na następujący: „Kubatura kotłowni z kotłami pobierającymi powietrze z pomieszczenia, opalanymi olejem i kotłami na paliwa gazowe o gęstości mniejszej od jedności, w zakresie mocy od 30 kW do 2000 kW, powinna być ustalana zgodnie z wymaganiami wynikającymi z ich montażu i obsługi. W pomieszczeniu, w którym instalowane są ww. kotły, należy zapewnić zorganizowany dopływ powietrza do spalania w ilości wynikającej z maksymalnej mocy zainstalowanych kotłów”.

Uwagi porządkowe

Z przedstawionych ocen, dokonanych na podstawie zestawień podanych w tabelach 3, 4i5 oraz analizy sformułowań (języka, nazewnictwa) przepisów rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (WT), a także na podstawie zestawienia w tabeli 2 wynika potrzeba rozwiązania kilku kwestii o charakterze porządkowym:

• Należy wykorzystać propozycję dotyczącą utworzenia odrębnego rozdziału WT poświęconego źródłom ciepła.
• Trzeba na nowo zredagować wymagania w stosunku do poszczególnych grup urządzeń spalających paliwa, a nie poprawiać dotychczasowe sformułowania.
• Konieczne jest zdefiniowanie pojęcia „kocioł grzewczy”, uwzględniając „wkłady kominkowe z płaszczem wodnym”.
• Należy zdefiniować „palenisko otwarte” i „palenisko zamknięte” lub tylko jedno z tych pojęć, przyjmując, że drugie będzie przeciwstawne do pojęcia zdefiniowanego.
• Trzeba zdefiniować pojęcie „zamknięta komora spalania”, ewentualnie poprzez odwołanie się do normy (choć takie odwołanie może ograniczać się do urządzeń gazowych i nie obejmować kotłów z palnikami na olej opałowy).
• W stosunku do pomieszczeń, w których lokowane są urządzenia spalające paliwa, stosowane są niejednolite określenia. Należy rozważyć możliwość ujednolicenia tych pojęć.
• Należy rozważyć możliwość:

1. pozostawienia w warunkach technicznych regulacji dotyczących pieców, trzonów kuchennych, kominków i kotłów na paliwo stałe o mocy nominalnej do 10 kW, pobierających powietrze z pomieszczenia, w którym urządzenia te są zainstalowane,
2. wprowadzenia zakazu stosowania wymienionych w pkt. 2a urządzeń w budynkach.

Takie postawienie sprawy wynika z faktu, że stosowanie wymienionych w pkt. 2a urządzeń wiąże się nierozerwalnie ze stosowaniem w pomieszczeniach, w których się one znajdują, wentylacji grawitacyjnej. Jak wynika z analizy wymagań dotyczących wartości wskaźnika EP, budynek jednorodzinny będzie spełniał wymagania dotyczące charakterystyki cieplnej tylko w przypadku zastosowania wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej z odzyskiem ciepła. 

Przeprowadzona analiza dotyczy wprawdzie tylko budynków jednorodzinnych, ale nie należy się spodziewać, że w jakimkolwiek innym budynku będzie inaczej. 

Literatura

1. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2012/27/UE z dnia 25 października 2012 r. w sprawie efektywności energetycznej (DzUrz UE L 315/1).
2. Ogrzewanie i wentylacja. Poradnik, Wydawnictwo Arkady, Warszawa 1966.
3. Matuszek K., Możliwości zastosowania układów automatycznych palników na pelety drzewne. Cz.1 Modernizacja węglowych kotłów c.o. z ręcznym zasypem paliwa; Cz.2 Modernizacja pieców kaflowych, INSTAL nr 12/2012 i 1/2013.
4. Zajda R., Gebhardt Z., Instalacje gazowe oraz lokalne sieci gazów płynnych. Projektowanie, wykonanie, eksploatacja, Wyd. COBO-PROFIL, Warszawa 1995.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!