Zastosowanie przewodów z tworzyw sztucznych do odprowadzania spalin; certyfikacja wysokosprawnych urządzeń grzewczych z zamkniętą komorą spalania (typ C)

Zagadnienie certyfikacji kondensacyjnych urządzeń grzewczych z przewodami powietrzno-spalinowymi z tworzyw sztucznych poruszane było w wielu publikacjach (m.in. [1, 2]) wraz ze zmianami przepisów i norm. Kwestia ta jest od lat aktualna i dyskutowana, tak samo jak konieczność dokonania całościowej nowelizacji i unowocześnienia rozporządzenia w sprawie warunków technicznych.

Inicjatywę opracowania projektu nowych WT w oparciu o szerokie konsultacje środowiskowe podjęło kilka lat temu Stowarzyszenie Nowoczesne Budynki, ale jak na razie jedynym jego sukcesem było opublikowanie jednolitego tekstu WT [3].

Sytuacja ta najlepiej obrazuje trudności w uzyskaniu konsensusu środowiskowego pozwalającego na opracowanie projektu rozporządzenia, które spełniałoby najwyższe standardy techniczno-prawne. Stąd też, pomimo że minęło już siedem lat od ostatnich istotnych zmian w WT w Rozdziale 7 Instalacje gazowe, w dalszym ciągu pojawiają się kontrowersje dotyczące interpretacji przepisów regulujących rozwiązania konstrukcyjne przewodów spalinowych.

W międzyczasie ukazały się:

• rozporządzenie UE nr 305/2011 ustanawiające zharmonizowane warunki wprowadzenia do obrotu wyrobów budowlanych [4]
• oraz dyrektywa 2009/125/WE dot. ekoprojektu dla produktów związanych z energią [5] i wydane do niej przepisy wykonawcze [6,7].

Rozporządzenie 305/2011 tym się różni od uchylonej nim dyrektywy 89/106, że wchodzi do prawodawstwa krajowego w całości i bez konieczności implementacji. Niemniej Załącznik 1 do tego rozporządzenia, podający podstawowe wymagania dotyczące obiektów budowlanych, jest treścią Art. 5.1 zmienionego w 2015 r. Prawa budowlanego (DzU 2015, poz. 1165).

Należy w tym miejscu zauważyć, że normy PN-EN 1443 [8] i PN-EN 14471 [9] są obecnie normami zharmonizowanymi z tym rozporządzeniem.

Rozporządzenie UE 305/2011 i wykonawcze do dyrektywy dot. ekoprojektu (obowiązują wprost w Polsce po publikacji w dzienniku unijnym) w zakresie urządzeń grzewczych wprowadzają bardzo wysokie wymagania odnośnie do sprawności, możliwe do spełnienia tylko przy zastosowaniu techniki kondensacyjnej.

Praca urządzeń kondensacyjnych wykorzystuje ciepło spalin, uzyskiwanych w procesie spalania gazu, aż do ich schłodzenia poniżej punktu rosy, dzięki temu na wymienniku wykrapla się para wodna, oddając do podgrzewanego medium (wody, powietrza) dodatkowo ciepło parowania (skraplania) części wody zawartej w spalinach. Dlatego spaliny odprowadzane z urządzeń kondensacyjnych charakteryzują się niską temperaturą i wilgotnością zbliżoną do 100%. Dalsze schłodzenie spalin na drodze wypływu związane jest z wykropleniem pary wodnej na ściankach przewodu spalinowego.

Antykorozyjne własności tworzyw sztucznych są więc bezdyskusyjną zaletą.

Ponadto zaleta tego materiału wynika z małej przewodności cieplnej. W przypadku przewodów powietrzno-spalinowych z urządzeń średnio- i wysokotemperaturowych wykonanych ze stali nierdzewnej dobre przewodnictwo cieplne materiału przewodu spalinowego jest zaletą ze względu na wymianę ciepła pomiędzy spalinami a powietrzem do spalania i tym samym zwiększanie sprawności cieplnej urządzenia. Jednak w przypadku urządzeń niskotemperaturowych, a w szczególności kondensacyjnych, dobre przewodnictwo jest wadą, co wynika z faktu, że w tych urządzeniach zależy nam na zachowaniu nadwyżki temperatury spalin w stosunku do napływającego w przeciwprądzie powietrza do spalania.

Nadwyżka ta zabezpiecza przewód spalinowy przed zamarzaniem w okresie niskiej temperatury zewnętrznej. Dobre przewodnictwo cieplne stali powoduje nie tylko wymianę ciepła spalin z powietrzem przez ściankę przewodu, ale także przewodzenie „chłodu” wzdłuż przewodu od otoczenia w kierunku urządzenia.

Omawiane zjawiska związane są z klimatem i nie występują w jednakowym stopniu we wszystkich krajach Europy.

W Polsce stosowanie tworzyw sztucznych na przewody spalinowe urządzeń kondensacyjnych powinno być wręcz zalecane ze względu na skoki temperatury (gwałtowna zmiana wilgotności) połączone z występowaniem bardzo niskich temperatur.

Uwarunkowania prawne

O ile z punktu widzenia technicznego negowanie zalet przewodów spalinowych z tworzyw sztucznych w kotłach kondensacyjnych obecnie nie ma już sensu, o tyle brak jednoznacznych przepisów prowadzi często do ich nadinterpretacji, dlatego przypomnieć należy kilka istotnych kwestii:

1. W urządzeniach grzewczych wykorzystujących technikę kondensacji odprowadzanie spalin jest wymuszane za pomocą wentylatora, czyli zamiast kominów grawitacyjnych stosowane są nadciśnieniowe przewody spalinowe.

Zgodnie z Art. 62 ustawy Prawo budowlane do kontroli stanu technicznego tego typu przewodów spalinowych kwalifikacje mistrza w rzemiośle kominiarskim są niewystarczające. Wymagane są tutaj uprawnienia budowlane odpowiedniej specjalności lub zgodnie z rozporządzeniem [10] stosowne uprawnienia dozorowe w zakresie urządzeń gazowych.

Jeśli odprowadzenie spalin jest wymuszane za pomocą wentylatora, tym bardziej istotny jest § 174.1 WT odsyłający do instrukcji producenta traktowanej w świetle wymagań zasadniczych dyrektywy 2009/142/WE dot. urządzeń spalających paliwa gazowe jako ważny element bezpiecznej pracy urządzenia.

Istotny jest też § 174.6: Przewody i kanały spalinowe, odprowadzające spaliny od grzewczych urządzeń gazowych, powinny być dostosowane do warunków pracy danego typu urządzenia. Stosowne normy zharmonizowane podają warunki badania typu urządzeń grzewczych wraz z wymienionymi w instrukcji technicznej przewodami powietrzno-spalinowymi. Opis możliwych do zastosowania systemów powietrzno-spalinowych jest zamieszczony w certyfikacie zgodności respektowanym we wszystkich krajach UE. Producent deklaruje ponadto maksymalną temperaturę spalin, która dla urządzeń kondensacyjnych waha się od 80 do 100°C, a pomiary w trakcie certyfikacji wynoszą od 40 do 70°C.

2. Najwięcej problemów wynika z niewłaściwej interpretacji § 266 WT:

1. Przewody spalinowe i dymowe powinny być wykonane z wyrobów niepalnych;   
2. Przewody lub obudowa przewodów spalinowych i dymowych powinny spełniać wymagania określone w Polskiej Normie dotyczącej badań ogniowych małych ko­minów.

W pierwszej kolejności należy wyjaśnić pojęcia dotyczące zachowania się wyrobów budowlanych w razie pożaru, a mianowicie „reakcja na ogień” i „odporność ogniowa”.

Pierwsze związane jest z palnością i informuje o możliwości przenoszenia ognia przez wyrób budowlany (np. rury, przewody przechodzące przez pomieszczenia lub strefy pożarowe).

Klasy palności w odniesieniu do reakcji na ogień podane są w Załączniku nr 3 do WT z przywołaniem normy PN-EN 13501-1 [12]. Treść tego załącznika wskazuje, że § 266 ust. 1 należy rozumieć w ten sposób, że w przypadku wyrobu, jakim jest koncentryczny przewód powietrzno-spalinowy, materiał powierzchni zewnętrznej pod względem reakcji na ogień powinien być zaliczany do niepalnych. Zatem przewody koncentryczne, w których wewnętrzny przewód spalinowy wykonany jest z tworzywa i otoczony metalowym przewodem powietrznym, są zgodne z tym wymaganiem.

„Odporność ogniowa” charakteryzuje przegrodę budowlaną pod kątem zachowania szczelności w sytuacji, gdy po jednej stronie przegrody występuje sytuacja pożarowa.

W przypadku kominów może odkładać się sadza, a temperatura pracy może doprowadzić do jej zapłonu, dlatego przeprowadza się badania według przywołanej w ustępie 2 normy dotyczącej badań ogniowych małych kominów [13]. Zapis tego ustępu należy zatem czytać w rozumieniu odporności ogniowej przegrody (ścianki przewodu lub jego obudowy), która ma zabezpieczyć przed przenikaniem pożaru.

W przypadku koncentrycznych przewodów powietrzno-spalinowych w urządzeniach kondensacyjnych trudno mówić o odkładającej się sadzy, a tym bardziej o temperaturze jej zapłonu i przenikaniu pożaru z wewnątrz przewodu na zewnątrz.

Istotne jest natomiast zabezpieczenie budynku przed przenikaniem pożaru z jednej kondygnacji na inną poprzez kanały i w tej sytuacji ważna jest odporność ogniowa przegrody budowlanej (obudowy) takiego kanału (dotyczy to wszystkich kanałów w budynku, a więc spalinowych, wentylacyjnych, a również kanalizacyjnych, o czym się często zapomina) i to, czy ma ona tę samą klasę odporności ogniowej co pozostałe przegrody poziome pomieszczenia (np. EI 60).

Warto tutaj zwrócić uwagę na możliwości wynikające z przedstawionego w [14] opisu typu C9, w którym grzewcze urządzenie gazowe połączone jest z kanałem kominowym za pomocą przewodu koncentrycznego powietrzno-spalinowego, którego przedłużeniem w kominie jest wewnętrzny przewód spalinowy (dla urządzeń kondensacyjnych z tworzywa sztucznego), a z przestrzeni pomiędzy przewodem spalinowym a obudową komina zasysane jest powietrze do spalania do zewnętrznego przewodu powietrznego. Gdy komin wykonany jest np. z cegły pełnej grubości 12 cm, murowanej na zaprawie cementowo-wapiennej, z zewnętrznym tynkiem lub spoinowaniem, system taki jest w pełni zgodny z § 266 WT.

Fakt, że występuje potrzeba ciągłego objaśniania przepisów regulujących możliwości zastosowania tworzyw sztucznych na przewody spalinowe w przypadku urządzeń kondensujących, w których przewody z tworzyw z technicznego punktu widzenia są rozwiązaniem optymalnym, nie najlepiej świadczy o jednoznaczności tych przepisów.

Literatura

1. Gebhardt Z., Problemy certyfikacji wysokosprawnych urządzeń grzewczych z zamkniętą komorą spalania (typ C). Przewody spalinowo-powietrzne z tworzyw sztucznych – stosować czy nie?, „Polski Instalator” nr 2/2003.
2. Gebhardt Z., Joniec W., Odprowadzanie spalin z kotłów gazowych – zmiana wymagań dotyczących przewodów spalinowych i dymowych, „Rynek Instalacyjny” nr 7–8/2009.
3. Obwieszczenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 17 lipca 2015 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU 2015, poz. 1422).
4. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 305/2011 z dnia 9 marca 2011 r. ustanawiające zharmonizowane warunki wprowadzenia do obrotu wyrobów budowlanych i uchylające dyrektywę Rady 89/106/EWG (Dz. Urz. UE L 88/5 z 4.04.2011).
5. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE z dnia 21 października 2009 r. ustanawiająca ogólne zasady ustalania wymogów dotyczących ekoprojektu dla produktów związanych z energią (Dz. Urz. UE L 88/5 z 4.04.2011).
6. Rozporządzenie Komisji (UE) nr 813/2013 z dnia 2 sierpnia 2013 r. w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla ogrzewaczy pomieszczeń i ogrzewaczy wielofunkcyjnych (Dz. Urz. UE L 239/136 z 6.09.2013).
7. Rozporządzenie Komisji (UE) nr 814/2013 z dnia 2 sierpnia 2013 r. w sprawie wykonania dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/125/WE w odniesieniu do wymogów dotyczących ekoprojektu dla podgrzewaczy wody i zasobników ciepłej wody użytkowej (Dz. Urz. UE L 239/162 z 6.09.2013).
8. PN-EN 1443:2005 Kominy. Wymagania ogólne.
9. PN-EN 14471+A1:2015-02 Kominy. Systemy kominowe z kanałami wewnętrznymi z tworzyw sztucznych. Wymagania i badania.
10. Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 28 kwietnia 2003 r. w sprawie szczegółowych zasad stwierdzania posiadania kwalifikacji przez osoby zajmujące się eksploatacją urządzeń, instalacji i sieci (DzU nr 89/2003, poz. 828, z późn. zm.).
11. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/142/WE z dnia 30 listopada 2009 r. odnosząca się do urządzeń spalających paliwa gazowe (Dz. Urz. UE L 330/10 z 16.12.2009).
12. PN-EN 13501-1+A1:2010 Klasyfikacja ogniowa wyrobów budowlanych i elementów budynków. Cz. 1. Klasyfikacja na podstawie wyników badań reakcji na ogień.
13. PN-B-02870:1993 Badania ogniowe. Małe kominy. Badania w podwyższonych temperaturach.
14. CEN/TR 1749:2014 European scheme for the classification of gas appliances according to the method of evacuation of the combustion products (types).

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!