Nasady kominowe

Z budynków wentylowanych grawitacyjnie zużyte powietrze usuwane jest przez kanały wentylacyjne, a świeże powinno napływać odpowiednimi nawietrzakami z zewnątrz. Naturalny ciąg kominowy (tzw. wypór termiczny) powstaje w wyniku różnicy gęstości powietrza wewnątrz budynku i w otaczającej go atmosferze oraz czynnej wysokości kanału.

Gęstość powietrza zależy głównie od jego temperatury. Kanały wentylacyjne pracują prawidłowo, gdy temperatura w budynku jest wyższa niż na zewnątrz, a tym samym gęstość powietrza w budynku jest mniejsza. Gdy jest odwrotnie, kierunek przepływu powietrza odwraca się i powstaje ciąg wsteczny. Ma to miejsce najczęściej w upalne dni, gdy temperatura na zewnątrz jest wyższa niż wewnątrz budynku, ale wówczas mieszkania są wietrzone poprzez otwarte okna.

Jednak odwrócenie ciągu lub jego brak mogą występować permanentnie, także przy niskich temperaturach zewnętrznych lub wiejącym wietrze, które nie zachęcają do otwierania okien. Powodów tego zjawiska może być wiele. Jednym z najczęściej spotykanych są wady w doborze wielkości kanału i jego wykonaniu, czyli zbyt mały przekrój, za mała długość i niestaranne wykończenie powierzchni wewnętrznej.

Drugim często spotykanym błędem jest zbyt duże uszczelnienie budynku. Wówczas naturalna siła ciągu w kanałach nie jest w stanie pokonać oporu, jaki stawiają powietrzu – mającemu dopłynąć do wnętrza – zbyt szczelne okna lub brak nawiewników. Wtedy często w jednym z kanałów wywiewnych powstaje prawidłowy ciąg – przeważnie w kanale ocieplonym lub podgrzanym przez znajdujący się obok kanał spalinowy, a powietrze do pomieszczenia dochodzi drugim kanałem – w sąsiednim pomieszczeniu.

Taka sytuacja może być bardzo groźna, w przypadku gdy w pomieszczeniach tych znajduje się gazowy kocioł lub podgrzewacz wody z otwartą komorą spalania, gdyż w wyniku zbiegu wielu niekorzystnych okoliczności możliwe jest wystąpienie odwrócenia ciągu w kanale spalinowym. Zdarzają się też sytuacje, gdy dochodzi do zasysania do kanału wentylacyjnego z odwróconym ciągiem spalin wydostających się z przewodów spalinowych lub dymowych, gdyż ich wyloty nad dachem znajdują się w bezpośrednim sąsiedztwie zakończenia kanałów wentylacyjnych.

Trzecią przyczyną osłabienia lub odwrócenia ciągu są silne wiatry, szczególnie w rejonach podgórskich i nadmorskich, gdzie przybierają one formę wiatrów opadających, tj. tłoczą masy powietrza na wylot komina i „zatykają” go. Także niekorzystne dla budynku ukształtowanie otoczenia, np. sąsiedztwo wysokich drzew lub innych obiektów, mogą powodować zawirowania powietrza i zakłócać ciąg kominowy.

Czwartą przyczyną są niepoprawne zakończenia kanałów wywiewnych ponad połaciami dachu, np. powstawać może strefa nadciśnienia spowodowana sąsiedztwem uskoku połaci dachowych lub wyższych elementów na dachu, która utrudnia wydostawanie się powietrza z kanałów wentylacyjnych.By zapobiec tym niekorzystnym zjawiskom, stosuje się m.in. nasady kominowe. Są to proste urządzenia, które osłaniają otwór wylotowy komina przed niekorzystnym działaniem wiatru i wykorzystują jego siłę do wytworzenia podciśnienia w kominie i tym samym wytwarzają i stabilizują ciąg kominowy.

Dzięki zapewnieniu ciągu skutecznie odprowadzane jest powietrze z przewodów wentylacyjnych i spaliny z przewodów spalinowych i dymowych.

Przepisy [1] stanowią, że przewody kominowe muszą być wyprowadzone ponad dach na wysokość zabezpieczającą przed niedopuszczalnym zakłóceniem ciągu (§ 142 ust. 1). Ponadto wymagają (§ 143) stosowania nasad kominowych zabezpieczających przed odwróceniem ciągu w przewodach dymowych i spalinowych w budynkach usytuowanych w II i III strefie obciążenia wiatrem określonej w normie PN-77/B-02011 Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie wiatrem [2] oraz na innych obszarach, jeżeli wymagają tego położenie budynków i lokalne warunki topograficzne. Wymóg stosowania nasad nie dotyczy palenisk i komór spalania z mechanicznym pobudzaniem odpływu spalin.

Wskazówki, kiedy nasady stosować, zawarte są też w normie PN-89/B-10425 Przewody dymowe, spalinowe i wentylacyjne murowane z cegły. Wymagania techniczne i badania przy odbiorze [4]. W punkcie 3.3.2.3 stanowi ona, że „Przewody wentylacyjne należy prowadzić od wlotu do wylotu komina. W kominach powinny być wykonane boczne otwory wylotowe.

Dopuszcza się wykonywanie górnych otworów wylotowych, pod warunkiem stosowania nasad blaszanych nad wylotem”. Natomiast w punkcie 3.3.13 zapisano, że „Wyloty przewodów należy wyprowadzać ponad dach na wysokość zabezpieczającą przed zadmuchiwaniem. (…) W rejonie występowania silnych wiatrów, np. halnych, należy instalować na wylotach przewodów nasady kominowe. Na pozostałych terenach zaleca się instalowanie nasad kominowych przy usytuowaniu komina obok elementów budynku stanowiącego przeszkodę (zasłonę)”.

Rodzaje nasad

Ze względu na budowę nasad możemy je podzielić na: stałe, obrotowe, hybrydowe i mechaniczne. Z uwagi na przeznaczenie: na nasady do kominów wentylacyjnych, spalinowych i dymowych.

Nasady stałe nie zmieniają swojego położenia w stosunku do wiejącego wiatru. Moją one różne kształty, np. kształt litery H, są też wywietrzaki cylindryczne i gwiaździste oraz pierścieniowe. Nasady stałe, niezależnie od swojej konstrukcji, wykorzystują zjawisko powstawania podciśnienia na stronie zawietrznej przesłony owiewanej przez wiatr. Ich zaletą jest prosta konstrukcja, a wadą to, że przy zmieniającym się kierunku wiatru zmieniają się parametry ich pracy.

Nasady samonastawne ustawiają się osłoniętą stroną w kierunku wiatru i tym samym osłaniają wylot przewodu kominowego, co powoduje powstawanie po stronie zawietrznej podciśnienia proporcjonalnego do prędkości wiejącego wiatru. Nasady obrotowe wykorzystują energię wiatru najlepiej, gdyż wiejący wiatr powoduje obrót głowicy nasady, która dzięki odpowiednio ukształtowanym łopatkom wytwarza podciśnienie w kanale dolotowym niezależnie od kierunku wiatru. Jej łopatki wyciągają powietrze z kanału, wywołując ciąg kominowy i stabilizując go.

Nasady obrotowe bywają również wyposażane w silnik elektryczny o bardzo małym poborze mocy. Nazywane są wtedy nasadami hybrydowymi. Przeznaczone są do montowania na kanałach wentylacyjnych grawitacyjnych. Nasady te wytwarzają ciąg i stabilizują go niezależnie od kierunki i siły wiatru, a nawet gdy go całkowicie brak, czego nie potrafią nasady stałe i obrotowe. Gdy wiatr jest silny, silnik ogranicza obroty nasady, a gdy wiatr jest za słaby do wytworzenia oczekiwanego ciągu, sterownik uruchamia silnik elektryczny i łopatki nasady, jak w przypadku nasady obrotowej, wytwarzają optymalny ciąg kominowy. Silnik przestaje pracować, gdy siła wiatru jest w stanie sama zapewnić obroty nasady do wytworzenia optymalnego ciągu kominowego.

Firmy oferują także nasady mechaniczne, tzw. generatory ciągu kominowego do wylotów kominów wentylacyjnych, a zwłaszcza do spalinowych i dymowych, które są wykonane z blachy kwasoodpornej i mogą pracować w temperaturze do 400°C. Montuje się je na wylocie komina spalinowego lub dymowego w celu zwiększenia i stabilizacji ciągu kominowego, niezależnie od wysokości, przekroju poprzecznego komina, wiatru czy innych czynników zewnętrznych. W efekcie uzyskuje się bardzo stabilną pracę kotłów i mniejsze zużycie paliwa.

Generator ciągu wykorzystuje zjawisko powstawania podciśnienia w głównym przewodzie kominowym poprzez wytworzenie strumienia powietrza w przewodzie pobocznym. Strumień ten wytwarzany jest przez wentylator znajdujący się poza przewodem kominowym. W przewodzie nie ma zwężenia średnicy ani żadnych przeszkód, a umiejscowienie wentylatora poza przewodem kominowym zapewnia urządzeniu odporność na wysokie temperatury spalin. Nasada wyposażona jest w regulator prędkości obrotowej. Do utrzymywania stałego podciśnienia w kanale kominowym oferowane są także systemy kontroli ciągu kominowego, w których skład – oprócz generatora ciągu – wchodzą regulator ciągu z czujnikiem podciśnienia (pracujący też jako ogranicznik ciągu), termopara i moduł logiczny. Takie zestawy są kompatybilne z systemami inteligentnego budynku.

Dobór nasad

Materiał nasady powinien być dobrany do rodzaju komina. Często zdarza się, że do kominów spalinowych i dymowych błędnie dobierane są nasady wykonane z blachy ocynkowanej. Kwaśne spaliny powodują szybką korozję takich nasad, tak że mogą się one pochylać lub nawet zapadać do wnętrza komina, co wręcz blokuje ciąg kominowy. Nasada powinna być też dobrana do funkcji komina, szczególną uwagę należy zwracać na niestosowanie nasad, które z uwagi na swoją budowę nie są przeznaczone do kominów dymowych, np. nie należy stosować niektórych nasad stałych, a zwłaszcza nasad obrotowych do przewodów dymowych i spalinowych – dla nich zalecane są nasady samonastawne.

Przy doborze nasad należy unikać zastosowania zbyt małej średnicy dolotowej nasady – mniejszej niż średnica komina – gdyż powoduje to tłumienie przepływu powietrza lub spalin i zakłócenia ciągu kominowego. Kształt nasady powinien być dobrany do kształtu wylotu komina – zmiana kształtu przewodu z kwadratowego na okrągły, bez przejścia redukcyjnego, również powoduje zakłócenia ciągu kominowego. Przed wyborem typu nasady należy zapoznać się nie tylko z jej przeznaczeniem, danymi technicznymi, wydajnością, ale także z zaleceniami producenta, wynikami testów i badań.

Montaż i eksploatacja

Nie należy montować nasady na niezaizolowanej długiej rurze metalowej. Spowoduje to wychłodzenie powietrza lub spalin i powstanie zimnej warstwy gazów, a tym samym zamiast poprawić ciąg kominowy nastąpi jego zakłócenie i wykraplanie się pary wodnej w kominie. Nie należy montować wspólnej nasady nad kominem z wylotami przewodów wentylacyjnych i spalinowych, a także dymowych. Nasady i kominy wymagają czyszczenia, dlatego muszą być zapewnione nie tylko dojścia do kominów, ale montaż nasady powinien umożliwiać również jej czyszczenie.

Częstotliwość czyszczenia kominów dymowych i spalinowych, a nasady na nich zamontowane są ich częścią, określają przepisy. Zgodnie z rozporządzeniem w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków [5] w obiektach, w których odbywa się proces spalania paliwa stałego, ciekłego lub gazowego, usuwa się zanieczyszczenia z przewodów dymowych i spalinowych:

1) od palenisk zakładów zbiorowego żywienia i usług gastronomicznych – co najmniej raz w miesiącu, jeżeli przepisy miejscowe nie stanowią inaczej;

2) od palenisk opalanych paliwem stałym niewymienionych w pkt. 1 – co najmniej cztery razy w roku;

3) od palenisk opalanych paliwem płynnym i gazowym niewymienionych w pkt. 1 – co najmniej dwa razy w roku.

W obiektach, o których mowa w pkt. 1, usuwa się zanieczyszczenia z przewodów wentylacyjnych co najmniej raz w roku, jeżeli większa częstotliwość nie wynika z warunków użytkowych.

Częstą przyczyną zakłóceń lub braku ciągu kominowego, nawet w kominach wyposażonych w nasady, jest brak nawiewu powietrza do budynku i właśnie to powinno być sprawdzone w pierwszej kolejności.

Literatura

1.  Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75, poz. 690 ze zm.). 
2. PN-77/B-02011 Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie wiatrem.
3. PN-83/B-03430 Wentylacja w budynkach mieszkalnych zamieszkania zbiorowego i użyteczności publicznej. Wymagania.
4. PN-89/B-10425 Przewody dymowe, spalinowe i wentylacyjne murowane z cegły. Wymagania techniczne i badania przy odbiorze.
5. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 21 kwietnia 2006 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynku, innych obiektów budowlanych i terenów (DzU nr 80, poz. 563).
6. Materiały firm Darco, Spiroflex, Uniwersal oraz Stowarzyszenia „Polska Wentylacja”