Remonty systemów przygotowania ciepłej wody użytkowej w budownictwie mieszkaniowym Produkcja ciepłej wody użytkowej na potrzeby użytkowe jest niemałym problemem w starych budynkach mieszkalnych, zwłaszcza tych, w których przez szereg lat stosowano atmosferyczne gazowe przepływowe podgrzewacze wody zwane tradycyjnie termami. Problem ten nasilił się w czasie, gdy budynki masowo poddano termomodernizacji, wymieniając w nich drzwi i okna na ich szczelne odpowiedniki i tworząc w ten sposób z mieszkań pomieszczenia hermetyczne. W takich warunkach jedynie poprawnie działająca wentylacja jest w stanie zapewnić właściwe funkcjonowanie atmosferycznych urządzeń grzewczych, wpływając na zdrowie i komfort mieszkańców. Niestety w starych budynkach poprawnie działająca wentylacja to rzadkość. Stare budynki mieszkalne niejednokrotnie przechodziły zmiany zarówno w obrębie funkcji pomieszczeń, jak i typów urządzeń grzewczych, a nawet rodzajów czynników grzewczych. W trakcie przeprowadzanych remontów z reguły dość swobodnie traktowano potrzeby wentylacji tak wywiewnej jak i nawiewnej, gdyż dawniej jej funkcję uzupełniały nieszczelności stolarki okiennej i drzwi. W wielu obiektach zmodernizowano system zaopatrywania mieszkania w ciepło. Miejsce pokojowych pieców opalanych węglem zajęło centralne ogrzewanie. Natomiast sposób grzania wody na cele bytowe pozostał bardzo często niezmieniony i mieszkańcy do tej pory korzystają z przepływowych term gazowych. Źródła niebezpieczeństwa Zgodnie z badaniami przeprowadzonymi przez Agencję Badań Rynkowych Opinia na zlecenie firmy Junkers prawie co piąte urządzenie grzewcze używane w polskim domu ma przynajmniej 10 lat, a prawie co trzecie 5-lat, a tylko co drugie jest nowsze. Można więc stwierdzić, że przynajmniej 30% urządzeń jest eksploatowanych w warunkach dużego ryzyka awarii. Częstym skutkiem awarii urządzenia grzewczego jest niezupełne spalanie i przedostawanie się spalin do pomieszczenia mieszkalnego, co przy niesprawnej wentylacji może prowadzić do poważnych konsekwencji. Według Czarnego raportu Stowarzyszenia Kominy Polskie ponad 70% zatruć w Polsce spowodowana jest niewłaściwie działającym urządzeniem grzewczym i brakiem odpowiedniej wentylacji. Bardzo często sami nie zadajemy sobie sprawy z zagrażającego nam niebezpieczeństwa. Poniżej przedstawiamy jeszcze kilka wniosków z cytowanych powyżej badań: Wśród badanych osób przeszło połowa (58 proc.) użytkuje termy, 36 proc. posiada kocioł
dwufunkcyjny, a 6 proc. jest użytkownikami kotła jednofunkcyjnego Termy częściej montowane są w blokach, kamienicach, natomiast piece jednofunkcyjne oraz dwufunkcyjne częściej montowane są w domach Blisko 1/4 użytkowników urządzeń grzewczych nie zdaje sobie sprawy z potrzeby ich corocznego przeglądu, 30 proc. badanych nie przeprowadziło kontroli kotła lub termy w ciągu ostatniego roku, a 13 proc. przyznaje, że nie zrobiło tego nigdy Bezpieczeństwo jest motywem wykonywania corocznej konserwacji tylko dla 10 proc. respondentów" Niepokojący wydaje się fakt, że większość (72 proc.) użytkowników urządzeń grzewczych starszych niż rok, którzy nie przeprowadzili przeglądu w ostatnim roku, nie widzi potrzeby częstszego wykonywania takich kontroli Z punktu widzenia bezpieczeństwa użytkowników nie bez znaczenia jest również miejsce zabudowy i użytkowania urządzenia grzewczego. Z raportu wynika, że urządzenia grzewcze są montowane w różnych miejscach domów lub mieszkań, co wynika z realizowanej przez nie funkcji. Termy najczęściej montowane są w łazienkach tak deklaruje 74 proc. respondentów, rzadziej w kuchni (16 proc.). Kotły jednofunkcyjne najczęściej znajdują się w kuchni (28 proc.), rzadziej natomiast umieszcza się je w kotłowni (24 proc.), piwnicy (20 proc.) czy w łazience (12 proc.). Miejscem instalowania kotłów dwufunkcyjnych jest przede wszystkim: łazienka (32 proc.), nieco rzadziej kotłownia (28 proc.), piwnica (18 proc.) lub kuchnia (14 proc.). Tak więc z badań rynku wypływa wniosek, iż ¾ przepływowych podgrzewaczy jest umiejscowionych w łazienkach. Tam najczęściej zdarza duża liczba zatruć, czego powodem jest zatykanie kratek wentylacyjnych oraz otworów wentylacyjnych w drzwiach (zwykle z uwagi na utratę komfortu cieplnego w trakcie kąpieli). Z kolei w przypadku gdy pogrzewacz wody umieszczony jest w kuchni, gdzie z reguły jest umieszczona również kuchnia gazowa używana do przygotowywania posiłków i również często okap lub pochłaniacz kuchenny zapotrzebowanie na powietrze wentylacyjne wzrasta ponad 2-krotnie. W starym budownictwie poza zapewnieniem właściwej ilości powietrza jest jeszcze jeden problem: stan techniczny kominów spalinowych. W praktyce mamy do czynienia także z wieloma rozwiązaniami konstrukcjami kominów. Od kominów wieloprzekrojowych budynków przedwojennych, przez kominy wspólne kominy zbiorcze z przykanalikami i kominy prefabrykowane wykonywane w różnych technologiach stosowane do lat 90 ubiegłego wieku. Obecnie zgodnie przepisami budowlanymi (Rozporządzenie dotyczące warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie Dz. U. Nr 75, poz. 690, z 2003 r. Nr 33, poz. 270 oraz z 2004 r. Nr 109, poz. 1156): 140. 1. Przewody (kanały) kominowe w budynku: wentylacyjne, spalinowe i dymowe, prowadzone w ścianach budynku, w obudowach, trwale połączonych z konstrukcją lub stanowiące konstrukcje samodzielne, powinny mieć wymiary przekroju, sposób prowadzenia i wysokość, stwarzające potrzebny ciąg, zapewniający wymaganą przepustowość, oraz spełniające wymagania określone w Polskich Normach dotyczących wymagań technicznych dla przewodów kominowych oraz projektowania kominów. 2. Przewody kominowe powinny być szczelne i spełniać warunki określone w 266. 3. Najmniejszy wymiar przekroju lub średnica murowanych przewodów kominowych spalinowych o ciągu naturalnym i przewodów dymowych powinna wynosić co najmniej 0,14 m, a przy zastosowaniu
stalowych wkładów kominowych ich najmniejszy wymiar lub średnica - co najmniej 0,12 m. 4. Wewnętrzna powierzchnia przewodów odprowadzających spaliny mokre powinna być odporna na ich destrukcyjne oddziaływanie. 5. Przewody kominowe do wentylacji grawitacyjnej powinny mieć powierzchnię przekroju co najmniej 0,016 m2 oraz najmniejszy wymiar przekroju co najmniej 0,1 m, a także: 141. Zabrania się stosowania: 1) grawitacyjnych zbiorczych przewodów spalinowych i dymowych, z zastrzeżeniem 174 ust. 3, 2) zbiorczych przewodów wentylacji grawitacyjnej, 3) indywidualnych wentylatorów wyciągowych w pomieszczeniach, w których znajdują się wloty do przewodów spalinowych, 146. 1. Wyloty przewodów kominowych powinny być dostępne do czyszczenia i okresowej kontroli, z uwzględnieniem przepisów 308. 2. Przewody spalinowe i dymowe powinny być wyposażone, odpowiednio, w otwory wycierowe lub rewizyjne, zamykane szczelnymi drzwiczkami, a w przypadku występowania spalin mokrych - także w układ odprowadzania skroplin, 266. 1. Przewody spalinowe i dymowe powinny być wykonane z materiałów niepalnych. 2. Przewody lub obudowa przewodów spalinowych i dymowych powinny spełniać wymagania określone w Polskiej Normie dotyczącej badań ogniowych małych kominów. Co więc robić, gdy ze względów bezpieczeństwa w budynku wielokondygnacyjnym należy wymienić urządzenie grzewcze, a jednocześnie występuje problem z kominem czy właściwą wentylacją. Poniżej, w formie tabeli, przedstawiono możliwości oraz najważniejsze wymagania stosowania różnych rozwiązań. Kocioł, komin, wentylacja. Wzorcowe konfiguracje LP 1 2 Rodzaj urządzenia grzewczego Atmosferyczny typu B Zbiorcza kotłownia lub kotłownia zewnętrzna Komin Wentylacja Uwagi Sprawny drożny Osobny komin (zewnętrzny lub wewnętrzny) Sprawna na potrzeby: a) bytowe - ok. 20m3/h/osobę, b) spalania - ok. 30 m3/h. Przekrój po min. 200 cm2. Wywiewna i nawiewna. W kotłowni na potrzeby spalania kotła w mieszkaniu na potrzeby bytowe. Kubatura pomieszczenia min. 8 m3. - Instalacja CWU dla każdego odbiorcy, - zbiorcza instalacja CWU + wymienniki dla każdego odbiorcy.
3 Elektryczny Nie wymaga 4 Z zamkniętą komorą spalania Typ C Zbiorczy dla kilku kotłów lub indywidualne dla każdego kotła osobno (układ SPS lub WSPS) Wyłącznie na potrzeby bytowe. - Układ powietrzno spalinowy-wentylacja tylko na cele bytowe, - układ rozdzielny - pełna wentylacja wywiewno -nawiewna - Jednofazowe (ograniczona wydajność), - trzyfazowe (niekiedy brak zasilania 3-faz w pomieszczeniu), - pojemnościowe (ograniczona pojemność). Minimalna kubatura pomieszczenia 6,5 m3 kwalifikowanego jako nie przeznaczonego na stały pobyt ludzi (nie dłużej niż 4h). Wymiana podgrzewacza na nowy atmosferyczny (typ B ) wiązać się będzie z udrożnieniem, wyczyszczeniem, ewentualnie wyremontowaniem przewodu kominowego (np. zainstalowaniem wkładu kominowego ) oraz sprawdzeniem poprawności wentylacji wywiewnej i nawiewnej w pomieszczeniu zabudowy termy. Urządzenia grzewcze typu B dla prawidłowego funkcjonowania i zachowania zasad bezpieczeństwa muszą być użytkowane z zachowaniem poprawnego zbilansowania powietrza nawiewanego i wywiewanego. Ilości powietrza nawiewanego do pomieszczeń w których zainstalowane jest urządzenie grzewcze musi być sumą zapotrzebowania powietrza spalania dla wszystkich zainstalowanych urządzeń (terma, kocioł, kuchnia gazowa) oraz powietrza na potrzeby bytowe liczonego na każdego mieszkańca. Można rozpatrzyć możliwość zaopatrzenia w centralną wodę użytkową czy to z systemu miejskiego (osiedlowego) czy budowę osobnej kotłowni na potrzeby konkretnego budynku. W większości przypadków poza zbudowaniem w osobnym pomieszczeniu (piwnicy kocioł atmosferyczny lub na poddaszu kocioł z zamkniętą komorą spalania) wymagana będzie budowa komina. Przebudowy wymagać będzie także system rozprowadzenia ciepłej wody czy to w postaci pionów CWU czy też w postaci indywidualnych wymienników dla każdego mieszkania osobno. Należy rozpatrzyć możliwość zastosowania elektrycznych podgrzewaczy wody. Optymalne byłoby zastosowanie 3-fazowych elektrycznych ogrzewaczy przepływowych, mogących zastąpić gazowe termy lecz ograniczeniem może być instalacja elektryczna, która prawdopodobnie wymagać będzie modernizacji na potrzeby wymaganych mocy. W przypadku gdy modernizacja kominów lub wentylacji jest trudna czy wręcz nie możliwa, a zastosowanie innych wymienionych wyżej rozwiązań zbyt kosztowne należy rozpatrzyć możliwość bezpośredniego zastąpienia atmosferycznych urządzeń grzewczych atmosferycznych (typ B) kotłami czy termami z zamkniętą komorą spalania (Typ C ). Poniżej szerzej pragniemy przedstawić te urządzenia. Urządzenia grzewcze z zamkniętą komorą spalania Istotą urządzeń grzewczych z zamkniętą komorą spalania najprościej mówiąc jest wyodrębnienie i zamknięcie palnika w specjalnej szczelne obudowie wyposażonej w króciec powietrzny i spalinowy. W większości przypadków układ dostarczania powietrza spalania i odprowadzania spalin jest wspomagany wentylatorem. W ten sposób uzyskujemy niezależny układ, który nie pobiera powietrza niezbędnego do spalania z pomieszczenia lecz jest zasilany w powietrze osobnymi przewodami połączonymi ze specjalnym kanałem wentylacyjnym lub dwu płaszczowymi przewodami powietrzno-spalinowymi. Tak więc kocioł może pracować niezależnie od wydolności wentylacji
pomieszczenia co nie znaczy jednak, że w pomieszczeniu nie wentylowanym. Zastosowanie wentylatorów (dość często o zmiennej wydajności) w układzie powietrze-spaliny pozwoliło na dokładniejsze zbilansowanie ilości pobieranego powietrza do spalania (niż w urządzeniach atmosferycznych), a co za tym idzie i sporządzania optymalnej mieszanki powietrzno-spalinowej. Wentylator wytwarzający nadciśnienie w przewodzie spalinowym pozwala na mechaniczne usuwanie spalin z komory spalania praktycznie uniezależniając się od ciągu kominowego. W termach atmosferycznych właściwy ciąg kominowy zapewniał komin o średnicy ok. Ø 120mm. Dzięki wywołaniu nadciśnienia oraz zmniejszenia ilości spalin w przewodzie spalinowym mogły ulec zmniejszeniu przekroje, których średnice w przypadku term z zamkniętą komorą spalania wynoszą Ø 60 lub Ø80 mm. To znakomicie upraszcza sprawę w przypadku remontu istniejących kominów ceramicznych. Małe przekroje przewodów spalinowych (Ø60 lub Ø 80 mm) mieszczą się praktycznie w każdym dotychczas eksploatowanym kanale spalinowym obsługującym urządzenia atmosferyczne nawet w przypadkach, gdy są one częściowo zawężone lub krzywe. Istnieje wiele wersji możliwych podłączeń przewodów spalinowych i powietrznych opracowanych specjalnie dla urządzeń z zamkniętą komorą spalania. Możemy zastosować układy rozdzielne (osobne przewody spalinowe i powietrzne) tzw. systemy SPS lub współosiowe WSPS. W przypadkach układów rozdzielnych powietrze może być czerpane zarówno z osobnych kanałów powietrznych (np. nieczynnego przewodu wentylacyjnego), z jednego wspólnego kanału wewnątrz którego jest umieszczony przewód spalinowy, jak i bezpośrednio zza ściany budynku (wariat najmniej korzystny z uwagi na wychładzanie komory spalania). Współosiowe przewody powietrzno-spalinowe WSPS najlepiej jeżeli wyprowadzone są ponad dach. Dla określonej mocy mogą być również wyprowadzone za ścianę budynku. W budownictwie wielorodzinnym nie stosuje się tego ostatniego rozwiązania z uwagi na przepisy wymagające zachowania określonych odległości końcówki wylotu spalin od sąsiadujących okien (co w budynku wielorodzinnym jest praktycznie niewykonalne) oraz ograniczenia mocy urządzeń grzewczych do max. 5 kw. Zgodnie z Prawem Budowlanym urządzenia z zamkniętą komorą spalania można także podłączyć do zbiorczego kanału spalinowego, tworząc układy wielopodłączeniowe. Taka konstrukcja jest szczególnie korzystna w przypadku domów 4-5-cio kondygnacyjnych. Według badań przeprowadzonych przez Instytut Nafty i Gazu oraz AGH w Krakowie (prowadzonych w ramach grantu nr R04 021 01) do podłączenia 5 podgrzewaczy wody z zamkniętą komorą spalania (na 5 osobnych kondygnacjach) do jednego zbiorczego przewodu spalinowego wystarczająca jest średnica wynosząca jedynie Ø120mm. Zważywszy, że tradycyjne murowane kanały spalinowe posiadają przekrój 14x27 cm, wkład w postaci zbiorczego kanału spalinowego o średnicy Ø120 mm powinien być zainstalowany w nim bez problemu. W tym wypadku na potrzeby dostarczenia powietrza spalania można wykorzystać sąsiadujący wyczyszczony nieczynny kanał spalinowy. Przy projektowaniu instalacji pamiętać należy o odprowadzeniu skroplin przed kotłem. Skropliny mogą pojawić się zarówno w przewodach spalinowych (kondensat), jak i na zewnętrznej powierzchni przewodów powietrznych (roszenie). Kondensat można odprowadzić za pomocą specjalnych kształtek z odkraplaczem, natomiast przewód powietrzny (szczególnie w przypadku SPS) należałoby zaizolować. Przewody łączące urządzenie grzewcze ze zbiorczym kanałem winny być montowane ze spadkiem 5-7 od kotła (kondensat nie może się do niego przedostawać) i posiadać maksymalną długość 2 mb. Z uwagi na różnorodność stosowanych rozwiązań konstrukcyjnych urządzeń oraz parametrów pracy zainstalowanych w nich wentylatorów nie stosuje się jednego wzorca do obliczania wydolności systemów powietrzno- spalinowych.
Każdy z producentów urządzenia grzewczego z zamkniętą komorą spalania winien podać w instrukcji montażu sposób obliczania maksymalnych długości przewodów powietrznych i spalinowych uwzględniający spadki oporu przepływu na poszczególnych elementach zastosowanych w instalacji. Z reguły w instrukcjach podawane są wartości punktowe dla każdego z zastosowanych elementów oraz określana jest sumaryczna maksymalna liczba punktów której przekroczyć nie wolno. Przy projektowaniu systemu powietrzno- spalinowego należy pamiętać o wentylacji. Przepisy budowlane stanowią że: 170. 3. Urządzenia gazowe z zamkniętą komorą spalania, przez co rozumie się urządzenia typu C, mogą być instalowane w pomieszczeniach mieszkalnych, niezależnie od rodzaju występującej w nich wentylacji, pod warunkiem zastosowania koncentrycznych przewodów powietrzno-spalinowych (Rozporządzenie dot. warunków technicznych). Tak więc jedynie w przypadku zastosowania do podłączania systemów współosiowych WSPS można zrezygnować z pełnej wentylacji pomieszczenia. Pomieszczenie, w którym zainstalowane zostało urządzenie grzewcze podłączone przewodami WSPS winno natomiast posiadać głównie ze względu na bezpieczeństwo - wentylację odpowiadającą potrzebom bytowym (jeżeli jest przeznaczone na pobyt ludzi). W przypadku zastosowania układów rozdzielnych SPS tj. osobne przewody powietrzne i spalinowe pomieszczenie winno posiadać wentylację jak dla kotłów atmosferycznych (wywiewnonawiewną). W tym przypadku praca układu wentylacji wywiewno-nawiewnej ma za zadanie zapewnić wymianę powietrza wynikającą z bezpieczeństwa eksploatowania urządzeń gazowych, nie występuje natomiast potrzeba zapewnienia zaopatrzenia w powietrze spalania (jak w urządzeniach atmosferycznych). Chodzi tu głównie o bezpieczeństwo w przypadku ewentualnego rozstrzelnienia się przewodów spalinowych, które pracują w nadciśnieniu więc ich nieszczelność spowodowałaby duże zagrożenie. Ze względu na bezpieczeństwo pożarowe przewody SPS oraz WSPS muszą być wykonane z materiałów niepalnych ( 266 cytowanego Rozporządzenia). Przepływowe podgrzewacze wody z zamkniętą komorą spalania są oferowane w Polsce praktycznie przez większość znaczących producentów urządzeń grzewczych. Urządzenia te nie są jeszcze zbytnio w kraju rozpowszechnione, natomiast są znacznie bezpieczniejsze od atmosferycznych. Obecne małe zainteresowanie na ryku nie wywołało zbytniej konkurencji wśród ich producentów. Cena termy z zamkniętą komorą spalania jest wyższa średnio o 50-80% od ceny podgrzewaczy atmosferycznych. Podsumowanie W budownictwie mieszkaniowym, w tym także w budynkach wielokondygnacyjnych problem wymiany urządzeń grzewczych przygotowujących ciepłą wodę użytkową można rozwiązać na kilka sposobów. Jednym z prostszych rozwiązań jest wymiana podgrzewacza atmosferycznego na termę z zamkniętą komorą spalania. To rozwiązanie jest szczególnie wygodne, gdy nie można zapewnić właściwej wentylacji w pomieszczeniu pracy podgrzewacza lub gdy niesprawny komin wymagałby znacznych przeróbek. Małe średnice przewodów spalinowych, uniezależnienie się od powietrza spalania oraz możliwości podłączenia kliku urządzeń do jednego kanału spalinowego to główne zalety podgrzewaczy wody z zamkniętą komorą spalania. Nie bagatelną zaletą urządzeń grzewczych z zamkniętą komorą spalania jest również ich wysoka sprawność (nawet do 96 %), co daje dodatkowe korzyści ekonomiczne i ekologiczne. Naszym zdaniem dla poprawy bezpieczeństwa oraz komfortu warto upowszechnić ten typ urządzeń grzewczych.
Literatura: Ustawa Prawo Budowlane z dnia 7 lipca 1994 r. Rozporządzenie dotyczące warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690, z 2003 r. Nr 33, poz. 270 oraz z 2004 r. Nr 109, poz. 1156) Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21.12.2005 w sprawie zasadniczych wymagań dla urządzeń spalających paliwa gazowe (Dz. U. 263/2005 poz 2201) G.Czerski, Z. Gebhardt - opracowanie AGH i INIG (Grant PBR nr R04 021 01) Informacja prasowa Junkers Grupa Bosch (luty 2009 kptt2-02.09) Warunki Techniczne Wykonania i Odbioru - Wyd. Arkady 1990 KONTAKT Stowarzyszenie Kominy Polskie E-mail: biuro@kominypolskie.com.pl WWW: www.kominypolskie.com.pl Tel.: 032 328 54 01, 501 531 948