tisk ]Legislativní podmínky pro rozvoj individuálního vytápění
Legislativní podmínky pro rozvoj individuálního vytápění
Normy a předpisy pro návrh, realizaci a provoz systémů individuálního vytápěníIng. Vladimír Jirout
Slovní spojení "Individuální vytápění" je samo o sobě velice široký pojem. Může v sobě zahrnovat třeba i dálkovou dodávku tepla s předávacími stanicemi pro jednotlivé rodinné domky či byty. Může zahrnovat i elektrovytápění topidly v jednotlivých místnostech či akumulační kamna. Pro naše účely je nutné si danou problematiku úžeji vymezit. Prvé omezení jsme provedli již změnou v názvu, kde jsme nahradili slovo topení slovem vytápění. Nemusíme se totiž zabývat různými sporáky, grily, pecemi a pod.,ale můžeme se soustředit na zdroje tepla a navazující systémy.
Za zdroj tepla budeme považovat pouze zařízení spalující tuhá, kapalná nebo plynná paliva včetně jeho odvodu spalin, které slouží k vytápění místnosti či místností, prostoru, bytu, atelieru nebo rodinného domku či zemědělské usedlosti.
Všechny zdroje tepla pro individuální vytápění mají zpravidla výkon menší než 31 KW a zcela výjimečně výkon do 50 kW. Z tohoto důvodu se na ně nevztahuje ani " Zákon o hospodaření teplem "č.406/2001 Sb. ani doprovodné vyhlášky 150 až 152/2001 Sb. V současnosti nepodléhají ani zákonu o ochraně ovzduší, pokud hygienik nepřihlédne k místním podmínkám a nestanoví jinak.
Chtěl bych upozornit i na Vyhlášku 111/81 Sb. o čištění komínů ve znění pozdějších úprav. Rajonoví kominíci sice byly zrušeni, ale povinnost periodických revizí komínů a jejich čistění dále trvá. Za její dodržování nyní odpovídá majitel objektu, který je povin- nen v daných termínech objednat odbornou firmu k zajištění předepsaných úkonů.
Pokud budeme hledat v ČSN uplatní se zejména třídy nebo třídící znaky 06 xxxx, 07 xxxx, 38 64xx a 73 42xx. Z technických pravidel si pak vybereme mezi TPG, vydávanými GaS,s.r.o. nebo mezi TP, vydávanými Společenstvem kominíků České republiky.
V dalším uvedeme přehled alespoň těch nejdůležitějších norem a předpisů:
ČSN 06 0210 Výpočet tepelných ztrát budov při ústředním vytápění
ČSN 06 0220 Ústřední vytápění. Dynamické stavy.
Obě tyto normy slouží jako podklad pro stanovení velikosti zdroje a návrh případné otopné soustavy.
ČSN 06 0310 Ústřední vytápění. Projektování a montáž.
ČSN 06 0830 Zabezpečovací zařízení pro ústřední vytápění a ohřev teplé užitkové vody.
ČSN 06 1000 Lokální spotřebiče pevných, kapalných a plynných paliv.
ČSN 06 1008 Požární bezpečnost tepelných zařízení.
Stanovuje m.j. ochranné vzdálenosti zdrojů tepla, jejich příslušenství, kouřovodů
komínů od hořlavých konstrukcí.
ČSN 06 12xx celá tato skupina se týká lokálních spotřebičů na tuhá paliva. Z ní bych chtěl upozornit na ČSN 06 1218 "Krby na dříví".
ČSN 07 0240 Teplovodní a nízkotlaké parní kotle. Základní ustanovení.
ČSN 07 0245 Teplovodní a nízkotlaké parní kotle. Teplovodní kotle 5O kW. Technické požadavky. Zkoušení.
ČSN 07 0246 Teplovodní a nízkotlaké parní kotle. Průtočné kotle na plynná paliva. Technické požadavky. Zkoušení.
ČSN 07 53xx řada norem týkajíce se kotlů pro ústřední vytápění především z hlediska jejich výroby.
ČSN EN 1775 Zásobování plynem. Plynovody v budovách. Nejvyšší provozní tlak do 5 bar. Provozní požadavky. tř.znak 38 6441
ČSN EN 1443 Komínové konstrukce. Všeobecné požadavky. tř.znak 73 4200
ČSN 73 4201 Navrhování komínů a kouřovodů.
ČSN 73 4210 Provádění komínů a kouřovodů a připojování spotřebičů paliv
TPG G 704 01 Domovní plynovody. Odběrná plynová zařízení a spotřebiče na plynná paliva v budovách.
Stanovuje požadavky na velikost a větrání prostor, v nichž jsou spotřebiče instalovány.
TPG G 800 00 Domovní plynovody. Systém rozdělení spotřebičů na plynná paliva.
TPG G 941 01 Přetlakové komíny a kouřovody pro připojení plynových spotřebičů.
TP 010 Komíny odolné proti vlhkosti. Požadavky, zkušební metody a určování.
TP 011 Společné komíny pro odvod spalin od uzavřených plynových spotřebičů v provedení C.
Individuální vytápění je v zásadě podmíněno komíny (komínovými průduchy).Je samozřejmě také v některých případech možný odvod spalin přes fasádu. Já osobně preferuji odvod spalin komínem nad střechu před vyvedením výfuků přes fasádu i u turbokotlů, i když u rodinných domků nejsou tak přísná hygienická omezení jako u více podlažních obytných budov. Nejde totiž jen o spaliny, které obtěžují okolí, ale i rezavé fleky na fasádě od kondenzujících par a následné poškození mokré omítky jejím vymrzáním.
Historicky vzhledem k převážně lokálnímu vytápění byl přiřazen ke každé obytné místnosti jeden komín. Komíny se stavěly zásadně jednovrstvé. Byly totiž provozovány ve stálém teplotním režimu a za sucha. Teploty spalin obvykle neklesaly pod 200°C.
Ve druhé polovině minulého století nastaly převratné změny. Pro přípravu jídel se v převážné míře začal používat plyn a elektřina. Vytápí se plynem, kapalnými palivy, elektřinou. Při použití tuhých paliv se stále více rozšiřuje spalování zplyňováním. Krby a krbové vložky nyní slouží k dekoraci, společenským účelům a vytváření pohody. Kromě toho se výrazně omezuje lokální vytápění a ve většině domků je instalováno bytové nebo ústřední vytápění.
Dovolte mi odbočit. Před několika léty při návrhu plně elektrifikovaného domu došlo k extrému (který však nebyl výjimkou). Zákazníka se mi nepodařilo přemluvit, aby v rodinném domku postavil alespoň jeden komín. Přitom výhody plynoucí z možnosti alternativního vytápění, částečného "přitopení" v přechodném období nebo prostě v době náhlého zhoršení počasí, spálení části domácích odpadů, jsou zcela zřejmé.
Např. i v roce 1997 po povodních, které postihly naší republiku se ukázalo, že následné škody byly výrazně menší u domů, které měly alespoň jeden komín a bylo je možno pomocí vytápění vysušovat.
V posledním desítiletí dochází k výraznému zdražování cen paliv a energií. Snaha spořit energii při zachování komfortu pohody prostředí vede k narůstání četnosti regulačních zásahů do procesu vytápění, ba dokonce i několikanásobnému odstavování (vypínání) zdroje tepla během jedné hodiny.
Za účelem snížení komínové ztráty se postupně se zavádí nízkoteplotní či kondenzační kotle. V prvé řadě má snižování teploty spalin za následek snižování přirozeného tahu komínů. Ve druhé řadě snížení teploty spalin a přechodové stavy při častém vypínání a opětovném startu zdrojů tepla vedou ke zvýšené tvorbě kondenzátů vodní páry a zředěných kyselin v komínovém průduchu a k tepelným šokům v komínové konstrukci.
To zcela jednoznačně vede k vícevrstvým komínům, zpravidla ve složení :
- komínový průduch
- tepelná izolace
- nosná konstrukce
Komínový průduch musí odolávat nejen rychlým změnám teploty, ale musí mít i dobrou tepelnou vodivost, aby se změnám teploty spalin co nejrychleji přizpůsobil. Kromě toho musí odolávat kyselému agresivnímu kondenzátu a spolehlivě jej odvádět do kanalizace. Z materiálového hlediska tomu nejlépe vyhovuje nerezová ocel třídy 17 348 resp. 17 349 a specielní tenkostěnná keramika.
Chtěl bych také upozornit, že pro zdroje tepla spalující dřevo, dřevní odpady, jinou biohmotu či uhlí zplyňováním je nutné navrhovat komín vícesložkový, obdobné konstrukce jako při spalování ušlechtilých paliv. Pozn. :při stechyometrickém spalování (ideální chemická rovnice) vznikne např. spálením 1 Nm3 zemního plynu 1,67 litru H2O. V praxi při provozu nízkoteplotních a kondenzátních kotlů tzn. odvést asi 1 litr vody za hodinu na 8 kW instalovaného výkonu. Zbytek odejde komínem ve formě vodní páry.
Všechny komíny (nejen od nízkoteplotních a kondenzačních kotlů) musí být vybaveny kondenzátní jímkou, přetlakové komíny navíc ještě syfonkem nebo řízeným odpouštěním kondenzátu.
Tepelná izolace má dvě základní funkce. Odděluje tepelně komínový průduch od ostatních konstrukcí, aby se mohl co nejrychleji ohřát na teplotu blízkou teplotě spalin a působí též jako tepelná izolace z hlediska požární ochrany. Požární předpisy v ČR a ani EN nejsou zatím jednoznačné a připouští celou řadu výkladů k povrchové teplotě komínové konstrukce. Nejčastěji se uvádí teplota povrchová teplota 52°C (k té bych se osobně přikláněl i já), ale uvádí se i povrchová teplota 80°C nebo 52°C nad návrhovou teplotou okolí a další jiné.
V dalším se v zásadě budeme zabývat odvody spalin od spotřebičů (i kotlů) s
- otevřeným ohništěm
- s topeništěm nebo spalovací komorou
Typickým představitelem prvé skupiny jsou krby , druhé stáložárná kamna nebo kotle.
Dimenze komínů by se měly v každém případě počítat. Pro komíny výše uvedené ve skupině b) jednoznačně platí postup výpočtu podle ČSN 73 4201 a ČSN 73 4210. Je také k dispozici řada více či méně zdařilých programů. Jiné je to s komíny skupiny a) od otevřených ohnišť. České normy se návrhy komínů od otevřených ohnišť nezabývají. V publikacích o krbech bývají uváděny různé empirické vzorce, ale ty mají zpravidla dosti úzce omezenou platnost, vztahují se pouze na určitý typ (geometrii) krbu a pro zcela konkrétní teritorium.
Problematické je totiž jak přesné určení přebytku vzduchu tak i teploty spalin na vstupu do sběrače spalin. Pro případ přirozeného tahu doporučuji provádět výpočty komínů podle vydání DIN 4705 92, kde se rozlišuje, z kolika stran je ohniště otevřeno. Pokud je mi známo, zavedení metodiky výpočtu těchto komínů do ČSN ani EN se v dohledné době neuvažuje.
Při nuceném odtahu spalin je zpravidla odsávací ventilátor součástí zařízení a za jeho parametry určuje výrobce zařízení. Výpočtově se pak jedná o proudění ve vzduchotechnickém potrubí skupiny III.
U krbů bych chtěl ještě zůstat v souvislosti se svislými kouřovody. Jedná se o velice aktuální otázku. Přitom ČSN se svislými kouřovody zabývají pouze pro případ plynových spotřebičů, použití svislých kouřovodů při spalování ostatních paliv neznají.
Dle mého názoru je při svislém kouřovodu u otevřených ohnišť pouze jediné nebezpečí, a to rozházení ohniště v případě, že do něj padne odloupnutá část nečistot nebo omítky z průduchu. Toto nebezpečí připadá ale v úvahu pouze u francouzského typu krbu, který má svislý kouřovod bez oddělení přímo nad ohništěm. Pozor! Platí i pro některé krby vyrobené v Kanadě a USA. Naše krby a řada krbů z evropských zemí má tzv. valacha. Ten zvyšuje jednak sálavý účinek krbu do vytápěného prostoru a jednak vytváří labyrint mezi ohništěm a komínovým průduchem. Zamezí tedy m.j. padání nečistot z průduchu do komína. Prostor nad valachem bývá obvykle čistitelný dvířky. Některé krby skandinávských zemí mají sice svislý kouřovod přímo nad ohništěm, ale pod jeho zaústěním do spalovací komory mají zavěšenu odnímatelnou desku ( misku ), která plní funkci valacha.
Podle popsaných skutečností se osobně nebráním vystavit revizi kouřové cesty i na svislé kouřovody od vnitřních krbů, grilů ap., pokud jsou vybaveny valachem nebo zavěšenou deskou a prostor nad nimi je čistitelný.
Vrátíme se nyní ke skupině spotřebičů b). Formální rozlišení spotřebičů na otevřené a uzavřené nemá totiž na výpočet komínového průduchu žádný vliv. Kategorie otevřený či uzavřený spotřebič říká pouze to, zda je spalovací vzduch nasáván z vytápěného prostoru nebo z venkovního prostředí. De facto není tedy definován spotřebič, ale způsob jeho použití. Z hlediska návrhu spalinové cesty je daleko zajímavější zda na spalinovém hrdle spotřebiče, kotle, či pece je podtlak nebo přetlak. Chci zdůraznit, že přetlakový hořák či kotel s přetlakovou spalovací komorou neznamenají automaticky komín pracující v přetlaku a stejně tak neznamená automaticky kotel s atmosférickým hořákem, komín pracující v podtlaku. Zatímco první část předchozí věty bývá splněna zcela běžně - kotel s přetlakovým hořákem má na kouřovém hrdle přetlak plus mínus nula - druhá část této věty není běžná. Tedy příklad : běžný atmosférický kotel Viadrus může být za přerušovačem tahu dovybaven dodatkovým ventilátorem na podporu tahu.
Stávající ČSN 73 4201 "Navrhování komínů a kouřovodů" a ČSN 73 4210 "Provádění komínů a kouřovodů a připojování spotřebičů paliv" se původně v zásadě přetlakovými odvody spalin vůbec nezabývaly. Uvažovaly pouze komínový tah.
Pro výpočet dimenzí přetlakových průduchů lze aplikovat jimi uváděné vzorce, ale je nutno je rozšířit o zbytkový dispoziční tlak ventilátoru hořáku.
Na provádění vzduchovodů k uzavřeným spotřebičům není dosud žádný noremní předpis, kromě toho, že se uvádí, že mají být těsné.
U všech komínů, pokud pracují s přirozeným tahem by jejich minimální účinná výška měla být alespoň 4 m.
Do výpočtu komínů je nutné vždy zahrnout potřebný tah na nasávání spalovacího vzduchu.
ČSN EN 1775 a TPG 704 01 platí sice pouze při použití plynových spotřebičů pro stanovení objemu místnosti a velikosti spár oken a dveří, ale doporučuji je aplikovat i na jiné druhy paliv při řešení přívodu větracího a spalovacího vzduchu.
Minimálního komínového průduchu pro plynové spotřebiče je 100 mm, pro spotřebiče na kapalná paliva 110 mm a pro spotřebiče na tuhá paliva 120 mm. V té souvislosti je nutno dbát na štíhlostní poměr zejména u malých O. Jestliže je jeho hodnota překročena dochází v komínovém průduchu k pulzacím a nestabilnímu proudění i když výpočet vychází jinak příznivě.
Bývá uváděn jako HUKRIT >= 180 DE,kde HUKRIT je kritická účinná výška, DE je ekvivalentní hydraulický průměr
Pro kruhové komínové průduchy je DE= d , pro ostatní je DE= 4·O / S
kde O je smáčený obvod a S je průtočný průřez.
Jako příklad uvádím, že při Ø průduchu 100 mm je HUKRIT = 18 m, což může být při vícepodlažních objektech hodnota běžná, ale při průduchu o Ø 400 mm je již HUKRIT = 72 m, a tato kombinace se již takřka nevyskytuje.
Spotřebiče s atmosférickými hořáky bez umělého tahu a spotřebiče na tuhá paliva, pokud mají spalinové hrdlo tak, že kouřovod pokračuje svisle, by měli mít svislou část kouřovodu přímo nad spalinovým hrdlem minimálně 0,5 m dlouhou.
Pozor! Není to měřeno do osy sopouchu, ale na počátek ohybu nebo k dolní hraně vodorovné sběrnice v případě použití T-kusu místo ohybu.
Velice často zákazníci diskutují na téma "výška komínu nad střechou".
U sedlových nebo strmých střech je pro komíny s přirozeným tahem předepsán přesah 65 cm nad hřebenem střechy nebo nad větrným úhlem (-10° od vodorovné roviny proložené hřebenem) - do budoucna se má podle EN snížit tato míra na 60 cm.
U pultových nebo rovných střech se zatím rozlišuje podle paliva, jeden, jeden a půl resp. dva metry převýšení nad střechou či do vzdálenosti 2 m nad atikou nebo nástavbou, což nemá logiku.
V nových úpravách ČSN ( pravděpodobně platných od 1.4.2002 ) má být tato míra ujednocena buď na 1 nebo 1,2 m. Pro výfuky od turbokotlů nebo komíny, jež mají v ústí za všech provozních stavů prokazatelně přetlak, postačuje převýšení nad střechou, atikou nebo nástavbou do vzdálenosti 2 m min. převýšení 40 cm měřeno v kolmém směru od střechy.
Zůstává ještě další problém, který dosavadní předpisy neřešily. Jak navrhovat komíny u nízkých domků, které jsou v bezprostřední blízkosti vysokých budov, aleje stromů či lesa nebo těsně pod hřebenem dlouhého táhlého svahu a nebo, když nelze komín z jakýchkoliv důvodů vyvést nad překážku podle výše uvedených požadavků. Za vzor do budoucna byly převzaty švýcarské zkušenosti. V takových případech musí být na ústí komína přetlak, pokud jej nechceme vytáhnout až nad překážku. Zatím se vedou diskuse, zda postačí 15 nebo 25 Pa. Převýšení nad střechou by potom bylo obdobné jako u ostatních přetlakových systémů. Předpis má vstoupit v platnost ve stejném termínu jako předchozí, t.j. k 1.4.2002.
Promiňte mi, že se opakuji, ale chci zdůraznit, že předimenzovaný komín je stejné zlo jako komín poddimenzovaný. Tentokrát však nechci mluvit o chybách. Někdy vyplyne ze situace, že při konkrétním technickém řešení musíme komín alespoň pro některé provozní stavy předimenzovat. V této souvislosti bych se ještě chtěl zmínit o nasazení regulátorů (omezovačů) tahu.
Jedná se o zařízení, které s výhodou zjednodušuje a někdy i vůbec umožňuje provoz kotlů v případech velkého rozdílů mezi minimálním a maximálním výkonem zařízení, nebo když se za provozu vyskytují příliš velké rozdíly mezi minimálním a maximálním tahem komína. Kouřovod má být v takových případech co nejkratší. Regulátor tahu je nejlépe umístit do kouřovodu. Pokud to není možné a musí být umístěn na komínovém průduchu, má být co nejblíže sopouchu. Regulátor tahu pracuje zpravidla tak, že je závažíčkem nastaven maximální dovolený tah komína. Pokud je tah komína nižší, nic se neděje a regulátor zůstává zavřen. Pokud tah komína stoupne nad maximální dovolený, regulátor se začíná otevírat a přisávat "falešný vzduch" do kouřové cesty. Kouřovou cestou protéká zvýšený objem, narůstá její průtočný odpor a zbytkový tah komína se snižuje. Při skokovém snížení výkonu kotle se díky regulátoru tahu také komín provětrává a vysušuje.
Při spalování tuhých paliv zplyňováním (zejména dřevní hmoty) doporučuji regulátor tahu jako standardní vybavení spalovacího zařízení.
Závěrem bych se ještě zmínil o uzavřených spotřebičích typu C, tzv. turbokotlech. TP O11 umožňují na společný komín připojit až 10 těchto spotřebičů z až 10 podlaží. Při tom se teoreticky povoluje připojit čtyři spotřebiče z jednoho podlaží, ale prakticky proveditelné je připojení pouze dvou. Z hlediska individuálního vytápění je nanejvýš žádoucí, aby v dohledné době byly zpracovány obdobné technické předpisy i pro vybrané kategorie spotřebičů typu B.