Problematiky odtahů spalin plynových spotřebičů na Aquathermu 2014

Praktická řešení pro eliminaci otrav při provozu plynových spotřebičů kategorie „B“

Ing. Jiří Buchta, CSc. – České sdružení pro technická zařízení

Přestože není v ČR vedena přesná statistika otrav ze spalin plynových spotřebičů, lze tento počet odhadovat na téměř 300 případů otrav ročně.

Hlavní příčinou otrav je vysoká koncentrace oxidu uhelnatého – CO ve spalinách provozovaného spotřebiče, řádově v tisících ppm. Zde však vyvstává otázka:

Proč je ve spalinách spotřebiče tak vysoká koncentrace CO, čím je způsobena?

Na tuto otázku je celkem snadná odpověď, kterou potvrzují prováděná šetření zejména smrtelných otrav. Vysoký obsah CO je zapříčiněn nedokonalým spalováním ke kterému dochází v důsledku zaneseného výměníku spotřebiče, kdy se spalovacím vzduchem jsou z prostoru instalace strhovány organické látky (prachové částice z praní a sušení prádla, chlupy domácích zvířat apod.), které se při průchodu výměníkem tzv. napečou na lamely a tak postupně způsobí velmi omezenou průchodnost spalin tímto výměníkem. Spaliny, které v důsledku toho nemohou projít výměníkem se hromadí pod výměníkem v prostoru, kde brání přívodu sekundárního vzduchu pro spalování a řádově pak v několika sekundách způsobí nedokonalé spalování s prudkým nárůstem koncentrace CO ve spalinách, jak lze znázornit na následujícím schématu.

START KOTLE
Přívod sekundárního vzduchu pro spalování umožněn v počátku spalování
Čas – 0 sec
Spaliny – 0 ppm

POČÁTEK PROVOZU KOTLE
Produkce spalin, která nemůže projít výměníkem vytlačuje přívod sekundárního vzduchu
Čas – 2 sec
Spaliny – 150 ppm

PROVOZ KOTLE PO CCA 5 SEC
Přívod sek. vzduchu omezen v důsledku neprůchodnosti výměníku
Čas – 5 sec --- Spaliny – 2 800 ppm
Čas – 12 sec --- Spaliny – 12 000 ppm

Obr. 1 – Schematické znázornění funkce odvodu spalin ve vazbě na přívod vzduchu

A tak vyvstává další otázka.

Proč došlo k otravě právě dnes, proč ne včera, před týdnem, před měsícem…?

Tady už odpověď není tak jednoduchá neboť zde vystupuje obrovské množství vlivů, které mohou vzájemně spolupůsobit a vytvořit podmínky pro další průběh s fatálními následky. A tak tedy další otázka:

Jaké okolnosti ovlivňují provoz spotřebiče, který může náhle způsobit otravu spalinami?

Z předchozích otázek je zřejmé, že spotřebič v důsledku svého dlouhodobého provozu zpravidla bez řádně prováděného servisu obsahuje ve spalinách vysokou koncentraci jedovatého CO, která doposud nezpůsobila otravu jen proto, že celý objem spalin byl odveden komínem do volného venkovního prostoru.

Je však zřejmé, že náhle došlo k situaci, kdy spaliny pronikly do prostoru instalace, kde způsobily otravu. Zde si dovolím na základě šetření více než stovky případů smrtelných otrav uvést přehled vlivů, které svým působením mohou takovou otravu prakticky okamžitě způsobit:

1. Spuštění digestoře nejen v souvislosti s provozem plynového sporáku, ale i v případech kouření v prostoru
2. Vliv zařízení vytvářejících podtlak v prostoru instalace spotřebiče a tím přetahování spalin z komína (ventilátory, větracími zařízeními, spotřebiči s ventilátorem, centrálním vysavačem, tahem komína jiných spotřebičů, jinými zařízeními)
3. Provozem spotřebičů na pevná paliva (krby, krbová kamna apod.)
4. Větrací otvory chybně vyústěné do prostoru, který vytváří podtlak (schodiště, šachty apod.)
5. Stěhování nábytku z bytu, kdy při otevřených dveřích do schodiště a současném provozu plynového průtokového ohřívače došlo k otravě.
6. Při návštěvě poštovní doručovatelky byla vedena konverzace majitelky bytu při otevřených dveřích cca podle sdělení majitelky bytu v délce 6 až 8 minut, v bytě se současně koupala dcera majitelky bytu a došlo k otravě opět vlivem přetahování spalin z komína, kde byl připojen plynový průtokový ohřívač vody
7. Návštěva v bytě – kuřák chodila kouřit na společnou chodbu objektu, při pootevřených dveřích opět došlo k přetahování spalin z komína do schodiště a následné otravě
8. Vliv prudkého otevření dveří, které po několik sekund způsobí zastavení tahu komína a průniku spalin do prostoru. V případě osoby v těsné blízkosti spotřebiče, kdy dojde k vdechnutí koncentrace CO nad 12 800 ppm (hodnota koncentrace, kdy dochází po vdechnutí k bezvědomí).

Na základě těchto vlivů je zřejmé, že zásadním požadavkem musí být zajištění tzv. tlakově dynamické rovnováhy systému „místnost-spotřebič“, případně „přerušovač tahu-komín“, a tím vytvoření podmínek pro zabránění vracení spalin do prostoru instalace spotřebiče podle schématu na obr. 2. Pro realizaci tohoto požadavku je zásadní zajištění tzv. CESTY VZDUCHU podle obrázku 3.

Obr. 2 – Schematické znázornění funkce odvodu spalin ve vazbě na přívod vzduchu

Obr. 3 – Cesta přívodu vzduchu

Rozhodující je tedy zajištění tzv. CELÉ cesty vzduchu, tj. nejen přívod z venkovního prostoru, ale i propojení otvory k zajištění jeho přívodu až do místa instalace spotřebiče. Zde uvedu jen zlomek dokumentovaných záběrů z posledních šetřených případů otrav, které dokumentují, že při absenci otvorů pro přívod vzduchu pracuje spotřebič se vzduchem pouze z akumulace prostoru a dochází tak ve velmi krátké době k postupnému zastavení průtoku spalin v komíně a následně vlivem další produkce spalin provozem spotřebiče k průniku v celém objemu do prostoru instalace, kdy další průběh už je závislý jen na hodnotě koncentrace CO ve spalinách.

Obr. 4 – Ukázka stavu dveří z hlediska přívodu vzduchu u případů smrtelných otrav z posledního období

Přehled opatření pro eliminaci otrav spalinami

1. Ověření tzv. „Cesty vzduchu“ až ke spotřebiči
2. Ověření tahu komína
3. Ověření koncentrace CO ve spalinách a stanovení termínu servisu spotřebiče podle schématu
   
   
   
   Obr. 5 – Termín servisu spotřebičů
   V případě koncentrace CO_neředěné vyšší než 1000 ppm se stanoví návrh na okamžité odstavení spotřebiče z provozu
4. Ověření teploty spalin, která jednoznačně prokazuje:
   
   1. dokonalost spalování
   2. zda nedochází vlivem provozu zařízení vytvářejících podtlak k poklesu teploty až na hodnotu nasávaného vzduchu komínem z venkovního prostoru, viz následující příklad smrtelné otravy vlivem provozu digestoře nad sporákem
   
   Obr. 6 – Digestoř, která zavinila smrt

   
   Obr. 7 – Výsledky měření – vliv digestoře

   
   
5. Ověření vlivu zařízení vytvářejících podtlak, tzv. 4 Pa test, v následujícím schématu jsou znázorněny možné vlivy
   
   
   
   

   Vliv otevírání a zavírání dveří – 1, 7, 8, 9
   Vliv ventilátoru 1. stupeň rychlosti – 3
   Vliv ventilátoru 2. stupeň rychlosti – 2, 4, 5, 6

   Obr. 8 – Výsledky měření ΔP = 4 Pa
6. 
   Obr. 9 – Schéma měření tahu a spalin
   Provádění měření, kdy je měřena hodnota tahu komína, teplota spalin a koncentrace CO v jednom časovém okamžiku, tj. buď pomocí dvou měřicích otvorů se samostatnou sondou tahu, nebo přístrojem umožňující pomocí jedné měřicí sondy měření uvedených veličin v jednom časovém okamžiku
    
7. 
   Obr. 10 – Ověření funkce přívodu vzduchu
   Ověření funkce větracích otvorů pomocí zařízení a media s hustotou na úrovni vzduchu a s teplotou okolí, tak aby bylo jednoznačně prokázáno proudění vzduchu v prostoru
    
   Obr. 11 – Volný průřez – 2 × 300 cm²
   Příklad nevhodných mřížek s tzv. síťkou proti hmyzu, která při dlouhodobém provozu vytvoří tzv. „deku“ a činí mřížku naprosto neprůchodnou
    
8. 
   Obr. 12 – Detailní pohled na vyjmuté znečištěné trysky z difuzoru
   Provádění servisu spotřebičů podle požadavku výrobce
    
   
   Obr. 13 – Schéma průtoku spalin v kotli při různých provozních stavech
   Legenda:
   1 – Pojistka proti zpětnému toku spalin,
   2 – Kouřové hrdlo spotřebiče,
   3 – Výměník kotle,
   4 – Plynový hořák kotle
   1. Plynový kotel s průchodným výměníkem a plně funkčním odvodem spalin.
   2. Plynový kotel se znečištěným výměníkem, špatně průchodným pro spaliny; spaliny obtékají výměník ze spodní části, hromadění spalin u ústí hořáku způsobuje nedokonalé spalování s tvorbou velkého množství CO ve spalinách. Spaliny odcházejí prostorem mezi výměníkem a krytem kotle do okolí a tím dochází k selhání pojistky proti zpětnému toku spalin.
   3. Plynový kotel s průchodným výměníkem, ale poruchou v odvodu spalin (neprůchodný kouřovod, komín apod.). Dochází k vracení spalin do prostoru se spotřebičem okolo čidla pojistky proti zpětnému toku spalin, která zabezpečí odstavení kotle z provozu do 120 sekund (požadavek podle ČSN EN 297 čl. 3.5.8.3).

Co je revize spalinové cesty a jaký je její smysl?

Ing. Miroslav Burišin – České sdružení pro technická zařízení

Revize spalinové cesty je pojem, který byl zaveden do ČSN 73 4201 Komíny a kouřovody – Navrhování, provádění a připojování spotřebičů paliv. Je to ryze specifický termín zavedený do české technické legislativy v oblasti odvodů spalin.

Revize podle ČSN 73 4201 odpovídá svou obsahovou náplní a rozsahem přejímce komína po dokončení jeho montáže podle ČSN EN 15287-2 Komíny – Navrhování, provádění a přejímka komínů – Část 2: Komíny pro uzavřené spotřebiče paliv.

Při revizi se musí po dokončení fyzických kontrol ověřit provozuschopnost spalinové cesty. Podle ČSN 73 4201 se to provádí např. zkouškou komínového tahu kouřem podle ČSN EN 15287-1:

Z obou norem je více než zřejmé, že revize neboli přejímka se týká pouze komína.

Nabízí se tedy otázka, proč se hovoří o revizi spalinové cesty, když se jedná o revizi komína? Nepochopení autorů ČSN 73 4201, co je účelem „revize“, se promítá do dalšího paradoxního (a účelového) ustanovení, podle něhož se revize spalinové cesty provádí v následujících případech:

Červeně jsou zvýrazněny případy, kdy je provádění revize nesmyslné. V těchto případech by mělo stačit porovnání výsledků výpočtu komína s technickými parametry komína.

Jedná se v podstatě o následující obdobu:

Po instalaci elektrické instalace se provede výchozí revize, při níž se ověří fyzickými kontrolami a zkouškami její parametry a bezpečnost. Poté je možno zahájit provoz.
Na elektrické instalaci (obdoba komína nebo spalinové cesty) je řada zásuvek (obdoba sopouchů), do nichž se připojují elektrické spotřebiče (do sopouchů spotřebiče pevných, kapalných a plynných paliv). Jsem přesvědčen, že ještě nikoho nenapadlo, aby si před připojením nové rychlovarné konvice pozval revizního technika elektro, aby mu udělal novou revizi elektrické instalace. Stačí mu pouze posoudit, zda je jeho instalace k připojení nové konvice vhodná. Pokud má na zásuvkovém obvodu 6A jistič, může připojit konvici o max. příkonu 6 A ‧ 230 V = 1 380 W. Neumím si představit, že by někoho vůbec napadlo tuto revizi požadovat v normativním nebo právním předpisu.

O tom, že při výměně spotřebiče postačuje porovnání výsledků výpočtu komína s technickými parametry komína, svědčí i poznámka k bodu c) v článku 11.2.1 ČSN 73 4201, podle níž není nutno revizi dělat při výměně spotřebiče stejného výrobce a stejného typového označení neboli spotřebiče se stejnými parametry důležitými pro odtah spalin, tj. u přirozeného tahu teplota spalin, objem spalin a poměr maximálního a minimálního výkonu. Jinými slovy, v těchto případech není nutno kontrolovat stav kouřovodu a komínového průduchu. Proč by tedy bylo nutno stav kouřovodu a komínového průduchu kontrolovat v případě, kdy jsou parametry nově připojovaného spotřebiče jiné? Odpověď neurážející prostý selský rozum na tuto otázku neexistuje.

Co se týká plynových spotřebičů, TPG 704 01 „Odběrná plynová zařízení a spotřebiče na plynná paliva v budovách“ smysl revize spalinové cesty jako přejímky komína chápe, a proto uvádí následující:

„Subjekt provádějící uvedení spotřebiče do provozu (nového, vyměněného, po opravě, nebo servisu) musí provést kontrolu odvodu spalin a přívodu vzduchu a ověřit, zda nový nebo vyměněný spotřebič odpovídá štítkovým hodnotám komína nebo hodnotám v revizní zprávě spalinové cesty.
Vhodnost spalinové cesty se posuzuje porovnáním výsledku výpočtu a/nebo posouzením splnění podmínek výrobce spotřebiče s technickými parametry spalinové cesty uvedenými na štítku nebo v dokumentaci spalinové cesty“.

Výše uvedené je možno shrnout následovně:

1. Revize spalinové cesty je z hlediska obsahové náplně fyzických kontrol a zkoušek provozuschopnosti přejímkou komína.
2. Vyžadování revize spalinové cesty při změně druhu paliva připojeného spotřebiče paliv a před výměnou nebo novou instalací spotřebiče paliv nemá technické opodstatnění, neboť výměnou spotřebiče se nemění parametry revidované spalinové cesty neboli komína.

Teorie a praxe při prvním a opakovaném připojení plynových spotřebičů na spalinovou cestu

Ing. Waltr SODOMKA, technický garant Kominictví MESSY s.r.o.
revizní technik spalinových cest

Úvod

Je třeba definovat základní pojmy. K tomu lze použít ČSN 73 4201 ve znění ČSN EN 1443.

• „spalinová cesta“ je definována jako „dutina určená k odvodu spalin do volného prostředí“.
• „spotřebič“ je definován jako „zařízení produkující spaliny, které musí být odváděny spalinovou cestou“.

Z výše uvedených definic vyplývá, že pojem „SPALINOVÁ CESTA“ je obecně platný pro VŠECHNY typy provedení, nezávisle na připojeném spotřebiči.

Certifikace – přehled legislativy

Problematiku certifikace spalinových cest řeší:

NAŘÍZENÍ EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY 305/2011 – úč. 24. 4. 2011/1. 7. 2013 - stanoví harmonizované podmínky pro uvádění stavebních výrobků na trh (ruší směrnici Rady 89/106/EHS)

V tomto NEP je obsaženo sdělení, že veškeré materiály tvořící spalinovou cestu musí být certifikovány. Certifikace komínů a kouřovodů se obecně provádí dle příslušných harmonizovaných EN pro daný typ.

Provedenou certifikaci dokládá výrobce vydáním PROHLÁŠENÍ O VLASTNOSTECH a připojením označení CE – tím za výrobek přebírá odpovědnost

SMĚRNICE EVROPSKÉHO PARLAMENTU A RADY 2009/142/ES – 30. 9. 2009 – spotřebiče plynných paliv (ruší původní 90/396 EHS)

Pro odkouření plynových kotlů může být certifikace odkouření provedena v rámci certifikace výrobku – plynového kotle dle 2009/142/ES. Odkouření se v tomto případě považuje za nedílnou součást výrobku.

Za těchto podmínek je ale možné považovat odkouření za součást kotle i v rámci montáže kotle a pravidelných kontrol dle 201/2012 Sb. I v tomto případě je však nutná revize spalinové cesty.

Provedení spalinové cesty jako takové a revizi by, v těchto případech, měla finálně upravit novelizace ČSN 73 4201.

Obecně lze shrnout, že bez prohlášení o vlastnostech nelze uvést systémový komín/kouřovod na trh.

Výjimkou mohou být komíny/kouřovody INDIVIDUÁLNÍ (dle kap. II, čl. 5 NEP 305/2011). U individuálních komínů/kouřovodů nemusí být vydáno prohlášení o vlastnostech. Musí však být doložena prohlášení na jednotlivé komponenty. Veškerou odpovědnost přebírá v tomto případě ZHOTOVITEL. Ten rovněž vydává komínový štítek jako podklad pro revizi.

Revize – přehled legislativy

Revize spalinových cesty má následující legislativní rámec:

ZÁKON – 183/2006 Sb. – stavební zákon

§ 119
Stavebník zajistí, aby byly před započetím užívání stavby provedeny a vyhodnoceny zkoušky a měření předepsané zvláštními právními předpisy.

VYHLÁŠKA – 268/2009 Sb. – o technických požadavcích na stavby

§ 24 Komíny a kouřovody
(1) Bezpečnost spalinové cesty instalovaného spotřebiče musí být potvrzena revizní zprávou obsahující údaje o výsledku její kontroly vymezené normovými hodnotami.
(3) Materiály komínů, kouřovodů, komínových vložek a jejich izolací musí odpovídat normovým hodnotám. Komíny musí být opatřeny identifikačními štítky odpovídajícími normovým hodnotám.

NAŘÍZENÍ VLÁDY – 91/2010 Sb. – o podmínkách požární bezpečnosti při provozu komínů, kouřovodů a spotřebičů paliv

§ 5 Revize spalinové cesty
Revize spalinové cesty se provádí

1. před uvedením spalinové cesty do provozu nebo po každé stavební úpravě komína,
2. při změně druhu paliva připojeného spotřebiče paliv,
3. před výměnou nebo novou instalací spotřebiče paliv,
4. po komínovém požáru,
5. při vzniku trhlin ve spalinové cestě, jakož i při vzniku podezření na výskyt trhlin ve spalinové cestě.

NORMY – především ČSN 73 4201:2010 – komíny a kouřovody – navrhování, provádění a připojování spotřebičů paliv

Tato základní neharmonizovaná česká norma předepisuje detailně podmínky provedení spalinové cesty, jakož i obsahově vymezuje revizi.

Součástí podkladů pro revizi musí být zejména:

• stavební povolení
• prohlášení zhotovitele/stavebního dozoru/stavebníka o dodržení montážního postupu
• prohlášení výrobce o vlastnostech výrobku
• komínový štítek nebo podobný doklad o označení dle EN 1443
• měření podtlaku/přetlaku, složení spalin, přívodu vzduchu, diferenčního tlaku atd.

Revizi může provádět pouze oprávněná osoba – revizní technik spalinových cest autorizovaný Hospodářskou komorou s živnostenským oprávněním kominík.

Výsledkem revize je vždy revizní zpráva, kde je uvedeno zejména zda posuzovaná spalinová cesta vyhovuje či nikoliv. Dále případné závady a termíny jejich odstranění.

Pro základní orientaci v technických parametrech jednotlivých spalinových cest je možné používat jejich povinné značení. Na každé komponentě systémového komínu/kouřovodu musí být označení dle EN ČSN 1443, které zajišťuje výrobce a celá spalinová cesta musí být označena štítkem. To zajišťuje výrobce případně zhotovitel nebo revizní technik.

Základní normou pro označení je EN ČSN 1443 s účinností od 1. 10. 2004 – Komíny – všeobecné požadavky. Ta stanovuje všeobecné požadavky na domovní komíny. Má obecný charakter a definuje schéma pro označení komínů,

Označení komína má následující skladbu: např. ČSN EN 1443 – T200 N1 D 1 O0 (příklad pro spotřebiče typu B), nebo T120 P1 W 1 O0 (příklad pro spotřebiče typu C) a obsahuje ve formě symbolů:

• označení normy
• teplotní třída
• tlaková třída
• odolnost proti působení kondenzátů spalin
• třída odolnosti proti korozi
• odolnost při vyhoření sazí a minimální vzdálenost od hořlavých materiálů

Pro označování ocelových nerez komínů dle EN ČSN 1856 – komíny kovové je použit podobný systém rozšířený o popis materiálu.

Označení komína má pak následující skladbu: např. ČSN EN 1856-1 – T200 N1 D V2 L50040 O0 / T120 P1 W V2 L50040 O0, kde je navíc uvedena:

• třída odolnosti proti korozi, která obsahuje symbol Vm, V1, V2 nebo V3 a označení oceli

Plynové spotřebiče – nejčastější chyby

Při připojování plynových spotřebičů se v praxi lze setkat nejčastěji s následujícími chybami:

• nedostatečná náběhová výška (svislá výška kouřovodu) nad přerušovačem tahu – typ B
• nedostatečná výška nad hřebenem nebo rovinou střechy
• nemožnost provedení kontroly/čištění
• špatný nebo žádný přístup, nepřístupné ústí
• nedostatečný/žádný přívod vzduchu + další spotřebiče – typ B
• sestavení kouřovodu „po kouři“ nebo s protispádem
• vyústění v ochranném pásmu oken

Především pak:

• připojení nového spotřebiče na starý komín!!!

Z výše uvedeného lze shrnout, že je obecně třeba nepodceňovat problematiku komínů a zároveň se soustředit na výběr evropsky prověřeného a certifikovaného systému, který bude pro daný spotřebič komplexně nejvýhodnější.