Požární bezpečnost RD

zdroj: svépomocí. cz

k projektům PBŘ stavby:

Dřevostavby a krb

Každý dokončený krb musí mít návod na použití, který se předává odběrateli při předání krbu s předávacím protokolem a záručním listem. Krbová vložka musí být řádně certifikována.

Stěny přiléhající ke krbu musí být nehořlavé. Ve stěně ke které je přistaven krb, nesmí být elektrické vedení, rozvod vody a plynu. Ve stěně ani na jejím povrchu nesmí být hořlavé materiály, nebo materiály, které by teplem uvolňovaly škodliviny. Stejné podmínky platí pro stropní konstrukci nad krbem. Tepelná izolace krbu musí být taková, aby její povrchová teplota v místě krbu nepřekročila +50°C.     

V souladu s ČSN 73 4230 musí být SDK podhled (opláštění krovu) střešní konstrukce nad krbem proveden s požární odolností EI 30 DP1 a to do vzdálenosti 1,5m všemi směry od líce prostupujícího komínového tělesa. Ke kolaudaci musí být doložen doklad o montáži SDK podhledu s požadovanou požární odolností.
Podlaha, před otevíratelnou stranou krbu s krbovou vložkou a uzavíratelným ohništěm, musí být nehořlavá, nebo s nehořlavou úpravou a to do vzdálenosti 800mm před touto stranou a v šířce 400mm do stran.


Krb a digestoř v jednom prostoru

Dle požadavku ČSN 73 4230 nesmí být v místnosti, kde je umístěn krb, zařízení na odsávání vzduchu (digestoř), které by vyvolalo zpětný tah a únik spalin do prostoru s krbem. Klimatizace může být pouze přetlaková.
Ve společném prostoru s krbem a digestoří musí být provedena jedna z následujících možností:
–       digestoř bude provedena jako cirkulační
–       krbová vložka bude mít nezávislý přívod spalovacího vzduchu z venkovního prostředí

Hluk vyzařovaný komíny

zdroj: tzb-info

Článek pojednává o vyzařování hluku z komínů a vzduchotechnických výfuků vzduchu do volného prostoru. Komíny se obvykle rozumí svislé kouřovody určené k odvodu spalin od spalovacích zařízení. Příspěvek se nezabývá pouze tímto případem, ale rozšiřuje se na obecná zakončení svislých potrubních systémů směrem do atmosféry, je tedy řešen i případ odvodu znehodnoceného vzduchu do venkovního prostředí potrubím určité dimenze.

© Fotolia.com

Úvod

V úvodu je vhodné definovat základní veličiny užívané v akustice. Hladina akustického výkonu LW [dB] představuje vlastnost zdroje, tedy akustickou energii, kterou zdroj vyzařuje do svého okolí. Naproti tomu hladina akustického tlaku Lp [dB] určuje stav prostředí v daném místě a její nedílnou součástí je informace, v jaké vzdálenosti od zdroje zvuku byla stanovena.

Problematiku vyzařování hluku z konce potrubního systému do volného prostoru je možné rozdělit na dílčí úlohy:

  • zdrojem hluku je spalovací proces v kotli, nebo hluk ventilátoru vyzařovaný do výtlačného potrubí,
  • zdrojem hluku je turbulentní proudění vzduchu v potrubí, generující aerodynamický hluk uvnitř vzduchovodu,
  • aerodynamický hluk vyzařovaný do volného prostoru v důsledku turbulentního proudění vytékajícího vzduchu nebo spalin,
  • hluk vyzařovaný z povrchu potrubí nebo kouřovodu.

Z uvedeného je zřejmé, že v praxi mohou nastat různé kombinace z pohledu rozhodujících příčin nadměrně vyzařovaného hluku do venkovního prostoru.

Hluk vyzařovaný zdrojem do potrubního systému

Nejprve je třeba určit výkonnost zdroje hluku, který vyzařuje akustický signál do zvukovodu, jenž je představován potrubím, nebo v případě kotelen kouřovodem. U vzduchotechnických systémů se obvykle jedná o generování kmitočtově spojitého akustického signálu z výtlačného hrdla ventilátoru. O jeho akustickém výkonu v závislosti na dopravním tlaku a dopravovaném objemu vzdušiny byla publikována řada informací [9]. Výrobci ventilátorů v současnosti podávají vyčerpávající informace o generovaném hluku do sacího nebo výtlačného potrubí.

Podstatně méně relevantních informací lze získat o generaci hluku ze spalovacích zařízení, jako jsou např. kotle pro vytápění. Užitečné informace nalezne čtenář v lit. [6] a [10].

Hluk vyzařovaný turbulentním prouděním v potrubí

Obr. 1 Schéma generace hluku z komínu. Fig. 1 Chimney noise emission scheme

Obr. 1 Schéma generace hluku z komínu
Fig. 1 Chimney noise emission scheme

Shora uvedené informace o vyzařování hluku do potrubí (kouřovodů) by měly být vždy uváděny v závislosti na kmitočtu. V dnešní době není problém pracovat s údaji v třetinooktávových kmitočtových pásmech. Pro řešení úloh spojených se snižováním hluku bude stačit i výpočet v oktávových pásmech.

S přihlédnutím k řadě vedlejších efektů při šíření hluku potrubím (viz dále) je možné problematiku hluku v komplexu shrnout do schematického nákresu na obr. 1.

Ze schématu je patrné, že akustický výkon přicházející od zdroje hluku do potrubí se dělí na řadu vedlejších částí, resp. je do potrubí vyzařován dodatečný signál v důsledku turbulentního proudění vzdušiny (spalin) jednotlivými elementy potrubního systému. Hladina akustického výkonu LWri představuje signál, který je vyzařován pláštěm potrubí a hladina akustického výkonu uvnitř potrubí je pak dána hodnotou LWi.

Je nutné připomenout, že každý element potrubí vykazuje určitý útlum hluku v jednotlivých kmitočtových pásmech a současně je v důsledku turbulentního proudění vzduchu (spalin) i zdrojem dílčího akustického výkonu.

Prvním případem je turbulentní proudění vzduchu (spalin) přímým potrubím. Celkovou hladinu akustického výkonu LW [dB], která se generuje v potrubí, lze u tohoto případu kvantifikovat vztahem

vzorec 1

(1)  

kde je: wrychlost proudění vzduchu (spalin) [m/s], Sprůřez potrubí [m2].  

Obr. 2 Relativní spektrum hluku, které vzniká v přímém potrubí v důsledku turbulentního proudění [9]. Fig. 2 Relative spectrum of noise that occurs in a direct pipeline due to the turbulent flow [9]

Obr. 2 Relativní spektrum hluku, které vzniká v přímém potrubí v důsledku turbulentního proudění [9]
Fig. 2 Relative spectrum of noise that occurs in a direct pipeline due to the turbulent flow [9]

Je zřejmé, že při zvýšení rychlosti proudění na dvojnásobek vzroste celková hladina akustického výkonu o 15 dB.

Kmitočtové složení generovaného hluku lze stanovit na základě znalosti relativního spektra, které je obsahem diagramu na obr. 2.

Hladina akustického výkonu v oktávovém pásmu LWi [dB] se určí ze vztahu

vzorec 2

(2)  

kde je: LWcelková hladina akustického výkonu v potrubí [dB] určená ze vztahu (1), Lrelrelativní hladina akustického výkonu v potrubí závislá na kmitočtu [dB].  

Podobným způsobem je možné popsat vyzařování hluku v jiných částech potrubního systému, jako jsou kolena, oblouky, změny průřezu potrubí apod. V technické literatuře [4], [9], [11], [14] jsou popsány závislosti vyzařování hluku v místě daného elementu. Při použití tlumičů hluku do potrubí se uvádí běžně jejich útlum. Bohužel se často zapomíná, že i samotný tlumič je z aerodynamického hlediska rušivým elementem, což vede pro laika často k nepochopení, že je tlumič zdrojem dodatečného hluku. Ve skutečnosti jde pouze o snížení hodnoty jeho útlumu vlivem proudění vzduchu mezi kulisami tlumiče.

Přirozené útlumy hluku v potrubí

Ze schématu na obr. 1 vyplývá, že dochází v různých místech potrubního systému k útlumu hluku. Např. v místě náhlé změny průřezu potrubí dojde k útlumu hluku odrazem akustické energie nazpět ke zdroji. Při náhlé změně průřezu potrubí z hodnoty S1 na S2 se jedná o útlum D [dB]

vzorec 3

(3)  

Ze vztahu (3) je patrné, že útlum není funkcí kmitočtu.

Obr. 3 Útlum reflexí v místě plynulé změny průřezu potrubí [9]. Fig. 3 Attenuation by reflection at the point of gradual change of pipe diameter [9]

Obr. 3 Útlum reflexí v místě plynulé změny průřezu potrubí [9]
Fig. 3 Attenuation by reflection at the point of gradual change of pipe diameter [9]

Z hlediska aerodynamického je lepším řešením kuželový přechod, který vykazuje menší hydraulické ztráty a přijatelný útlum hluku v oblasti nízkých kmitočtů, jak je dokumentováno na obr. 3, kde ls [m] je délka površky přechodu a λ je vlnová délka signálu, který se šíří potrubím a platí pro ni vztah λf = c. Veličina c [m/s] představuje rychlosti šíření zvuku.

K extrémní změně průřezu potrubí dochází na konci potrubí. Šíření zvuku z potrubního systému do volného prostoru je spojeno s tzv. koncovým odrazem akustické energie nazpět ke zdroji zvuku. Do volného prostoru pronikne pouze část akustické energie. Tento efekt je kmitočtově závislý [9], [14]. Tzv. koncový odraz, resp. koncový útlum Di [dB] je možné vyjádřit vztahem

vzorec 4

(4)  

kde je: dprůměr potrubí [m], fkmitočet [Hz].  

Obr. 4 Útlum hluku koncovým odrazem v závislosti na průměru potrubí d [m]. Fig. 4 Noise attenuation by the end reflection in dependence on pipe diameter d [m]

Obr. 4 Útlum hluku koncovým odrazem v závislosti na průměru potrubí d [m]
Fig. 4 Noise attenuation by the end reflection in dependence on pipe diameter d [m]

Jeho grafické znázornění je uvedeno na diagramu, viz obr. 4.

Do volného prostoru bude vlivem tohoto efektu vyzářena pouze část spektra akustického výkonu, který je generován např. z kotle nebo jiného zdroje připojeného na potrubí.

Pro projektanta je často tato část přirozeného útlumu záchranou při výpočtech šíření hluku směrem do chráněného prostoru, neboť hluk generovaný např. z kotlů, popřípadě i z ventilátorů má svá maxima v oblasti nízkých kmitočtových pásem, kde ostatní přirozené útlumy hluku vykazují minimální hodnoty.

Vyzařování hluku z pláště potrubí

Obr. 5 Schematické znázornění vyzařování hluku z povrchu potrubí. Fig. 5 Schematic illustration of noise emission from the surface of a pipe

Obr. 5 Schematické znázornění vyzařování hluku z povrchu potrubí
Fig. 5 Schematic illustration of noise emission from the surface of a pipe

Při navrhování kotelen v dnešní době je výjimkou použití zděného komínu, který díky své hmotnosti (zdiva) vykazuje velkou neprůzvučnost směrem do venkovního prostoru a není proto nutné se zabývat vyzařováním z povrchu kouřovodu. Moderní kouřovody bývají lehká dvouplášťová potrubí, jejichž vzduchová neprůzvučnost není srovnatelná se zděnými komíny a zejména v nižším kmitočtovém pásmu nevykazují dobrý útlum hluku.

V důsledku toho dochází ke generaci hluku do exteriérů také pláštěm komínu. Je to způsobeno nízkou neprůzvučností a kmitáním povrchu komínu. Schematické znázornění generace hluku z pláště komínu je zobrazeno na obr. 5.

Akustický výkon generovaný z pláště potrubí je možno kvantifikovat rovnicí

vzorec 5

(5)  

kde je: LWihladina akustického výkonu uvnitř potrubí v daném kmitočtovém pásmu [dB], LWrihladina akustického výkonu generovaná do exteriéru v daném kmitočtovém pásmu [dB], Rout,ivzduchová neprůzvučnost potrubí v daném kmitočtovém pásmu [dB], Aivnitřní průřez potrubí [m2], dvnitřní průměr potrubí [m], A0plocha vytčeného úseku potrubí [m2]; A0 = π.d.l, ldélka kouřovodu [m].  

U zaizolovaného potrubí lze ve výpočtu plochy A0 uvažovat střední průměr. Při výpočtech je třeba vhodně volit délku vytčeného úseku l vzhledem k průměru potrubí d. Možno volit například l = 1 m. Nutno poznamenat, že vztah (5) je možné použít v případě, že je splněna podmínka

vzorec

Kontrola tohoto způsobu šíření hluku z potrubí je závažná v důsledku toho, že se jedná o lineární zářič akustické energie. Pro tento typ zářičů je typická vlastnost, že hladina akustického tlaku klesá se vzdáleností pouze o 3 dB při zdvojnásobení vzdálenosti. Řada techniků tuto skutečnost nerespektuje, čímž dochází k velkým chybám při výpočtu ochranných vzdáleností.

Obr. 6 Porovnání neprůzvučnosti kruhového d = 350 mm a obdélníkového potrubí 200 × 400 mm. Fig. 6 Comparison of sound-transmission loss of circular d = 350 mm and rectangular 200 × 400 mm pipes

Obr. 6 Porovnání neprůzvučnosti kruhového d = 350 mm a obdélníkového potrubí 200 × 400 mm
Fig. 6 Comparison of sound-transmission loss of circular d = 350 mm and rectangular 200 × 400 mm pipes

Určení neprůzvučnosti pláště potrubí není jednoduchá záležitost. Je velký rozdíl mezi potrubím kruhového průřezu a potrubím obdélníkového průřezu. Většinou se v dnešní době používají potrubí kruhového průřezu, která vykazují výrazně lepší průběh neprůzvučnosti na kmitočtové ose, jak je možné kontrolovat v diagramech na obr. 6.

Potrubí kruhového průřezu vykazuje velkou vzduchovou neprůzvučnost v nízkých kmitočtových pásmech, což je žádoucí, protože spektrum vyzařovaného hluku uvnitř potrubí má také maxima v této kmitočtové oblasti. Významnou měrou se na hodnotě vzduchové neprůzvučnosti projevuje vliv izolace, kterou je potrubí obaleno. Nevhodně zvolenou izolací se pásmo s nízkým útlumem posouvá k nižším kmitočtům. U potrubí obdélníkového průřezu mají stěny nízkou hodnotu vzduchové neprůzvučnosti v oblasti nízkých kmitočtových pásem, kde se projevuje vliv tuhosti potrubí, což je výraznou nevýhodou. Nevýhodou je také existence koincidenčního kmitočtu, kde vzduchová neprůzvučnost významně klesá.

Hluk vyzařovaný do okolí

Akustický výkon v jednotlivých kmitočtových pásmech šířící se od hlavního zdroje ke konci potrubí je v závěru zmenšen o tzv. koncový odraz. V této kapitole se věnujeme vyzařování hluku přímo do venkovního prostoru. Ve venkovním prostoru v konkrétním kontrolním bodu se určí hluková situace jako výsledek logaritmického součtu dílčích hladin akustického tlaku opět od několika zdrojů hluku. Pomineme-li hluk pozadí, který může být vyvolán hlukem od vnějších zdrojů (např. automobilové dopravy apod.), tak v důsledku provozu spalovacího zařízení nebo VZT, je nutné počítat minimálně se zdroji hluku generovaných:

  • z hrdla komínu,
  • pláštěm komínu,
  • z turbulentního proudu spalin ve volném prostoru.

Hluk vyzařovaný z konce potrubí

Aby bylo možné počítat s šířením hluku od tohoto zdroje, je nutno znát základní údaje, mezi které patří vzdálenost kontrolního bodu r [m], směrový činitel Q [–] a případné dodatečné útlumy D [dB], např. v důsledku ohybu zvuku. Hladina akustického tlaku v kontrolním místě Lpi [dB] se stanoví ze vztahu

vzorec 6

(6)  

kde je: LWhihladina akustického výkonu na konci komínu v příslušném kmitočtovém pásmu [dB], Qsměrový činitel [–], Ddodatečné útlumy v atmosféře [dB].  

Směrový činitel Q

Obr. 7 Směrové vyzařování hluku z otvoru o průměru 2 R – teoretické řešení [9]. Fig. 7 Directional noise radiation from a hole of diameter 2 R – theoretical solution [9]

Obr. 7 Směrové vyzařování hluku z otvoru o průměru 2 R – teoretické řešení [9]
Fig. 7 Directional noise radiation from a hole of diameter 2 R – theoretical solution [9]

Ve venkovním prostoru, do kterého je z hrdla komínu (potrubí) vyzařován akustický výkon o určitém kmitočtovém složení, je možné pozorovat nerovnoměrné směrové vyzařování. Určité informace o směrovém vyzařování zdrojů hluku lze čerpat z teorie o základních teoretických zářičích n-tého řádu (nultého, 1. a 2. řádu).

Pokud bychom modelovali vyzařování z otvoru s kmitajícím pístem, získali bychom kmitočtově závislé směrové charakteristiky, jak ukazuje schéma na obr. 7.

Úhel υ představuje úhel polohy (umístění) mikrofonu při měření. Rozměr zdroje je definován jeho poloměrem R [m] a v [m/s] představuje rychlost kmitání v ústí potrubí, což je hodnota odlišná od výtokové rychlosti.

Z uvedených informací vyplývá velká složitost a požadavek na teoretické zvládnutí problémů generace hluku ze zdrojů podobných potrubních zakončení. Pro praxi se nabízí proto aplikace poznatků, získaných na základě experimentálně zjištěných dat. Je ale třeba respektovat skutečnost, že se jedná o výrazné směrově závislé vyzařování akustické energie. Z uvedených informací je třeba zdůraznit významnou závislost směrového vyzařování na velikosti průměru komínu d [m] a současně na kmitočtu akustického signálu f [Hz], resp. jeho vlnové délce λ [m].

Obr. 8 Směrové vyzařování z konce potrubí do volného prostoru, resp. poloprostoru [9]. Fig. 8 Directional radiation from the pipeline terminated to the free space and half-space [9]

Obr. 8 Směrové vyzařování z konce potrubí do volného prostoru, resp. poloprostoru [9]
Fig. 8 Directional radiation from the pipeline terminated to the free space and half-space [9]

V technické literatuře můžeme nalézt informace o akustických polích, která jsou vyvolána vyzařováním akustické energie do volného prostoru ze zakončení potrubního systému. Jedním příkladem může být diagram na obr. 8. Z tohoto diagramu je patrné, že tvar křivek se pro nižší kmitočty blíží tvaru koule, kdežto pro kmitočty vyšší jde spíše o protáhlý tvar ve směru osy potrubí. Z toho je možné vyvozovat, že signály v oblasti nižších kmitočtů se budou chovat jako zdroj nultého řádu, kdežto signály na vyšších kmitočtech jako zdroj 1. řádu. V praxi jsou do potrubí (kouřovodu) instalovány absorpční tlumiče hluku, které svým kmitočtovým průběhem útlumu dobře pohltí střední a vyšší kmitočty, kdežto nižší kmitočty projdou dále do potrubí. Z toho důvodu jsou pak na konci potrubí významné zejména nižší kmitočty, které – jak již bylo řečeno – je možno kvalifikovat směrovým činitelem Q = 1.

Autoři se většinou nezabývají vlivem proudění vzdušiny do volného prostoru ve vztahu k celkovému vyzařování akustické energie. V případě výtoku vzduchu z potrubí do volného prostoru vyššími rychlostmi jsou známy případy, kdy o celkovém generovaném akustickém výkonu rozhoduje aerodynamický hluk. Příkladem jsou obecně známé informace o rychlostních polích při výtoku vzduchu z otvoru jak při izotermickém, tak i neizotermickém proudění.

Aerodynamický hluk volného proudu

Je zřejmé, že hlavním parametrem vyzařování aerodynamického hluku při výtoku plynu z potrubí do volného prostoru je rychlost proudění vzduchu nebo spalin, resp. Machovo podobnostní číslo určující poměr mezi skutečnou rychlostí proudění vzduchu a rychlostí zvuku, jak vyjadřuje následující vztah

vzorec 7

(7)  

kde je: wrychlost proudění [m/s], arychlost zvuku uvnitř potrubí, závislá na teplotě plynu [m/s].  

Rychlost zvuku označená a představuje hodnotu uvnitř potrubí při dané teplotě vzduchu a odlišuje se od hodnoty rychlosti zvuku okolního prostředí c. Rychlost zvuku je závislá na teplotě, pro teplotu např. t = 20 °C je rychlost zvuku 343 m/s, pro 50 °C je 360 m/s a pro 100 °C je 387 m/s.

Celkový vyzařovaný akustický výkon W [W] zatopeného proudu je závislý na určité mocnině rychlosti proudění

vzorec 8

(8)  

Obr. 9 Závislost generovaného akustického výkonu na Ma čísle. Fig. 9 Dependence of generated acoustic power on the Ma number

Obr. 9 Závislost generovaného akustického výkonu na Ma čísle
Fig. 9 Dependence of generated acoustic power on the Ma number

Exponent n [–] se mění od hodnoty cca 4 pro případ velmi nízkých rychlostí proudění až po hodnotu n = 8 pro případ čísla Ma = 1. Pokud by se jednalo o nadzvukové proudění vzduchu z otevřeného konce potrubí, změnil by se exponent na hodnotu n = 3. Právě tuto závislost na n-té mocnině rychlosti představuje graf na obr. 9, který zobrazuje závislost celkové (jednočíselné) hladiny akustického výkonu na Machově čísle.

To však odpovídá až případu výtoku plynů z tlakových nádob, resp. spalin z leteckých proudových a raketových motorů.

S případem, kdy se rychlost výtoku blíží nebo dosahuje rychlosti zvuku, se může čtenář setkat při výtoku plynů z tlakových potrubních systémů. Ze znalosti termodynamiky je možné určit rychlost výtoku vzduchu v závislosti na tlakovém spádu.

Obr. 10 Rychlostní schéma zatopeného proudu vzduchu [9]. Fig. 10 Speed diagram of submerged air jet [9]

Obr. 10 Rychlostní schéma zatopeného proudu vzduchu [9]
Fig. 10 Speed diagram of submerged air jet [9]

Schematické vyjádření rychlostních poměrů ve volném prostoru v případě izotermního výtoku vzduchu z konce potrubí znázorňuje nákres na obr. 10.

V krajní oblasti, v tzv. jádru proudu, kterou můžeme vyjádřit nerovností délek x ≤ xk, je vyznačen prostor ve tvaru kužele, ve kterém se ještě rychlost rovná původní hodnotě výtokové rychlosti w0 [m/s]. Veličina xk určuje vzdálenost konce jádra proudu. Ve vzdálenějších bodech, v oblasti zcela vyvinutého turbulentního proudu, jsou již rychlosti proudění nižší a rychlostní profily jsou si přitom geometricky podobné.

Obr. 11 Spektrální složení vyzařovaného hluku ze zatopeného proudu [9]. Fig. 11 Spectral composition of noise emitted by submerged jet [9]

Obr. 11 Spektrální složení vyzařovaného hluku ze zatopeného proudu [9]
Fig. 11 Spectral composition of noise emitted by submerged jet [9]

Na rozhraní mezi oblastí klidného vzduchu a proudem vzduchu z výusti dochází ke vzniku vírů, které jsou schopny generovat aerodynamický hluk. V pásmu tzv. jádra proudu vznikají rozměrem malé víry, ale s velice intenzivní rotací. Z toho vyplývá vyzařování vysokofrekvenčních složek spektra hluku. Z oblasti zcela vyvinutého turbulentního proudu x > xk, kde již rychlost proudění vzduchu postupně klesá, jsou generovány nízkofrekvenční složky zvuku.

Hluk vznikající vzájemným působením vzduchu vytékajícího z potrubí a vzduchu v okolním prostoru lze přirovnat k teoretickému případu tzv. zářiče 2. řádu (quadrupolu). Generovaný hluk má směrovou charakteristiku maximální pro směr 45° od osy výtoku.

Pokud budeme sledovat podíl vyzařovaného hluku z jednotlivých dílčích úseků o šířce dx, zjistíme, že maximální výkon je vyzařován z oblasti jádra proudu, jehož délka xk činí cca čtyř až pětinásobek průměru dýzy D0. Přitom se jedná o vysokofrekvenční složky akustické energie. Vzdálenější oblast se již podílí podstatně nižšími složkami z hlediska úrovně i kmitočtového složení, jak je dokumentováno diagramem na obr. 11. Veličina W [W] reprezentuje akustický výkon, f [Hz] kmitočet a x [m] souřadnici vzdálenosti od čela otvoru.

Za předpokladu, že se jedná o výtok z nádoby podle schématu na obr. 10 (izoentropická expanze), je možné určit rychlost výtoku vzduchu, pro podkritické proudění vzduchu, podle vztahu (Saint Vénantova – Wantzelova rovnice):

vzorec 9

(9)  

kde je: κPoissonova konstanta pro vzduch κ = 1,4 [–], p0počáteční tlak v nádobě [Pa], ρ0hustota plynu v nádobě [kg/m3], ptlak ve volném prostoru [Pa].  

Z rovnice vyplývá, že rychlost proudění w neroste neomezeně, neboť poměr tlaků je limitován. Při úplné expanzi plynu do vakua na absolutně nulový tlak by vyšla maximální rychlost proudění

vzorec 10

(10)  

Spektrální složení vyzařovaného hluku je vyjádřeno diagramem na obr. 11. Vyplývá z něho vyzařování vysokofrekvenčních složek z pásma jádra proudu. Naopak nízkofrekvenční složky hluku jsou vyzařovány z tzv. oblasti zcela vyvinutého turbulentního proudu.

Důležitým poznatkem je výrazné směrové vyzařování akustické energie, kdy pod úhlem ϑ = 45° dosahuje směrový činitel Q [–] svého maxima. Vyzařování hluku z proudu vytékající vzdušiny můžeme přirovnat k teoretickému zářiči 2. řádu.

Jak z předpokladů Lighthilla [7], tak i z provedených experimentů vyplývá, že závislost akustického výkonu na 8. mocnině rychlosti proudění platí pouze pro vysoké hodnoty Machova čísla. Pro nižší hodnoty Ma < 0,8 se snižuje hodnota exponentu rychlosti, jak dokládá diagram na obr. 9. Pro vyjádření celkového akustického výkonu, který je vyzařován zatopeným proudem, můžeme použít vztah (11), kde je třeba upřesnit význam jednotlivých veličin. Např. za charakteristický rozměr sledovaného děje se dosazuje průměr potrubí. Rychlost proudění w0 [m/s] bude odpovídat rychlosti v hrdle potrubí. Po těchto úpravách se získá již prakticky použitelný vztah pro výpočet akustického výkonu ve tvaru

vzorec 11

(11)  

kde je: D0průměr potrubí [m], w0rychlost výtoku plynu [m/s], Kkoeficient úměrnosti dosahuje hodnot < 3,5.10−5 až 7.10−5 [–], arychlost zvuku uvnitř potrubí, závislá na teplotě plynu [m/s].  

Obr. 12 Spektrální složení akustického výkonu trysky jako funkce podobnostního čísla Sh [9]. Fig. 12 Spectral composition of the nozzle acoustic power as a function of the dimensionless number Sh [9]

Obr. 12 Spektrální složení akustického výkonu trysky jako funkce podobnostního čísla Sh [9]
Fig. 12 Spectral composition of the nozzle acoustic power as a function of the dimensionless number Sh [9]

Kdybychom za rychlost zvuku dosadili např. hodnotu při teplotě okolí např. 20 °C a ve skutečnosti by teplota proudícího plynu byla např. 100 °C, bude rozdíl ve výsledné hodnotě 2,5 dB, což je nezanedbatelný rozdíl. Vztah (11) dobře souhlasí s experimentálně zjištěnými údaji v oblasti Machova čísla blížícího se Ma → 1. Při nízkých výtokových rychlostech cca do hodnoty 30 m/s však závislost na 8. mocnině rychlosti proudění v trysce neplatí. Z četných experimentálních prací vyplývá přibližně závislost na 6. mocnině výtokové rychlosti. Vztah (11) podává informaci o celkovém akustickém výkonu, který je vyzařován přes celé slyšitelné pásmo. Budou-li nás zajímat hladiny akustického výkonu např. v třetinooktávových pásmech, můžeme k výpočtu použít diagram na obr. 12, který hovoří o kmitočtovém rozložení vyzařovaného akustického výkonu na frekvenční ose. K tomuto vyjádření je použito bezrozměrné Strouhalovo číslo, které je definováno vzorcem

vzorec 12

(12)  

kde je: D0charakteristický rozměr trysky [m], w0rychlost proudění tekutiny v trysce [m/s].  

Nejprve je však třeba akustický výkon stanovený podle vztahu (11) převést do logaritmické stupnice podle obecného vztahu

vzorec 13

(13)  

kde je: W0referenční hodnota akustického výkonu 10−12 W.  

Hladina akustického výkonu v třetinooktávovém pásmu LW1/3 se stanoví ze vzorce

vzorec 14

(14)  

kde je: LWcelková hladina akustického výkonu [dB], ΔLWkorekce na kmitočtové rozložení podle diagramu na obr. 12, pro hodnoty Strouhalova čísla odpovídající frekvencím dle třetinooktávového spektra [dB].  

Komplexní pohled na rozložení vyzařovaného akustického výkonu na kmitočtové ose i podél osy x proudem tekutiny podává diagram na obr. 11.

Obr. 13 Relativní spektrum hladiny akustického tlaku pro dva směry vyzařování [9]. Fig. 13 Relative spectrum of sound pressure level for two directions of radiation [9]

Obr. 13 Relativní spektrum hladiny akustického tlaku pro dva směry vyzařování [9]
Fig. 13 Relative spectrum of sound pressure level for two directions of radiation [9]

Spektrální hustota vyzařovaného akustického výkonu má svoje maximum, které odpovídá přibližně vyzařování z konce jádra proudu (x/D = 4 až 5). Rozložení vyzařovaného akustického výkonu podél osy x popisuje levá část diagramu. Je zřejmé, že maximum akustické energie je generováno v oblasti jádra proudu. Ve větších vzdálenostech prudce klesá vyzařovaný akustický výkon a jeho kmitočet se navíc výrazně snižuje.

Hluk vyzařovaný z proudu tekutiny je silně směrově závislý. Maximální akustický výkon je vyzařován přibližně pod úhlem 45°.

Směrové závislosti nejsou stejné pro všechny kmitočty. Kmitočtové složení zvuku bylo vyšetřováno ve dvou základních oblastech, které lze charakterizovat směrem v rozsahu úhlů 20° < ϑ < 60° a 70° < ϑ < 180°.

Na obr. 13 je v diagramu uvedena oprava na kmitočtové složení akustického signálu pro dva úhly vyzařování, které přibližně reprezentují uvedené dvě oblasti. Hladina akustického tlaku Lp pro třetinooktávové pásmo v určité vzdálenosti r a směru ϑ se určí podle vztahu:

vzorec 15

(15)  

kde je: Lwcelková hladina akustického výkonu podle vztahu (11) [dB], ΔLkorekce na směr vyzařování podle diagramu na obr. 13 [dB], ΔLfkorekce na kmitočtové složení zvuku podle diagramu na obr. 12 [dB].  

Uvedený postup je možné aplikovat pro rozsah Machových čísel 0,5 < Ma < 1. Ve vztahu (15) je směrový činitel nahrazen číslem 1, což platí pro ústí komínu vysoko nad terénem. Pro ústí potrubí na fasádě objektu by hodnota směrového činitele byla 2, nebo 4 – pokud by bylo ústí v blízkosti přilehlé země (blízkost dvou ploch).

Pro malé rychlosti výtoku tekutiny z trysky (Ma < 0,12) platí poněkud jiné závislosti. Celková hladina akustického výkonu se pak určí ze vzorce:

vzorec 16

(16)  

kde je K ≅; 10−7. Význam ostatních veličin je analogický se vztahem (11).

Musíme však poznamenat, že při hodnocení účinků hluku na člověka není celková hladina akustického tlaku tím správným parametrem. Je obecně známé, že vnímání zvuků člověkem je závislé na kmitočtu daného akustického signálu. V praxi, v nařízení vlády č. 272/2011 Sb. [8], je tato skutečnost zohledněna hladinou akustického tlaku A LpA [dB], určenou ze spektra hladiny akustického tlaku, pro kterou platí:

vzorec 17

(17)  

kde KAi vyjadřuje citlivost zdravého lidského sluchového orgánu [–].

Hladina akustického tlaku Lpi ve vztahu (17) představuje jednotlivé hodnoty hladin akustického tlaku v oktávovém nebo třetinooktávovém pásmu.

Z uvedeného vyplývá, že je nezbytné řešit šíření hluku od zdrojů v závislosti na kmitočtovém složení daného kontrolovaného akustického signálu.

Celkové hodnocení hluku musí vycházet z respektování všech možných dílčích zdrojů hluku.

V prvé řadě musí být bráno do úvahy spektrum hluku, které je vyzařováno např. spalovacím zařízením, pokud se jedná o generaci hluku z komínů. V případě vzduchotechnických zařízení nutno znát akustický výkon vznikající v daném potrubním systému vlivem hluku ventilátoru a dílčích aerodynamických zdrojů, jako jsou elementy potrubí (ohyby, difuzory, konfuzory, mřížky, klapky apod.).

Z konce potrubí (komínu) je vyzařován hluk vlivem uvedených dílčích zdrojů, ke kterému se přičítá hluk vznikající výtokem plynů shora uvedeným způsobem. Je zřejmé, že generace hluku z komínů je poněkud komplikovaná, neboť v konkrétním případě je nezbytné počítat nejenom s generací hluku určitými elementy v potrubním systému, ale také s přirozenými útlumy hluku v různých částech potrubního systému. Navíc je k tomu nutno připočítat hluk vznikající v důsledku turbulentního výtoku vzduchu do volného prostoru.

Vše je nutné řešit v závislosti na kmitočtovém složení daného akustického signálu. V naprosté většině případů je nutné sledovat vznik a šíření hluku minimálně v oktávových kmitočtových pásmech (31,5 Hz až 8 kHz). V dnešní době, kdy jsou projektanti vybaveni přístrojovou technikou pro měření hluku, která je schopna udávat hladiny akustického tlaku v třetinooktávových pásmech, je třeba preferovat výpočet od třetinooktávy, tj. od 25 Hz do 10 kHz.

Obr. 14 Identifikace tónové složky ve spektru zvuku. Fig. 14 Identification of the tone component in the sound spectrum

Obr. 14 Identifikace tónové složky ve spektru zvuku
Fig. 14 Identification of the tone component in the sound spectrum

Význam ve sledování třetinooktávového pásma spočívá také v identifikaci tónových složek ve spektru zvuku zdroje. Podle již zmíněného nařízení vlády [8] je tónová složka identifikována ve spektru, jestliže je hladina akustického tlaku ve třetinooktávovém pásmu, případně i ve dvou sousedních třetinooktávách vyšší o více než 5 dB než sousední třetinooktávy a v pásmu od 10 do 160 Hz je ekvivalentní hladina akustického tlaku vyšší než hodnota prahu slyšení. Na obr. 14 je uveden příklad identifikace tónové složky. Případ označený slovem NE není tónovou složkou, i když splňuje podmínku, že je tato hladina o více než 5 dB vyšší než sousední. Protože je tato hodnota v pásmu od 10 do 160 Hz, musí zde být současně splněna podmínka, že příslušná hladina akustického tlaku musí být vyšší než hodnota prahu slyšení, což splněno není. Nejde tedy o tónovou složku. Je jasné, že tónová složka ve spektru signálu zdroje bude negativním faktorem pro exponované osoby. A právě identifikace tónové složky vede podle [8] ke zpřísnění místně daného hygienického limitu o 5 dB. Bude-li např. v chráněném venkovním prostoru obytné stavby v noční době hygienický limit LAeq,1h = 40 dB, dojde vlivem identifikace tónové složky ve spektru k jeho zpřísnění na hodnotu 35 dB, do doby odstranění této tónové složky ze spektra zdroje hluku.

Pro podrobnější informace o dílčích aerodynamických zdrojích hluku v potrubních systémech včetně hluku ventilátorů autoři odkazují na dřívější publikace [1], [2], [5], [9].

Z teorie aerodynamického hluku jsou publikovány informace o různých případech těchto proudění a jejich vlivu na generaci aerodynamického hluku. Z praxe je známo, že nejnižší vyzařování hluku z potrubí do volného prostoru odpovídá případu, kdy je potrubí zakončeno dýzou, která potlačí intenzitu turbulence na možné minimum. Pro tento případ lze kvantifikovat akustický výkon (hladinu akustického výkonu A) vztahem, který byl získán na základě provedených experimentů.

vzorec 18

(18)  

kde S je plocha průřezu dýzy [m2].

Šíření hluku od pláště potrubí

Těleso komínu nebo přímé potrubí jsou z hlediska kvalifikace akustických zářičů lineární zdroje, od kterých hladina akustického tlaku klesá pouze o 3 dB při zdvojnásobení vzdálenosti kontrolního místa. Teprve od vzdálenosti r ≥ 2.l je možno počítat s poklesem hladiny akustického tlaku jako v případě bodového zdroje.

U lineárního zdroje hluku lze počítat šíření hluku podle vztahu

vzorec 19

(19)  

kde je: ldélka potrubí, nebo vytčeného úseku [m], rvzdálenost od potrubí [m].  

Podrobnější informace nalezne čtenář v lit. [3] a [6].

Závěr

Při návrhu komínů a potrubních systémů zajišťujících odvod použitého vzduchu do venkovního prostoru je třeba kontrolovat, zda hluk ve venkovním prostředí nemůže být významným způsobem ovlivněn právě touto částí zařízení.

Je třeba nejprve kontrolovat generaci hluku ze spalovacího zařízení do kouřovodu, resp. ze vzduchotechnického zařízení do odváděcího potrubí. Souvisí s tím kontrola jak přirozených útlumů hluku v dílčích elementech potrubního systému, tak vznik aerodynamického hluku v těchto místech.

U potrubních systémů mohou vznikat tzv. vlastní útlumy hluku, o nichž byla již v minulosti podána řada informací. Mezi poslední útlumový efekt patří náhlé zakončení potrubí, které vyvolává poslední možný přirozený útlum hluku před jeho generací do venkovního prostoru.

Obr. 15 Cesty šíření zvuku. Fig. 15 Sound propagation paths

Obr. 15 Cesty šíření zvuku
Fig. 15 Sound propagation paths

Zná-li projektant hluk generovaný do venkovního prostoru přímo z potrubí, musí přistoupit i ke kontrole vlivu směrových charakteristik. Samostatnou kapitolou jsou směrové charakteristiky vyzařování hluku z konce potrubního systému bez vlivu proudění vzduchu. K tomuto efektu je třeba připočítat aerodynamický hluk vznikající třením vytékající vzdušiny s relativně klidným vzduchovým prostředím ve venkovním prostoru.

V článku prezentované informace byly získány za předpokladu, že konec potrubí je bez jakýchkoliv překážek, jako jsou např. mřížky, stříšky nebo klapky na konci potrubí. V takovém případě se obvykle hluková situace zhoršuje, neboť na jejich místě vzniká další dílčí aerodynamický hluk a současně se nepříznivě ovlivňuje směrová charakteristika vyzařování hluku.

Projektant vždy musí řešit hlukovou situaci jako vliv celé řady zdrojů hluku působících v kontrolním místě (obr. 15) a stanovit jejich celkové působení. V jednotlivých částech tohoto příspěvku byly prezentovány možnosti výpočtů dílčích zdrojů, tedy stanovení spekter hladin akustických výkonů, které projektant přepočítá na spektra hladin akustického tlaku v kontrolním místě podle obecně známých vztahů pro šíření zvuku ve volném a uzavřeném prostoru. S využitím vztahu pro logaritmický součet pak stanoví jejich celkové působení v kontrolním místě. Logaritmický součet je dán vztahem

vzorec 20

(20)  

Výsledkem je opět spektrum, které je možno podle vztahu (17) přepočítat na jednočíselnou hladinu akustického tlaku A, a tu pak následně srovnat s hygienickým limitem daným nařízením vlády.

Parotěsný prostup HELUZ pro cihelné komíny má tři benefity

zdroj : Heluz

Společnost HELUZ začala dodávat nový parotěsný prostup z pěnového skla Foamglas, který ve střešní konstrukci bezpečně napojí paropropustnou fólii na cihelné komínové těleso. Parotěsný prostup HELUZ z desek Foamglas o tloušťce 50 mm má hned tři výhody: Není difúzní, brání tvorbě rosného bodu a srážení vlhkosti.

Zároveň představuje tepelně izolační řešení, které zamezí úniku tepla kolem komínu, protože je napojeno přímo na něj. A toto přímé napojení může být provedeno zásluhou toho, že desky z materiálu Foamglas jsou nehořlavé. Podle normy ČSN 734201 totiž musí být komínové těleso pro tuhá paliva vzdáleno od hořlavých materiálů minimálně 50 mm. Nehořlavý parotěsný prostup HELUZ pro cihelné komíny tuto požadovanou pěticentimetrovou mezeru mezi paropropustnou fólií a komínem bezpečně překlene a funkčně tak zkompletuje střešní paropropustný systém pro nízkoenergetické a pasivní domy.
Více na www.heluz.cz/cs/vyrobky/kominy

Nový parotěsný prostup cihelných komínů od společnosti HELUZ je tvořen z desek z pěnového skla o tloušťce 50 mm (výška 500 mm, délka 450, resp. 850 mm). Desky z Foamglasu se v požadovaném místě prostupu nalepí pomocí montážních pomůcek na komínové těleso a po slepení vytvářejí parotěsný, nehořlavý a tvarově stálý prostup o velikosti 500 x 500 mm (resp. 500 x 900 mm).

Všelijaké řešení nahradil systémový komponent podle normy

Podle normy ČSN 734201 musí být komínové těleso pro tuhá paliva vzdáleno od hořlavých materiálů minimálně 50 mm,“ připomíná Jan Míchal, technický poradce společnosti HELUZ, a pokračuje: „Komínový prostup se dříve řešil komplikovaně, respektive někdy vůbec. V případě, že investor dal střešní skladební systém, tzn. paropropustnou fólii, minerální izolaci, latě, kontralatě a tašky, tak když chtěl dodržet pěticentimetrovou normu, tak mu mezi fólií a komínem vznikla mezera, kterou zbytečně unikal vzduch, tedy teplo, a nevycházely mu dobře výpočty tepelných ztrát střešního pláště. A mohl přijít o dotace. Anebo když někdo nalepil paropropustnou fólii přímo na komín, tak se to nelíbilo kominíkům, protože fólie neměla atest, aby přišla do přímého kontaktu s komínovým tělesem. Nehledě k tomu, že teplota komínového tělesa je proměnlivá, takže paropropustná fólie na něm stejně nedržela a odlepovala se. Proto společnost HELUZ vytvořila tuto zábranu z pěnového skla o tloušťce 50 mm, což je prvek, který může přijít do přímého styku s komínovým tělesem, přitom je dodržena bezpečnostní pěticentimetrová mezera a fólie na této zábraně drží přilepena tepelně odolným tmelem.

Parotěsný prostup HELUZ pro cihelné komíny má hned tři benefity

  1. Brání srážení vlhkosti, protože pěnové sklo Foamglas není difúzní, takže nedochází ke vzniku rosného bodu, který by vedl ke kondenzaci vodních par, srážení vlhkosti a možné tvorbě plísní.
  2. Splňuje protipožární normu, protože pěnové sklo Foamglas je nehořlavé, o tloušťce 50 mm, takže vytváří normou požadovanou mezeru mezi komínovým tělesem a hořlavým materiálem, kterým je navazující paropropustná fólie.
  3. Snižuje tepelné ztráty, protože dokončuje střešní systém s izolací přímým napojením na komín, takže kolem komína neuniká teplý vzduch.

Montáž parotěsného prostupu HELUZ pro cihelné komíny

Do místa spodní části prostupu připevníme okolo komína pomocí plastových sponek montážní pásku. Za ni zavlékneme plastové rohy, které budou prostup držet po dobu zaschnutí tmelu.

Do místa spodní části prostupu připevníme okolo komína pomocí plastových sponek montážní pásku. Za ni zavlékneme plastové rohy, které budou prostup držet po dobu zaschnutí tmelu.

Montáž parotěsného prostupu HELUZ pro cihelné komíny:

Montáž parotěsného prostupu HELUZ pro cihelné komíny:

Desky položíme na plastové rohy a přilepíme na komín a k sobě tak, aby vytvořily kolem komína požadovaný prostup.

Desky položíme na plastové rohy a přilepíme na komín a k sobě tak, aby vytvořily kolem komína požadovaný prostup.

Všechny čtyři slepené desky okolo komína stáhneme dodanou stahovací páskou. Před konečným stažením na hrany desek umístíme další plastové rohy, aby desky chránily před poškozením.

Všechny čtyři slepené desky okolo komína stáhneme dodanou stahovací páskou. Před konečným stažením na hrany desek umístíme další plastové rohy, aby desky chránily před poškozením.

Po zaschnutí tmele (při 15°C min. 3 hodiny) obě stahovací pásky opatrně odstraníme a případné nepřesnosti začistíme, aby vznikl dokonale hladký povrch.

Po zaschnutí tmele (při 15°C min. 3 hodiny) obě stahovací pásky opatrně odstraníme a případné nepřesnosti začistíme, aby vznikl dokonale hladký povrch.

Všechny styky desek (svislé i vodorovné) a místa spojů desek s komínovým pláštěm jak ze spodní strany, tak i z horní strany přetmelíme, aby po celém obvodu prostupu nebyl tmel nikde přerušen.

Všechny styky desek (svislé i vodorovné) a místa spojů desek s komínovým pláštěm jak ze spodní strany, tak i z horní strany přetmelíme, aby po celém obvodu prostupu nebyl tmel nikde přerušen.

Pohledem znalce: Biomasa jako garanční pevné palivo

Datum: 2.1.2019  |  Autor: Ing. Zdeněk Lyčka

Nejčastějším důvodem pro zamítnutí reklamace nefunkčního teplovodního kotle na pevná paliva je konstatování, že v něm bylo spalováno nevhodné palivo. Výrobcem garantovaných vlastností kotle lze dosáhnout pouze spalováním tzv. garančního paliva, tedy paliva, které plní limitní požadavky na svoji kvalitu (vlhkost, výhřevnost, rozměry,…). Podrobněji jsem psal obecně o garančních vlastnostech pevných paliv zde.

I když existují normy, přesně definující a třídící jednotlivá pevná biopaliva, tyto normy jsou nezávazné pro běžný vztah výrobce zdroje/provozovatel zdroje. Pro případné reklamační řízení je rozhodující technická dokumentace vydaná výrobcem ke spalovacímu zdroji. Tedy specifikace garančního paliva, kterou v této dokumentaci výrobce uvádí. Jak se dozvíme níže, u teplovodních kotlů spalujících biomasu jsou neméně důležité údaje o palivu uvedené na výrobním štítku.

Podrobný popis tuhých biopaliv by vydal na samostatnou publikaci. Proto se zaměřím na nejrozšířenější tuhá biopaliva pro vytápění domácností. Tedy kusové dřevo, dřevní pelety a dřevní brikety a na jejich základní vlastnosti, které mohou zásadním způsobem ovlivnit spalovací proces, a tedy i správnou funkci malého spalovacího zdroje.

Pevná (tuhá) biopaliva

Pokud hovoříme o pevných biopalivech pro malé spalovací zdroje (přesné normativní označení jsou tuhá biopaliva, proto budu nadále používat toto označení), pak se jedná o kusové dřevo, dřevní štepku a výlisky z dřevní biomasy (brikety, pelety), v minimální míře potom o „výrobky“ z nedřevní (bylinná, ovocná, vodní) biomasy. Přesné roztřídění tuhých biopaliv podle kvality a specifikace pro obchodní styk definuje řada norem ČSN EN ISO 17225. Jedná se o tříděné dřevní pelety, tříděné dřevní brikety, tříděnou dřevní štěpku, tříděné palivové dřevo, tříděné nedřevní pelety a tříděné nedřevní brikety. Ovšem jak jsem naznačil již v úvodu, tyto normy jsou dokumenty právně nezávaznými. Závaznými by se staly pouze v tom případě, pokud by byly citovány v obchodní smlouvě, například mezi dodavateli (výrobci tuhých biopaliv) a velkoodběrateli.

Návod k obsluze a údržbě

Jistou obdobou obchodní smlouvy mezi výrobcem malého spalovacího zdroje a jeho provozovatelem je průvodní technická dokumentace vydaná výrobcem k tomuto zdroji (návod k obsluze a údržbě). V případě řešení soudního sporu se především zjišťuje, zda provozovatel dodržoval podmínky pro provozování zdroje definované výrobcem v průvodní technické dokumentaci. V té by mělo být také uvedeno garanční palivo, pro které výrobce garantuje deklarované provozní vlastnosti. A jak jsem již naznačil v úvodu, v případě reklamace zdroje je výrobcem u provozovatele zjišťováno v prvé řadě, zda je spalováno jím předepsané palivo. Bohužel vyjma dřevních pelet jsou výše zmíněné normy citovány v návodech k obsluze minimálně, naopak se zde ve vztahu ke garančnímu palivu často objevují velice nejednoznačné a stručné definice. Například v případě dřevních briket doposud mnoho výrobců spalovacích zdrojů cituje rakouské a německé normy, které již dávno neplatí. Výjimku tvoří teplovodní kotle do jmenovitého výkonu 500 kW, certifikované na paliva z nedřevní biomasy. Dle ČSN EN 303-5 (podle které jsou kotle certifikovány) má výrobce povinnost na výrobním štítku a v průvodní dokumentaci přesně specifikovat parametry garančního (nedřevního) paliva podle ČSN EN ISO 17225.

Zákonná omezení a výrobní štítek

Základním legislativním dokumentem vztahujícím se k provozování stacionárních spalovacích zdrojů na pevná paliva (tedy i teplovodních kotlů) je zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší. Podle něj lze v malém spalovacím zdroji spalovat pouze výrobcem předepsané palivo (§17 odst. 1 písm. c) zákona). Tady je ale zapotřebí dát si velký pozor na to, co je opravdu výrobcem předepsané palivo. V rámci konkurenčního boje mnoho výrobců či prodejců teplovodních kotlů na biomasu nabízí velice hojně na výstavách a v propagačních materiálech možnost spalování prakticky čehokoliv, co je „biomasové“ a co lze jakýmkoliv způsobem „vpravit“ do spalovací komory kotle. Typickým příkladem jsou peletové automatické kotle s retortovým hořákem, kdy se často můžeme v propagačních materiálech dočíst, že vedle dřevní pelety je v kotli možné spalovat také pilinu, štěpku, rostlinnou peletu, obilí a doplňkově i kusové dřevo. Ovšem rozhodující jsou paliva uvedená na výrobním štítku kotle. Pro paliva uvedená na výrobním štítku byl kotel při počáteční zkoušce výrobku u autorizované osoby (zkušebny) přezkušován, zda plní limitní požadavky na emise a účinnosti. Proto pouze paliva uvedená na výrobním štítku lze ve smyslu zákona o ochraně ovzduší považovat za paliva předepsaná výrobcem.

Pokud výrobce či prodejce kotle na spalování biomasy uvádí v jakýchkoliv materiálech ke kotli (tedy i propagačních) jiná povolená paliva, než pro která byl kotel certifikován, dopouští se tím hrubého porušení zákona č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií.

V zákoně č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií je v §6 odst.3) uvedeno, že „Dodavatel kotlů a kamen na biomasu…je povinen uvést pravdivé, nezkreslené a úplné informace o předpokládaných přínosech a ročních provozních nákladech těchto zařízení a jejich energetickou účinnost v technické dokumentaci nebo návodu na použití.“ Za pravdivé informace o energetické účinnosti lze považovat pouze údaje ověřené autorizovanou osobou při certifikaci a uvedené na výrobním štítku kotle (musí zde být uvedeny údaje o účinnostech pro všechna zkoušená paliva). Za porušení tohoto zákonného ustanovení hrozí dodavateli pokuta až do výše 100 000 Kč.

Zbývá ještě doplnit informaci o tom, jaká tuhá biopaliva nelze v žádném případě jako paliva použít (i kdyby k tomu byl kotel certifikován). K zákonu o ochraně ovzduší byla vydaná vyhláška č. 415/2012 Sb., která stanoví požadavky na kvalitu vybraných paliv.

V §15 odst. 5 je uvedeno, že v malých zdrojích do 300 kW je zakázáno spalovat dřevotřísku, překližku, dřevovláknitou desku nebo jiné lepené dřevo, a to i v místě, kde toto palivo (odpad) vzniká ve formě vedlejšího produktu výroby.

V příloze č. 3 Vyhlášky jsou dále definovány požadavky na kvalitu paliv, které musí být dodrženy při jejich uvádění na trh. Jedná se o požadavky, které musí dodavatel (prodejce) paliv deklarovat při jejich prodeji. Z pevné biomasy jsou zde definovány pouze požadavky na výlisky z biomasy (pelety, brikety), které jsou ovšem mírnější, než požadavky uvedené v již zmíněných ČSN EN ISO 17225 (odpovídají požadavkům pro méně kvalitní výlisky určené především pro velké spalovací zdroje).

Kusové dřevo

Podle posledního šetření MPO se v roce 2017 vytápění domácností biomasou podílelo více jak ze 40 % na celkové energii vyrobené u nás z obnovitelných zdrojů. Drtivou většinu těchto zdrojů tvoří zdroje spalující kusové dřevo. Nejdůležitější „garanční“ vlastností kusového dřeva je jeho vlhkost. Pokud hovoříme o vlhkosti dřeva jako paliva, pak hovoříme o energetické vlhkosti, tedy obsahu vody vztaženému k původnímu stavu paliva (k „mokrém“ stavu). Tuto vlhkost nelze zpravidla měřit běžnými hrotovými vlhkoměry, které měří obsah vody vztažený k suchému vzorku. Vlhkost naměřenou tímto vlhkoměrem je tedy zapotřebí přepočítat. Podrobněji o problematice vlhkosti se můžete dočíst zde: https://vytapeni.tzb-info.cz/vytapime-tuhymi-palivy/18368-pohledem-znalce-drevo-jako-garancni-palivo-i-vlhkost-25-je-v-poradku

Další důležitou vlastností palivového dřeva jsou jeho základní rozměry – délka a průměr. Je to důležité pro správné vyplňování přikládací komory i výkon zdroje. Maximální délka musí být menší než hloubka spalovací komory s ohledem na možnost zaklínění paliva v komoře. Minimální rozměry výrobci zpravidla neuvádějí, ovšem příliš krátká polena zase znamenají mimo jiné horší využití objemu přikládací komory a také mohou být příčinou zakliňování a problémů s plynulým sesouváním paliva k roštu (spalovací trysce).

Průměr paliva je důležitý pro dosažení požadovaného výkonu (svým způsobem se průměrem dá regulovat výkon). Více jak 80 % hořlaviny u dřeva tvoří plynná hořlavina, která se z polena uvolňuje jeho povrchem a poté ve formě plamene vyhořívá ve spalovací komoře. Větší průměr polena znamená menší měrný povrch, což je poměr plochy polena vztažený k jeho hmotnosti. Čím silnější je poleno, tím pomaleji a déle se uvolňuje plynná hořlavina z jeho středu a poleno díky tomu déle odhořívá. Naopak drobněji naštípané dřevo má vzhledem ke své hmotnosti podstatně větší měrný povrch a hořlavinu uvolňuje daleko rychleji. Vedle větší měrné plochy je to dáno také tím, že se střed polena rychleji prohřeje na teplotu, při které dochází k uvolňování hořlaviny. Proto je dobré drobné dřevo používat pro rychlé rozhoření během zátopu a naopak větší polena při udržování rovnoměrného spalovacího procesu. Někteří výrobci udávají u garančního paliva vedle jeho maximálního průměru také maximální rozměr čelní hrany polena, který je nutné dodržet.

Co se týče požadavku na druh dřeva (měkké, tvrdé), tady se výrobce často spokojí pouze s doporučení. Obecně platí, že měkké dřevo jehličnatých stromů je výhřevnější než dřevo tvrdé (dub, buk,…), ovšem má podstatně menší hustotu. Takže pokud vztáhneme výhřevnost na objem polena, dostaneme vyšších hodnot pro dřeva tvrdá. Problém spalování tvrdých dřev spočívá v agresivitě kondenzátu, který může při tomto procesu vznikat. Kondenzát tvořící se ze spalin z tvrdého dřeva je podstatně agresivnější než kondenzát tvořící se při spalování dřeva měkkého. Proto je nutné zajistit ve zdroji samotném, ale i ve spalinových cestách (kouřovod, komín) takové teplotní podmínky, aby byla tvorba kondenzátu maximálně eliminována.

U lokálních topidel (krby, kamna) je zpravidla v celém topeništi zajištěna dostatečně vysoká teplota a relativně vysoká je i teplota spalin odcházejících do spalinových cest, čímž se hrozba tvorby kondenzátu značně snižuje. Proto je u těchto spalovacích zdrojů častěji vyžadováno spalování tvrdého dřeva, které odhořívá pomaleji. Je to dáno tím, že do topeniště lokálních topidel se obecně přikládá menší množství paliva, proto je požadavek na delší odhořívání zásadní. Ovšem u teplovodních kotlů vyžaduje spalování tvrdého dřeva vyšší požadavky na optimální nastavení spalovacího procesu. Proto mnoho výrobců především tzv. zplyňovacích kotlů spalování tvrdého dřeva nedoporučují, či přímo zakazují.

Z výše popsaných důvodů je nutné si důkladně prostudovat průvodní technickou dokumentaci k provozovanému zdroji a pečlivě „zdokumentovat“ všechny požadavky, které výrobce klade na kvalitu paliva, pro které garantuje jeho provozní vlastnosti.

Už žádný prach a černé sklo. Naučíme vás, jak topit v krbu.

Zdroj:www.prozeny.cz/

 
 

Foto: Evgeny Atamanenko, Shutterstock.com

Černé sklo, zápach v místnosti, špinavé stěny… To jsou nejčastější důsledky chyb, kterých se dopouštějí majitelé krbů a krbových kamen. Jestli toužíte jen po příjemném teple a krásném jasném plameni, máme pro vás užitečné tipy.

 
Článek

Vánoční výzdoba a oheň v krbu plápolající jasným plamenem? Typický obrázek rodinné idylky, dalo by se dokonce říct „jako z filmu“… Když se ale vrátíme do reality, je zde často nepříjemná dohra. Začernalé sklo, které před každým roztopením znovu drhnete, ale černota se nechce vzdát. A rohy místností, na kterých ulpívá prach z krbu, se snažíte raději přehlížet…

Krbová kamna ani krb ale rozhodně nezatracujte. Máte-li s nimi nějaké potíže, patrně děláte při jejich používání nějakou chybu. Na co dbát a čeho se raději vyvarovat?

Dva roky suché

Trápí vás štiplavý zápach? Pak je pravděpodobné, že dřevo, jímž jste zatopili, nebylo dostatečně vyschlé. Kusy určené k topení byste totiž měli nechat nejméně dva roky vysychat na vzduchu pod přístřeškem, případně si takové koupit. Suché palivo je zbaveno většiny vody a pěkně a čistě hoří. Použijete-li čerstvě pokácené, s velkým obsahem vody, moc nehoří, spíše doutná a vzniká štiplavý a nepříjemný kouř.

A to není všechno – navíc se ani moc nezahřejete. „Jednoduše řečeno, čím vlhčí dřevo, tím méně tepla získáte,“ doplňuje Martin Pachta, PR manažer společnosti Romotop.

Jak vhodný otop poznáte? Suché dřevo má na řezu trhliny, dřevo s vlhkostí nad 30 procent na pohmat chladí. Abyste spolehlivě zjistili jeho vlhkost, můžete si pořídit měřič – stojí okolo čtyř až pěti set korun.

 

Foto: kryzhov, Shutterstock.com

Aby byla idylka dokonalá, je potřeba správně zatápět a přikládat i pečovat o komín

Pozor na dobrý tah

Příliš mnoho prachu a kouře v místnosti bývá zase obvykle způsobeno chabou péčí o komín. „Nedostatečná údržba komínu vede k špatnému tahu, spaliny neodcházejí hladce do komína, ale jdou cestou nejmenšího odporu, a to do místnosti,“ vysvětluje Jana Dronská ze společnosti Viadrus.

Nadměrný kouř se může dostávat do místnosti i v případě, že krb či kamna takzvaně přetápíte. Chcete, aby oheň vydržel hořet déle, a tak do topeniště naložíte podstatně více topiva, než odpovídá projektované hodnotě tepelného výkonu krbu – a to je samozřejmě chyba. „U spalování nadměrného množství paliva v krbových kamnech či krbových vložkách navíc hrozí nevratné poškození vesměs ocelového korpusu kamen a vyzdívky,“ upozorňuje Jana Dronská.

Černé sklo? Regulujte přívod vzduchu

Zdá se vám, že musíte přikládat příliš často? Možná zapomínáte na regulaci přívodu vzduchu. Lze ho usměrňovat obvykle jednou či dvěma ovládacími páčkami. Regulace je žádoucí jak během zatápění, tak i samotného hoření a dohořívání. Při zapalování mějte přívod otevřený naplno, při hoření jej ztlumte. Kdybyste jej nechali otevřený po celou dobu, otop bude samozřejmě hořet rychleji – a budete muset častěji přikládat.

Nevhodná práce s regulací má i další důsledky. „Naopak při téměř úplném uzavření přívodu spalovacího vzduchu dochází velmi často k začernění skla a dehtování komína,“ doplňuje Martin Pachta. Kdy a jak kterou páčku u konkrétních kamen použít, najdete zpravidla v návodu od výrobce.

Za černé sklo ale může být zodpovědné i vaše špatné přikládání, polínka by se neměla nikdy dotýkat skla.

Co dělat, když už černé sklo máte? K čištění můžete použít gelové přípravky, spreje i tekuté přípravky. Aplikujte je jemným hadříkem, nebo klasickou houbičku na nádobí (z té jemnější strany). Vhodné jsou i pevnější papírové ubrousky nebo novinový papír. Pozor, sklo čistěte jen když je úplně vychladlé.

 

Foto: AlexMaster, Shutterstock.com

Trápí vás věčně černé sklo? Regulujte lépe vzduch během topení

Umíte dobře zatápět a přikládat?

Chyby se často dělají hned při zatápění. Chcete-li krásný jasný plamen, je nutné dodržet určitá pravidla. Otevřete přívod spalovacího vzduchu na maximum. Na dno topeniště dejte přibližně půl kila drobných dřevěných třísek spolu s novinami nebo s nějakým pevným podpalovačem. Třísky umístěte tak, aby ležely na novinách či podpalovači a zároveň se co možná nejvíce dotýkaly a ležely přes sebe a mohly si tak předávat teplo.

Zapalte papír či podpalovač a nezavírejte zcela dvířka kamen či vložky po dobu asi dvou minut – během této doby se třísky rozhoří. Poté přidejte jedno polínko, ideálně rozseknuté na čtvrtiny, a zavřete dvířka. Až se rozhoří i ono, přidejte další. Nikdy nezapalujte hromadu dřeva najednou, ale začněte od drobných třísek a postupně přidávejte další polínka. Jinak se bude oheň spíše dusit než hořet jasným a krásným plamenem. Vyvarujete se tím i zakuřování skla.

„Důležitá je i technika přikládání – nepřikládejte do plamenů, ale na žhavé uhlíky. Také je dobré při přikládání dvířka jen pootevřít, tím se vyrovná tlak, a poté úplně otevřít,“ radí Martin Pachta.