Kominki to urządzenia grzewcze powszechnie stosowane w budownictwie jednorodzinnym jako źródło ciepła. Jakie zagrożenia pożarowe wiążą się z ich eksploatacją?

Każdego roku w Polsce montuje się około 100 tys. nowych kominków, wolno stojących żeliwnych piecyków i pieców. Na rynku dostępne są kominki elektryczne, gazowe, ogrzewane biopaliwem czy paliwem stałym. Obecnie największym zainteresowaniem cieszą się w Polsce kominki opalane drewnem. Ze względu na osłonę palenisk wyodrębnia się kominki tradycyjne - z otwartym paleniskiem (komorą spalania) i kominki z zamkniętą komorą spalania, czyli wkładem kominkowym (tzw. zabudowane). Ponad 90% budowanych obecnie kominków ma zamkniętą komorę spalania. Instaluje się je jako wspomagające urządzenia grzewcze.

Kominki otwarte

Kominki tradycyjne zużywają znaczne ilości opału i zazwyczaj pełnią funkcję dekoracyjną. Są mało efektywne, gdyż tylko około 10-20% energii powstającej podczas spalania drewna oddają do pomieszczenia w postaci ciepła. Rozchodzi się ono drogą promieniowania i konwekcji. Pozostała część ciepła bezpowrotnie ucieka do komina. Ich dolna część to komora spalania, w której znajduje się palenisko. Powietrze dopływa do niego przez wlot. Płyta paleniska często jest wyposażona w stalowy lub żeliwny ruszt (wbudowany na stałe w płytę lub ruchomy), ułatwiający dodatkowy dopływ powietrza od dołu. Pod nią znajduje się popielnik.

Palenisko jest najczęściej obudowane od zewnątrz. Jego ściany wykonuje się z różnych materiałów: cegły ceramicznej (pełnej lub drążonej), silikatowej, klinkierowej, kamienia naturalnego (granit, marmur, piaskowiec, wapień, łamane kamienie polne) lub betonu. Dodatkowo mogą być licowane płytkami kamiennymi, klinkierowymi, ceglanymi, betonowymi, kaflami. Wewnętrzna część obudowy powstaje z cegły ognioodpornej (cegły szamotowej) lub z szamotowych kształtek o dobrych właściwościach cieplnych.

Ścianki komory spalania w górnej części są nachylone pod kątem 60-70°, tworząc przewężenie zwane gardzielą, które łączy tę komorę ze znajdującą się wyżej komorą dymową. W gardzieli jest zwykle zamontowana klapa żeliwna lub stalowa (tak zwany szyber), regulująca przepływ spalin do komory dymowej i przewodu dymowego. Położenie klapy można zmieniać za pomocą uchwytu umieszczonego na zewnątrz obudowy. W komorze dymowej gromadzą się spaliny. Jej tylna ściana jest pionowa, pozostałe ściany są nachylone pod kątem 45-60° do poziomu. Komora dymowa przechodzi w kanał dymowy (o przekroju okrągłym lub prostokątnym) - powinien być pionowy, bez załamań i uskoków, aby zapewnić odpowiedni ciąg.

Obudowa komory dymowej (tzw. okap) opiera się na ścianach kominka lub na belce nadprożowej. W zależności od obciążenia i sposobu podparcia wykonuje się ją z różnych materiałów: żelbetu, cegły, cienkiej blachy żaroodpornej obłożonej cegłami szamotowymi. Konstrukcję okapu można obudować płytami gipsowo-kartonowymi na ruszcie stalowym. Ozdobnym wykończeniem jest belka okapowa, najczęściej drewniana.

Posadzka przed kominkiem musi być zabezpieczona przed pożarem: płytkami kamiennymi, terakotą, blachą mosiężną lub miedzianą. Ustawia się go na oddzielnym fundamencie betonowym lub na stropie (w budynku podpiwniczonym) o odpowiedniej nośności. Między płytą fundamentową a ścianami kominka umieszcza się izolację przeciwwilgociową.

Osoby decydujące się na kominek otwarty muszą szczególnie zadbać o bezpieczeństwo jego użytkowania. Palących się polan nie można zostawiać na noc i należy go wygaszać przed wyjściem z domu. Każdy kominek musi mieć własny przewód kominowy o odpowiednich rozmiarach. Powinien być on usytuowany blisko niego, aby przewód odprowadzający spaliny miał przebieg możliwie najbardziej zbliżony do prostoliniowego (bez załamań). Barierę przed strzelającymi iskrami stanowią parawany wykonane z gęstej siatki lub ze szkła żaroodpornego. Ustawia się je w trakcie palenia przed otworem paleniska.

Kominki zamknięte

Wykorzystywane w kominkach zamkniętych wkłady lub kasety kominkowe mają około 70-80% efektywność cieplną (tyle energii powstającej podczas spalania drewna odzyskuje się w postaci ciepła), więc z powodzeniem pełnią funkcję grzewczą, a jednocześnie zapewniają większe bezpieczeństwo pożarowe. Wkłady kominkowe, które przeznaczone są do nowych kominków, obudowuje się po podłączeniu do komina. Kasety zaś są tak skonstruowane, by można je było zamontować w istniejących kominkach (paleniskach) otwartych, bez dokonywania większych przeróbek.

Kasety i wkłady kominkowe wykonywane są ze stali, żeliwa, szamotu, a więc materiałów odpornych na wysoką temperaturę i dobrze akumulujących ciepło. Ich korpus wytwarza się najczęściej z wysokiej jakości elementów żeliwnych lub z płyt stalowych o grubości 4-6 mm. Urządzenia produkowane według najnowszych technologii mają konstrukcję dwupłaszczową: zewnętrzną obudowę wykonuje się ze szczelnej konstrukcji stalowej, wnętrze paleniska wyłożone jest natomiast elementami żeliwnymi lub szamotowymi. Kominki te wyposażone są m.in. w drzwiczki otwierane na różne sposoby, szyber ręczny lub automatyczny, blokady, a niektóre także w szyby samoczyszczące. Szyby stosowane we wkładach i kasetach kominkowych wykonane są z ceramiki odpornej na wysokie temperatury (do 800°C). W starszych rozwiązaniach stosuje się szyby żaroodporne, jednak ich wytrzymałość jest o wiele niższa. Ważnym elementem wkładów i kaset kominkowych są drzwiczki z szybą. Chronią przed zaprószeniem ognia w pomieszczeniu, a także zapewniają kontrolę nad procesem spalania drewna oraz bezpieczeństwo użytkowania kominka.

W przedniej ściance wkładów i kaset kominkowych znajdują się regulatory dopływu powietrza do spalania, sterujące mocą grzewczą urządzenia, a tym samym prędkością spalania drewna. Materiały do budowy i wykończenia kominka muszą być niepalne i odporne na wysoką temperaturę. Izolacją termiczną jest specjalna wełna mineralna, z warstwą folii aluminiowej. Chroni ona obudowę kominka przez nadmiernym nagrzaniem.

Jeśli chcemy ogrzać kominkiem kilka pomieszczeń, musimy zastosować system dystrybucji gorącego powietrza (DGP). Składa się on z izolowanych przewodów aluminiowych, którymi ciepłe powietrze rozprowadzane jest po domu. Zakończone są one kratkami lub anemostatami instalowanymi w ścianie i suficie. W małych domach powietrze zazwyczaj rozprowadzane jest w sposób naturalny, w dużych zaś, gdy system ma wiele rozgałęzień, wyposaża się go w elektryczną turbinę nadmuchową.

Zasady bezpieczeństwa

Użytkowanie w domu kominka wymaga spełnienia określonych warunków. Musi być on wybudowany, podłączony i eksploatowany zgodnie z przepisami prawa budowlanego i przepisami przeciwpożarowymi. Szczegółowe regulacje znajdują się w rozporządzeniu ministra infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU z 2002 r., nr 75, poz. 690) oraz rozporządzeniu ministra spraw wewnętrznych i administracji z 7 czerwca 2010 w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (DzU z 2010, nr 109, poz. 719). Ze względu na bezpieczeństwo pożarowe budynek musi być zaprojektowany i wykonany w taki sposób, by w razie pożaru ani on sam, ani jego instalacje nie powodowały rozprzestrzeniania ognia, zmniejszenia nośności budynku, ograniczenia możliwości ewakuacji oraz nie utrudniały dostępu ekipom ratowniczym.

Komin, kominek oraz instalacje związane z kominkiem powinny być tak zaprojektowane i wykonane, by nie naruszały konstrukcji budynku.

Pomieszczenia, w których montuje się kominek, powinny spełniać następujące kryteria:

• kubatura pomieszczenia nie może być mniejsza niż 30 m³ lub należy ją obliczyć według wskaźnika 4 m³ na 1 kW nominalnej mocy cieplnej kominka,
• pomieszczenie z kominkiem musi mieć zapewnioną wentylację lub klimatyzację; jeżeli kominek z grawitacyjnym odprowadzeniem spalin pobiera do spalania powietrze z pomieszczenia, w którym się znajduje, instalowanie wentylacji mechanicznej jest zabronione,
• w pomieszczeniach z kominkiem należy zapewnić dopływ powietrza do spalania: do kominków zamkniętych - co najmniej 10 m³/h na 1 kW nominalnej mocy cieplnej kominka, w przypadku kominków otwartych wymagana jest prędkość przepływu powietrza w otworze komory spalania nie mniejsza niż 0,2 m/s; w czasie montażu kominków często stosowane są zalecenia producentów wkładów kominkowych lub pieców, które znacznie dokładniej określają wymagania dotyczące doprowadzenia powietrza do spalania i konwekcji.

Palenisko powinno być umieszczone na podłożu niepalnym o grubości co najmniej 0,15 m, a przy piecach metalowych bez nóżek - 0,3 m. Podłoga łatwo zapalna przed drzwiczkami palenisk musi być zabezpieczona pasem materiału niepalnego o szerokości co najmniej 0,3 m, sięgającym poza krawędzie drzwiczek mających co najmniej po 0,3 m.

Piece metalowe i ich elementy przyłączeniowe muszą być oddalone od łatwo zapalnych nieosłoniętych części konstrukcyjnych budynku o minimum 60 cm. W przypadku osłonięcia ich warstwą tynku grubości 2,5 cm lub warstwą innego równorzędnego materiału minimalna odległość wynosi 30 cm.

Piece z kamienia, ceramiki lub innych podobnych niepalnych materiałów oraz przewody dymowe i spalinowe powinny być oddalone od palnych nieosłoniętych elementów konstrukcji o minimum 30 cm, a od osłoniętych - 15 cm.

W przypadku podłączenia do kominka ogrzewania powietrznego lub jego współpracy z rekuperatorem ciepła należy zapewnić następującą temperaturę strumienia powietrza w odległości 1 cm od wylotu do pomieszczenia: nie większą niż 70°C, jeżeli znajduje się on na wysokości ponad 3,5 m od poziomu podłogi i 45°C - w pozostałych przypadkach.

Ze względu na możliwość zatrucia się tlenkiem węgla należy do urządzeń grzewczych dostarczać odpowiednią ilość świeżego powietrza. W przypadku kominka jest to 10 m³ na godzinę i każdy kilowat mocy. Powietrze powinno być doprowadzone do kominka z zewnątrz, przez specjalny przewód lub nawiewniki w oknach lub ścianach. Produkty spalania muszą być usuwane na zewnątrz domu przez komin, który ma odpowiedni ciąg. Powinien być on zbudowany z uwzględnieniem przepisów i zgodnie z wytycznymi, a jego wymiary należy dostosować do mocy i rodzaju paleniska. Zatrucia tlenkiem węgla można uniknąć, dbając także o regularną kontrolę i czyszczenie komina.

Zagrożenie pożarem

Każdego roku powstają pożary, które powodują straty materialne, a ich przyczyny wiążą się bezpośrednio z utratą kontroli nad ogniem w palenisku kominka. Są one najczęściej konsekwencją zaniedbań lub błędów popełnianych na etapie projektowania, wykonania lub użytkowania kominka. Najczęstsze przyczyny pożarów kominków to:

• błędy oraz niestaranność w montażu i wykonaniu zabudowy kominków,
• nieprawidłowe wyprowadzenie przewodów dymowych,
• stosowanie materiałów zastępczych,
• eksploatacja kominka niezgodna z jego przeznaczeniem, w tym używanie niewłaściwego opału.

Rzeczywista temperatura płomieni podczas spalania drewna w palenisku wynosi około 1000°C, zaś temperatura dymu w nowoczesnych paleniskach zamkniętych lub wkładach kominkowych osiąga temperaturę 550°C, a nierzadko nawet wyższą. Podczas eksploatacji wkładów kominkowych na poszczególnych elementach urządzenia grzejnego powstają więc bardzo wysokie temperatury. W wielu miejscach przekraczają one temperaturę samozapłonu większości gatunków drewna (325-460°C), początku rozkładu termicznego wełny mineralnej (370°C) oraz jej tlenia (440°C). I tak na przykład: temperatura na pionowym przewodzie spalinowym wewnątrz obudowy kominka może przekraczać 900°C, na powierzchni górnej wkładu kominowego - 450°C, a szyba drzwiczek wkładu kominkowego może nagrzewać się do ponad 400°C.

W przypadku kominków z komorą otwartą zagrożenie pożarowe związane jest przede wszystkim z emisją iskier lub płonących cząstek z nieosłoniętych części urządzenia na palny materiał. Inną przyczyną pożarów jest wprowadzenie w przestrzeń nad wkładem kominkowym niczym nieosłoniętych materiałów palnych albo nieprawidłowe wykonanie wyprowadzenia dymu z komory spalania.

Do powstania pożaru przyczyniają się także podstawowe błędy popełniane przez wykonawców przy montażu elementów wykonanych z materiałów palnych, np. umieszczenie ozdobnego elementu drewnianego opartego bezpośrednio na żeliwnym wkładzie. Zdarzają się przypadki pożarów spowodowane zanikiem napięcia w sieci energetycznej, którego konsekwencją jest wyłączenie pracy turbiny rozprowadzającej ciepło w systemie DGP. Dochodzi wówczas do długotrwałego oddziaływania wysokiej temperatury na palne elementy konstrukcji budynku.

Pożary od kominków

• Na skutek pożaru zniszczeniu uległo wnętrze i dach budynku domu jednorodzinnego. Biegły sądowy ustalił, że doszło do niego wskutek intensywnego oddziaływania termicznego na całą przestrzeń podpodłogową usytuowaną nad kominkiem. Powodem było niewłaściwe oddzielenie drugiej i trzeciej komory dekompresyjnej oraz niezachowanie wymaganej przepisami odległości między rurami rozprowadzającymi ciepłe powietrze, a łatwopalnymi powierzchniami tego stropu. Przewody rozprowadzające ciepło z kominka nie zostały ani prawidłowo zaizolowane, ani odpowiednio oddzielone od powierzchni łatwopalnych wełną mineralną.
• W budynku jednorodzinnym powstał pożar w części drewnianej konstrukcji dachu oraz lekkiej konstrukcji sufitu podwieszanego. Biegły sądowy wydał opinię, w której stwierdził, że na powstanie pożaru złożyły się następujące czynniki:

• niewłaściwy montaż komina dymowego, polegający na bezpośrednim podłączeniu wkładu do komina bez specjalnego trójnika i wyczystki - doszło do powstania niedrożności w wyniku gromadzenia się nieczystości i zapalenia się sadzy w kanale dymowym;
• użycie elementów systemu kominowego nieprzeznaczonych do budowy kominów spalinowych;
• wadliwe ułożenie (brak ciągłości) izolacji termicznej w dwupłaszczowej rurze komina stalowego spowodowało miejscowe rozgrzanie zewnętrznego płaszcza z blachy i powstanie w jego otoczeniu wysokiego pola temperatur - skutkiem tego zapaleniu uległ drewniany element konstrukcji dachu, komin dymowy został bowiem usytuowany w mniejszej odległości od konstrukcji dachu niż wymagana przepisami.

• W ogrodzie zimowym restauracji doszło do pożaru, którego źródło zlokalizowane było niedaleko palącego się zamkniętego kominka, obudowanego kaflami ceramicznymi. Zarzewie ognia powstało w górnej części przewodu kominowego, położonego niedaleko drewnianych krokwi podtrzymujących więźbę dachową. Całkowitemu zniszczeniu uległ dach budynku, ściany, sufit, wkład kominkowy, instalacja elektryczna, wyposażenie lokalu. Biegły sądowy stwierdził, że przyczyną pożaru były wady konstrukcyjne komina lub jego rozszczelnienie podczas eksploatacji i niezgodna z obowiązującymi wymogami budowa przewodu kominowego. Został on bowiem zamontowany obok palnych elementów dachu. Ponadto nie zabezpieczono go materiałami niepalnymi w postaci tzw. przejścia dachowego.

Literatura

J. Daniłoś, Kominek doskonały cz. 1, „Magazyn Instalatora” 2015, nr 6.
J. Dąbrowska, Kominki otwarte. Urok żywego ognia, „Budujemy dom” 2007, nr 6.
W. Dymnicki, M. Żelewski, Co nas grzeje. Od ogniska do… ogniska, „Magazyn Instalatora” 1999, nr 10.
M. Grugiel, Kominek przyczyną pożaru, „Gazeta Ubezpieczeniowa” 2013, nr 49.
http://informatorbudownictwa.pl/vademecum/99-systemy-kominowe-kominki-piece (wejście 15.12.2016).
G. Kotulek, Kominki - właściwości grzewcze i zagrożenia związane z rozkładem ciepła wokół pracującego wkładu kominkowego (raport z badań eksperymentalnych), „Świat Kominków”, Szkoła Główna Służby Pożarniczej, Zakład Rozpoznawania Zagrożeń Obiektów, Warszawa 2009.
T. Wiśniewski, Analiza zagrożeń pożarowych związanych z instalowaniem wkładów kominkowych w istniejących budynkach na podstawie rzeczywistych zdarzeń, „Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza” 2015,tom 40.
Tomasz Sawicki jest biegłym sądowym z zakresu pożarnictwa
fot. Tomasz Sawicki

Bezpieczny kominek

Bezpieczny kominek (3)

1. Kominek z paleniskiem zamkniętym po pożarze
2. Miejsce ogniska pożaru zlokalizowane nad czopuchem
3. Nieprawidłowe wyprowadzenie dymu z komory spalania. Podłączenie wykonano przez ścianę palną

Bezpieczny kominek (2)

Bezpieczny kominek (1)

styczeń 2017