Dacă în ediţia trecută am prezentat coșurile de fum cu tiraj natural,
accentuând contextul în care au apărut sistemele prefabricate de
evacuare a gazelor de ardere, adaptate constructiv exigenţelor impuse de
noile metode de obţinere a energiei termice, vom continua aici cu
prezentarea sistemelor de coșuri de fum prefabricate independente,
precum și a celor cu aspiraţie de aer periferică.Dacă în ediţia trecută am prezentat coșurile de fum cu tiraj natural,
accentuând contextul în care au apărut sistemele prefabricate de
evacuare a gazelor de ardere, adaptate constructiv exigenţelor impuse de
noile metode de obţinere a energiei termice, vom continua aici cu
prezentarea sistemelor de coșuri de fum prefabricate independente,
precum și a celor cu aspiraţie de aer periferică.
Dacă în ediţia trecută am prezentat coșurile de fum cu tiraj natural, accentuând contextul în care au apărut sistemele prefabricate de evacuare a gazelor de ardere, adaptate constructiv exigenţelor impuse de noile metode de obţinere a energiei termice, vom continua aici cu prezentarea sistemelor de coșuri de fum prefabricate independente, precum și a celor cu aspiraţie de aer periferică. De asemenea, este necesar să evidenţiem câteva avantaje ale coșurilor de fum prefabricate moderne, capabile să ofere cu adevărat siguranţă și eficienţă energetică.
Coșurile de fum independente
În cadrul unor proiecte speciale, în Europa au fost realizate sisteme de coșuri de fum prefabricate independente, cu diametre interioare ale canalelor de fum de până la 1.00 m și înălțimi considerabile, atingând chiar 40.00 m. Condițiile de proiectare seismică au impus în aceste cazuri secțiuni superioare celor prezentate în articolul anterior. Elementele componente exterioare, turnate din beton greu, au o înălţime modulară de 1.00 m, iar grosimea pereților variază, în funcție de tipodimensiunea coșului, între 150-250 mm. Dimensiunile în plan ale secțiunii sistemului de evacuare sunt relativ reduse, respectiv de 1.00–2.00 m. Armăturile longitudinale de rezistență se introduc în canalele de armare cu diametrul de 100 mm.
Coșurile de fum cu aspirație de aer periferică
Ca o consecinţă a randamentului energetic foarte ridicat, gazele de ardere provenite din aparate termice de ultimă generație (cele în condensație, de exemplu) au temperaturile extrem de scăzute (30 – 40ºC), evacuarea în aceste situații nemaifiind posibilă cu tiraj natural. Prin urmare, cazanele respective dispun de un arzător cu aer insuflat, ventilatorul având în acelaşi timp rol de aspirare a aerului şi de evacuare, sub presiune, a gazelor arse.
Sistemele de evacuare adaptate noilor principii de funcţionare, care asigură din exterior, concomitent cu conducerea gazelor în atmosferă, şi cantitatea de aer necesară combustiei, se numesc coşuri de fum cu aspiraţie periferică de aer sau echilibrate, conform terminologiei utilizate în cele mai recente standarde de specialitate. Coşurile de fum din această categorie, conţinând două canale coaxiale distincte, de fum şi de aer pentru ardere, funcţionează după principiul schimbătorului de căldură în contracurent. Aerul necesar combustiei se preîncălzeşte, odată cu parcurgerea de sus în jos a distanţei dintre nivelul gurii de evacuare prevăzute cu priză şi punctul de conectare a aparatului la coş, îmbunătăţindu-se astfel randamentul surselor de căldură cu 3 până la 7%.
Geometria interioară a mantalelor prefabricate include golul central de formă rectangulară, pentru canalul de fum, şi canalele de armare, după caz, la colţuri.
Pentru satisfacerea condiţiilor de exploatare severe din punct de vedere al regimului de presiuni şi umiditate (mediu acid, puternic coroziv, datorită prezenţei permanente a condensatului) tubulatura de şamotă profilată, prevăzută pentru realizarea canalului de gaze evacuate, având grosimea medie a pereţilor de numai 7 – 8 mm, este cel mai performant produs din categoria tuburilor ceramice utilizate în domeniu. Cu o densitate a materialului de aproximativ 2.300 kg/m³ şi o capacitate de absorbţie a apei de circa 3%, pierderile de gaze de ardere prin pereţi şi la nivelul îmbinărilor, la o presiune de încercare de 200 Pa, nu depăşesc 0.006 litri/m² x sec. Stabilitatea pe înălţime a canalului de fum în interiorul mantalelor este menţinută cu ajutorul unor inele distanţier confecţionate din oţel inoxidabil. Spaţiul inelar astfel creat între cele două elemente componente de bază serveşte la conducerea către consumatori a aerului aspirat din exterior.
Prin folosirea unor racorduri şi piese speciale de conectare, concentrice, tipul de coş de fum descris poate să deservească un singur cazan cu condesare sau mai multe cazane murale de același tip, amplasate la etaje diferite ale unei construcţii de locuinţe sau birouri. Soluția constructivă adoptată în cazul capului de coș asigură aspirarea cantității necesare de aer pentru ardere, concomitent cu refularea gazelor arse, fără ca aceste două funcțiuni să se influențeze.
Prefabricarea, ca procedeu tehnologic de producţie şi accesorizarea completă a sistemelor de coşuri de fum, înseamnă precizie dimensională ridicată, calitate asigurată la un nivel constant şi compatibilitatea elementelor componente, care conduc la un montaj facil, cu durate de punere în operă reduse.
În anumite ţări, extinderea industrializării pe o scară largă a lucrărilor de construcţii a condus la proiectarea unor componente prefabricate ce au lungimea egală cu înălţimea de nivel a construcţiilor civile, respectiv 2.50 – 3.00 m.
Soluţiile constructive adoptate, care prevăd utilizarea unor materiale de calitate superioară, au condus la realizarea acestor sisteme compacte, cu secţiuni transversale reduse, care pot fi amplasate atât în interiorul, cât şi la exteriorul construcţiilor deservite.
Performanţele coşurilor moderne
Sistemele de coşuri de fum descrise reprezintă un nivel înalt de performanţă, atât din punct de vedere conceptual, cât şi al materialelor folosite. Astfel, au fost realizate produse fiabile, cu durată de viaţă ridicată, garantate în general pentru o perioadă minimă de 30 de ani, rezistente la variaţiile de temperatură şi acţiunea corozivă a produselor lichide de ardere. Costurile totale aferente unei construcţii, care se compun din costurile iniţiale şi cheltuielile de mentenanţă, sunt indicatoare importante în aprecierea unei investiţii. Durabilitatea instalaţiilor de acest tip face ca lucrările de întreţinere să se limiteze doar la o curăţire/inspecţie periodică a canalului interior de fum şi la eventuale reparaţii curente ale finisajelor.
Siguranţa în exploatare este o altă caracteristică importantă a sistemelor de evacuare ceramice, constând în etanşeitatea corespunzătoare a canalelor de fum la pierderile de gaze arse şi stabilitatea la un eventual incendiu, indiferent dacă acesta acţionează dinspre exteriorul sau interiorul canalului de fum. În general, aceste sisteme prezintă stabilitate la foc timp de 60 – 90 de minute.
În contextul creşterii continue a etanşeităţii, respectiv a reducerii permeabilităţii la aer a construcţiilor (a se vedea preocupările pentru realizarea caselor eficiente energetic) sistemul de coş de fum cu termoizolaţia integrată în învelişul exterior şi cu tubulatura profilată a fost supus unor încercări pentru determinarea pierderilor de aer la o presiune convenţională de 50 Pa (testul “blower door”). Valoarea determinată pentru un tronson netencuit de 5.00 m înălţime, care traversează două nivele ale unei case şi conţine o piesă ”T“ de racordare, este de 34.5 m³/h. Acest nivel de performanţă conferă soluţiei de evacuare precizate posibilitatea aplicării în cazul clădirilor etanşe.
Coşurile de fum prefabricate permit folosirea celor mai eficiente surse de energie termică, fără ca acestea să producă efecte negative asupra structurii lor. Prin tirajul asigurat, obţinut în urma unei dimensionări corespunzătoare, generatoarele de căldură funcţionează la parametri proiectaţi, ceea ce conduce la economii prin optimizarea consumului de combustibili, şi, implicit, la protecția mediului inconjurător prin eliminarea în atmosferă a unei cantităti mai reduse de gaze arse.