Każdy z nas wie, że tradycyjny piec kaflowy, aby mógł długo (przez wiele godzin) ogrzewać pomieszczenia mieszkalne, musiał być duży i dużo ważyć. Dlatego też zduni budując ciężkie piece bardziej cenili sobie takie kafle, które były cięższe, a także uważali, że zawsze lepszy jest ten piec, którego wnętrze w całości jest wypełnione ciężkimi cegłami szamotowymi, tworzącymi tak ściany paleniska, jak i ściany wewnętrznych kanałów dymowych. Niekiedy, niestety ze względu na koszty, ich wnętrze w jakiejś części wypełniały też zwykłe czerwone cegły budowlane lub stare dachówki, ale każdy rozumiał, że to tylko przykra konieczność i chciałby inaczej. Stosowana w nich jako lepiszcze naturalna glina, dokładała też niemało swego ciężaru do całej masy pieca. Widziano więc, że większy i cięższy piec będzie mógł ogrzewać większe pomieszczenie przez dłuższy czas, zaś mniejszy i lżejszy piec będzie ogrzewał mniejsze pomieszczenia i jego okres grzewczy będzie o wiele krótszy. Mniejszy i lżejszy piec trzeba będzie częściej obsługiwać, a przez to będzie bardziej uciążliwy w eksploatacji. Ci z nas, którzy dawniej lub nawet jeszcze dzisiaj palą w tego rodzaju piecach, zapewne wiele mogliby powiedzieć o takich uciążliwościach z własnego doświadczenia.
Jednak ogrzewając dom piecem kaflowym, wszelkie uciążliwości jego użytkowania z nawiązką rekompensowały niewątpliwe zalety: po pierwsze – bardzo długi (12÷24 godzin) okres grzewczy, po drugie – wyrównana temperatura pomieszczeń ogrzewanych bez okresów uciążliwego przegrzewania, które jest zmorą współczesnych kominków z za dużym wkładem grzewczym, po trzecie – najzdrowszy i najbardziej przyjazny człowiekowi system grzewczy oparty na promieniowaniu naturalnej fali podczerwonej emitowanej z nagrzanej ceramiki, przy ograniczonym niemal do minimum ruchu konwekcyjnym powietrza. Do tych zalet można dodać jeszcze takie, jak: oszczędność, gdyż ogrzewanie piecem kaflowym to rzeczywiście bardzo tanie ogrzewanie, ponadto pełna niezależność od energii elektrycznej, którą może zapewnić tylko ten rodzaj ogrzewania bazujący na zawsze dostępnym odnawialnym źródle energii, jakim jest drewno. Dlatego też na bazie tego rodzaju technologii pieca kaflowego i tego rodzaju sposobie akumulacyjnego ogrzewania opierało się od wieków tradycyjne zduństwo. Stary zdun, mistrz zduński z pokolenia na pokolenie przekazywał kolejnym uczniom i czeladnikom swoją wiedzę i wdrażał ich w poprawne stosowanie zwykle tych samych materiałów, których sam od lat używał. Przez wieki zdun bazował na niemal nie zmienionych tych samych materiałach ceramicznych – kaflach, szamocie i glinie, i budował jeden piec do ogrzewania jednego pomieszczenia. W ten sposób uczył dobierać jego wielkość i ciężar do potrzeb grzewczych pomieszczenia, tak aby piec mógł ogrzewać je ze stałą temperaturą przez możliwie najdłuższy okres czasu. Niewielkie zmiany wprowadzane w dawnych wiekach w technologii budowy domów pozwalały zdunom zachować starą technologię, gdyż w niewielkim stopniu zmieniało się w nich zapotrzebowanie na ciepło.
Sytuacja ta uległa jednak zdecydowanej zmianie w przeciągu ostatnich kilkudziesięciu lat. Zmiany wprowadzone w technologii budowy domów mieszkalnych, które dziś sami dobrze znamy budując nasze piece i kominki we współczesnych domach energooszczędnych, są tak ogromne, że stworzyły zupełnie nowe warunki ogrzewania. Wyrażają się one przede wszystkim w zdecydowanie zmniejszonym zapotrzebowaniu na ciepło. Budowane dziś nowe domy mieszkalne potrzebują do ogrzewania zwykle o połowę mniej energii cieplnej, niż domy budowane jeszcze 20 lat temu. Te wielkie zmiany w technologii budowy domów nie pozostały również bez wpływu na branżę zduńską i zaważyły na wprowadzeniu zmian tak w stosowanych technologiach, jak i używanych materiałach. Zmiany te stały się na tyle głębokie, że można dziś mówić niejako o nowym okresie rozwoju zduństwa, czyli o tzw. nowym zduństwie. Rozwój nowych materiałów zduńskich poszedł przede wszystkim w kierunku wprowadzenia takich parametrów technicznych, jak: zwiększenie ciężaru pieców, który osiągnięto przez zastosowanie cięższych, o znacznie większej gęstości materiałów szamotowych (tzw. ciężkich szamotów czyli szamotowych betonów ogniotrwałych) oraz zwiększenie ich emisyjności, czyli mocy grzewczej, przez zwiększenie tzw. przewodności cieplnej. Zwiększenie przede wszystkim tych dwóch parametrów technicznych – gęstości i przewodności – w połączeniu z wprowadzoną niemal powszechnie przy ich produkcji techniką prefabrykacji elementów pieca akumulującego ciepło, stało się podstawą uzyskania nowych możliwości grzewczych tzw. nowego zduństwa. Właściwości grzewcze nowych materiałów zduńskich zmieniły zasadniczo możliwości grzewcze budowanych z nich współczesnych pieców kaflowych lub też ich nowoczesnej odmiany zwanej piecami tynkowanymi. Jako pierwsza w Polsce te nowe materiały, produkowane również w technice prefabrykacji, wprowadziła do naszego zduństwa pod nazwą Akubet krakowska firma Cebud. Akubet jest podobny w parametrach technicznych do wcześniej już produkowanych w Austrii i Niemczech analogicznych materiałów akumulacyjnych, i stosuje się do niego taki sam system obliczania zdolności grzewczej. Stosując nowe materiały, można wcześniej obliczyć, jak pokryć zapotrzebowanie na ciepło już nie tylko jednego pomieszczenia – jak to było w tradycyjnym zduństwie – ale całego domu i to nawet o powierzchni 200 m2. Właśnie ta nowa możliwość, czyli ogrzewanie jednym urządzeniem, czyli współczesnym piecem zduńskim całego domu, jest ich największą zaletą, a zarazem największą zmianą różniącą tradycyjne zduństwo od nowego. Natomiast tak samo jak to było w tradycyjnym zduństwie, budując w nowych technologiach i z nowych materiałów dzisiejsze piece, możemy także zapewnić im wyrównany i długi okres grzewczy (8÷12 godzin dla domów do 200 m2, a 24 godziny dla mniejszych domów, do 100 m2). Tak samo system grzewczy oparty jest w nich na promieniowaniu fali podczerwonej, z tym że może on być już z łatwością połączony z nowoczesnymi, konwekcyjnymi i wodnymi systemami ogrzewania.
Chcąc dziś poprawnie zaprojektować wielkość, ciężar oraz dokonać odpowiedniego doboru rodzaju materiałów akumulacyjnych i urządzeń grzewczych nowoczesnego pieca zduńskiego, trzeba wpierw poznać i określić zapotrzebowanie na ciepło planowanego do ogrzania budynku mieszkalnego. Dla przykładu, poznając zapotrzebowanie na ciepło w niskiej temperaturze –16°C budynku o powierzchni 140 m2, które wynosi na przykład 50 W/m2, obliczamy najpierw jego dobowe zapotrzebowanie: 50 W × 140 m2 = 7 kW × 24 godziny = 168 kWh. Jeżeli byśmy palili w piecu 3 razy na dobę, czyli co 8 godzin, to w jednym cyklu grzewczym musimy uzyskać 56 kWh energii. Jeżeli zaś wybudowany piec będzie osiągał sprawność grzewczą powyżej 80%, czyli z 1 kg drewna otrzymamy 3,3 kWh energii (4 kWh × 82,5% = 3,3 kW), to dla wyprodukowania w jednorazowym cyklu 56 kWh będziemy musieli włożyć do paleniska i spalić ~17 kg drewna (56 kWh : 3,3 kWh = ~17 kg). Jeżeli 3 razy na dobę, czyli co 8 godzin, spalimy 3 × 17 kg = 51 kg drewna, to uzyskamy z tej ilości spalonego drewna potrzebne na ogrzewanie domu przy temperaturze zewnętrznej –16°C 168 kWh energii. Jeżeli zaś, jak to ma miejsce przez większy okres zimowy, temperatura zewnętrzna będzie wahała się w okolicach 0°C, to ogrzewanie będziemy mogli zmniejszyć o około 40% i palić tylko w rytmie dwóch załadunków opału na dobę, czyli co 12 godzin, pozyskując około 56 kWh na cykl i spalając tylko 2 × 17 kg, czyli ~34 kg opału na dobę. Tak więc wiedząc, że w przykładowym domu należy w jednym cyklu grzewczym zapewnić wytworzenie około 56 kWh energii przez jeden załadunek i spalenie w nim 17 kg, to pod warunkiem zastosowania do budowy takiego pieca nowych materiałów zduńskich o nowych parametrach grzewczych, będziemy mogli obliczyć potrzebny ich ciężar i zarazem określić jego wielkość, zachowując wysoką (ponad 80%) sprawność grzewczą. Te elementy decydują o właściwym zaprojektowaniu i skonstruowaniu urządzenia grzewczego – pieca.
Dla nowoczesnych akumulacyjno-grzewczych materiałów zduńskich, np. dla Akubetu, ciężar i wielkość pieca o sprawności ponad 80% oblicza się według zasady: 70 kg masy akumulacyjnej na 1 kg spalonego drewna. Tak więc dla naszego przykładowego domu, by spalić 17 kg drewna ze sprawnością 80% potrzeba nam będzie (przy zastosowaniu całkowicie akumulacyjnej technologii zduńskiej) 1190 kg masy grzewczej, np. w układzie, gdy palenisko waży 400 kg, a kanałowy akumulacyjno-grzewczy wymiennik ciepła waży 790 kg, lub przy zastosowaniu paleniska stalowo-żeliwnego o nominalnej mocy ~13 kW, spalającego około 4 kg drewna, akumulacyjny wymiennik ciepła będzie miał ciężar (13 kg × 70 kg ) = ~910 kg, a wielkość (długość) kanału dymowego będzie wynosić około 6 m. Taką wielkość i taką proporcję długości kanału do ciężaru wymiennika ciepła pozwalają nam dziś osiągnąć tylko materiały wyprodukowane w technologii tzw. nowego zduństwa. Zabudowanie dużej masy przy relatywnie krótkim przebiegu spalin w wymienniku ciepła, a zatem w niewielkiej objętości bryły pieca, jest dziś wielkim osiągnięciem, możliwym dzięki nowym materiałom zduńskim o doskonałych parametrach technicznych. Możliwość ogrzewania jednym piecem wraz z dodatkową akumulacją zewnętrznej ciepłej bryły ścian tynkowanych lub kaflowych, o łącznej masie sięgającej 1,5÷2 ton i to w dodatku w niewielkiej, kompaktowej bryle, jest dziś wielkim osiągnięciem i korzyścią z zastosowania technologii nowego zduństwa. Jeden niewielki piec, wyposażony w szybę, umożliwiającą oglądanie płonącego ognia (czyli tzw. pieco-kominek), który może ogrzewać cały współczesny dom mieszkalny w sposób ciągły i zrównoważony tylko 2, 3 załadunkami drewna lub brykietu na dobę, to nie tylko komfortowy system podstawowego ogrzewania domu, ale także dowód niesamowitego postępu w rozwoju zduństwa. Przykład zaadaptowania jednej z najstarszych branż budowlanych – zduństwa – do nowych warunków technicznych współczesnego budownictwa jest dowodem silnej pozycji i gwarancją długiej „prosperity” naszej branży. Rozwinięcie umiejętności budowy kominków ozdobnych o konstruowanie profesjonalnych urządzeń grzewczych (pieców) jako podstawowego systemu ogrzewania domów, jest bardzo ważnym zadaniem organizowanej przez stowarzyszenie OSKP, nowej szkoły zduńskiej.
Jacek Ręka
Tekst ukazał się w nr 2(11)2012 magazynu KOMINKIPRO
