Jacek Ręka
Norma obliczeniowa PN EN 15544 obowiązująca od 2009 r. do projektowania konstrukcji, sprawności i emisyjności pokojowych pieców kaflowych i kuchennych budowanych przez zdunów indywidualnie na miejscu użytkowania, która została znowelizowana w 2023 r., oprócz określenia nowej wielkości załadunku opału rozszerza możliwość jej stosowania do obliczeń obok tradycyjnych materiałów szamotowych innych materiałów, których wykorzystywanie w rzemiośle zduńskim rozwinęło się na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat. Wiadomo, że przeznaczone do budowy pieców pokojowych materiały muszą posiadać wysoką odporność na temperatury powstające w paleniskach podczas spalania kiedyś węgla, a dziś typowo już tylko drewna opałowego i to w dodatku przy kilkukrotnie większych, niż do wkładów kominkowych jednorazowych załadunkach. Norma określa, że musi to być minimum 5 kg lecz nie więcej niż 40 kg i choć do tak wysokich jednorazowych załadunków drewna zduni jeszcze nie doszli, to największe załadunki (wsady) do palenisk piecowych sięgają już 20 kg. Możemy więc sobie wyobrazić, jak wysokie temperatury powstają wtedy w komorach paleniskowych – średnio to około 800°C, a okresowo i o następne 200°C więcej, co oznacza, że muszą być one wybudowane z materiałów ogniotrwałych wytrzymujących takie obciążenie cieplne. Dodatkowo, muszą one wytrzymywać również ich wieloletnie, codzienne użytkowanie. W konstrukcji pieca wychodzące z paleniska gazy odlotowe przechodząc przez zaprojektowany układ kanałowego wymiennika ciepła (typowo o długości około 5 – 10 m), oddają ciepło, które jest w nich magazynowane, i w ten sposób u ujścia do komina spaliny będą osiągały temperaturę obniżoną do najwyżej 100 – 200°C. Odebrane ze spalin i zmagazynowane w masie pieca ciepło powinno się także uwalniać powoli, przez możliwie najdłuższy wielogodzinny okres grzewczy i to z mocą pozwalającą ogrzać dziś zwykle coraz większą powierzchnię. Będzie to zatem zależało nie tylko od jego ciężaru i wielkości, ale głównie od parametrów grzewczych materiału akumulacyjnego, z którego będzie on wykonany. Wśród nich decydującą rolę odgrywa parametr przewodności cieplnej, a także pojemności cielnej i gęstości. Wpływają one zatem tak na moc grzewczą pieca niezbędną do nagrzewania określonego typu i wielkości pomieszczenia, jak i na długość okresu utrzymywania komfortu cieplnego w mieszkaniu między pierwszym, a kolejnym załadunkiem.
Obowiązująca norma PN EN 15250 dotycząca pieców określanych jako akumulacyjne – lub wkrótce poprawniej „o powolnym oddawaniu ciepła”, wskazuje ich minimalny i maksymalny okres grzewczy w zakresie 8 – 24 godzin – nie krócej i nie dłużej! Oznacza to, że muszą one w okresie ich nagrzewania, czyli spalania się opału, odebrać tyle ciepła ze spalin, aby wystarczyło go na cały tak długi okres grzewczy. Dlatego zduni stosując do budowy pieców kaflowych ogniotrwałe cegły szamotowe o tradycyjnych parametrach grzewczych, zwykle mogli zaprojektować tak długi okres grzewczy tylko dla jednego lub dwóch pomieszczeń. Dziś zduni, stosując już nowej generacji materiały akumulacyjne, o kilkukrotnie podwyższonych parametrach grzewczych, mogą zapewnić w tak długim okresie czasu ogrzewanie nawet wszystkich pomieszczeń dużego domu.
Typowe materiały ogniotrwałe od dawna stosowane w naszym regionie Europy do budowy tego rodzaju pieców mieszkaniowych o powolnym oddawaniu ciepła możemy zasadniczo podzielić na dwie grupy zorientowane wokół dwóch tradycyjnych typów materiałów: steatytu / słonińca – zwanego też kamieniem mydlanym, oraz cegły szamotowej. W Polsce, Austrii i Niemczech najczęściej stosowaliśmy do budowy pieców cegły szamotowe łączone zaprawą glinową, a w krajach północnych i w Szwajcarii steatyt. Materiały te różnią się swoimi parametrami grzewczymi dość znacznie i też w podobnym stopniu różnią się inne stosowane dziś w zduństwie materiały ogniotrwałe, które posiadają parametry grzewcze zbliżone - bądź do szamotu, bądź do steatytu (zobacz wykres porównawczyponiżej).
Jeżeli więc będziemy patrzeć na piec przez pryzmat jego użytkowania „zgodnie z przeznaczeniem” – czyli jako na urządzenie wybudowane przez zduna w celu zapewnienia podstawowego ogrzewania, to musimy zwracać uwagę przede wszystkim na jego moc grzewczą, czyli na to jak duże pomieszczenie czy ile pomieszczeń będzie można nim ogrzać i w jakim okresie czasu. Nie powinno nas zatem dziwić, że rozwój technologiczny urządzeń i materiałów branży rzemiosła zduńskiego na całym świecie idzie dziś właśnie w tym kierunku. Chodzi po prostu o to, by jednym piecem i to w sposób zrównoważony, czyli dostosowany do zapotrzebowania pomieszczeń na ciepło (co znaczy: bez okresów przegrzewania lub niedogrzewania), móc ogrzać jak największą powierzchnię domu i to w jak najdłuższym okresie czasu, a najlepiej to jeszcze bezobsługowo i tylko jednym dużym załadunkiem na dobę – oczywiście w sposób niezależny od prądu.
Jeżeli największe różnice w mocy grzewczej pieca zależą od parametru przewodności cieplnej materiału ogniotrwałego, to też musimy zauważyć, że parametr ten decyduje także o tym, ile do paleniska jednorazowo będziemy mogli włożyć paliwa/drewna. Określa on, ile wytworzonego w trakcie palenia ciepła zdąży przez powierzchnię wewnętrznych ścian paleniska i kanałów dymowych przeniknąć do masy pieca, by mogło w nim zostać zmagazynowane, a potem przez długi wielogodzinny okres czasu uwalnianie do otoczenia. W praktyce będzie to oznaczało, że stosując do budowy pieca materiały z grupy steatytu, będziemy mogli wykonywać jednorazowo 3-krotnie większe załadunki paliwa do paleniska, ograniczając tym samym 3-krotnie częstotliwość obsługi pieca – co w nowobudowanych dziś domach oznacza tylko jeden lub dwa załadunki na dobę. Zwiększona 3-krotnie moc grzewcza pieca praktycznie oznacza więc, że jeden piec o masie akumulacyjnej z takich materiałów, pozwoli zastąpić trzy piece budowane z materiałów z grupy tradycyjnego szamotu.
W podsumowaniu możemy z nadzieją stwierdzić, że upowszechnienie i rozwój stosowania nowej generacji materiałów ogniotrwałych o wysokiej mocy grzewczej, pozwoli budować coraz więcej mieszkań i budynków, które będą posiadały niezwykle wygodny i komfortowy w obsłudze zduński system ogrzewczy oparty na współczesnych piecach akumulacyjnych (o powolnym oddawaniu ciepła) zasilanych biomasą drzewną. Użytkownicy zyskają w ten sposób oprócz dostępu do pięknego widoku ognia i ozdobnej architektury współczesnych piecokominków przede wszystkim dostęp do najtańszego dziś źródła ciepła (dwu lub nawet pięciokrotnie tańszego od gazu ziemnego), a nadto niezależnego od prądu i warunków pogodowych czy pory dnia i pozwalającego w najtańszy sposób spełnić wymagania europejskiego Zielonego Ładu. Będzie to też najszybszy, bo najtańszy, sposób na wymianę starych „kopciuchów” węglowych i tym samym na skuteczną poprawę jakości powietrza. Jeżeli dziś poprawiony i właściwie już wskazany przez Ministerstwo Klimatu i Środowiska krajowy wskaźnik emisji pyłów ze spalania drewna jest praktycznie około 10-krotnie niższy od wskaźnika ze spalania węgla, to działania branży zduńskiej pragnącej stworzyć warunki do budowy w jak największej ilości domów i mieszkań systemów grzewczych opartych na spalaniu biomasy drzewnej są warte najwyższego poparcia i „wsparcia” programami dotacji. Branża zduńska i zdun budujący najtańszy niskoemisyjny i neutralny klimatycznie system grzewczy, to dziś największy przyjaciel wszystkich tych, którym rzeczywiście zależy na jak najszybszym oddychaniu czystym powietrzem.
Jacek Ręka
Mistrz zduński
Starszy Małopolskiego Cechu Zdunów i Zawodów Pokrewnych
