ÎNAPOI / BACK

Cap 02-2005   ŞEMINEUL

Teodor TERETEAN

 

Încet-încet şemineul pătrunde, din nou, (în unele) din casele noastre.

Mai degrabă ca element decorativ rafinat al unui ambient aparte.

Dar, şemineul poate fi şi o sursă secundară de încălzit spaţiul care îl include.

Funcţionalitatea sa depinde însă de o proiectare atentă şi de o realizare pe măsură.

Să le examinăm pe acelea care pot fi puse în funcţiune.

 

Puţină istorie.

În preistorie, după cucerirea focului, acesta a fost păstrat şi folosit la încălzirea peşterilor, masive incinte de piatră, a căror condiţii de microclimat, iarna, erau greu de suportat.

Focul era plasat de regulă în mijlocul acestor spaţii, încălzindu-i pe cei din jur prin …radiaţie.

Construirea caselor a purtat focul în interiorul acestora care, cel puţin la începuturi, îl plasau cam în acelaşi loc: mijlocul incintei locuite.

Romanii avuţi au folosit pentru încălzire iarna o variantă net superioară a focului: l-au mutat în hipocauste, canalele cu gaze arse trecând pe sub pardoseala incintelor locuite. Scăpaseră de …fum, calitatea încălzirii fiind net îmbunătăţită.

Ceilalţi, mai săraci, foloseau focul deschis tot în …vatră.

Evul mediu, cu castelele sale masive din piatră, reaminteau …peşterile, dar în cu totul alta manieră.

Sălile imense nu puteau fi încălzite decât radiativ, aşa că şemineul a apărut şi s-a perfecţionat aproape natural.

 

Ce este şemineul.

Simplificând lucrurile orice şemineu se compune dintr-o vatră (loc de amplasare a combustibilului, de regulă lemnele de foc), o gură de alimentare a şemineului („poarta” prin care se introduc lemnele şi prin care „iese” căldura spre cameră), o placă de radiaţie (uzual, din cupru sau bronz, mai rar din fontă), coşul de fum (evacuatorul unui rezultat mai puţin plăcut al arderii, fumul) şi clapeta de tiraj a coşului de fum.

Descrierea de mai înainte se referă la şemineurile cu tiraj natural.

Mai nou au apărut şemineurile cu tiraj forţat.

În acest caz elementele componente prezentate se completează cu un ventilator de tiraj cu turaţie variabilă (amplasat în exterior, în vârful coşului de fum).

Recapitulând, şemineul poate rămâne un simplu element decorativ sau poate fi activat, încălzind o incintă (mai ales în ocazii speciale); el poate fi cu tiraj natural sau cu tiraj forţat (prin ventilator).

În toate cazurile în care şemineul este activat trebuie sa fie cunoscute anumite reguli de concepere, realizare fizică şi de exploatare. 

 

Ce este tirajul.

Aceasta este o caracteristică intrinsecă a desfăşurării oricărui proces de înlăturare a produselor reziduale (fum, vapori de apă etc.), ale unui proces de ardere cu ajutorul unui coş.

Tirajul se produce de la sine prin ridicarea naturală a gazelor de ardere, acestea fiind mai calde (mai uşoare) decât aerul din jurul focului.

Obişnuit, temperatura gazelor de ardere care „ies” pe coş variază între 165 si 280 oC.

In funcţie de cele două elemente definitorii ale coşului de fum, înălţimea şi secţiunea sa, tirajul poate fi „normal”, „prea activ” sau „prea leneş”.

Când este „prea” activ se pierde din căldura produsă, prin coş evacuându-se prea mult aer amestecat cu gazele calde; când este „prea leneş”, fenomenul este invers, în încăpere rămânând fum neevacuat.

În mod „normal” tirajul este corect: se evacuează minimum de gaze calde fără a se simţi fum în încăpere

 Tirajul se poate regla cu ajutorul aşa-numitei clapete de tiraj cu care se dotează, de regulă, orice coş de fum (similară clapetei sobelor de teracotă).

 

Detalierea componentelor.

În figura anexată se prezintă o secţiune transversală printr-un şemineu cu următoarea legendă: (1) intrarea şemineului; (2) zona vetrei; (3) zona radiantă; (4) clapeta de tiraj; (5) coşul de fum; (6) ventilatorul de evacuare (numai în cazul tirajului forţat).

Intrarea (faţa) şemineului (1), caracterizată prin dimensiunile sale, lăţime (Lsem) şi înălţime (Hsem), are importanţă majoră, atât pentru introducerea lemnelor de ardere, cât şi pentru stabilirea debitului de aer care va traversa şemineul în scopul asigurării tirajului său natural.

Dimensiunile, Lsem si Hsem, sunt stabilite, de regulă, de arhitect pentru armonizarea şemineului cu restul dimensiunilor încăperii.

Zona vetrei (2), stabilită tot de arhitect, trebuie să permită o corectă manipulare a lemnelor, atât la iniţierea arderii, cât şi pe parcursul desfăşurării acesteia, asigurând simultan condiţiile de siguranţă contra incendiilor.

Zona radiantă (3), este importantă pentru obţinerea unui debit maxim de căldură (sub forma radiantă).

In acest scop se poate adăuga o placă verticală, din metal turnat (fontă, bronz) pentru placarea fundului de vatră; placa radiantă poate purta elemente decorative, de personalizare a acesteia (numele proprietarului, anul construirii casei, castelului etc.).

Clapeta de tiraj (4) are un rol important in stabilirea unui tiraj natural corect; are poziţii diferite, mai deschisă la iniţierea focului (evitarea pătrunderii fumului in camera) şi mai închisă pe parcursul arderii.

Coşul de fum (5), caracterizat prin secţiunea de evacuare a gazelor şi prin înălţime, are rolul major în realizarea corectă a tirajului şemineului.

In toate cazurile, înălţimea coşului este distanţa între cota vârfului coşului şi cota tălpii inferioare a buiandrugului secţiunii de intrare în şemineu.

Ventilatorul (6), nu este necesar la şemineele cu tiraj natural; este indispensabil însă în cazul unei reşedinţe prevăzute şi cu alte sisteme de ventilare mecanica.

 

Şemineul cu tiraj natural.

"Motorul" curgerii fumului prin coş este sursa internă de căldură (focul), care creează o diferenţă de densitate între gazele calde din şemineu şi aerul din exteriorul acestuia.

O importanţă aparte o are configuraţia şemineului în partea sa iniţială (intrare, vatră, zona de radiaţie, clapeta tiraj).

Aceasta va determina configuraţia curgerii corecte a gazelor calde a căror temperatură se află în intervalul menţionat mai înainte.

La nivelul părţii din spate a vetrei, gazele generate de foc au viteze suficient de mari pentru a produce vârtejuri care au tendinţa de revenire a fumului în încăpere.

Aceasta tendinţă trebuie sa fie contracarată atât prin mărimea corespunzatoare a zonei superioare a vetrei, cât şi prin asigurarea unei viteze minime de aspiraţie a aerului la nivelul secţiunii de intrare în şemineu.

De regulă, vitezele de peste 0.25 m/s la intrarea în şemineu ca şi asigurarea unui spaţiu corespunzător după buiandrugul (de deasupra deschiderii de intrare în şemineu), evită pătrunderea fumului în încăpere generând buna funcţionare a şemineului.

Coşul de fum are, de asemenea, stabilite reguli de dimensionare a secţiunii transversale (de ex. diametrul intern al coşului cu secţiune rotundă) în funcţie de înălţimea sa.

Spre exemplu, pentru un şemineu cu lăţimea intrării Lsem=1200 mm şi înălţimea Hsem= 900 mm, diametrul minim necesar, Dcoş, pentru coşul de fum este Dcoş= 400 mm în cazul înălţimii coşului Hcoş= 3 m si, respectiv, Dcoş= 300 mm în cazul înălţimii coşului Hcoş= 15 m.

In ambele cazuri, debitul de aer evacuat din încăpere, odată cu fumul, este Daer= 970 m3/h, iar secţiunea liberă minimă a clapetei de tiraj trebuie să fie Sclap= 0.125 m2 (primul caz) şi Sclap= 0.071 m2 (al doilea caz).

 

Şemineul cu tiraj forţat.

In acest caz evacuarea fumului se face cu ajutorul unui ventilator extractor, special construit pentru acest scop.

Debitul de gaze calde, evacuate prin coşul şemineului, rezultă dintr-un bilanţ masic ce asigură o temperatură maximă de 200oC a amestecului format din aer cu temperatura încăperii (cca. 22oC) şi debitul de gaze calde (cca. 280oC) rezultate din combustia lemnelor de foc.

Ventilatorul se amplasează direct în vârful coşului de fum prin intermediul unei placi de susţinere, încastrată în zidăria coşului.

Folosirea ventilatorului (extractor) de şemineu este obligatorie în cazul în care în clădire (apartament, casa simplex, bloc de apartamente etc.) se folosesc şi alte sisteme de ventilare mecanică (evacuare cu ventilator din bucătării, băi, WC-uri etc.).

Ignorarea acestei recomandări poate conduce la inversări ale circulaţiei aerului in clădire, cu efect direct asupra şemineului (de ex.: intrare de aer fals pe coşul acestuia).

Dimensionarea corectă a şemineului se face de către un specialist conducând, atât la siguranţă în exploatare, cât şi la sentimentul unei amplificări rafinate a realizării unui microclimat reuşit în casă.

 

Bilanţul de aer al incintei

Aceasta este o problemă esenţială.

Extragerea unui debit de aer dintr-o încăpere (Dev) conduce în mod obligatoriu la înlocuirea acestuia cu un alt debit de aer (Din), adus din altă parte; astfel, se face o compensare: Dev = Din.

În caz contrar nu se poate extrage din încăpere …mai nimic.

Un şemineu care extrage aer dintr-o încăpere, cu uşa şi ferestrele închise, nu va putea …funcţiona.

Cu atât mai mult în cazul şemineului cu tiraj forţat.

Deci, trebuie să fie asigurate compensarea aerului evacuat cu aer proaspăt, de afară sau din altă încăpere, unde trebuie adus aer …de afară.

Pentru şemineele din apartamentele noastre, relativ mici, este suficientă întredeschiderea unei ferestre.

 

   Influenţa ferestrelor termopan.

Acest tip de ferestre, datorită calităţii geamului şi a celor 2 garnituri de etanşare, asigură o bună izolare termică dar şi (atenţie!) o excelentă etanşare a apartamentului la orice …infiltraţie de aer.

Cele spuse în paragraful anterior trebuie luate, serios, în consideraţie.

 

Verificarea periodică a şemineelor.

  Şemineele trebuie verificate periodic, fie de un specialist al firmei constructoare fie al unei firme atestate de service.

Verificarea se recomandă, atât în perioada de garanţie, cât şi în cea de post-garanţie.

Se va verifica, în special, starea de curăţenie şi funcţionalitatea clapetei de reglaj, a ventilatorului şi a …coşului propriu-zis.

 

Invitaţie.

Aşteptăm oricând poşta redacţiei pentru lămuriri suplimentare.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Articol publicat în Revista UTIL, Anul IV, nr. 2 / 2005       

ÎNAPOI / BACK