V tomto prvním dílu si na úvod stručně představíme obsah celého seriálu, abychom věděli, co nás čeká, a pak už se hned pustíme do první kapitoly, kde si objasníme, co to vlastně krb je, a definujeme si jeho základní části. V druhé polovině tohoto dílu si řekneme, jak se krby dělí podle způsobu předávání jejich tepla, a krátce si jednotlivé typy krbu popíšeme.
Obsah dílu:
Úvod
Vítejte, v tomto seriálu si postupně projdeme všechny etapy návrhu a stavby tzv. "teplovzdušného krbu". Jelikož je seriál určen pro naše české a slovenské zákazníky, budeme vycházet z platné české normy ČSN 73 4230 – "Krby s otevřeným a uzavíratelným ohništěm" (dále jen "česká norma") a slovenské normy STN 06 1219 – "Individuálne zhotovené krby na tuhé palivo" (dále jen "slovenská norma"). Obě normy jsou obsahem i uvedenými předpisy velice podobné, čeští a slovenští kamnáři jsou v úzkém kontaktu. Dá se říci, že se navzájem lehce doplňují a dohromady jsou tak velice cenným zdrojem informací.
Nejdříve si obecně představíme konstrukci krbu a vysvětlíme si rozdíly mezi základními typy krbu – teplovzdušným, sálavým a teplovodním.
V dalších pokračováních se už pak budeme věnovat převážně jen krbu teplovzdušnému. Avšak vše, co si povíme, bude platit i pro stavbu teplovodního krbu, neboť jeho obestavba se většinou řeší stejně jako u teplovzdušného krbu.
Nejprve si řekneme, jak správně zvolit výkon teplovzdušného krbu pro určitý vytápěný prostor a podle čeho vybírat krbovou vložku, pak si představíme materiály, které můžeme pro stavbu teplovzdušného krbu použít, ukážeme si výpočet velikostí jeho konvekčních otvorů ("ventilačních mřížek"), a také se podrobně podíváme na stavební a bezpečnostní požadavky kladené normou na prostor, kde bude krb stát.
Nakonec si na konkrétním příkladu jednoduchého teplovzdušného krbu projdeme celou stavbou krbu – od ustavení krbové vložky a napojení na komín, přes hrubou stavbu krbové komory až po finální omítku krbu.
V posledním dílu tohoto seriálu se budeme věnovat rozvodu teplého vzduchu do dalších místností – vzdálenějších od krbu.
Doufáme, že pro Vás bude seriál přínosem a že přispěje k tomu, aby se zvětšil podíl těch správně postavených a bezpečných krbů.
Co je to krb?
Začněme tedy tím, že si řekneme, co to vlastně krb je. Obecně je krb topidlo na tuhá paliva, v praxi převážně na dřevo. Hlavním úkolem krbu ale většinou není vytápění. Krb si pořizujeme spíše pro jeho estetické vlastnosti, pro možnost užívat si příjemného živého ohně u nás doma.
Každý z nás už určitě nějaký krb viděl. Dříve jsme se setkávali v domech generace našich rodičů s krby s otevřeným ohništěm, které připomínaly krby na hradech a zámcích. Dnes už na takový narazíme jen třeba někde v restauraci, kde zpříjemňuje prostředí nevšedním otevřeným ohněm.
V současných moderních rodinných domech se již ale téměř výhradně stavějí krby s uzavíratelným ohništěm – s tzv. "krbovou vložkou", která má zpředu prosklená dvířka, a oheň tak pozorujeme za sklem, podobně jako u krbových kamen. Díky uzavřenému ohništi mají tyto krby mnohem vyšší účinnost spalování.
Základem moderního krbu je tedy krbová vložka, která je ohništěm krbu a probíhá v ní proces spalování dřeva. Těleso krbové vložky je většinou svařeno z plechu vhodné oceli. Dno a vnitřní stěny ohniště jsou navíc opatřeny výstelkou ze šamotu nebo podobného materiálu. Tím se dosahuje lepších vlastností spalování.
Obr. 1: Krbová vložka
Krbová vložka je napojena na komín pomocí kouřovodu. Stěny a strop krbu společně vytvářejí okolo krbové vložky tzv. "krbovou komoru". Prostor mezi stropem krbové komory a stropem místnosti se nazývá "izolační komora". Celá stavba se potom často označuje jako "obestavba krbu".
Obr. 2: Pohled do teplovzdušného krbu
Základní typy krbu
Během spalování dřeva v ohništi krbové vložky se uvolňuje tepelná energie. Určitý podíl této energie přechází z ohniště sáláním přes sklo dvířek do místnosti s krbem (u krbových vložek s jedním rovným sklem obvykle asi 30 až 40%, u rohových prosklení ještě více). Zbylá energie prochází přes ocelový plášť tělesa krbové vložky do krbové komory. Tuto energii pak musíme nějakým způsobem předávat z krbové komory ven.
Obr. 3: Předávání tepelné energie krbovou vložkou
Z fyzikálního hlediska existují tři hlavní způsoby předávání tepla – prouděním (konvekcí), sáláním (zářením) a vedením (kondukcí). A právě podle toho, který způsob předávání tepla u krbu převládá, rozdělujeme krby na teplovzdušné, sálavé a teplovodní.
1. Teplovzdušný krb
U tohoto typu krbu se tepelná energie – která přechází z krbové vložky jejím ocelovým pláštěm do krbové komory – odvádí ven pomocí usměrněného proudění vzduchu (konvekcí) skrz krbovou komoru.
Probíhá to tak, že vzduch (o pokojové teplotě) vstupuje dole u podlahy místnosti přes vstupní konvekční otvory dovnitř krbové komory, pod krbovou vložku. Následně proudí kolem pláště krbové vložky, ohřívá se (odebírá tepelnou energii krbové vložce) a postupuje dále vzhůru ke stropu krbové komory. Odtud nakonec vystupuje ven výstupními konvekčními otvory zpět do místnosti. Tyto vstupní a výstupní konvekční otvory se z estetických důvodů zakrývají – obvykle pomocí ventilačních mřížek nebo ventilačních otvorů.
Obr. 4: Princip teplovzdušného krbu
Proudění vzduchu musí být dostatečné na to, aby zvládalo odvádět veškerou tepelnou energii z krbové komory, a aby tak nedocházelo k přehřívání prostoru uvnitř krbové komory. Proto musíme správně navrhnout vstupní a výstupní konvekční otvory. Výpočet velikostí těchto otvorů a jejich vhodné umístění na krbu si ukážeme v jednom z dalších dílů.
Stěny krbové komory se u teplovzdušného krbu obvykle zhotovují z tepelně-izolačních materiálů, a proto je podíl tepelné energie předávané sáláním těchto stěn minimální.
Teplovzdušný krb obvykle nemá žádné akumulační prvky, žádnou tepelnou setrvačnost, a tak je jeho okamžitý výkon roven okamžitému výkonu jeho krbové vložky.
Stavba teplovzdušného krbu je v porovnání například se sálavým akumulačním krbem poměrně jednoduchá. Jak jsme si řekli v úvodu, právě teplovzdušnému krbu se budeme věnovat v tomto seriálu.
2. Sálavý krb
V případě sálavého krbu je krbová komora uzavřená (bez "ventilačních mřížek") a tepelná energie se z krbové komory odvádí přes stěny komory a následně se odevzdává sáláním (zářením) povrchu těchto stěn do okolí krbu. Proto musí být stěny krbové komory zhotoveny z materiálů s dostatečnou tepelnou vodivostí.
Tento typ obestavby krbu se často doplňuje o akumulační prvky umístěné uvnitř krbové komory (například akumulační prstence kolem kouřovodu, akumulační obklady kolem krbové vložky apod.). V takovém akumulačním krbu se potom provozuje krbová vložka na její jmenovitý výkon jen po omezenou dobu, například 2-3 hodiny. Během této doby dojde k nabití akumulačních prvků uvnitř krbu. Pak se ukončí přidávání dalšího paliva a nechá se oheň dohořet. Krbová vložka už tedy další tepelnou energii do krbové komory nepředává. Po dobu následujících několika hodin (v závislosti na akumulačních vlastnostech krbu) se potom akumulovaná energie postupně uvolňuje a přechází stěnami krbové komory ven. Takto se rozdělí uvedený dvou až tříhodinový jmenovitý výkon vložky do delšího časového úseku.
Sálavý krb může být také napojen na uzavřený teplovzdušný rozvod (tzv. "hypokaust") vedený do dalších místností (s jejich vlastními teplosměnnými plochami), a výkon krbu tak může být distribuován i do vzdálenějších míst. Dodatečné zbudování hypokaustového rozvodu v již hotovém domě však není jednoduchá ani levná záležitost.
3. Teplovodní krb
U teplovodního krbu se používá krbová vložka, která má integrovaný teplovodní výměník. Během procesu spalování tak krbová vložka odevzdává větší část tepelné energie vedením (kondukcí) vodě v teplovodním výměníku.
Teplovodní výměník je napojen na otopnou soustavu domu, a tepelná energie z krbu se tak snadno rozvádí do celého domu.
Výrobci krbových vložek se snaží o to, aby byl podíl tepelné energie předávané do výměníku co největší. V praxi se tak daří předat do teplovodního výměníku až 70% výkonu krbové vložky. Zbytek odchází stejně jako u běžných krbových vložek přes sklo a části pláště.
Obestavba teplovodního krbu se řeší obvykle stejně jako u teplovzdušného krbu (viz dále v tomto seriálu). Ale velikost vstupních a výstupních konvekčních otvorů ("ventilačních mřížek") může být mnohem menší, neboť většina tepelné energie přechází do výměníku. Jedná se tak spíše o kombinovaný krb – předávání tepla vedením (do výměníku) a prouděním (teplovzdušně, skrz konvekční otvory).
4. Kombinovaný krb
Jak vyplývá z názvu, u kombinovaného krbu dochází k předávání tepla minimálně dvěma způsoby.
Například můžeme vytvořit krbovou komoru stejně jako u teplovzdušného krbu, tedy s otvory pro proudící vzduch, ale pro stěny komory nepoužijeme jen tepelně-izolační materiály, nýbrž i sálavé. Takový krb potom předává tepelnou energii jak prouděním, tak sáláním, což je v mnoha případech vhodnější řešení než čistě teplovzdušný krb s izolační obestavbou (to si vysvětlíme později v dílu věnovaném volbě materiálu pro obestavbu teplovzdušného krbu).
Dalším příkladem kombinovaného krbu je, jak už jsme zmínili, teplovodní krb obestavený krbovou komorou s otvory pro proudící vzduch.
Co bude příště?
Dnes jsme si na úvod stručně vysvětlili, co je to krb a představili si tři základní typy krbu - teplovzdušný, sálavý a teplovodní. V příštím dílu se budeme věnovat první důležité fázi návrhu krbu – určení vhodného výkonu krbu (v našem případě teplovzdušného krbu).