Τζάκια ανοικτής εστίας Μορφολογία - Διαστασολόγηση - Κατασκευαστικές διατάξεις, για βέλτιστη λειτουργία και θερμογόνο απόδοση Γεώργιος Καλύβας Πολιτικός Μηχανικός Τα σχήματα και οι εικόνες του παρόντος άρθρου έχουν ληφθεί από το βιβλίο του FRITZ R. BARRAN "Der offenne Kamin", Julius Hoffmann Verlag, Stuttgard, 1968Η τοποθέτηση του τζακιού στο χώρο1.Στο Μελετητή και στον Ιδιοκτήτη ανάγεται η απόφαση για την πλέον ευνοϊκή τοποθέτηση του τζακιού στο χώρο, μακριά από παράθυρα και πόρτες, στην πλευρά ενός τοίχου, ή σε μία γωνία, ή ακόμα στο κέντρο του χώρου, ώστε για όλες τις περιπτώσεις να υπάρχει η δυνατότητα διάταξης όσον περισσότερων καθισμάτων γύρω από το τζάκι χωρίς:   να εμποδίζεται η κυκλοφορία μεταξύ των χώρων, να διαταράσσεται η δημιουργούμενη ευχάριστη ατμόσφαιρα γύρω από τη φωτιά να εμποδίζεται η προς τα πίσω μετακίνηση των καθισμάτων, όταν γίνεται έντονη η εκπεμπόμενη θερμότητα από το τζάκι.1.1. Τοποθέτηση στην μεγάλη πλευρά του χώρου Το τζάκι τοποθετείται μπροστά του τοίχου, και προεξέχει στο χώρο, σαν ένα έπιπλο. Παρόμοια διάταξη επιτρέπει τοποθέτηση πολλών καθισμάτων γύρω από αυτό, και συγχρόνως δεν εμποδίζει την κυκλοφορία με τους άλλους χώρους. Λανθασμένη τοποθέτηση είναι αυτή του σχήματος 2.Σχήμα 1Σχήμα 2Παραλλαγή του σχήματος 1 είναι η τοποθέτηση του τζακιού σε υαλόφρακτο εξωτερικό τοίχο με την εστία μόνο προς το εσωτερικό. Τα άτομα γύρω από το τζάκι έχουν το πλεονέκτημα να απολαμβάνουν την θαλπωρή της φωτιάς και συγχρόνως να συμμετέχουν στην εξωτερική ζωή του κήπου (σχήμα 3) 1 / 28Σχήμα 31.2. Τοποθέτηση στη μικρή πλευρά του χώρου Πρόκειται για την περίπτωση του σχήματος 4, όπου τοποθετείται σε πλήρες τοίχο και στην περίπτωση του σχήματος 5, όπου επίσης τοποθετείται σε μικρή πλευρά τοίχου ο οποίος στη πραγματικότητα αποτελείται από δύο ανεξάρτητα τζάκια, το ένα εσωτερικό και το άλλο εξωτερικό στη βεράντα. Η άλλη πλευρά είναι υαλόφρακτος τοίχος. Και στις δύο περιπτώσεις τοποθετούνται άνετα πολλά καθίσματα και δεν επηρεάζεται η δημιουργούμενη ατμόσφαιρα θαλπωρήςΣχήμα 4Σχήμα 51.3. Τοποθέτηση στη σχηματιζόμενη γωνία από τον πίσω τοίχο και τον εσωτερικό πλευρικό Σε παρόμοια θέση τζακιού μπορούν να καθίσουν δυο με τρία άτομα. Αυτή η τοποθέτηση ταιριάζει κυρίως σε μικρούς χώρους, όπως γραφεία, βιβλιοθήκες, μικρά υπνοδωμάτια. (σχ.6 )2 / 28Σχήμα 61.4. Τοποθέτηση σε εισερχόμενη στο χώρο γωνία Είναι ευνοϊκή τοποθέτηση με τα καθίσματα να τοποθετούνται σε τεταρτοκύκλιο για πολλά άτομα, με δυνατότητα τοποθέτησης και καναπέδων. Δεν διαταράσσεται η δημιουργούμενη ατμόσφαιρα θαλπωρής από την κυκλοφορία ατόμων μεταξύ των χώρων (σχ. 7)Σχήμα 71.5. Τζάκι που σχηματίζει ημιδιαχωριστικό στοιχείο μεταξύ δύο χώρων Το τζάκι παρεμβάλλεται μεταξύ καθιστικού και τραπεζαρίας, με άνετη τοποθέτηση πολλών καθισμάτων. Συνέχεια του τζακιού μπορεί να διαμορφωθεί διαχωριστικό με διάφορες εσοχές, ράφια, αποθήκη ξύλων για το πρώτο άναμμα (σχ. 8).Σχήμα 83 / 281.6. Ενδιάμεσο στο χώρο τζάκι ανεξάρτητο από τοίχους Διαχωρίζει στα δύο ένα μεγάλο χώρο διαφορετικών λειτουργιών. Μπορεί να έχει και αμφίπλευρη λειτουργία (σχ. 9)Σχήμα 9(Τα σχήματα 1 έως 9 είναι αντίγραφα των σχημάτων 5 έως 13 της αναφερόμενης βιβλιογραφίας)2.Η εξωτερική διαμόρφωση του τζακιού.Ο τρόπος διαμόρφωσης των διατάξεων απομάκρυνσης του καπνού και της βέλτιστης θερμικής απόδοσης, είναι ανεξάρτητος της εξωτερικής μορφής της διακοσμητικής ή όχι επένδυσης του τοίχου, όπου τοποθετείται το τζάκι ή μόνο του ανοίγματος της εστίας, όπως και της επένδυσης του ορατού καπνοσυλλέκτη (φούσκα) πάνω από την εστία. Γενικά η όλη μορφή της επένδυσης εξαρτάται από το εάν το άνοιγμα της εστίας είναι πρόσωπο με τον τοίχο του τζακιού, ή εξέχει προς τα μέσα μαζί με την όλη δομή του τζακιού. Στην μορφή της επένδυσης επεμβαίνει επίσης η απόφαση για τοποθέτηση του δαπέδου της εστίας στην αυτή στάθμη με το δάπεδο του χώρου ή την τοποθέτησή του σε υπερυψωμένη κατασκευή, με ενδιάμεσο κενό από το δάπεδο του χώρου. Εάν αποφασισθεί εγκατάσταση μεταλλικών αγωγών στην όλη δομή του τζακιού, πίσω και κάτω από την πυράντοχη εσωτερική δομή του, για εκμετάλλευση του εκπεμπόμενου θερμού αέρα, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη στην επένδυση, η παρουσία των στομίων προσαγωγής νωπού αέρα, και των στομίων διοχέτευσης του θερμού αέρα στο χώρο.Σχήμα 10Σημειώνεται ότι στην περίπτωση που αποφασισθεί η τοποθέτηση του ανοίγματος της εστίας πρόσωπο με την επιφάνεια του τοίχου, θα απαιτηθεί πάχος διπλού τοίχου, τουλάχιστον 70 cm εις βάρος του χώρου, για την ενσωμάτωση της όλης δομής του τζακιού, με εξωτερικό τοίχο πάχους το ελάχιστο 20 cm.4 / 28Κατασκευαστικές διατάξεις3.Υπάρχουν δύο βασικές αρχές κατασκευής του τζακιού. Στην πρώτη ο καπνοθάλαμος και ο καπναγωγός τοποθετούνται πάνω από την εστία (αμερικάνικος τύπος). Στη δεύτερη ο καπναγωγός βρίσκεται πίσω ή στο πλάι της εστίας. 3.1. Τα στοιχεία της κατασκευής αμερικάνικου τύπου        Η εξωτερική επένδυση Η εστία με το δάπεδό της και την επέκτασή του προς τον χώρο Η πλάτη της εστίας και τα δύο πλαϊνά της, Ο λαιμός Ο ρυθμιστής ελκυσμού Η επένδυση του προεξέχοντος πρεκιού της εστίας για τον αμερικάνικο τύπου Ο καπνοθάλαμος πάνω από την εστία Ο καπναγωγός σε συνέχεια του καπνοθαλάμουΜερικά από τα στοιχεία αυτά υπάρχουν και στα τζάκια της δεύτερης κατηγορίας. 3.2. Τα υλικά κατασκευής της εσωτερικής επένδυσης της εστίας Χρησιμοποιούνται ολόσωμα πυράντοχα τούβλα για την συνολική επένδυση της εστίας χωρίς να τεμαχίζονται στη μέση για λόγους οικονομίας. Η δόμηση πραγματοποιείται με τη μεγάλη πλευρά οριζόντια για την πλάτη και τα πλαϊνά Το δάπεδο της εστίας και η προέκτασή του προς το χώρο πραγματοποιείται με όρθια πυρότουβλα με ορατή τη μεγάλη του σόκορου πλευρά, ή τοποθέτηση "πλάκα" για μεγαλύτερη οικονομία υλικού. Για τη δόμηση των πυρότουβλων χρησιμοποιείται ειδικό πυρόχωμα με ελάχιστους αρμούς Για την αποφυγή θερμικών απωλειών στους φέροντες τοίχους του τζακιού προβλέπεται η παρεμβολή φύλλων πετρόβαμβακα πυκνότητας τουλάχιστον 80 με 100 kg/m 3 χωρίς συνδετική ύλη μεταξύ των ινών, πριν από την επένδυση (βλ. σχήμα 11). Η τοποθέτηση της θερμομόνωσης θα πρέπει να περιοριστεί μόνο στους τοίχους που έρχονται σε επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον, γιατί στην αντίθετη περίπτωση, δεν θα συσσωρευτεί η τόσο χρήσιμη θερμότητα στους εσωτερικούς τοίχους.Σχήμα 113.3. Εργασίες που προηγούνται της επένδυσης Στην περίπτωση που πρόκειται να εγκατασταθεί σύστημα αγωγών για προσαγωγή νωπού αέρα και απαγωγής θερμού, θα πρέπει να προηγηθεί η όλη εγκατάσταση των αγωγών στο φέρον δάπεδο της εστίας και στους τοίχους, της προβλεπόμενης επένδυσης με πυρότουβλα.5 / 283.4. Οι διαστάσεις του ανοίγματος της εστίας Προκύπτουν συμφώνα με τους συνημμένους Πίνακες στο τέλος της παραγράφου 6.2 του παρόντος Το μέγεθος του ανοίγματος είναι συνάρτηση της επιφάνειας του χώρου όπου είναι το τζάκι. Ο λόγος ύψους προς πλάτος είναι περίπου ίσος με 2/3 για τα μεγάλα τζάκια, και περίπου 3/4 για τα μικρού μεγέθους τζάκια. Το άνοιγμα είναι ορθογώνιο με οριζόντια την μεγάλη πλευρά. 3.5. Σύνδεση του ανοίγματος της εστίας με τη διατομή του καπναγωγού Ανάλογα με το ύψος του καπναγωγού, η διάσταση του ανοίγματος της εστίας είναι 8 με 15 φορές μεγαλύτερη της διατομής του καπναγωγού (βλ. § Διαστασιολόγηση Καπναγωγού ) 3.6. Υπερδιαστασολόγηση εστίας και καπναγωγού σε σχέση με την επιφάνεια του θεμαινόμενου χώρου Παρουσιάζονται σημαντικές εναλλαγές αέρα στο χώρο, είναι διαταραγμένη η προσαγωγή αέρα, και δεν είναι ομαλή η καύση στην εστία. 3.7. Ανώφλιο (πρέκι) πάνω από το άνοιγμα της εστίας Συνήθεις διαμορφώσεις: μεταλλική δοκός περιβεβλημένη με σκυρόδεμα, δοκός από οπλισμένο σκυρόδεμα, λαξευμένη μονοκόμματη πέτρα, Ανεξαρτήτως του υλικού είναι απαραίτητη η πρόβλεψη αρμού διαστολής ώστε να αποφευχθούν ρηγματώσεις στη δομή του τζακιού λόγω θερμικής διαστολής. 3.8. Διατάξεις κατασκευής της εστίας 3.8.1. Βάθος εστίας Πρέπει να αντιστοιχεί περίπου στο μισό μέχρις τα δύο τρίτα του ύψους. Σημειώνεται ότι μεταξύ των κατασκευαστών τζακιών επικρατεί η άποψη ότι είναι καλύτερη η λειτουργία τους όταν το βάθος της εστίας είναι μεγάλο. Η άποψη αυτή είναι λανθασμένη διότι ένα μεγάλο μέρος της αναπτυσσόμενης από τη φωτιά θερμότητας δεν αποδίδεται στον χώρο, δεδομένου ότι η θερμική ακτινοβολία απορροφάται από τα τοιχώματα της εστίας και από την πλαισιωτή κτιστή κατασκευή που την περιβάλλει όταν το τζάκι εξέχει προς τον χώρο3.8.2. Διαμόρφωση των πλαϊνών τοιχωμάτων της εστίας Τοποθετούνται με κλίση 20° από την πλάτη προς τα εμπρός έτσι ώστε η οριζόντια τομή να σχηματίζει ένα τραπέζιο. Σημειώνεται ότι ένας τοίχος που απορροφά θερμότητα, την εκπέμπει με ακτινοβολία, κάθετα προς την επιφάνειά του. Εάν οι πλαϊνοί τοίχοι ήταν μεταξύ τους παράλληλοι, η ακτινοβολούμενη θερμότητα δεν θα εισερχόταν στο χώρο, αλλά θα χανόταν με το να θερμαίνει ο ένας τοίχος τον άλλον6 / 283.8.3. Διαμόρφωση της πλάτης της εστίας Το κάτω τμήμα της πλάτης προβλέπεται κατακόρυφο με ύψος μέχρις το 1/3 του ύψους της εστίας ώστε η φωτιά να μπορεί να αναπτυχθεί κανονικά (σχήμα 12 ). Πάνω από αυτή τη στάθμη, η πλάτη προχωρά κατά 10 με 20 cm προς τα εμπρός, έτσι ώστε η πλευρά με κλίση να ακτινοβολεί προς το χώρο την θερμότητα, κυρίως στα πόδια των καθήμενων ατόμων.Σχήμα 123.8.4. Ενίσχυση της ακτινοβολούμενης θερμότητας από την πλάτη με κλίση της εστίας Στερεώνεται μια χυτοσιδηρά πλάκα πάχους τουλάχιστον 5 mm στην πλάτη με κλίση κατά τρόπο ώστε να μην επηρεάζεται από τις θερμικές καταπονήσεις. Για μεγαλύτερη ευστάθεια η πλάκα διαθέτει και δύο ποδαρικά για την έδρασή της στο δάπεδο της εστίας.Σχήμα 13Παρόμοιες πλάκες απορροφούν τη θερμότητα πολύ ποιο γρήγορα από τα πυρότουβλα και την αποδίδουν στο χώρο πλέον έντονα, έτσι ‘ώστε να αυξάνει η θερμογόνος δύναμη της φωτιάς3.9. Το δάπεδο της εστίας Το υπόστρωμα του δαπέδου της εστίας (το οποίο επενδύεται με πυρότουβλα όπως αναφέρεται στην § 3.2) δύναται να είναι είτε αυτή τούτη η φέρουσα πλάκα, είτε μία κτιστή κατασκευή (ή από σκυρόδεμα που να σχηματίζει αναβαθμό) είτε μία υπερυψωμένη κατασκευή από Ο.Σ. με ενδιάμεσο κενό συνήθως για τοποθέτηση ξύλων. Στις δύο πρώτες περιπτώσεις όταν το τζάκι τοποθετείται σε διαμέρισμα πολυκατοικίας θα πρέπει να προβλέπονται διατάξεις για την αποφυγή θέρμανσης της οροφής του από κάτω ορόφου (ενδιάμεσο αεριζόμενο κενό πάχους τουλάχιστον 5 cm με παρεμβολή πετροβαμβακα και πλάκα Ο.Σ. επί της οποίας θα τοποθετηθεί η επένδυση του δαπέδου της εστίας) 7 / 28Στην περίπτωση όπου το δάπεδο κυκλοφορίας του χώρου όπου τοποθετείται το τζάκι είναι ξύλινο, θα πρέπει μπροστά από την εστία, είτε να υπάρχει επένδυση με πυράντοχα πλακίδια, είτε κάλυψη του ξύλινου δαπέδου με άκαυστη επένδυση π.χ. επεξεργασμένο φύλλο χαλκού έναντι πράσινης διάβρωσης 3.10. Εστία τζακιού σε χώρο ελεύθερο από τοίχους με ανοικτές όλες τις πλευρές της (βλέπε και παράγραφο 6.7 του παρόντος ) Συνήθεις διαμορφώσεις:   μεταλλική κατασκευή κολουροκωνικού σχήματος με ανάλογα στηρίγματα, το κοίλο της οποίας πληρούται με σκυρόδεμα πλάκα Ο.Σ. επί χαλυβδοελάσματος στερεωμένο σε μεταλλικό σκελετό παλιά μυλόπετρα με εκ των υστέρων κατασκευασμένη κοιλότηταΑνεξάρτητα με τον τύπο του δαπέδου της εστίας πρέπει να προβλέπεται:  4.επένδυση με ή χωρίς πυρότουβλα με αφαιρούμενη μεταλλική εσχάρα δικτυωτός κλωβός από μεταλλικό πλέγμα για την εστία και για την προστασία του δαπέδου από σπινθήρεςΤζάκια με εστία κάτω από τον καπναγωγό (αμερικάνικου τύπου)4.1. Γενικά ως προς την διαμόρφωση του άνω τμήματος της εστίας. Το άνω τμήμα της πλάτης της εστίας με κλίση, πρέπει να μειώνει το άνοιγμά της, και να μην αφήνει παρά μόνο μια σχισμή πλάτους 10 με 20 cm και μήκους ίσου με το πλάτος της εστίας. Το στοιχείο αυτό ονομάζεται λαιμός και πρέπει να έχει μεγαλύτερη διατομή από τον καπναγωγό.Σχήμα 14Στο λαιμό τοποθετείται ένας ρυθμιστής ελκυσμού, μία μεταλλική κατασκευή της ίδιας επιφάνειας με την διατομή του λαιμού, με χειροκίνητη διάταξη αυξομείωσης του ανοίγματος του λαιμού. Συγχρόνως, στη άνω κατάληξη της πλάτης της εστίας, στην αρχή του καπνοθαλάμου δημιουργείται ένας αναβαθμός, πλάτους περίπου 20 cm, αυτό που ονομάζεται ταμπλέτα, με σκοπό να εμποδίζεται ο ψυχρός αέρας που κατεβαίνει κατά μήκος των τοιχωμάτων του καπναγωγού να εισέλθει στην εστία και να εμποδίσει την απομάκρυνση των αερίων καύσης (βλέπε όπως εμφανίζονται οι κινήσεις των αερίων καύσης στα σχήματα 15 και 16 ιδίως στο 15 όπου απουσιάζει αυτός ο αναβαθμός) Σχήμα 158 / 28Σχήμα 16Ο ρυθμιστής ελκυσμού τοποθετείται στη στάθμη της ταμπλέτας περίπου 20 cm πάνω από την άνω στάθμη του ανοίγματος της εστίας (βλ. σχήμα 14) η οποία σχηματίζεται με την κατασκευή πρεκιού ύψους περίπου 20 cm. Στον δημιουργούμενο λαιμό τοποθετείται ένα σταθερό μεταλλικό πλαίσιο επί του οποίου στερεώνεται ο ρυθμιστής έτσι ώστε να δύναται εύκολα να αντικατασταθεί. Η όλη κατασκευή είναι από ανοξείδωτο έλασμα ή από χυτοσίδηρο. Ο άξονας χειρισμού πρέπει να έχει αρκετό μήκος ώστε να εξέχει από την τελική επένδυση του τζακιού.Τέτοια κατασκευή τζακιού θα πρέπει να αποφεύγεται εάν δεν προβλέπεται οπή καθαρισμού από την καπνιά και την αιωρούμενη στάχτη που συγκεντρώνεται στον αναβαθμό (ταμπλέτα), με διπλές στεγανές θυρίδες (σχήμα 15). Τούτο σημαίνει ότι η πλάτη της όλης δομής του τζακιού πρέπει να τοποθετείται σε εξωτερικό τοίχο και να υπάρχει μπροστά του εξώστης για προσπέλαση στην θυρίδα καθαρισμού. Δεν μπορεί να γίνει κατασκευή τζακιού του τύπου αυτού σε μεσοτοιχία, για λόγους καθαρισμού. Το ίδιο ισχύει εάν το τζάκι τοποθετηθεί σε ενδιάμεσο τοίχο κατοικίας, γιατί όταν θα χρειαστεί να καθαρισθεί η ταμπλέτα από τις καπνιές και την αιρούμενη στάχτη θα ρυπανθεί όλος ο χώρος.Σχήμα 15Σχήμα 164.2. Οριζόντιος αναβαθμός (ταμπλέτα) στην άνω στάθμη της πλάτης της εστίας Κατασκευάζεται συγχρόνως με την πλάτη κατά τη δόμηση της με πυρότουβλα, μόνο στα τζάκια αμερικάνικου τύπου, όπου ο καπναγωγός τοποθετείται πάνω από την εστία. Έχει πλάτος περίπου 20 cm και τοποθετείται 20 cm πάνω από την άνω στάθμη του ανοίγματος της εστίας. 9 / 28Ο ρόλος του αναβαθμού είναι να σταματά τον κατερχόμενο ψυχρό αέρα κατά μήκος των τοιχωμάτων του καπναγωγού και να τον εμποδίζει να προχωρήσει προς την εστία όπου τότε θα δημιουργηθεί φραγμός στην απομάκρυνση προς τα άνω των αερίων καύσης. Ο κατερχόμενος αέρας θα πρέπει να αντιστρέφεται στον αναβαθμό και να παρασύρεται προς τα άνω από τον έντονο ελκυσμό των αερίων που δημιουργείται με τον περιορισμό του ανοίγματος του ρυθμιστή ελκυσμού.)4.3. Καπνοθάλαμος. Κατασκευάζεται μόνο στα τζάκια με τον καπναγωγό πάνω από την εστία. 4.3.1. Θέση τοποθέτησης του καπνοθαλάμου Τοποθετείται πάνω από τον αναβαθμό και τον ρυθμιστή ελκυσμού έτσι ώστε να συνδέει το τμήμα της εστίας με τον καπναγωγό. Έχει τη μορφή ανεστραμμένου χωνιού, τραπεζοειδούς διατομής, και καλύπτει όλο το άνω πλάτος της εστίας Μεταξύ του αναβαθμού-λαιμού με το ρυθμιστή ελκυσμού (στο κάτω τμήμα) και του αγωγού (στο άνω τμήμα) δημιουργείται ένας προσωρινός θάλαμος συγκέντρωσης των αερίων καύσης, ο οποίος εγκλωβίζει τον ψυχρό αέρα που κατεβαίνει από τον καπναγωγό.4.3.2. Η κατασκευή του καπνοθαλάμου Ο καπνοθάλαμος συνήθως κατασκευάζεται από χαλυβδοέλασμα πάχους μεγαλύτερου από 1,5 mm με λεία εσωτερική επιφάνεια (ώστε να έχουν ανεμπόδιστη ροή τα αέρια καύσης) και με κλίση πλαϊνών τοιχωμάτων 45° έως 60° (βλπ. σχήμα 16). Η όλη κατασκευή καλύπτεται με οπλισμένο σκυρόδεμα (Ο.Σ.). Αντί της μεταλλικής κατασκευής, ο καπνοθάλαμος μπορεί να είναι κτιστός με πυρότουβλα, ή προκατασκευασμένος από Ο.Σ. (για εστίες μικρών διαστάσεων). Πάνω από τον καπνοθάλαμο, τα πρώτα 50 cm του καπναγωγού πρέπει να είναι κατακόρυφα.Εστία μπροστά ή δίπλα από τον καπναγωγό5.Στα τζάκια του τύπου αυτού δεν προβλέπεται καπνοθάλαμος, ούτε ο αναβαθμός στην άνω απόληξη της πλάτης της εστίας, όπως στα τζάκια αμερικάνικου τύπου5.1. Προϋποθέσεις εφαρμογής της διάταξης αυτής Ο καπναγωγός αρχίζει από την βάση του τζακιού και καταλήγει στην στέγη, είτε πρόκειται για ισόγειο κατοικία, είτε για πολυκατοικία (σχήμα 17)Το κάθε τζάκι έχει τον δικό του καπναγωγό. Στον ίδιο καπναγωγό δεν μπορούννα συνδεθούν περισσότερα του ενός τζακιούΌταν ο καπναγωγός προεξέχει προς το εξωτερικό του τοίχου στον οποίο είναι τοποθετημένο το τζάκι πρέπει να θερμομονώνεται με πετροβάμβακα και να προστατεύεται, τουλάχιστον με τουβλοδομή (σχήμα18)Στη βάση του καπναγωγού (στο ισόγειο ή στο υπόγειο) προβλέπεται στεγανή θυρίδα για την απομάκρυνση των προϊόντων καθαρισμού 10 / 28 1 2 3λαιμός στην περίπτωση καπναγωγού πίσω από την εστία χώρος συγκέντρωσης στάχτης άνοιγμα καθαρισμού καπναγωγού στο υπόγειοΣχήμα 17Σχήμα 185.2. Σύνδεση της εστίας με τον καπναγωγό Στα 20 cm περίπου, πάνω από το άνοιγμα της εστίας, τοποθετείται ένας θάλαμος σχήματος χωνιού, (με το κάτω άνοιγμα να καλύπτει την άνω κατάληξη της εστίας) του οποίου το μπροστινό και το πίσω, είναι περίπου παράλληλα μεταξύ τους. Η άνω κατάληξη του χωνιού, με διατομή ίση με του καπναγωγού, συνεχίζει κατακόρυφα για 30 cm, για να συνδεθεί με το ειδικό τεμάχιο παραβολικού σχήματος, με τον καπναγωγό. Το τεμάχιο αυτό πρέπει να έχει κλίση τουλάχιστον 45° ώστε να αποφεύγεται η συσσώρευση καπνιάς Ο ρυθμιστής ελκυσμού που έχει την αυτή διατομή με το κατακόρυφο τμήμα των 30 cm, τοποθετείται στο άνω τμήμα του χωνιού, και στην αρχή του κατακόρυφου τμήματος, με άξονα χειρισμού, μπροστά ή στο πλάι της επένδυσης.Σχήμα 19Σχήμα 2011 / 285.3. Διαμόρφωση με προκατασκευασμένα στοιχεία Για την ευκολία της σύνδεσης της εστίας με τον καπναγωγό, είναι πρακτικά χρήσιμο να προκατασκευάζεται από χαλυβδόφυλλο πάχους μεγαλύτερου των 2 mm, με λεία εσωτερική επιφάνεια το όλο σύστημα των τριών προηγούμενων στοιχείων σε ένα τεμάχιο, (ανάλογα των δυνατοτήτων μεταφοράς και τοποθέτησης) περιλαμβανομένου και του σταθερού πλαισίου τοποθέτησης του ρυθμιστή ελκυσμού. Η όλη διάταξη προστατεύεται εξωτερικά με κτιστή επένδυση, ή με σκυρόδεμα ικανοποιητικού πάχους, κυρίως όταν κοντά στην σύνδεση υπάρχουν ξύλινα στοιχεία σε απόσταση μικρότερη των 30 cm. Εάν υπάρχει ανάγκη μεγαλύτερης πυροπροστσσίας χρησιμοποιείται και το πυράντοχο εκτοξευόμενο γυψοκονίαμα 5.4. Διαμόρφωση ακραίας κατάληξης πλάτης εστίας Το δεύτερο με κλίση τμήμα της πλάτης της εστίας, μετά το κατακόρυφο τμήμα των 20 cm συνεχίζει με καμπύλη για να συνδεθεί με το τμήμα του καπναγωγού σχήματος χωνιού (σχήμα 21). Η διαμόρφωση του καμπύλου τμήματος πραγματοποιείται όπως και η πλάτη με κτιστά πυρότουβλα. Τα καυσαέρια ρέουν χωρίς στροβιλισμούς παράλληλα με τη δημιουργούμενη καμπύλη επιφάνεια, χωρίς να αποκολληθούν από αυτή, μέχρις ότου καταλήξουν στον καπναγωγό Σχήμα 216.Ο καπναγωγός του τζακιού Η στήλη του αέρα μέσα στον καπναγωγό είναι γενικά θερμότερη από στήλη εξωτερικού αέρα του αυτού ύψους. Ως εκ τούτου είναι ελαφρότερη και ωθείται προς τα άνω από τον βαρύτερο ατμοσφαιρικό αέρα (εκδήλωση ελκυσμού ή εκδήλωση υποπίεσης στο εσωτερικό του καπναγωγού). Αυτή η ανοδική κίνηση γίνεται σημαντικότερη όσο μεγαλύτερο είναι το ύψος του καπναγωγού, και όσο εντονότερη είναι η διαφορά της θερμοκρασίας μεταξύ των δύο στηλών. Τον χειμώνα η διαφορά της θερμοκρασίας όπως και η δύναμη ελκυσμού είναι μεγαλύτερες από το καλοκαίρι Στη διάρκεια θερμής περιόδου, συμβαίνει συχνά έπειτα από μία κρύα νύχτα, η στήλη αέρα στον καπναγωγό να είναι ψυχρότερη από τον ατμοσφαιρικό αέρα. Τότε προκαλείται αναστροφή, δεν υπάρχει ελκυσμός και τα αέρια της φωτιάς που θέλουμε να ανάψουμε να γεμίζουν το χώρο. Δεν πρέπει να αγνοείται ότι τα αέρια καύσης μίας εστίας είναι κατά 10 % βαρύτερα από τον εξωτερικό αέρα για την αυτή θερμοκρασία. Θα γίνουν ελαφρότερα και θα οδηγηθούν στον καπναγωγό αφού διασταλούν με τη θερμότητα όταν θα ανάψει το τζάκι. Η ζωηρή φωτιά παρασύρει μαζί της πολύ περισσότερο αέρα από το χώρο, από ότι απαιτείται για την καύση. Αυτός είναι ο λόγος που η θερμοκρασία του μίγματος αέριο / αέρα των 60 έως 120 °C είναι πολύ χαμηλή στην είσοδο του καπναγωγού. Για να αυξηθεί ο ελκυσμός είναι απαραίτητο να προστατεύεται θερμομονωτικά ο καπναγωγός. Στην αντίθετη περίπτωση υπάρχει κίνδυνος να ψυχθούν τα αέρια καύσης μέχρις το σημείο δρόσου. Τούτο σημαίνει ότι οι υδρατμοί των αερίων καύσης συμπυκνώνονται και επικάθονται στα τοιχώματα του καπναγωγού για να σχηματίσουν μία συμπαγή πίσσα (κίνδυνος ανάφλεξης)με εμφάνιση στην εξωτερική του επιφάνεια σκούρων κηλίδων από την διαπότιση των τοιχωμάτων με τα ελαιώδη συστατικά της πίσσας12 / 28Η ικανότητα του καπναγωγού στην απομάκρυνση των καυσαερίων εξαρτάται κυρίως από το ύψος του, από την επιφάνεια της διατομής του, από τη μορφή της (κυκλική, τετραγωνική, ορθογωνική) από την ενιαία κατακόρυφη διαδρομή του, όπως και από την ομαλότητα της εσωτερικής του επιφάνειάς του 6.1. Το ύψος του καπναγωγού Το ύψος του μετράται από το μέσο της επιφάνειας του ανοίγματος της εστίας, έως την απόληξη πάνω από την επιστέγαση του κτιρίου. Συνήθως για τις ισόγειες κατοικίες το ύψος των 4 έως 6 m είναι επαρκές, με την προϋπόθεση ότι για την ακραία κατάληξη, θα πρέπει να ληφθούν υπόψη, τα υπάρχοντα σε ύψος οικοδομικά εμπόδια, σε αυτό τούτο το κτίριο, ή στο γύρω περιβάλλον, που μπορούν να δημιουργήσουν φαινόμενα αντεπιστροφής των καυσαερίων. 6.2. Εγκάρσιες χρήσιμες διαστάσεις καπναγωγού Γενικά οι διαστάσεις του καπναγωγού θα πρέπει να είναι περίπου ίσες με το 1/10 έως 1/12 του ελεύθερου ανοίγματος της εστίας στην όψη, χωρίς όμως να είναι μικρότερες των 20/20 cm Σημειώνεται ότι όσο μικραίνει το ύψος του καπναγωγού και όσο αυξάνει το ελεύθερο άνοιγμα της εστίας (αύξηση εξαρτώμενη από τις διαστάσεις του χώρου που εξυπηρετεί το τζάκι) τόσο πρέπει να αυξάνουν οι διαστάσεις του καπναγωγού Κατά προσέγγιση αναλογία του ανοίγματος της εστίας προς τη διατομή του καπναγωγού για διάφορα ύψη του και διάφορες μορφές διατομής Ύψος καπναγωγούΚυκλικός καπναγωγόςΤετραγωνικός καπναγωγόςΟρθογωνικός καπναγωγός4-8m1/8,5 - 1/10,51/7,5 - 1/9,71/7,0 - 1/ 9,28 - 12 m1/10,5 - 1/12,01/9,7 - 1/10,91/9,2 - 1/10,412 - 16 m1/12,0 - 1/13,01/10,9 - 1/11,81/10,4 - 1/11,4Το ύψος του καπναγωγού μετράται από το μέσο του ανοίγματος της εστίας μέχρις την ακραία άνω κατάληξή τουΟι ακόλουθοι δύο Πίνακες, στα γαλλικά και στα αγγλικά, δίδουν στοιχεία για τις διαστάσεις των καπναγωγών (τετραγωνικών ή ορθογωνικών) συναρτήσει των διαστάσεων της εστίας για διάφορες επιφάνειες ή όγκους χώρων εγκατάστασης τζακιών. Οι πίνακες έχουν εφαρμογή για καπναγωγούς πάνω από την εστία (αμερικάνικου τύπου) ή για καπναγωγούς πίσω ή δίπλα από την εστία.13 / 28καπναγωγός οριζόντιος αναβαθμός σε συνέχεια της πλάτης με κλίση στην περίπτωση εστίας αμερικάνικου τύπου25πλευρικά τοιχώματα εστίας μη παράλληλα μεταξύ τους67οπή απομάκρυνσης στάχτης στο δάπεδο της εστίας με βαλβίδα σφράγισης89χώρος συγκέντρωσης στάχτης1011πρέκι από Ο.Σ. ή από ολόσωμη πέτρα πάντοτε με προβλεπόμενο αρμό διαστολής1213προέκταση δαπέδου εστίας προς το χώρο1415χώρος συγκέντρωσης στάχτης161 3414 / 28καπνοθάλαμος λαιμός όπου τοποθετείται συνήθως διάταξη ρύθμισης ελκυσμού κατακόρυφη πλάτη εστίας ύψους συνήθως 20 cm η οποία συνεχίζει με κλίση προς τα εμπρός αγωγός για απομάκρυνση στάχτης που καταλήγει στο υπόγειο εφόσον υπάρχει εταζέρα πάνω στο πρέκι που καθορίζει το ύψος της εστίας δάπεδο εστίας λαιμός στην περίπτωση καπναγωγού πίσω από την εστία άνοιγμα καθαρισμού καπναγωγού στο υπόγειο15 / 286.3. Υπερδιαστασιολόγηση καπναγωγού Στην περίπτωση υπερβολικής διατομής του καπναγωγού μειώνεται ο ελκυσμός, διότι τα αέρια καύσης ψύχονται πολύ γρήγορα. Πολλές φορές η θερμότητα της εστίας δεν είναι ικανή να θερμάνει πλήρως τον καπναγωγό ώστς να βοηθήσει την κυκλοφορία του εγκλωβισμένου ψυχρού αέρα με την βελτίωση του ελκυσμού. Για να θερμανθεί ικανοποιητικά ένας υπερδιαστασιολογημένος καπναγωγός χρειάζεται μεγάλη ποσότητα καύσιμης ύλης που προκαλεί σημαντική διαταραχή και ανανέωση του αέρα του εσωτερικού χώρου με αποτέλεσμα δυσάρεστα ρεύματα αέρα για τα άτομα γύρω από το τζάκι. 6.4. Μορφή της εσωτερικής διατομής του καπναγωγού Οι καπναγωγοί κατασκευάζονται είτε κτιστοί επί τόπου (σπανίως σήμερα) είτε με προκατασκευασμένα στοιχεία. Και στις δύο περιπτώσεις τα θερμά καυσαέρια, ακολουθούν σπειροειδή διαδρομή στον άξονα του αγωγού. Εάν τα τοιχώματα δεν είναι λεία και παρουσιάζουν τοπικές ανωμαλίες, κυρίως από τις αρμολογήσεις , θα εμποδιστεί η ελεύθερη ροή των καυσαερίων, λόγω της τριβής τους στα ανώμαλα τοιχώματα, με σύγχρονη εναπόθεση καπνιάς και πίσσας (κυρίως από ρητινώδη ξύλα) πράγμα που οδηγεί στην μείωση της ενεργού διατομής. 6.5. Γεωμετρική μορφή της διατομής 6.5.1. Κυκλική διατομή Η πλέον αποτελεσματική μορφή διατομής από πλευράς ελεύθερης και άνετης ροής των καυσαερίων είναι η κυκλική (με προκατασκευασμένα στοιχεία), στην οποία αξιοποιείται ολόκληρη η επιφάνεια. Τα αέρια ολισθαίνουν κατά μήκος των λείων τοιχωμάτων χωρίς αντίσταση και χωρίς να προσκρούουν σε εσωτερικές γωνίες, όπου αναγκαστικά δημιουργούνται τοπικοί στροβιλισμοί και ανάσχεση της ροής. 6.5.2. Τετραγωνική διατομή Από πλευράς ευχερούς ροής των καυσαερίων η τετραγωνική διατομή έρχεται δεύτερη μετά τη κυκλική, με την προϋπόθεση ότι θα είναι στρογγυλωμένες οι γωνίες, ώστε να αποφεύγονται οι τοπικοί στροβιλισμοί και η εναπόθεση καπνιάς. Η χρήσιμη διατομή που πρέπει να ληφθεί υπόψη, είναι η εγγεγραμμένη στρογγυλή διατομή στην τετράγωνη. 6.5.3. Ορθογωνική διατομή Είναι η πλέον δυσμενής από πλευράς ελκυσμού. Τα καυσαέρια προσκρούουν και στροβιλίζονται πλέον έντονα, διότι η μία πλευρά είναι μεγαλύτερη από την άλλη Για τον υπολογισμό των διαστάσεων, υπολογίζεται η επιφάνεια της διατομής με στρογγυλεμένες τις γωνίες.16 / 28Η ορθογωνική διατομή θα πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο όταν είναι ευνοϊκές οι συνθήκες ελκυσμού (τοποθέτηση αγωγού στο εσωτερικό του χώρου, ή αγωγός μεγάλου ύψους) και όπου ο σχεδιασμός του χώρου δεν επιτρέπει άλλη λύση. Το σχήμα της διατομής πρέπει να πλησιάζει την τετραγωνική, με το μήκος της μεγάλης πλευράς έως 1,5 επί την μικρή πλευρά. 6.5.4. Προκατασκευασμένες διατομές Παρουσιάζουν το πλεονέκτημα ότι θερμαίνονται πολύ γρήγορα λόγω των λεπτών τοιχωμάτων, σε σύγκριση με τις κτιστές επί τόπου διατομές. Επί πλέον, τα καυσαέρια διατηρούν τη θερμότητά τους λόγω της θερμομόνωσης που κατά κανόνα περιβάλλει τα προκατασκευασμένα στοιχεία. Οι προκατασκευασμένες διατομές πρέπει να έχουν τελείως λεία επιφάνεια και οι διατάξεις συνδεσμολογίας τους πρέπει να είναι στεγανές και χωρίς προεξοχές προς το εσωτερικό λόγω των αρμολογήσεων ή των ηλεκτροσυγκολλήσεων. Οι τετραγωνικές και οι ορθογωνικές διατομές πρέπει να έχουν στρογγυλευμένες γωνίες, ειδικότερα δε οι τετραγωνικές πρέπει να πλησιάζουν την κυκλική διατομή. 6.6. Αλλαγή κατεύθυνσης στην κατακόρυφη πορεία του καπναγωγού Κάθε αλλαγή στην κατακορύφωση του καπναγωγού θα επηρεάσει την ελκυστική του ικανότητα και θα αυξήσει το μήκος διαδρομής των καυσαερίων, με σύγχρονη μείωση της θερμοκρασίας τους. Όταν ο καπναγωγός έχει μεγάλη κλίση ως προς την κατακόρυφο, εναποτίθενται πολύ εύκολα οι αιωρούμενες στάχτες και οι πίσσες από τα έλαια των ξύλων, με αποτέλεσμα να περιορίζουν τη χρήσιμη διατομή, και να γίνονται αιτία ανάφλεξης. Στην περίπτωση αναγκαστικής αλλαγής πορείας, αυτή δεν θα πρέπει να σχηματίζει γωνία μεγαλύτερη των 30° ως προς την κατακόρυφο. Οι προκατασκευασμένοι επικλινείς καπναγωγοί θα πρέπει να προστατεύονται με κτιστή κατασκευή και να απέχουν τουλάχιστον 30 cm από κάθε ξύλινη κατασκευή. Η αυτή απαίτηση ισχύει και τον κατακόρυφο καπναγωγό που διασχίζει ξύλινη στέγη.17 / 286.7. Καπναγωγός τζακιού στο εσωτερικό του χώρου, εκτός τοίχων, ελεύθερης πανταχόθεν εστίας Τα τζάκια με ελεύθερο και εμφανή στο χώρο καπναγωγό κατασκευάζονται κυρίως σε ισόγειες κατοικίες. Η κατασκευή του καπναγωγού είναι μεταλλική, συνήθως κυκλικής διατομής (σπάνια τετράγωνης ή εξάγωνης) και ξεκινάει πάνω από την εστία με μεταλλικό καπνοσυλλέκτη κωνικής διατομής. Τοποθετείται με ανάρτηση από την οροφή με μεταλλικές ντίζες και στερέωση στα στοιχεία της επιστέγασης (ξύλινης ή Ο.Σ.) με μεταλλική φλάντζα ηλεκτροσυγκολλημένη σε τοπική ενίσχυση του καπναγωγού. Οι διαστάσεις της φλάντζας καθορίζονται από τις απαιτήσεις στεγάνωσης στην διέλευση του καπναγωγού μέσω της επιστέγασης. Στην περίπτωση ξύλινης στέγης, ο καπναγωγός είναι ενισχυμένος τοπικά με μεταλλικό πουκάμισο και ενδιάμεση μόνωση ώστε να αποφεύγεται η μετάδοση θερμότητας στα ξύλινα στοιχεία και ο κίνδυνος ανάφλεξης. Αντί της ανάρτησης του καπναγωγού από την οροφή και την στήριξη στη επιστέγαση, μπορεί να κατασκευασθεί υποστύλωμα δίπλα στον καπναγωγό για την στήριξή του. Από κατασκευαστικής πλευράς ο καπναγωγός και καπνοσυλλέκτης προβλέπονται από χαλυβδοέλασμα πάχους τουλάχιστον 2 mm ανοξείδωτο ή όχι σμαλτωμένο εξωτερικά ή και εσωτερικά σε διάφορα χρώματα, ή επενδυμένο με λεπτά φύλλα χαλκού, επεξεργασμένα έναντι της διάβρωσής τους. Κατασκευή του όλου συστήματος από χαλκό, θα δημιουργήσει έντονη υπερθέρμανση της επιφάνειάς του και αδυναμία πλησιάσματος του τζακιού, εκτός εάν προβλέπεται διπλή κατασκευή με ενδιάμεσο θερμομονωτικό υλικό. (Για τη διαμόρφωση του δαπέδου των εστιών αυτού του τύπου βλ. § 3.10 του παρόντος) 18 / 286.8. Διαμόρφωση της άνω απόληξης του καπναγωγού Ανεξαρτήτως του τύπου του καπναγωγού (με σπονδύλους από σκυρόδεμα ή μεταλλικούς) το εξέχον τμήμα πάνω από την επιστέγαση πρέπει να προστατεύεται με θερμομόνωση και κατασκευή κτιστή ή από σκυρόδεμα, στεγανής δομής, με μεταλλικό κάλυπτρο. 1) οπτοπλινθοδομή επένδυσης (δρομική ≥ 15 cm) με επίχρισμα. 2) θερμομόνωση από οπλισμένο με μεταλλικό πλέγμα πετροβάμβακα, τοποθετούμενη έτσι ώστε να περιβάλει πλήρως τους σφονδύλους (3). 3) προκατασκευασμένοι σφόνδυλοι απλού τοιχώματος από σκυρόδεμα με λεία εσωτερική επιφάνεια. 4) σιμεντοκονία αμφικλινής κατασκευαζόμενη ανάντι του καπναγωγού επί γαλβανισμένης λαμαρίνας που έχει τοποθετηθεί επί ξύλινου πετσώματος, πριν από την τοποθέτηση των κεραμιδιών. 5) αυτοκόλλητη ασφαλτική μεμβράνη με επένδυση φύλλου μολύβδου δυνάμενη να παρακολουθήσει τις καμπυλώσεις των κεραμιδιών. 6) αρμοκάλυπτρο από γαλβανισμένη λαμαρίνα.Περισσότερα στοιχεία για την διαμόρφωση της άνω απόληξης των καπναγωγών περιλαμβάνονται στο Σχέδιο ΠΕΤΕΠ 03-11-02-00 "Καπναγωγοί Κεντρικών Θερμάνσεων" (Κεφ. 4: "Λειτουργικές επικαλύψεις -καπέλα- καπναγωγών"), το οποίο έχει επιμεληθεί ο συντάκτης του παρόντος και έχει αναρτηθεί στην ιστοσελίδα www.e-archimedes.gr. (με ctrl+click στον τίτλο της ΠΕΤΕΠ μεταφέρεστε στο κείμενο)7.Διάφοροι άλλοι τύποι τζακιών7.1. Τζάκια που χρησιμοποιούνται και για μαγείρεμα, με μεταλλικό καπνοσυλλέκτη19 / 2820 / 287.2. Διπλά τζάκια εσωτερικά ή εσωτερικά-εξωτερικά με ιδιαίτερους καπναγωγούς πάνω ή δίπλα από την εστία. Τζάκι μεταξύ εξωτερικού τοίχου και εσωτερικής οπλινθοδομής στήριξης21 / 28Γωνιακό εσωτερικό - εξωτερικό τζάκι22 / 28Τζάκι διπλής εστίας, εσωτερικής - εξωτερικής23 / 2824 / 287.3. Ολόσωμα τζάκια (φωλιές) μικρών διαστάσεων προκατασκευασμένα ή μη στερεωμένα σε μεταλλικές βάσεις ή αναρτημένα από τους καπναγωγούς, εκτός τοίχων ή δίπλα σε τοίχους. Μικρές κεραμικές εστίεςΜικρό τζάκι εξ ολοκλήρου μεταλλικό25 / 28Μικρό μεταλλικό τζάκι αναρτημένο από τον καπναγωγόΜεταλλικά τζάκια με εύκαμπτο και στηριζόμενο καπναγωγό26 / 28Μεταλλικό τζάκι με αναρτημένο από την οροφή καπναγωγό27 / 28Μεταλλικά τζάκια μοντέρνας σχεδίασης28 / 28