Kominy stalowe

Politechnika Łódzka

Wydział Budownictwa, Architektury i Inż. Środowiska

KOMINY STALOWE

Łódź, styczeń 2006

Kominy stalowe

Kominy stalowe –

–

– ogólna charakterystyka

ogólna charakterystyka

Rys. 1. Schemat komina stalowego wg normy BN-76/2378-01 wraz z

oznaczeniem elementów [1]

1.1. Definicja kominów stalowych

Kominy

stalowe

są

budowlami

przemysłowymi

służącymi

odprowadzania do atmosfery spalin z kotłów grzewczych i innych urządzeń
technologicznych lub szkodliwych gazów pozostałych po procesach produkcyjnych

1.2. Podział stalowych kominów ze wzgledu na:

odprowadzane substancje

- kominy spalinowe (dymowe) - kominy odprowadzające produkty

spalania,

- kominy wyciągowe (wentylacyjne) - kominy

odprowadzające

gazy pozostałe po procesach

produkcyjnych;

temperaturę odprowadzanych gazów

kominy wentylacyjne zimne – t ≤ 50ºC,

kominy wentylacyjne ciepłe – 50ºC < t ≤ 150ºC,

kominy ciepłe o zmiennych warunkach - 50ºC < t ≤ 200ºC,

kominy ciepłe - 200ºC < t < 350ºC,

kominy gorące – t > 350ºC,

kominy bardzo gorące – t > 500ºC;

wysokość

niskie – gdy wysokość H ≤ 40 m,

średnio wysokie – gdy 40 < H ≤ 100 m,

wysokie – gdy 100 < H ≤ 250 m,

bardzo wysokie – gdy H > 250 m;

sposób odprowadzania gazów:

- naturalny (ciąg naturalny),

- sztuczny (ciąg sztuczny wytwarzany specjalnymi

urządzeniami);

doprowadzenie gazów:

- z jednego źródła – jeden otwór wlotowy z dołu lub z boku,
- z dwóch źródeł – dwa otwory wlotowe,
- z kilku źródeł – kilka otworów wlotowych;

przekrój poprzeczny:

kołowy,

owalny,

prostokątny, kwadratowy;

kształt komina:

cylindryczny o stałej średnicy lub różnych skokowo średnicach,

zbieżny – zmienna średnica;

rodzaj zastosowanego metalu:

stal zwykła,

stal uszlachetniona,

stal stopowa,

aluminium;

ochronę termiczną:

bez wykładziny,

z wykładzina,

bez okładziny,

z okładziną;

ochronę przeciw korozji chemicznej:

bez izolacji,

z izolacją wewnątrz,

z izolacją na zewnątrz,

bez specjalnej instalacji odprowadzającej skropliny (kondensat),

ze specjalną instalacją odprowadzającą skropliny;

sposób łączenia segmentów:

spawane,

łączone na śruby;

zainstalowane urządzenia zwykłe i dodatkowe:

bez specjalnej głowicy,

z oddzielnie wykształtowaną głowicą,

bez galerii,

z galeriami oświetleniowymi i spocznikowymi,

bez dodatkowych urządzeń zewnętrznych

dodatkowymi

urządzeniami

(np.

reklamy,

urządzenia

zapobiegające nadmiernym drganiom).

1.3. Zasada pracy komina, ustalanie jego

1.3. Zasada pracy komina, ustalanie jego wysokosci

wysokosci

i srednicy

Przeważającą większość stanowią kominy spalinowe. W przypadku zasilania

kotłów paliwem stałym (koks, węgiel kamienny) kominami są odprowadzane wraz
z gazami również niespalone cząstki stałe (pyły dymnicowe), jeżeli natomiast kotły
są zasilane paliwem płynnym (olej opałowy, gaz), to kominami są odprowadzane
gazy spalinowe i opary.

Komin będzie spełniał właściwą sobie funkcję, gdy będzie miał odpowiednią

siłę ciągu. Ciąg komina może być naturalny lub sztuczny. Ciąg naturalny zależy
od różnicy ciężarów właściwych gazów spalinowych i powietrza atmosferycznego,
różnicy temperatur tych mediów, geometrii komina (jego wysokości i średnicy
przewodu) oraz oporów przepływu wewnątrz przewodu. Jeżeli obliczony ciąg
naturalny okaże się niewystarczający, zwiększa się jego siłę za pomocą wentylatora
o odpowiedniej mocy. Wentylator wstawia się pomiędzy kotłem a kominem (rys. 2)

Ciąg naturalny jest wystarczający wtedy, gdy nie następuje cofanie

się wylatujących u góry spalin do wnętrza przewodu, czyli energia kinetyczna
wylatujących cząstek jest większa od ciśnienia atmosferycznego powietrza.

Wysokość

komina

ustala

Wydział

Ochrony

Środowiska

Urzędu

Wojewódzkiego w taki sposób, aby przyrost stężenia zanieczyszczenia każdego
pierwiastka szkodliwego (głównie siarki), zawartego w spalinach, dodany do
stężenia istniejącego tego pierwiastka (tzw. tła) nie przekraczał stężenia
dopuszczalnego. Im wyższy będzie komin, tym mniejsze będzie stężenie
szkodliwych pierwiastków, gdyż pole zrzutu gazów wokół komina w przybliżeniu
jest kołem, którego promień będzie tym większy, im większa będzie wysokość
komina.

Należy bezwzględnie przestrzegać całkowitego oczyszczenia mechanicznego

gazów przed ich wprowadzeniem do komina, przynajmniej częściowego
oczyszczenia gazów z zanieczyszczeń chemicznych i takiego ich rozrzutu w
atmosferze, aby stężenia zanieczyszczeń w poziomie terenu były mniejsze od
dopuszczalnych przepisami. Najbardziej szkodliwe są związki siarki, chloru, fluoru,
azotu i arsenu. W przypadkach większych emisji szkodliwych gazów sporządza się
mapy ich rozchodzenia się w atmosferze. Podstawowymi parametrami potrzebnymi
do tych opracować są: skład chemiczny, temperatura gazów i prędkość wylotu z
komina, istniejące zanieczyszczenia, dane meteorologiczne oraz dane fizjograficzne
terenu. Projektowanie komina polega na doborze prędkości wylotowej gazów (czyli
średnicy) i wysokości komina do warunku nieprzekroczenia dopuszczalnego
stężenia zanieczyszczeń w atmosferze.

Średnica wylotowa jest regulowana ilością gazów i prędkością wypływu.

Na wielkość średnicy dolnej, oprócz dwóch powyższych czynników, mają także
wpływ wymagania statyczno-wytrzymałościowe.

Ze względu na to, że kominy są budowlami o dużych wysokościach,

założenia lokalizacyjne zawsze powinny zawierać uzgodnienia z Szefostwem
Służby Lotniskowej Wojsk Lotniczych i Obrony Powietrznej oraz z Głównym
Inspektorem Lotnictwa Cywilnego w celu stwierdzenia, czy projektowany komin
nie będzie przeszkodą lotniczą.

Gazy mogą być doprowadzone przewodami (czopuchami) do komina z boku

przez jeden do czterech otworów wykonanych w płaszczu komina na dowolnej
wysokości lub z dołu. Gdy wloty czopuchów znajdują się naprzeciw siebie na tej
samej wysokości, konieczne jest wykonanie ścianki działowej wewnątrz komina,
kierującej gazy w górę. Ścianka ta powinna być także wykonana, gdy prędkość
wlotowa gazów jest duża (powyżej 20 m/s). Ścianka taka zmniejsza opory
aerodynamiczne, a równocześnie zapobiega erozji ściany komina, na którą
są skierowane gazy.

1.4.

Zalety i wady kominów stalowych

Kominy stalowe charakteryzują się następującymi zaletami:

łatwością i szybkością montażu, gdyż elementy wysyłkowe są w
całości spawane w wytwórni, a na placu budowy wykonuje się
wyłącznie połączenia śrubowe doczołowe lub połączenia spawane
oraz połączenia elementów wieży kratowej,

możliwością uzyskania kominów o bardzo dużych wysokościach
dzięki zastosowaniu konstrukcji nośnej w postaci wieży kratowej,

małym ciężarem na jednostkę wysokości, co zmniejsza koszty
transportu i montażu,

możliwością dokładnej ochrony przed korozją,

łatwością konserwacji,

odpornością

wpływy

nierównomiernych

osiadań,

szkód

górniczych oraz na wpływy sejsmiczne,

małym tarciem spalin o powierzchnię przewodu, co zwiększa
prędkość przepływu i umożliwia zastosowanie mniejszej wysokości
komina,

łatwością rozbiórki lub demontażu.

Główne wady kominów stalowych:

zbyt mała trwałość eksploatacyjna w stosunku do konstrukcji
stalowych o innym przeznaczeniu; zjawisko to może być
powodowane

dużą

podatnością

wewnętrznych

powierzchni

przewodów na korozję, a niekiedy dodatkowo zwiększoną
podatnością na obciążenia dynamiczne, powodujące zmęczenie
materiału,

zmniejszenie okresu trwałości komina na skutek korozyjnego
działania na stal pierwiastków w przepływających gazach, które
powoduje szybkie zużywanie się grubości ścianki przewodu; z tego
względu lepiej jest zastosować w trzonie nośnym przewód
wewnętrzny ze stali stopowej kwasoodpornej; gatunek stali stopowej
dobiera się stosownie do agresywności gazów,

podatność na dynamiczne działanie porywów wiatru w kierunku jego
działania, co powoduje zmęczenie materiału, które spotęgowane
korozją, znacznie obniża okres trwałości komina; szkodliwy wpływ
wiatru na komin jest eliminowany poprzez zastosowanie wieży
kratowej,

ograniczenie wielkości średnicy,

konieczność stałej konserwacji.

ROZWIaZANIA KONSTRUKCYJNE KOMINÓW

2.1. Wolno stojace jedno

2.1. Wolno stojace jedno---- lub wieloprzewodowe

lub wieloprzewodowe

Najczęściej stosuje się wolno stojące kominy jednoprzewodowe, dla których

iloraz H/D zawiera się w przedziale 20-50, zależnie od strefy wiatrowej i przyjętych
naddatków na korozję.

Kominy wolno stojące podwójne oraz potrójne stosuje się wtedy, gdy trzeba

odprowadzić gazy z kotłowni mającej kilka kotłów. Zastosowanie komina jedno
przewodowego o większej średnicy do obsługi wszystkich kotłów wiązałoby się
podczas letnich remontów kotłów ze zmniejszoną ilością odprowadzanych spalin.

Efektem takiego stanu rzeczy byłby zmniejszony ciąg, większe wychłodzenie spalin
w przewodzie, a tym samym przyśpieszone zużycie korozyjne.

Kominy dwuprzewodowe łączy się ze dobą w poziomach pomostów

roboczych, wykorzystując do tego celu konstrukcje pomostów. Kominy
trójprzewodowe łączy się ze sobą przeważnie za pomocą skratowania. Połączenia
trzonów z blachami węzłowymi skratowania powinny zapewnić niezależność
przesuwu pionowego każdego przewodu podczas okresowego wygaszania i
rozpalania kotłów. Chodzi bowiem o to, aby odkształcenia termiczne przewodów
nie wywołały dużych sił termicznych w skratowaniu.

2. 2

2. Jednoprzewodowe z odciagami

Jednoprzewodowe z odciagami

Kominy z odciągami, w jednym lub dwu poziomach, stosuje się wtedy, gdy

iloraz H/D jest na tyle duży, że komin wolno stojący nie spełniałby warunku
nośności i użytkowalności. Odciągi w miejscu połączenia z trzonem stanowią wtedy
przytrzymanie sprężyste w kierunku poziomym. Jeżeli stosuje się jeden poziom
podciągów, to umieszcza się je odpowiednio na wysokości H

= (0,35-0,45)H oraz

= (0,75-0,90)H.

Ze względu na zmniejszenie placu zabudowy oraz kosztów inwestycji

stosujesię po trzy odciągi w planie, ułożone pod kątem 120˚. Kąt nachylenia do
płaszczyzny poziomej cięciwy odciągu

powinien wynosić od 45˚ do 60˚.

Odciąg jest zamocowany u dołu w żelbetowym bloku kotwiącym. W

przypadku istnienia dwóch poziomów odciągów można zastosować kotwienie
odciągów w jednym bloku lub też w niezależnych dwóch blokach. W pobliżu bloku
kotwiącego w każdą linę musi być wpięta śruba rzymska, służąca do wprowadzenia
siły naciągu wstępnego.

Siłę napięcia wstępnego liny S

(kN) dobiera się odpowiednio do wymaganej

sztywności poziomej K

(kN/m) podpory sprężystej, utworzonej przez liny,

obliczonej ze wzoru:

(

)

cos

(1)

w którym:

cos

(2)

cos

(3)

cos

(4)

s – długość cięciwy ciągu, m,

– ciężar liny na jednostkę jej długości, kN/m,

– moduł sprężystości podłużnej liny, kpa,

– pole przekroju poprzecznego drutów liny, m

Wartości A

oraz q

odczytuje się z katalogu danego typu liny. Linę mocuje

się za pomocą kausz (rys. 1.8 i tab. 1.2) oraz śrub zaciskowych (rys. 1.9 i tab. 1.3) w
liczbie zależnej od średnicy liny (3 szt. dla

∅

≤

20 mm, 4 szt. dla

∅

=20

30 mm, 5

szt. dla

∅

=30

36 mm).Śruby zaciskowe należy zakładać tak, aby kabłąki

obejmowały końcówkę liny (rys. 1.9). koniec uciętej liny musi być związany
miękkim drutem na długości około 5d ( tzw. Oplot ) co ma uniemożliwić
samoczynne rozkręcanie się drutów liny. Dobre przyleganie liny do kauszy wymaga
dużej jej giętkości, dlatego w kominach stosuje się liny wielożyłowe dwuzwite z
rdzeniem organicznym (konopnym, bawełnianym lub sizalowym) o E

= 125 GPa.

Pomiar naciągu wstępnego S

podczas montażu wykonuje się albo sposobem

trygonometrycznym, mierząc strzałkę zwisu f w środku długości cięciwy albo
metodą pomiaru okresu drgań własnych.

W pierwszym przypadku korzysta się z warunku równowagi momentów w

środku rozpiętości przęsła.

(5)

stąd otrzymuje się wzór określający siłę S

(6)

w którym skorzystano z zależności, że

cos

(7)

W drugim przypadku uderza się ciężkim prętem w linę przy bloku kotwiącym

w celu wprawienia liny w drgania poprzeczne. Częstotliwość drgań zależy od trzech
parametrów – q

, s i S

. Należy zmierzyć czas przebiegu t fali powrotnej (po odbiciu

od trzonu) na drodze równej 2s. Z zależności

(8)

w której:

ns – droga przebyta przez falę w zmierzonym czasie t, s, (n = 2, 4, 6, ...),

g = 9,81 m/s

otrzymuje się wzór na siłę S

)

(

(9)

Ze względów praktycznych wskazane jest umieszczenie pomostów roboczych

(galerii) poniżej poziomu mocowania lin, aby ułatwić dostęp do zamocowań lin
podczas kontroli stanu technicznego komina, która powinna się odbywać jeden raz
w roku, najlepiej na wio

snę.

2.3

jedno

jedno---- lub wieloprzewodowe z konstrukcja

lub wieloprzewodowe z konstrukcja

wsporcza

Konstrukcją wsporczą komina o wysokości powyżej 40 metrów może być

trójnóg lub budynek. W pierwszym przypadku elementami trójnogu są zastrzały,
zdolne do przenoszenia sił ściskających i rozciągających. Zastrzały mogą być
pełnościenne lub kratowe wielopasowe. Kąt nachylenia zastrzału do płaszczyzny
poziomej może dochodzić do 75

. Dlatego zastrzały są korzystniejsze od odciągów,

gdyż nie wymagają tak dużej powierzchni zabudowy oraz wprowadzania sił naciągu
wstępnego, jak w rozwiązaniu poprzednio omówionym.

Trójnóg o zastrzałach pryzmatycznych podpiera trzon w jednym poziomie H

wynoszącym

≈

0,4H. Schematem statycznym trzonu jest belka wspornikowa z

dodatkową podporą sztywną w kierunku poziomym i przesuwną w kierunku
pionowym. Odmianę trójnogu z zastrzałami kratowymi o pasach nierównoległych,
podpierająca trzon w dwóch poziomach pokazano na rys.

Podparcie trzonu na trójnogu w kierunku poziomym odbywa się za pomocą

pierścienia po przekroju skrzynkowym zamkniętym, o dużej sztywności na
skręcanie. Wewnętrzna ścianka pionowa pierścienia stanowi tuleję z odpowiednim
luzem

. Przekazanie obciążenia poziomego z trzonu na pierścień odbywa się albo

bezpośrednio, albo pośrednio.

W pierwszym przypadku zewnętrzna średnica trzonu jest tylko o kilka do

kilkunastu milimetrów mniejsza od wewnętrznej średnicy pierścieni9a. Podczas
działania wiatru uginający się trzon naciska bezpośrednio na pierścień. Takie
rozwiązanie konstrukcyjne wymaga dużej dokładności wykonawstwa, a zwłaszcza
zminimalizowania owalności rury, która według normy może dochodzić do

2 mm – w rurach o średnicy do 711 mm,

3 mm – w rurach o średnicy 711

813 mm,

5 mm – w rurach o średnicy powyżej 813 mm.

Ponadto podczas porywów wiatru słychać dźwięki od uderzeń trzonu o

pierścień.

W drugim przypadku (podparcie pośrednie) stosuje się bolce przyspawane

do górnej półki pierścienia, które przechodzą przez otwory znajdujące się w
kołnierzu przyspawanym do trzonu. Kołnierz stanowi równocześnie obwodowe
żebro usztywniające rurę (wręgę), niezbędne w miejscu przekazywania reakcji R z
trzonu na trójnóg. Wystająca część bolca nad wręgę

∆

powinna być nie mniejsza

niż termiczne wydłużenie trzonu na odcinku od wlotu czopucha od miejsca
podparcia, czyli

∆

−

∆

)

(

(10)

Zastrzały trójnogu pracują na ściskanie z wyboczeniem i na zginanie od

ciężaru własnego oraz działania wiatru. Zmniejszenie przekrojów zastrzałów można
uzyskać przez zastosowanie poziomych prętów stężających, zaznaczonych liniami
przerywanymi na rysunku.

Schemat podparcia trzonu komina na budynku szkieletowym pokazano na

rysunku. Mocowanie trzonu do budynku odbywa się w miejscach poziomych
tężników międzypiętrowych, (którymi mogą być także stropy żelbetowe
odpowiednio zazbrojone), przenoszących naciski komina na pionowe nośne układy
poprzeczne budynku (ramy lub ściany masywne). Tak jak w przypadku trójnogu,
tutaj również muszą się znajdować wręgi w miejscach mocowania trzonu do
budynku. Połączenie trzonu z budynkiem musi być dwukierunkowe. Mogą to być
dwa poziome zastrzały, połączone przegubowo z trzonem i z budynkiem.

W kominie przy budynku należy zwrócić szczególną uwagę na posadowienie

komina. Ze względu na bezpośrednie sąsiedztwo fundamentu układu poprzecznego

budynku i fundamentu komina na ogół brak jest miejsca na fundament dużych
wymiarów w planie , co uniemożliwia zaprojektowanie sztywnego zamocowania
trzonu. Ponadto podeszwa fundamentu komina nie może leżeć niżej niż podeszwy
fundamentu budynku.

2.4.

Kominy jedno

Kominy jedno---- lub wieloprzewodowe z

lub wieloprzewodowe z

konstrukcja wsporcza w wiezy kratowej

Trzony kominów średnio wysokich, wysokich i bardzo wysokich są

przeważnie prowadzone w wieżach kratowych. Wysokość kraty H

może wynosić

od 0,5 do 0,95 H, w zależności od nośności na zginanie samego trzonu i momentu
wywracającego od działania wiatru na trzon na odcinku (H – H

) i na galerię

komina.

Profil pionowy wieży może być równoległościenny z poszerzeniem w strefie

dolnej, jednostajnie zbieżny lub wielokrotnie załamany. Kraty typu b) i c)
charakteryzują się dużą liczbą węzłów różnorodnych oraz rosnącą ku dołowi
długością wyboczeniową krzyżulców, co wymaga zastosowania wykratowania
drugorzędnego w strefach dolnych tych krat. Najbardziej racjonalnym rozwiązaniem
jest krata typu a). Rozstaw nóg kraty wynosi od 0,1 do 0,2 H.

Kraty podpierające trzony mogą być trój- lub czteropasowe. Długość boku

kraty w najwyższym jej poziome powinna być taka, aby zapewnić prześwit
pomiędzy wewnętrzną krawędzią kraty a licem trzonu (należy uwzględnić grubość
ewentualnej izolacji termicznej zewnętrznej) wynoszący 0,5 m w celu zapewnienia
swobodnego przejścia człowieka po pomoście galerii wokół trzonu. W jednej wieży
może być umieszczony jeden lub kilka trzonów.

Prowadzenie trzonu w wieży musi zapewniać swobodę jego przesuwu w

kierunku pionowym. Najczęściej stosuje się prowadzenie tulejowe. Odcinkowe, w
kierunku obwodu, prowadnice mocuję się do poprzeczek , które są podparte
zastrzałami , przekazującymi nacisk trzonu w węźle kraty. W poziomie podparcia
trzonu w węźle kraty trzon może wymagać wzmocnienia go wręgą. Stosuje się
wtedy wręgę dwukołową.
Wykratownie ściany trzonu wieży może być:

krzyżulcowe,

trójkątne,

krzyżowe,

rombowe,

półkrzyżulcowe,

trójkątne z rozpórkami drugorzędnymi,

krzyżulcowe z rozpórkami drugorzędnymi,

półkrzyżulcowe z wykratowniem drugorzędnym.

Obciążenia pionowe wież kominowych są powodowane: ciężarem własnym

konstrukcji, ciężarami własnymi wyposażeń (drabina włazowa, pomosty i galerie,
przewody kominowe), ciężarem oblodzenia, obciążeniem użytkowym pomostów
roboczych.

Obciążenia pionowe powodowane ciężarem własnym mogą być dokładnie

ciężaru własnego trzonu wieży oraz przewodu kominowego, gdyż mają one wartość
dominującą nad ciężarami wyposażenia.

Obciążenie poziome wieży kratowej stanowi parcie i ssanie wiatru.

2.5 Budowa komina stalowego

W kominie stalowym można wyróżnić następujące elementy:

trzon nośny,

przewód dymowy w kominie spalinowym lub gazowy w kominie

wentylacyjnym,

okładzinę zewnętrzną jako izolację termiczną,

okładzinę wewnętrzną jako izolację chemiczną i ewentualnie

termiczną,

czopuch,

głowicę,

fundament,

wyposażenie komina, które stanowią następujące elementy:

drabiny wejściowe (włazowe) z pałąkami ochronnymi,

pomosty

galerie

kontrolne

lub

spoczynkowo-

oświetleniowe,

instalacje elektryczne i odgromowe,

instalacje pomiarowo-kontrolne,

znaki ostrzegawcze lotnicze,

urządzenia zapobiegające drganiom

2.5.1

2.5.1Trzon nosny i przewód dymowy

Typowe przekroje poprzeczne trzonów kominów stalowych pokazano na

rysunku 4. Najczęściej występuje trzon w postaci pojedynczej rury ze szwem
podłużnym. Rura stanowi równocześnie konstrukcje nośną i przewód
odprowadzający. Na zewnątrz rury znajduje się izolacja termiczna z mat z wełny
mineralnej, która jest zabezpieczona przed wpływami szkodliwego działania
atmosfery (deszcz, wiatr) i ptaków osłoną z blachy ocynkowanej. Każda carga blach
jest ściągnięta poziomym płaskownikiem ocynkowanym

Rys. 4. Przekroje poprzeczne przez trzony kominów stalowych. [2]

Trzon jest wykonany z segmentów blach, które są łączone warsztatowymi

spoinami poziomymi i pionowymi. W czasie wykonywania trzonu powinny być
przestrzegane następujące wymagania:

blachy powinny być dogięte w wytwórni we właściwy

sposób,

wielkość segmentów powinna być dostosowana do wielkości blach i
ciężaru, jaki może być podniesiony przy montażu,

połączenia segmentów są najwrażliwszymi miejscami

komina,

kołnierze stalowe powinny być spasowane na próbnym

montażu,

pokrycie powłokami antykorozyjnymi powinno nastąpić w

wytwórni,

otwory powinny być wycinane zgodnie ze sztuką budowlaną; nie
wolno pozostawiać ostrych krawędzi ani ostrych załomów w blasze.

2.5.2

2.5.2 Izolacja termiczna

Stosuje się dwa typy konstrukcji dla ochrony termicznej: wykładzinę

wewnętrzną ciągłą oraz okładzinę zewnętrzną.

Wykładzinę komina stalowego wykonuje się z elementów

ceramicznych. Mogą to być w zależności od temperatury:

cegła szamotowa na zaprawie szamotowej, gdy t > 400ºC,

cegła klinkierowa,

cegła zwykła dobrze wypalona I kl.,

cegła kominówka na zaprawie wapienno-cementowej przy
temperaturach 300 > t > 150ºC.

Grubość wykładziny może wynosić: pół cegły, 12 cm lub wyjątkowo cała cegła.
Wysokość segmentów wykładziny wynosi od 7 do 15 cm.

Między wykładziną a trzonem komina zakłada się izolację z wełny żużlowej,

wełny mineralnej lub szkła piankowego. Grubość izolacji dobiera się w zależności
od temperatury gazów. Minimalna grubość izolacji ze względów konstrukcyjnych
wynosi 4 cm.

Wsporniki

podwykładzinowe

wykonuje

się

blach

stalowych

przyspawanych do trzonu. Między stalą a cegłą należy umieścić podkładkę
izolacyjną.

Należy unikać tworzenia mostków termicznych i ograniczyć dostęp gazów

do przestrzeni między wykładziną a trzonem. Wykładzina dochodzi do głowicy
komina, gdzie jest pokryta segmentem głowicowym, zachowując swobodę
odkształceń pionowych.

Rys. 5 . Przykłady szczegółu wykładziny przy głowicy komina. [1]

Okładzinę zewnętrzną przewodów kominowych stosuje się, aby zmniejszyć

straty ciepła i utrzymać temperaturę gazów oraz zapobiec korozji blachy.
Najpowszechniej stosowaną okładziną jest owinięcie przewodów warstwą wełny
mineralnej lub żużlowej o grubości dobranej do potrzeb, minimum 3 cm. Wełna jest
pokryta folią aluminiową z usztywnieniem obwodowym płaskownikiem
aluminiowym. Rzadziej stosuje się inne typy izolacji, np. pokrycie z zewnątrz wełny
żużlowej zaprawą cementową na siatce z drutów stalowych.

Okładzinę zewnętrzną stosuje się przede wszystkim w przewodach

czopuchów oraz w stalowych przewodach kominów wieloprzewodowych.

2.5.3

2.5.3 Okładzina wewnetrzna – izolacja

chemiczna

Ochrona stali w kominach przed wpływami agresji chemicznej jest bardzo

ważnym elementem ich trwałości. Rozróżnia się dwa typy mediów korozyjnych.
Pierwszy to gazy ciepłe „suche”, z zawartością szkodliwych związków
chemicznych, a drugi to gazy zimne, które mogą się skroplić na ścianach komina,
powodując powstanie tzw. kondensatu, spływającego wokół i działającego
korozyjnie na trzon. Kondensat powstaje, gdy temperatura gazów przekroczy tzw.
punkt rosy, który dla różnych gazów i w różnych sytuacjach technologicznych
wynosi do 160ºC. Temperatura ta, jeśli występuje stale, powoduje wytworzenie się
w kominie kondensatu. Podobnie agresywne są gazy z procesów technologicznych
nasycone parą wodną.

W przypadku występowania gazów ciepłych wystarcza dobrze wykonana

wykładzina termiczna, do której, zamiast cegły zwykłej, stosuje się cegłę
klinkierową lub ceramiczną kwasoodporną. Niekiedy spoinuje się wykładzinę
szkłem wodnym potasowym lub pokrywa dodatkowo powłoką ochronną. Gdy
występują gazy zimne, konieczna jest oddzielna ochrona przed agresja chemiczną.
Agresywne chemicznie na stal są wszystkie związki siarki, a także chloru, fluoru,
fosforu, arsenu, bromu, jodu i innych pierwiastków w postaci alkaliów, kwasów i
soli.

Ochrona stali przed agresją chemiczną w przypadku kominów zimnych ze

spływającym kondensatem może być rozwiązana w następujący sposób:

zastosowanie stali kwasoodpornej,

zastosowanie stali zwykłej z powłokami ochronnymi wykonanymi
z kitów, żywic, szkła wodnego lub zaprawy w jednej lub kilku
warstwach,

zastosowanie stali zwykłej z warstwami ochronnymi wykonanymi
z gumy, tworzyw sztucznych, folii z materiałów bitumicznych,
kauczukowych lub z metali odpornych na dany typ agresji
chemicznej,

zastosowanie wykładziny z cegły kwasoodpornej, kształtek lub płytek
na odpowiedniej zaprawie ze spoinowaniem ochronnym.

Dobór odpowiedniego sposobu ochrony wymaga konsultacji ze specjalistami
z dziedziny chemii.

Do wykładzin, gdy zachodzi choćby czasowa tylko możliwość powstania

kondensatu, można stosować zaprawy cementowe na cemencie hutniczym lub
glinowym z czystym piaskiem, ewentualnie z dodatkami proszku szamotowego
o stosunku wagowym 1:3.

Kity ochronne kwasoodporne do powłok są dobierane odpowiednio do

agresji chemicznej i temperatury. Mogą to być kity na bazie bitumu (odporność
termiczna do 70ºC), żywic (do 120ºC) lub szkła wodnego (do 250ºC).

Kitom, zaprawom i powłokom stawiane są różne wymagania:

odporność

chemiczna

najniekorzystniejszych

warunkach

stężania i temperatury,

odporność termiczna,

szczelność i nieprzepuszczalność,

przyczepność do stali lub murów wykładzinowych w

różnych warunkach,

trwałość właściwości i kształtu (brak skurczu, pęcznienia, pełzania,

płynięcia na pionowych ścianach),

trwałość w czasie,

wytrzymałość mechaniczna (na docisk, zginanie

odpowiednia wydłużalność tak, aby była możliwość

odkształcenia się powłok wraz ze stalą.

Realizacja powłok antykorozyjnych jest dość skomplikowana. Najwięcej

kłopotu sprawiają miejsca nieciągłości, zakończenia i załomy izolacji, a więc
miejsca połączeń segmentów czy otworów. W miejscach tych nie można pozostawić
nieszczelności. W przypadku stosowania wykładzin nie można dopuścić do
przedostania się kondensatu między wykładzinę a trzon, gdyż następuje
gromadzenie się tam kondensatu i silna korozja chemiczna stali. Styki wykładziny
na wspornikach wymagają okapów i ochrony z folii (rys. 6). Głowica komina
powinna być tak skonstruowana, aby kondensat nie dostał się do środka. Można to
uzyskać wprowadzając wewnętrzny przewód powyżej głowicy lub też przez
odpowiednie zamknięcie przestrzeni między wykładziną a głowicą.

Rys. 6. Szczegół wspornika wykładziny z zamknięciem. [1]

1 – blacha trzonu, 2 – izolacja z wełny żużlowej lub szkła
piankowego, 3 – wykładzina ceramiczna, 4 – blacha
kwasoodporna

Gazy wylatując z komina spotykają się z zimniejszym powietrzem i

dochodzi do skroplenia się i opadania kropel kondensatu na zewnętrzną
powierzchnię komina. Dlatego z zewnątrz należy trzon na długości równej
trzykrotnej średnicy zabezpieczyć przed korozją przez nałożenie powłoki ochronnej.
W razie łączenia na śruby należy chronić je przed korozją. Robót antykorozyjnych
nie można wykonywać w niskich temperaturach (poniżej 5ºC). Wymagany jest także
suchy podkład i schnięcie, nieraz kilkudniowe, bez dostępu wilgoci. Powierzchnia
musi być wyczyszczona i bez śladów korozji.

Bardzo ważne jest zaprojektowanie sposobu odprowadzenia kondensatu z

komina, który spływa w dół po ścianach komina. Zwykle poniżej otworów
wlotowych dla gazów wykonuje się strop z pokryciem kwasoodpornym z
odpowiednim spadkiem i zbiornikiem, z którego kondensat odprowadza się
rurociągiem na zewnątrz. Kondensat można również zbierać na odpowiednio
ochronionej górnej powierzchni fundamentu.

Na kominach stalowych wykonuje się także ochronę antykorozyjną

zewnętrzną. Ochrona ta obejmuje wszystkie elementy stalowe stykające się z
atmosferą, a więc trzon, wieżę kratową, galerie, drabiny wejściowe i przewody
zewnętrzne. Należy przy tym wziąć pod uwagę fakt szczególnie agresywnego
korozyjnie środowiska przy wierzchołku kominów. Stosuje się farby aluminiowe,
poliwinylowe, lakiery, farby chlorokauczukowe na podkładzie miniowym.
Nakładanie następuje na odpowiednio przygotowaną powierzchnię przez natrysk lub
pędzlem. Podczas wykonywania zewnętrznych powłok ochronnych powinny być
zachowane następujące warunki: przygotowanie powierzchni (1. lub 2. stopień
czystości), równomierny natrysk, grubość powłoki (dwie warstwy o łącznej grubości
ok. 150 µm), odpowiedni czas schnięcia, odpowiednie temperatury zewnętrzne i
dobra pogoda przy pracach. Kontrola po wykonaniu obejmuje sprawdzenie:
równomierności pokrycia, grubości pokrycia, szczelności powłok, niewystępowania
pęcherzy.

W niektórych przypadkach nie jest możliwe zastosowanie ochrony

antykorozyjnej. Przyczyną mogą być zmiany warunków technologicznych, mała
trwałość wewnętrznych izolacji, duże koszty wykonania i napraw izolacji oraz
trudne sprawdzenie izolacji wewnątrz komina. W tych sytuacjach projektuje się
grubsze blachy trzonu. Do grubości minimalnej lub potrzebnej ze względów

statyczno-wytrzymałościowych należy dodać dodatek. Wielkość dodatku wynosi
minimum 1 mm lub 1/5 grubości blachy.

2.5.4

2.5.4 Czopuch

Otwory w trzonie służą do wprowadzenia gazów (otwory wlotowe gazów),

do wejścia i kontroli (otwory wejściowe) albo do wglądu lub umieszczenia we
wnętrzu urządzenia pomiarowego (otwory kontrolne). Otwory te nie powinny
nadmiernie osłabiać trzonu.

Korzystne jest kształtowanie otworów wydłużonych, prostokątnych (o

stosunku boków 1:1,5 – 1:2) z zaokrąglonymi narożami (rys. 7). Można stosować
otwory okrągłe, do których wprowadza się okrągłe (rurowe) czopuchy. W
przypadku jednostronnego wlotu gazów o dużej prędkości korzystne jest
usytuowanie po przeciwnej stronie blachy nakierunkowującej gazy do pionu.
Oprócz zmniejszenia oporów aerodynamicznych chroni to blachę trzonu od erozji i
uszkodzenia od strony wewnętrznej.

Rys. 7. Otwór wlotowy czopucha owalnego; segment wlotowy z

dospawanym łącznikiem; stosunek a/b = ½. [1]

Minimalna odległość dolnej krawędzi otworu wlotowego czopucha od

górnych krawędzi żeber w zakotwieniu wynosi 200 mm. W przekroju poziomym
trzonu następuje zmniejszenie nośności na ściskanie i na zginanie. Nieusztywnione
ściskane krawędzie pionowe otworu mogą ponadto stracić stateczność,
odkształcając się w kierunku promieniowym, dlatego krawędzie tego otworu muszą
być odpowiednio wzmocnione. Konieczne jest sprawdzenie wytrzymałościowe
przekroju z otworami. Należy zwrócić uwagę na koncentrację naprężeń i
wzmocnienie stref osłabionych. Osłabienie w jednym przekroju poprzecznym nie
powinno przekraczać 1/3 całkowitej powierzchni przekroju. Wzmocnienie otworu
wykonuje się najczęściej za pomocą nierównoramiennego kątownika (rys. 8).
Ustawienie kątownika dłuższym ramieniem w kierunku czopucha daje większy
wzrost momentu bezwładności przekroju poziomego trzonu oraz ułatwia wykonanie
połączenia kołnierzowego z czopuchem. Narożniki otworu wlotowego w rurze
należy zaokrąglić promieniem r ≥ 5t w celu uniknięcia zbyt dużego spiętrzenia
naprężeń rozciągających.

Połączenie czopucha z kominem powinno zapewnić swobodę odkształceń

obu tym konstrukcjom. W zależności od wymiarów i kształtu można tu rozróżnić
trzy typy połączeń:

•

sztywne – czopuch przyspawany lub przyśrubowany do trzonu
bezpośrednio albo przez króciec łącznikowy; stosuje się przy małej
sztywności czopucha

•

przesuwne – czopuch podparty pionowo na trzonie może się przesuwać
poziomo

•

przesuwne z oddzielnym wspornikowym podparciem czopucha; do
połączenia można wprowadzić elastyczny króciec

Drugi i trzeci typ stosuje się przy większych średnicach kominów i

czopucha.

Rys. 8. Wzmocnienie otworu wlotowego czopucha. [2]

Rys. 9. Schematyczne typy połączeń czopucha z kominem. [1]

W przypadku stosowania wykładziny połączenie czopucha z kominem może

być kłopotliwe do skonstruowania. Wykładzinę ceramiczną należy wtedy oprzeć na
oddzielnych wspornikach otworowych lub przesklepić, jeśli otwór jest okrągły.
Przykład połączenia czopucha z kominem przedstawiono na rysunku 10.

Rys. 10. Przykład konstrukcji połączeń czopucha z kominem. [1]

1 – płaszcz trzonu komina, 2 – wewnętrzna ścianka ochronna, 3 – izolacja z wełny żużlowej, 4 – segment

połączeń z czopuchem, 5 – żebra zewnętrzne.

2.5.5

2.5.5 Głowica

Komin kończy się od góry wzmocnieniem, tzw. głowicą, która ma zadania

wytrzymałościowe, ale także technologiczne, tj. dobre wyprowadzenie gazów
i ochronę przed korozją wynikającą z nagłej zmiany warunków przepływu. Głowicę
pokrywa się kształtkami stalowymi lub rzadziej odlewami żeliwnymi. W niektórych
przypadkach stosuje się zwężki wylotowe w celu zwiększenia prędkości gazów przy
wylocie. Czasem stosuje się konstrukcję umożliwiającą mechaniczną regulację
wielkości otworów wylotowych. Na głowicach kominów wentylacyjnych osadza się
niekiedy daszki, których konstrukcję przedstawiono na rysunku 11. Zastosowanie
daszków podnosi wylatujące z komina gazy, nie dopuszczając do ich opadania tuż
przy głowicy i zapobiega owalizowaniu. Głowica daszkowa wymaga powłok
ochronnych na powierzchni, np. blachy ołowiowej miedziowanej. Przykłady
konstrukcji głowic pokazano na rysunkach

Rys. 11. Głowica komina:

a) spalinowego, b) wentylacyjnego z daszkiem ze stali zwykłej, [2]

c) wentylacyjnego z daszkiem ze stali kwasoodpornej

2.5.6

2.5.6 Wyczystka

Otwór wyczystkowy znajduje się na dole komina w odległości nie mniejszej

niż 150 mm od poziomej płyty podstawy (rys. 12.). Zawsze znajduje się on w
obszarze silnego wzmocnienia rury za pomocą żeber pionowych podstawy. Z tego
względu nie jest potrzebne wzmocnienie krawędzi tego otworu tak, jak przy wlocie
czopucha. Zapewnienie szczelności komina wymaga, aby otwór wyczystkowy
przykryć pokrywą, mocowaną do rury na cztery śruby motylkowe. Blacha pokrywy
jest wygięta stosownie do promienia rury. Od strony wewnętrznej pokrywa ma
przyspawane skrzydełka, służące do zapewnienia właściwego wstawiania pokrywy
w otwór.

Rys. 12. Przekrój pionowy konstrukcji podstawy komina z widokiem na

uziemienie.[1]

2.5.7

2.5.7 Podstawa komina

Podstawa składa się z płyty poziomej, zakotwionej w fundamencie i

usztywniających ją żeber pionowych. Śruby kotwiące rozmieszcza się wzdłuż
boków ośmiokątnej płyty poziomej w odległości dwóch średnic śruby od krawędzi
płyty. Średnica śruby zależy od wartości momentu utwierdzenia komina w
fundamencie. Wynosi ona 20 – 30 mm. Płyta pionowa jest usztywniona teoretycznie
szesnastoma żebrami pionowymi, umieszczonymi wzdłuż wszystkich osi symetrii
ośmioboku. W miejscu otworu wyczystkowego zamiast jednego żebra umieszcza się
żebro podwójne (rys. 13. przekrój B-B). W kominach o średnicy rury D ≤ 1220 mm
umieszcza się po jednej śrubie pomiędzy sąsiednimi żebrami, a w kominach o
średnicy D > 1220 mm – po dwie śruby.

Rys. 13. Użebrowanie podstawy komina. [2]

2.5.8

2.5.8 Fundament

Pod kominy stalowe w wieżach kratowych projektuje się fundamenty typu

blokowego z otuliną zbrojenia grubości co najmniej 5 cm. Fundament powinien
wystawać ponad powierzchnię terenu co najmniej na 30 cm, aby zapobiec
nadmiernemu zawilgoceniu i nanoszeniu błota na podstawę komina przez odbijające
się od terenu krople deszczu podczas silnych opadów.

Wymiary podeszwy fundamentu i stan graniczny podłoża należy sprawdzić

w obliczeniowym układzie obciążeń w II sytuacji projektowej, tzn. na początku

eksploatacji. Obliczenia SGN i SGU należy przeprowadzać zgodnie z polskimi
normami.

Zakotwienie trzonu stalowego w żelbetowym fundamencie następuje za

pomocą kotwi stalowych. Z reguły kotwie zabetonowane są na stałe w fundamencie i
do nich dołącza się śrubami blachę podstawową trzonu komina. Stosuje się dwa typy
przymocowań: bezpośrednie i pośrednie. W obu przypadkach dobrze jest betonować
śruby kotwiące w szablonie ustalającym odległości. Ten sam szablon służy do
nawiercania otworów, co daje konieczną zgodność wymiarową.

Pierwsze segmenty komina ustawia się na klinach stalowych i dokręca

częściowo śruby. Po wzniesieniu trzonu wykonuje się podlewkę z zaprawy
cementowej

ostatecznie

dokręca

się

śruby

posługując

się

kluczem

dynamometrycznym. W zakotwieniu komina z reguły stosuje się po dwie nakrętki na
każdą śrubę.

2.5.9

2.5.9 Dodatkowe wyposazenie

2.5.9.1

2.5.9.1 Drabiny włazowe

Drabina wejściowa powinna rozpoczynać się od wysokości 3 m nad

poziomem terenu i prowadzić aż do wierzchołka komina. W strefie wiatrowej I i II
najkorzystniej jest umieszczać drabinę po stronie wschodniej, gdyż jest to strona
zawietrzna podczas silnych wiatrów.

Wymagane wymiary drabiny:

minimalna szerokość szczebli – 300 mm,

minimalna odległość szczebli od zewnętrznej powierzchni trzonu – 150 mm,

średnica szczebla z pręta pełnego – 20 mm,

osiowy rozstaw szczebli – 300 mm,

rozstaw punktów mocowania drabiny do rury – od 2,5 do 4,0 m.

Drabina składa się z:

pionowych elementów nośnych w postaci płaskowników o minimalnym
przekroju 50x8,

kątowników min. 45x5 lub rur,

szczebli,

pałąków ochronnych z płaskownika 50x5, rozstawionych od 1,0 do 1,5 m,

pionowych elementów ochronnych w postaci płaskownika 50x5 lub pręta
okrągłego pełnego o średnicy 16 mm,

wsporników rozstawionych od 2,5 do 4,0 m.

[2]

2.5.9.2

2.5.9.2 Pomosty i galerie

Pomosty komina są dwóch rodzajów:

•

dookólne, jako tzw. galerie,

•

cząstkowe, jako tzw. pomosty odpoczynkowe lub spoczniki.

Galerie należy umieszczać na kominach wyższych niż 30 m, gdy stanowią

przeszkodę lotniczą. Odległość galerii od wierzchołka komina wynosi 2 m.
Szerokość galerii nie powinna przekraczać 1,0 m. Przekrój pionowy przez galerię i
fragment rzutu poziomego pokazano na rysunku 15.

Rys. 15. Przykład galerii komina: a) przekrój pionowy, b) rzut poziomy. [2]

1 – belka pomostu, 2 – zastrzał, 3 – słupek barierki, 4 – poręcz, 5 – zabezpieczenie, 6 – bortnica,

7 – kratka pomostowa.

W skład galerii wchodzą:

•

radialnie ułożone belki nośne,

•

zastrzały podpierające belki nośne,

•

balustrada złożona ze słupków, poręczy, zabezpieczenia i
bortnicy,

•

kratka pomostowa w elementach trapezowych.

Masa galerii musi być znana już na etapie obliczeń dynamicznych, a więc

jeszcze przed jej skonstruowaniem. Belki poziome galerii, a także podpierające je
zastrzały, należy zaprojektować na działanie ciężaru własnego oraz obciążenia
technologicznego równego 2 kN/m

. Oprócz tego zespół nośny galerii, czyli belka +

zastrzał, musi przenieść ciężar podczepiony podczas konserwacji lub remontu
komina. Poręcz galerii, a także podpierające ją słupki, projektuje się na
równomiernie rozłożone obciążenie poziome q = 0,3 kN/m.

Pomosty spoczynkowe, o minimalnym rzucie 300 x 400 mm, należy

umieszczać w odstępach od 15 do 20 m, przy czym galerię też należy traktować jak
jeden z pomostów spoczynkowych. Zaleca się umieszczać spoczniki wzdłuż jednej
tworzącej walca, a odcinki drabiny mocować przemiennie po obydwu stronach
spoczników (rys. 16.). Takie rozmieszczenie spoczników i drabiny zmusza
wchodzącego do zatrzymania się na spoczniku.

Na kominach, które nie stanowią przeszkód lotniczych, czyli nie wymagają

oznakowania ostrzegawczego, i nie są wyższe niż 30 m należy zakładać tylko
spoczniki.

Rys. 16. Usytuowanie spoczników i drabiny. [2]

1 – spocznik, 2 – drabina.

2.5.9.3

2.5.9.3 Instalacje elektryczne i odgromowe

Wszystkie kominy należy zaopatrzyć w urządzenia odgromowe, zgodnie z

postanowieniami polskich norm. Doprowadzony do uziomu zwód odgromienia
można przyłączyć do śruby kotwiącej podstawę komina, stosując podkładkę
stalową. Jeden z możliwych sposobów uziemienia pokazano na rysunku 12.

2.5.9.4

2.5.9.4 Instalacje pomiarowo-kontrolne

Urządzenia pomiarowo-kontrolne nie stanowią stałego wyposażenia komina,

są bowiem instalowane tylko na czas pomiarów temperatury gazów, prędkości
przepływu w kominie, składu chemicznego spalin oraz stopnia zapylenia.
Wstawianie mierników do wnętrza komina odbywa się poprzez wspawane króćce
(rurki Ø 30 – 50 mm), które są nagwintowane od środka. Poza czasem kontroli
pomiarowej króćce pozostają zaślepione.

Króćce należy umieszczać nad wlotem czopucha w odległości około trzech
średnic przewodu oraz około 1 m poniżej wylotu komina

2.5.9.5

2.5.9.5 Znaki ostrzegawcze lotnicze

Wszystkie kominy o wysokości nad terenem H ≥ 100 m. a także niższe niż

100 m, gdy stanowią przeszkodę lotniczą, należy wyposażyć w znaki ostrzegawcze
dzienne i nocne. Znakami ostrzegawczymi dziennymi są namalowane pasy na
przemian białe i czerwone, wysokości nie większej niż 6 m każdy. Znakami
ostrzegawczymi nocnymi są natomiast światła czerwone na górnej galerii o
światłości nie mniejszej niż 10 kandeli.

Decyzję o zakwalifikowaniu budowli jako przeszkody lotniczej podejmują

niezależnie dwa ogniwa administracji państwowej, a mianowicie: Główny
Inspektorat Lotnictwa Cywilnego oraz Szefostwo Służby Lotniskowej Wojsk
Lotniczych i Obrony Powietrznej. Decyzje powyższych organów są niezbędnymi
załącznikami do uzyskania pozwolenia na budowę z urzędu gminnego.

2.5.9.6

2.5.9.6 Urzadzenia zapobiegajace drganiom

Urządzenia zapobiegające drganiom powinny skutecznie redukować amplitudy

drgań. Mogą to być urządzenia niezależne typu mechanicznego (tłumiki) lub
aerodynamicznego (turbulizatory), mogą też być obydwu typów równocześnie.

Najprostszym mechanicznym tłumikiem drgań jest zespół 4 – 8 ciężarków,

podwieszonych na linkach lub łańcuchach do galerii górnej (rys. 18a). Energia
drgań komina jest zamieniana na energię kinetyczną uderzeń. Rozproszenie energii
byłoby całkowite, gdyby ciężarki nie ulegały odbiciu. W celu silniejszego
rozproszenia energii mocuje się gumową osłonę rury, która jednocześnie wygłusza
dźwięki. Łączny ciężar ciężarków powinien stanowić około 2% ciężaru trzonu.
Tego typu tłumienie jest możliwe tylko w kominach bez zewnętrznej izolacji
termicznej.

Bardziej złożoną budowę mają droższe tłumiki mechaniczne typu

amortyzatorowego. Umieszcza się je również na górnej galerii w liczbie co najmniej
2 szt., aby były skuteczne prawie jednakowo w każdym kierunku (rys. 18b). Każdy
tłumik składa się ze sprężyny i teleskopu, które są wmontowane w specjalną
obudowę. Charakterystyki sprężyny i teleskopu dobiera się indywidualnie na
podstawie charakterystyki dynamicznej komina (masa, sztywność na zginanie, okres

drgań własnych). Przy tym typie tłumików komin może mieć zewnętrzną izolację
termiczną.

Rys. 17. Turbulizator:

a) spiralny z odcinków pierścienia, b) skrzydełkowy,

c) z nakładek pionowych, d) z prętów okrągłych. [2]

Turbulizatory (przerywacze) mają za zadanie zaburzyć regularność

odrywania się wirów Benarda-Karamana w górnej strefie komina. Zaleca się
wykonywać je w postaci trzech spiral o skoku 5D i wysokości całkowitej 0,4H

licząc od głowicy. Turbulizatory wykonuje się z pierścieniowych odcinków blachy
grubości 5 mm o odpowiednim promieniu i długości łuku wewnętrznego (rys. 17a).
Turbulizator spiralny można też wykonać w postaci odcinków blachy prostokątnej
ustawionych pionowo tak, aby środek boku dłuższego prostokąta znalazł się na linii
spiralnej płaszcza, jako tzw. turbulizator skrzydełkowy (rys. 17b) lub w postaci
nakładek pionowych (rys. 17c). Bardzo skuteczne są turbulizatory nawinięte
spiralnie z trzech drutów okrągłych o średnicy D/200, pod kątem 11º względem
tworzącej (rys. 17d).

Rys. 18. Mechaniczne tłumiki drgań: a) wahadła, b) skrzynki z układem tłumiącym. [2]

1 – trzon komina, 2 – galeria, 3 – tłumiki wahadłowe, 4 – podkłady gumowe,

5 – tłumik-amortyzator, 6 – głowica komina, 7 – otwór włazowy w pomoście.

3. Wymagania projektowe

Wymagania projektowe

Podstawowym wymaganiem projektowym jest określenie czasu eksploatacji

komina

t , wyrażonego w latach, czas ten bowiem wpływa na wybór gatunku stali,

naddatki korozyjne, grubość izolacji termicznej oraz wartość obciążenia wiatrem.
Drugim

wymaganiem

projektowym

jest

uwzględnienie

dwóch

sytuacji

obliczeniowych, oznaczonych cyframi rzymskimi I i II.

W I sytuacji projektowej zakłada się , że komin znajduje się w końcowej fazie

użytkowania, a więc ścianka trzonu uległa założonemu skorodowaniu i ewentualnie
materiał uległ zmęczeniu podczas obciążeń wzbudzeniem wirowym. W takim stanie
komin powinien wytrzymać jeszcze trzy lata (wartość normowego obciążenia
wiatrem dla trzyletniego okresu eksploatacji należy zmniejszyć o 35%). Z warunku
nośności trzonu w I sytuacji projektowej dobiera się wyjściowe grubości ścianki
płaszcza przewodu. Prognozowane ubytki korozyjne g

∆

(mm) płaszcza (od strony

wewnętrznej) oblicz się według następującego wzoru z normy

⋅

∆

(11)

gdzie S – cząstkowy stopień zagrożenia korozyjnego (mm/rok), wynoszący:

S = +2

+4 – gdy komin będzie odprowadzać spaliny węgla lub ropy,

zależnie od stopnia zasiarczenia i zawilgocenia paliwa, lub gdy zbyt niska
temperatura ścianki przewodu będzie stwarzać warunki do wykroplenia
elektrolitów,

S = +2

+6 – gdy komin będzie odprowadzać opary kwasów, zależnie od

rodzaju kwasu i jego stężenia,

S = +1

+4 – gdy konstrukcja komina będzie stwarzać warunki do

wykroplenia lokalnego w obszarach mostków termicznych, jakimi są połączenia
kołnierzowe segmentów komina, szczególnie gdy zastosowano żeberka
usztywniające kołnierze,

S = -1

-8 – gdy zastosuje się stal o zwiększonej odporności na korozję

(stopień odporności stali zależy od rodzaju środowiska agresywnego)

S = -3

-6 – gdy zastosuje się powleczenie wewnętrznej powierzchni

przewodu gumą lub żywicą (dotyczy to kominów wentylacyjnych)

Znak „+” oznacza czynnik sprzyjający korozji, a znak „-” oznaczają czynnik

zapobiegający korozji.

Norma niemiecka projektowania kominów stalowych podaje wartość naddatku

korozyjnego w zależności od stopnia zagrożenia, wyrażonego przez okres
występowania na ściance komina temperatury siarkowego kwasowego punktu rosy
oraz od okresu eksploatacji komina t

. Stopień zagrożenia będzie słaby, średni lub

silny, gdy temperatura kwasowego punktu rosy w ciągu jednego roku będzie trwała
odpowiednio przez okres : < 20 h, 20

100 h oraz 100

2000h. Wartości naddatków

korozyjnych podano w tabeli.

Jeżeli temperatura ścianki przewodu spadnie poniżej kwasowego punktu rosy

(

C), to powstają kondensaty kwasów – siarkowego, siarkawego, węglowego i

azotowego, gdyż spaliny są mieszaniną takich gazów, jak CO

, N

, O

, SO

pary wodnej w przypadku spalania całkowitego, a dodatkowo jeszcze CO, H

i CH

w przypadku spalania niecałkowitego.

Kwasowy punkt rosy mieszaniny kwasów można w przybliżeniu uzależnić od

rodzaju paliwa następująco: 125

C dla koksu, 143

C dla brykietów z węgla

brunatnego, 147

C dla lekkiego oleju opałowego. Norma brytyjska podaje, że

kwasowy punkt rosy wynosi 132

C dla paliwa o przeciętnym składzie chemicznym.

Utrzymanie temperatury przewodu kominowego powyżej kwasowego punktu

rosy wymaga zastosowania zewnętrznej izolacji termicznej, a w przypadku spalin o
zbyt niskiej temperaturze na wlocie i dużej wilgotności paliwa (np. miał węglowy
magazynowany na odkrytym składowisku) właściwym rozwiązaniem jest
zastosowanie stali trudno rdzewiejącej lub stosownego gatunku stali odpornej na
korozję czy też stosownego gatunku stali kwasoodpornej .

Grubość izolacji termicznej należy zatem tak dobrać, aby temperatura

przewodu na wylocie nie była niższa od kwasowego punktu rosy T

. W obliczeniach

cieplnych zakłada się, że spadek temperatury przewodu jest liniowy i wynosi

∆

(

C/m), przy czym

int

)

(

004

ext

−

∆

(12)

gdzie:

int

- temperatura spalin w osi przewodu,

ext

- temperatura powietrza zewnętrznego (w zimie należy przyjąć -

- średnica światła przewodu, m,

int

- 4V/(3600

) – prędkość przepływu spalin, m/s,

K - współczynnik przenikania ciepła przez przegrodę, W/(m

K),

obliczony ze wzoru

∑

(13)

- współczynniki napływu i odpływu ciepła na

przegrodę, W/(m

K),

które można przyjmować następująco:









≤

dla

int

(14)












≥

≤

dla

100

(15)

= 0,49 + 0,57 (r

) – 0,06 (r

)

(16)

- zewnętrzny promień przegrody, m,

- wewnętrzny promień i-tej warstwy przegrody, m,

- grubość i-tej warstwy przegrody, m,

- współczynnik przewodności cieplnej i-tej warstwy, W/(mK),

którego wartości można

przyjmować wg tabeli.

Temperaturę ścianki rury T

(

C) obliczymy ze wzoru

ext

)

(

int

−

(17)

Temperatura T

jest niezbędna do ustalenia cech mechanicznych stali –

wytrzymałości obliczeniowej

i modułu sprężystości podłużnej E

, które

wynoszą:

)

197

022

(

⋅

−

⋅

−

(18)

)

857

300

987

(

⋅

−

⋅

−

. (19)

Na przewody kominowe zaleca się następujące rodzaje stali:

a). Trudno rdzewiejące gatunku 10HA, 10HNAP, 12H1JA, 12PJA, 0H4J,

mające 4. stopień odporności korozyjnej w porównaniu do 1. stopnia
odporności, jaki ma stal gatunku St3S,

b). Kwasoodporne gatunku 1H18N9T (stal austenityczna chromowo- niklowa

dodatkiem

tytanu),

0H22N24M4Tcu,

0H23N28M3Tcu

(stale

austenityczne chromowo-niklowo-molibdenowe z dodatkiem tytanu i
miedzi).

Dwa ostatnie gatunki, ze względu na ich wysoką cenę, stosuje się wyłącznie

na przewody wewnętrzne kominów dwupowłokowych, które mają grubość ścianki
2

4 mm. Naddatki korozyjne dla stali kwasoodpornej można przyjmować o

wartości 0,5 mm przy projektowanej trwałości t

= 10 lat oraz 1,0 mm przy t

= 20

lat. Naddatki korozyjne dla stali trudno rdzewiejącej można przyjmować o połowę
mniejsze niż dla stali zwykłej.

Na podstawie nieniszczących pomiarów ultradźwiękowych grubości płaszczy

kominów eksploatowanych w Polsce ustalono, że średnie zużycie korozyjne w
środkowych segmentach komina wynosi 0,3 mm/rok. W segmentach dolnych,
gdzie panuje najwyższa temperatura, nie przekracza ono 0,2 mm/rok, w segmentach
górnych natomiast jest ono większe od wartości 0,3 mm/rok, zależnie od wysokości
komina H

. I tak , w kominach wysokości < 30 m wynosiło ono 0,4 mm/rok, w

kominach wysokości 30

50 m – 0,45 mm/rok, a w kominach wysokości 50

80 m –

0,5 mm/rok. W obszarach mostków cieplnych segmentów górnych, w podanych
wyżej zakresach wysokości, ubytki korozyjne były większe odpowiednio o 0,00;
0,10 i 0,15 mm/rok.

W II sytuacji obliczeniowej uwzględnia się początkowy okres użytkowania

komina, a więc bez ubytków korozyjnych i bez efektów zmęczenia. Uwzględnia się
natomiast maksymalne obciążenie normowe wiatrem dla okresu powrotu t

i na to

obciążenie oraz ciężary stałe projektuje się fundament komina oraz połączenia
między segmentami.

3.1 Tok postepowania przy projektowaniu komina :

zebranie wszystkich założeń i skompletowanie dokumentów

zezwalających na budowę

wstępne ustalenie materiałów i wymiarów dla komina

zakończone szkicem podstawowym

zestawienie obciążeń i wyznaczenie sił wewnętrznych dla trzonu
(płaszcza) komina

wymiarowanie wytrzymałościowe trzonu,

sprawdzenie sztywności, stateczności i pracy na dodatkowe

wpływy (wiry Karmana, owalizacja)

wymiarowanie fundamentu,

opracowanie szczegółów konstrukcyjnych komina wraz ze

sprawdzeniem obliczeniowym,

rysunki konstrukcyjne i zestawienie materiałów,

projekt (lub wytyczne) wykonawstwa, montażu, jak również

wskazówki eksploatacyjne,

kosztorys,

3.2 Obciazenia dział

3.2 Obciazenia działajace na komin

ajace na komin

Obciążeniem podstawowym dla komina są:

ciężar własny (bez wykładziny i z wykładziną)

obciążenie działaniem wiatru ( statyczne i dynamiczne),

obciążenie ciężarem użytkowym (galerie)

obciążenie działaniem temperatury.

Obciążeniami dodatkowymi są:

obciążenie śniegiem i lodem (lin odciągów),

obciążenie sejsmiczne lub parasejsmiczne,

obciążenie od odkształceń podłoża, tzw. Szkód górniczych,

wpływy osiadania i obciążenia z innych przyczyn, np.

drgania parametryczne

Poniżej omówiono poszczególne przypadki obciążeń.

•

Ciężar własny

Obciążenia pionowe powodowane ciężarem własnym mogą być dokładnie

ustalone dopiero po zaprojektowaniu konstrukcji. Na etapie obliczeń wstępnych
można skorzystać ze wzorów empirycznych, opartych na materiale statystycznym,
zebranym z projektów konstrukcji istniejących obecnie lub dawniej. Największe
znaczenie ma tu oszacowanie ciężaru własnego wieży kratowej i trzonu komina,
gdyż one mają wartość dominującą nad ciężarami wyposażenia. Ciężar własny
przyjmuje się według znanych, normowych wielkości. Do obliczeń bierze się pod
uwagę zgodnie z potrzebami największe możliwe lub najmniejsze ciężary.

•

Działanie wiatru

Charakterystyczne obciążenie wiatrem wież kominowych zależy od rzędnej

nad poziomem terenu, oporu aerodynamicznego, ciśnienia prędkości wiatru,
współczynnika działania porywów wiatru oraz pola rzutów na płaszczyznę pionową
wszystkich prętów jednej ściany.

•

Obciążenie ciężarem użytkowym

Są to obciążenia na stropach wewnętrznych lub zewnętrznych. Wielkość

tych obciążeń przyjmuje się według rzeczywistych lub przewidywanych funkcji i
według odpowiednich norm. Dla galerii zewnętrznych przyjmuje się na ogół 1,5
kN/m

lub, jeśli przewidywane jest obciążenie urządzeniami do malowania,

czyszczenia czy remontu, obciążenia te powinny wynosić co najmniej 5,0 kN/m

•

Obciążenie śniegiem

Obciążenie śniegiem na galeriach zewnętrznych przyjmuje się według

normy PN/B-02010. Obciążeń tych nie sumuje się z obciążeniami użytkowymi
zakładając, że nie można wykonywać czynności remontowych lub oględzin bez
usunięcia śniegu z galerii.

•

Obciążenie lodem

Oblodzenie konstrukcji i wyposażenia jest terminem uproszczonym, gdyż w

rzeczywistości jest to osad, jako kondensat pary wodnej zawartej w atmosferze.
Powstaje on w temperaturze od 0 do -5ºC i zwykle składa się z cienkiej warstwy
lodu, przylegającej do powierzchni elementu konstrukcyjnego, i warstwy szadzi,
czyli przymarzającego mokrego śniegu. Grubość osadu przyjmuje się jednakową w
każdym miejscu linii obwodu przekroju poprzecznego i jednakową na całej długości
rozpatrywanego elementu konstrukcyjnego między węzłami kraty.

•

Obciążenie pyłem

Obciążenia pyłem mogą wystąpić tylko w wyjątkowych przypadkach

(awaria urządzeń odpylających, położenie komina w sąsiedztwie innych kominów
odprowadzających gazy o dużym zapyleniu). Pyły mogą osadzić się na głowicy
komina, galeriach, a nawet oblepić górną część trzonu. Sytuacji tych nie uwzględnia
się przy projektowaniu zakładając sprawność urządzeń odpylających. W razie
zaistnienia podobnych warunków należy przede wszystkim przewidzieć sposób
oczyszczenia kominów z osadzających się pyłów. W przypadku oblepienia komina
pyłami zwiększają się obciążenia pionowe i poziome oraz mogą zmienić się
charakterystyki dynamiczne konstrukcji komina. Nie są to jednak zjawiska nagłe,
gdyż potrzeba kilku miesięcy na nagromadzenie się pyłów.

•

Obciążenia sejsmiczne lub parasejsmiczne

Ruchy podłoża przekazują się na fundament komina i całą konstrukcję,

wprowadzając ją w drgania. Występujące siły bezwładności stanowią dodatkowe
obciążenie komina, które w uzasadnionych przypadkach należy uwzględnić.
Wartości sił bezwładności oblicza się na podstawie danych ujmujących
charakterystyki źródła oraz odbioru przez konstrukcję. Od źródła wstrząsów fale
przechodzą przez podłoże i dochodzą do miejsca lokalizacji budowli. Tu z podłoża
przekazują się na fundament. Na podstawie znajomości drgań fundamentu
obliczamy reakcję konstrukcji, a więc dodatkowe obciążenie, siły wewnętrzne i
przemieszczenia.

•

Obciążenia pochodzące z odkształceń podłoża

Mogą tu wchodzić w grę przypadki powolnych i trwałych odkształceń

podłoża wskutek:

obciążenia budowlą i zmian właściwości podłoża,

zmian struktury podłoża,

zmian w podłożu spowodowanych robotami podziemnymi,

równomiernych osiadań pionowych.

Nierównomierne osiadania powodują przechył komina i powstanie

dodatkowych momentów zginających. Przeciwdziała się temu dobierając
odpowiednie warunki posadowienia. Kominów nie powinno się posadawiać na
terenach osuwiskowych.

•

Inne wyjątkowe obciążenia kominów

Obciążenia wyjątkowe mogą stanowić: uderzenie samolotu, uderzenie

pocisku, wybuchy wewnątrz komina, wybuchy obok komina itp. Tych przypadków
nie uwzględnia się przy projektowaniu.

3.1

Obliczenia statyczne

Siły wewnętrzne (momenty zginające, siły osiowe i siły poprzeczne) w

elementach konstrukcji nośnej komina należy obliczać od następujących obciążeń:

1. Kombinacja podstawowa SGN w II sytuacji obliczeniowej (obliczeniowe

wartości obciążeń) :

obciążenia stałe

obciążenie wiatrem w linii jego działania, odpowiadające całkowitemu
czasowi użytkowania t

obciążenia technologiczne z pominięciem obciążenia pomostów i drabin,
które należy obliczać jako samodzielne konstrukcje,

obciążenia różnicą temperatury kominów z odciągami, jeżeli średnia
temperatura trzonu w środku wysokości komina będzie wyższa niż 50ºC.

2. Kombinacja podstawowa SGN w I sytuacji obliczeniowej (obliczeniowe wartości

obciążeń) :

obciążenia

stałe,

przy

czym

ciężar

własny

trzonu

komina

jednopowłokowego należy zwiększyć o połowę naddatku korozyjnego,

obciążenie wiatrem w linii jego działania dla trzyletniego okresu
eksploatacji (C

= 0,65),

obciążenia technologiczne z pominięciem obciążenia pomostów i drabin,

obciążenia różnicą temperatury kominów z odciągami,

3. Kombinacja podstawowa SGU w I sytuacji obliczeniowej (charakterystyczne

wartości obciążeń) :

obciążenia

stałe,

przy

czym

ciężar

własny

trzonu

komina

jednopowłokowego należy zwiększyć o połowę naddatku korozyjnego,

obciążenie wiatrem w płaszczyźnie prostopadłej do linii jego działania,
wywołane wzbudzeniem wirowym,

obciążenia technologiczne z pominięciem obciążenia pomostów i drabin,

4. Kombinacja wyjątkowa SGN w I sytuacji obliczeniowej (obliczeniowe wartości

obciążeń) :

obciążenia stałe pełne,

obciążenie wiatrem w linii jego działania dla trzyletniego okresu
eksploatacji (C

= 0,65),

jedno, najbardziej niekorzystne dla rozpatrywanego elementu konstrukcji,
obciążenie wyjątkowe, jak: siły parasejsmiczne, siły wywołane deformacją
podłoża (osiadanie równomierne, pochylenie) na terenach eksploatacji
górniczej.

Kominy wolno stojące można posadawiać na terenach eksploatacji górniczej I,

II i III kategorii, dające nachylenia δ

odpowiednio: ≤ 2,5; 5 i 10 mm/rok. Na

terenach kategorii IV i V nie można posadawiać żadnych kominów ze względu na
system konstrukcji nośnej. Na terenach eksploatacji górniczej dowolnej kategorii nie
można posadawiać kominów z odciągami.

Obciążenie charakterystyczne wiatrem komina należy obliczać ze wzorów :

a). na trzon, drabinę włazową jako rozłożone (kN/m)

⋅

(20)

b). Na elementy wyposażenia typu galerie i zbiorniki jako skupione

⋅

(21)

w których:

- wartość charakterystyczna ciśnienia prędkości wiatru o okresie powrotu

równym 50 lat, obliczona na podstawie pomierzonej prędkości v

jako

= 0,5 ρ v

(22)

- współczynnik oporu aerodynamicznego, zależny od chropowatości

powierzchni

komina

oraz

stosunku

będący

wypadkową

współczynników radialnych

cos

208

cos

559

cos

322

cos

327

958

−

(23)

- zewnętrzna średnica komina, m (z uwzględnieniem izolacji termicznej)

m - liczba przewodów kominowych w jednym ustroju konstrukcyjnym (w

wieży trójnogu lub odciągów), nieosłoniętych wspólnym przewodem
rurowym (dla trzonu pojedynczego m = 1)

β - współczynnik działania porywów wiatru, który jest tym większy, im

stosunek D/H

jest większy i im dłuższy jest okres drgań własnych pierwszej

postaci(dal kominów wyższych od 30m współczynnik β należy do
przedziału 2,0 ÷ 3,4

Jeżeli H

≥ 25, to współczynnik aerodynamiczny C

= C

x∞

, gdzie

x∞

odczytuje się z tabeli, natomiast dla H

< 25 należy zastosować wartość

zredukowaną wg zależności:

)].

log(

[

−

∞

(24)

Dla komina wieloprzewodowego (m > 1) współczynnik C

należy odczytać z

wykresu, w zależności od kierunku wiatru na daną grupę przewodów oraz od
współczynnika C

pojedynczego przewodu.

Współczynnik aerodynamiczny łączny komina jedno- lub m- przewodowego

z jedną drabiną włazową, o powierzchni rzutu pionowego A

/m), należy

obliczać ze wzoru:

(25)

w którym:

- współczynnik aerodynamiczny przewodu lub przewodów,

- Średnica zewnętrzna komina.

Również dla komina jedno- lub wielo przewodowego w wieży kratowej,

mającej współczynnik wypełnienia jednej ściany Φ, oblicza się łączny współczynnik
aerodynamiczny C

jako sumę współczynników kraty i przewodu (przewodów),

uwzględniając częściowe przesłonięcie przewodu (przewodów) przez pręty kraty.

)

(

−

(26)

gdzie:

- współczynnik aerodynamiczny kraty przestrzennej, zależny od

współczynnika wypełnienia Φ i od rodzaju kształtowników

- współczynnik aerodynamiczny przewodu lub przewodów,

(27)

- całkowita szerokość ściany kraty w rozpatrywanym poziomie nad

terenem,

- powierzchnia rzutu na płaszczyznę pionową wszystkich prętów

jednej ściany kraty na odcinku jednego metra wysokości.

Obciążenie obliczeniowe komina należy obliczać, mnożąc obciążenie

charakterystyczne przez współczynnik obciążenia dla wiatru γ

= 1,3 czyli

= p

· γ

(28)

3.4

3.4 Obliczenia dynamiczne

Obliczenia dynamiczne

Kominy stalowe należą do budowli podatnych na dynamiczne działanie

wiatru i sił sejsmicznych. Stopień wrażliwości komina na takie działanie uwzględnia
się za pomocą współczynnika działania porywów wiatru

, określonego w normie.

Podział budowli n podatne i niepodatne jest przedstawiony w postaci wykresu we
współrzędnych prostokątnych: okres drgań własnych pierwszej formy t

(s) –

logarytmiczny dekrement tłumienia konstrukcyjnego

. Na wykresie wyraźnie

widać, że przeważająca większość kominów stalowych znajduje się w obszarze
wrażliwości na dynamiczne działanie wiatru. Norma każe bezwzględnie traktować
wszystkie kominy stalowe jako konstrukcje podatne na dynamiczne działanie
wiatru. Norma niemiecka określa wrażliwość komina na dynamiczne działanie
wiatru na podstawie umownej smukłości komina H

/D oraz jego wysokości

efektywnej H

, gdzie wysokość efektywną H

(m) należy przyjmować następująco

według normy niemieckiej:









cokole

trójnogu

komi

dla

ego

stoj

wol

komi

dla

lub

(29)

Logarytmiczny dekrement tłumienia konstrukcyjnego

(logarytm naturalny

z ilorazu dwóch kolejnych wychyleń wierzchołka komina) wynosi 0,015 dla komina
wolno stojącego w całości spawanego. Ta wartość ulega zwiększeniu o niezależne
od siebie naddatki wynoszące:

0,02 – gdy trzon ma niesprężane połączenia kołnierzowe na śruby,

0,01 – gdy istnieje okładzina termiczna,

0,01 – gdy trzon jest wsparty na trójnogu,

0,03 – gdy trzon jest przytrzymany odciągami,

0,06 – gdy trzon znajduje się w wieży kratowej z jej stykami

montażowymi na śruby.

Okres podstawowych drgań własnych komina t

(s) można wstępnie

oszacować na podstawie jego wysokości efektywnej i średnicy rury ze wzoru

001

(30)

w którym:

– uśredniona masa jednostkowa komina wraz z izolacją z 1/3

górnej wysokości, kg/m

- uśredniona masa jednostkowa samej rury z połączeniami

kołnierzowymi z 1/3 górnej części wysokości komina

Dla komina z jednym poziomem odciągów na wysokości H

okres

podstawowych drgań własnych można wstępnie oszacować ze wzoru:

























−

0009

exp

0035

(31)

w którym:

= 1,875 – 36,8 (H

/H) + 150,9 (H

/H)

- 185,5 (H

/H)

+72,9 (H

/H)

. (32)

Okres drgań własnych pierwszej i drugiej formy komina wolno stojącego

można obliczyć ze wzoru:

)

(

(33)

w którym:

– wysokość trzonu ponad poziomem zamocowania, m,

= 1,79 dla pierwszej formy drgań oraz

= 0,29 dla drugiej formy drgań,

– rozłożona masa równoważna komina, kg/m, przy czym

)

(

∑

−

(34)

- masa na jednostkę wysokości i-tego odcinka komina, kg/m,

- j-ta masa skupiona na kominie (np. galeria, zbiornik

wodny), kg

i-1

- względna współrzędna odpowiednio górna i dolna i-

tego odcinka komina o masie m

= const,

- względna współrzędna j-tej masy skupionej M

(35)

4. Wykonawstwo i eksploatacja

Wykonawstwo i eksploatacja

4.1.

Załozenia lokalizacyjne i gruntowe

Lokalizacja komina wymaga uzgodnienia z wydziałami budowlanymi

Urzędów Wojewódzkich (zwykle łącznie z lokalizacją zakładu przemysłowego),
Wydziałami Ochrony środowiska oraz w przypadku wysokich kominów ,
stanowiących przeszkody lotnicze – również z Ministerstwem Infrastruktury
(wymagania cywilne), Ministerstwem Obrony Narodowej (wymagania wojskowe).

Dane lokalizacyjne dla projektanta komina to wycinek planu sytuacyjnego

zakładu wraz z rzędnymi wysokościowymi i głębokościami posadowienia
sąsiednich budowli. Wymaganie dotyczące podłoża są określone przez pełny operat
geotechniczny, co najmniej dla trzech, a przy poważnych obiektach – dla sześciu
otworów wiertniczych.

4.2.

Roboty ziemne

4.2.1

4.2.1 wymagania, dokumentacja techniczna

Zgodnie z PN-B-06050 „Roboty ziemne” dokumentacja robót ziemnych

powinna zawierać:

dokumentację geotechniczną oraz, ewentualnie, geologiczno-inżynierską,

projekt robót ziemnych, który powinien zawierać:

orientacyjny plan sytuacyjny warstwicowy w skali przynajmniej
1:25000;

plan sytuacyjny warstwicowy terenu, z wniesionymi nań budowlami
ziemnymi

wykopami

odpowiednio

zakreskowanymi

lub

pomalowanymi w skali 1:2000, 1:1000, 1:500 zależnie od rodzaju robót,
opisany liczbami i znakami wiążącymi go z innymi opracowaniami

projektu i z uwidocznionymi punktami nawiązania – reperami, z
zaznaczeniem wszystkich istniejących budowli i urządzeń, tak
nadziemnych, jak i podziemnych, oraz z zaznaczeniem parcel
gruntowych itp.;

charakterystyczne przekroje terenu z wniesionymi przekrojami
projektowanych brył, powiązane z planem sytuacyjnym, w skali:
poziomej 1:2000, pionowej 1:200 lub 1:100;

wyniki badań geotechnicznych lub wyniki uzupełniające badań
kontrolnych, obliczenia statyczne, opis techniczny, warunki techniczne
wykonywania robót i warunki techniczne ukończonych budowli;

inne dodatkowe rysunki i przekroje w celu wyraźnego i jednoznacznego
określenia przewidzianych do wykonania budowli;

obliczenie bilansu mas ziemnych wraz z ich rozdziałem

obliczenie i zestawienie transportu mas ziemnych

opis metody wykonania poszczególnych rodzajów robót (roboty ziemne
można prowadzić, w zależności od ilości robót i warunków, w jakich
mają być wykonywane, metodą mechaniczną, ręczno-mechaniczną,
ręczną lub, w niektórych przypadkach, hydromechaniczną oraz kilkoma
metodami jednocześnie),

wyznaczenie trasy transportu mas dla różnych środków transportowych

obliczenie i zestawienie robocizny oraz rodzajów środków niezbędnych
do wykonania poszczególnych rodzajów robót

plan pracy maszyn z uwzględnieniem czasu zainstalowania próbnej ich
eksploatacji,

zmianowości

pracy,

planowanych

postojów

konserwację, naprawy i remonty z rezerwą awaryjną

harmonogramy robót, plan zagospodarowania i uzbrojenia budowy wg
wymagań projektu organizacji robót

projekt odwodnienia wykopów

plan istniejącego uzbrojenia terenu (nadziemnego i podziemnego)
uzgodniony i podpisany przez odpowiednie służby geodezyjne

plan zagospodarowania i uzbrojenia budowy

dziennik budowy

książkę obmiarów

wyniki kontrolnych badań gruntów i materiałów użytych w robotach

ziemnych,

wyniki badań laboratoryjnych i dokonane na ich podstawie zmiany

technologii

wykonywania robót

operaty geodezyjne

protokoły odbiorów częściowych i końcowych robót,

Przed przystąpieniem do robót ziemnych należy rozpoznać, w stopniu

umożliwiającym właściwe zaprojektowanie i bezpieczne wykonanie tych robót,
warunki geologiczne, hydrologiczne, hydrogeologiczne i geotechniczne na terenie,
na którym mają być wykonane roboty (także na terenie złoża) oraz na terenach
sąsiednich. Warunki te należy przeanalizować także pod wzglądem ich wpływu na
posadowienie konstrukcji lub pracę budowli ziemnych i urządzeń istniejących w
sąsiedztwie.

Rozpoznanie geotechniczne na terenie robót ziemnych (także na terenie

złoża) i na terenach sąsiednich, które mogą podlegać oddziaływaniu tych robót
powinno obejmować:

rodzaj i stan gruntów w podłożu,

uwarstwienie podłoża,

poziom wód gruntowych i powierzchniowych oraz ich okresowe

wahania,

właściwości fizyko-mechaniczne gruntów ich zmienność,

kategorie urabialności gruntów (grunty i skały podzielono na 7 kategorii:

gleba, grunty płynne, grunty łatwo urabialne, średnio urabialne, trudno
urabialne, skały łatwo urabialne i porównywalne rodzaje gruntów oraz
skały trudno urabialne),

posadowienie istniejących konstrukcji.

Informacje dotyczące wód powierzchniowych i podziemnych powinny być

wystarczające do zaprojektowania efektywnego systemu odprowadzania wód
powierzchniowych lub regulacji cieków oraz systemu odwodnienia podłoża
gruntowego.

4.2.2

4.2.2 Roboty geodezyjne, wytyczenie obiektu

budowlanego

Na podstawie PN-B-06050 „Roboty ziemne”, roboty geodezyjne przed

przystąpieniem do robót ziemnych powinny obejmować m.in:

wytyczenie i stabilizację w terenie, w nawiązaniu do stałej osnowy,
nowej lub uzupełnionej osnowy realizacyjnej, dostosowanej do kształtu
obiektu i poszczególnych jego elementów, jeśli istniejąca osnowa
geodezyjna nie jest wystarczająca lub wymaga zmian

wytyczenie, w nawiązaniu do stałej lub realizacyjnej osnowy geodezyjnej
,punktów głównych i punktów charakterystycznych obiektu, przebiegu
osi, obrysów krawędzi, załamań itp., w zakresie umożliwiającym
wytyczenie zarówno konturów robót ziemnych, jak i elementów
konstrukcji obiektu (np. ścian konstrukcyjnych).

wyznaczenie na terenie budowy i w bezpośrednim jej sąsiedztwie
odpowiedniej liczby punktów wysokościowych (reperów) dowiązanych
do geodezyjnej osnowy wysokościowej

Poszczególne elementy geometryczne obiektu lub jego części powinny
być wyznaczone w taki sposób, aby istniała możliwość pełnego
korzystania z wyznaczonych punktów podczas wykonywania robót
budowlanych

Miejsca punktów wysokościowych należy lokalizować poza granicami

projektowanego obiektu, a rzędne ich określić z dokładnością do 0,5 cm.

Roboty geodezyjne w trakcie wykonywania robót ziemnych powinny, jeśli

to konieczne, obejmować m.in.:

wyznaczenie oraz kontrolę wymaganych spadków, poziomów i
nachylenia skarp

wykonywanie pomiarów inwentaryzowanych urządzeń i elementów
zakończonych, robót zanikających lub podlegających zakryciu oraz
sporządzeniu planów sytuacyjno-wysokościowych budowli i ich
aktualizację.

Najczęstszymi metodami utrwalania pomiarów geodezyjnych w terenie są:

oznaczanie punktów charakterystycznych przez palikowanie,

zaznaczanie osi geometrycznych budowli metodą ław drutowych,

zaznaczanie metodą graficzną charakterystycznych elementów na

istniejących obiektach budowlanych.

Po zakończeniu robót (lub ich etapu albo odcinka) należy sporządzić

powykonawczą dokumentację geodezyjną obejmującą: mapy, operaty obsługi
realizacyjenj sprawozdanie techniczne z podaniem stosownych dokładności oraz
szkice

Szkic tyczenia powinien zawierać:

punkty terenowej osnowy geodezyjnej,

punkty charakterystyczne obrysu obiektu na żądanym poziomie

miary czołowe między poszczególnymi punktami

miary niezbędne do zlokalizowania wszystkich punktów głównych
obiektu

rozmieszczenie reperów roboczych i ich wysokości odniesione do
poziomu zerowego i do układu wysokościowego, w jakim została
wykonana mapa do celów projektowych.

4.2.3

4.2.3 Roboty przygotowawcze

Na podstawie „Poradnik majstra budowlanego” do robót przygotowawczych

zalicza się wszystkie te prace, które trzeba podjąć przed przystąpieniem do
właściwych robót ziemnych. Są to:

- wykonanie obiektów zagospodarowania placu budowy, a w

szczególności: wybudowanie dróg tymczasowych, zaplecza
technicznego

administracyjno-socjalnego,

doprowadzenie

rozprowadzenie energii elektrycznej i wody,

sprawdzenie zgodności z projektem lokalizacji urządzeń i przebiegu sieci

podziemnych i nadziemnych,

przeniesienie kolidujących z projektem podziemnych sieci i urządzeń

stałych lub tymczasowych,

usunięcie lub zabezpieczenie przed uszkodzeniem drzew i krzewów,

rozbiórkę istniejących obiektów budowlanych lub ich resztek oraz

usunięcie gruzu,

zasypanie dołów i usunięcie z terenów przeznaczonych pod nasypy

gruntów ściśliwych i zanieczyszczonych elementami gnilnymi,

wykonanie zabezpieczeń osuwisk,

usuniecie warstwy ziemi roślinnej (humusu),

zabezpieczenie terenu przed wodami opadowymi,

jeśli zachodzi konieczność, obniżenie poziomu zwierciadła wód

gruntowych,

spulchnienie gruntów spoistych,

wytyczenie projektowanych obiektów w terenie.

4.2.4

4.2.4 Wykonywanie wykopów

W zależności od rodzaju i stanu gruntu oraz od głębokości wykopu rozróżnia się:

wykopy nieobudowane o ścianach pionowych, głębokość wykopu nie
powinna przekraczać:

4m w skałach litych odspajanych mechanicznie

1,0 m w rumoszach, wietrzelinach, skałach spękanych i w
nienawodnionych piaskach

1,25 w gruntach spoistych i w mieszaninach frakcji piaskowej z iłową i
pyłową o I

<10%

wykopy obudowane np. za pomocą deskowania szczelnego i zastrzałów
lub za pomocą słupów i odciągaczy.

Ściany wykopów zabezpiecza się również w przypadkach, gdy:

grunt jest mało spoisty i skarpy zajęłyby dużo miejsca,

wykonanie skarp nie jest możliwe,

należy obniżyć poziom wody gruntowej i zachodzi konieczność
prowadzenia prac w ściankach szczelnych.

Metoda wykonania wykopów powinna być dobrana do zakresu robót,

rodzaju, rozmiarów i głębokości wykopów, ukształtowania terenu, rodzaju gruntu
oraz posiadanego sprzętu mechanicznego.

W celu ochrony struktury gruntu, w dnie wykopu należy wykonywać

wykop do głębokości mniejszej od projektowanej co najmniej o 20cm.
Pozostawiona warstwa powinna być usunięta bezpośrednio przed wykonaniem
fundamentów.

4.2.5

4.2.5 Zasypywanie wykopów

Zgodnie z „Poradnik majstra budowlanego” wykopy powinno się

zasypywać niezwłocznie po zakończeniu prac budowlanych, aby nie narażać
wykonanych konstrukcji na działanie wpływów atmosferycznych, szczególnie w
okresie jesienno-zimowym. Wykopy należ zasypywać warstwami, starannie je
zagęszczając. Miąższość warstw zasypki zależy od przyjętej metody zagęszczania
(np. do 25 cm przy stosowaniu ubijaków ręcznych i wałowaniu, 0,5÷1,0 m przy
ubijaniu ubijakami udarowymi-żabami). Do zasypywania wykopów nie wolno
używać gruntów zawierających zanieczyszczenia i składniki organiczne mogące
spowodować procesy gnilne.

4.2.6

4.2.6 Odbiór robót ziemnych

Norma PN-B-06050 „Roboty ziemne” podaje, że odbiór materiałów

przeznaczonych do wykonania danego rodzaju robót ziemnych powinien być
dokonany na podstawie wyników rozpoznania geotechnicznego lub geologiczno-
inżynieryjskiego i badania kontrolnego przeprowadzonego przed rozpoczęciem
eksploatacji złoża lub jego części, a najpóźniej przed ich wbudowaniem.

Odbiór częściowy powinien być przeprowadzony w przypadku robót

ulegających zakryciu (np. przygotowanie terenu, podłoże gruntowe pod fundamenty
konstrukcji lub nasyp, zagęszczenie poszczególnych warstw gruntów w nasypie,
urządzenia odwadniające znajdujące się w nasypie) przed przystąpieniem do
następnej fazy robót, uniemożliwiającej dokonanie odbioru robót poprzednio
wykonanych w terminach późniejszych. Odbioru należy dokonać na podstawie
odpowiednich wyników badań i kontroli.

Odbiór końcowy robót ziemnych powinien być przeprowadzony po ich

zakończeniu i powinien być dokonywany na podstawie dokumentacji oraz
potwierdzony protokołem zawierającym ocenę ostateczną robót i stwierdzenie ich
przyjęcia.

Fakt dokonania odbioru końcowego powinien być wpisany do dziennika

budowy.

Dokumentacja odbioru końcowego powinna zawierać:

dziennik badań i pomiarów z naniesionymi szkicowo punktami
kontrolnymi; należ tu odnotować też wyniki badań wszystkich próbek
oraz sprawdzeń kontrolnych,

powykonawczą dokumentację rysunkową, w tym rysunki przekrojów
miejsc charakterystycznych wraz z naniesionymi na nie wynikami
pomiarów wymiarów liniowych, kątów nachylenia skarp i spadków,

protokoły sprawdzeń wyników badań jakościowych i laboratoryjnych,

robocze orzeczenia jakościowe,

analizę wyników badań,

protokoły odbiorów częściowych wraz ze zgodami na wykonywanie
dalszych robót.

Roboty uznane przy odbiorze za niezgodne z wymaganiami warunków

technicznych

powinny być poprawione zgodnie z ustaleniami komisji odbiorczej i

przedstawione do

ponownego odbioru, z którego sporządzić należ nowy protokół odbioru

końcowego robót .

4.3 Wykonanie fundamentów

Do wykonania fundamentów kominów stosuje się przeważnie żelbet. Jest to

dziś materiał najbardziej odporny na korozję i najbardziej elastyczny pod względem
przystosowania go do wymagań statycznych komina. Tylko w wyjątkowych
przypadkach stosowano dawniej kamień łamany lub cegłę.

Fundament musi być posadowiony poniżej głębokości przemarzania gruntu.

Głębokość ta zależy od strefy, w jakiej znajduje się projektowany komin. Z reguły
jest to 1,20 m poniżej poziomu terenu.

Głównym elementem fundamentu jest płyta żelbetowa. W zależności od

przekroju części komina przylegającej do płyty fundamentowej może mieć w rzucie
poziomym kształt kwadratu, sześcio- lub ośmioboku, wreszcie koła. Osobnym
zagadnieniem są fundamenty pod konstrukcję wieży kratowej. Wieża bowiem może
być elementem zasadniczym komina pod względem konstrukcyjnym, ale może być
także elementem pomocniczym podtrzymującym tylko trzon komina. Od charakteru
pracy konstrukcji i jej obciążenia zależy sposób kształtowania i konstruowania
fundamentów. Jak już wyżej wspomniano, pod trzonem komina wykonuje się płytę
żelbetową, natomiast fundamenty wieży kratowej mogą stanowić stopy żelbetowe
wykonane w narożach wieży np. dla wieży o rzucie poziomym w kształcie trójkąta,
będą to trzy stopy.

Prace fundamentowe rozpocząć należy od wytyczenia wykopów w terenie.

Osie i krawędzie wykopu należy utrwalić na ławach drutowych, po czym wykonać
wykop. Na dnie wykopu wskazane jest wykonanie warstwy podkładowej z chudego
betonu o grubości 10-20 cm. Po związaniu tej warstwy można ustawić deskowanie
oraz wykonać zbrojenie fundamentu.

Zbrojenie płyty stanowią pręty ułożone kilkukierunkowo i w kilku

warstwach. Ilość warstw zależy od tego w ilu kierunkach zbroimy płytę, np. płytę
kwadratową zbroimy w dwóch prostopadłych do siebie kierunkach (zbrojenie w
dwóch warstwach). Jednak pod względem statycznym bardziej korzystna jest płyta
sześcio- lub ośmioboczna. Grubość otulenia prętów powinna wynosić co najmniej 5
cm. Wierzch płyty powinien znajdować się co najmniej 20cm nad poziomem terenu
ze względu na ochronę konstrukcji stalowej przed korozją.

4.3.1

4.3.1 Deskowanie

Deskowanie powinno być obliczone na parcie hydrostatyczne świeżej

mieszanki betonowej, zależne od poszczególnych czynników , które można
pogrupować w następujące zbiory:

Charakterystyka świeżej mieszanki betonowej: receptura mieszanki,
dodatki do betonu, uziarnienie kruszywa i kształt ziaren, rodzaj

zastosowanego cementu, temperatura i ciężar objętościowy oraz
konsystencja mieszanki,

Charakterystyka deskowania: szczelność, nieszczelność powłok
deskowania wywierająca wpływ na ciśnienie wody w porach, przekrój
poprzeczny betonowanego elementu, gładkość powierzchni roboczych
deskowania, nachylenie i sztywność deskowania,

warunki układania mieszanki betonowej: wzrost obciążenia w obszarze
podawania, warunki powietrzno-wilgotnościowe, sposób i ciągłość
układania, głębokość i metoda wibrowania (wibratorem wgłębnym lub
przyczepnym), szybkość układania (tempo podnoszenia się słupa świeżej
mieszanki betonowej).

W przypadku dużych fundamentów zaleca się traktowanie deskowań jako

konstrukcji budowlanych stałych, tzn. bez zmniejszania współczynników pewności.
Ma to na celu niedopuszczenie do powstania nadmiernych odkształceń deskowań.
Konstrukcja deskowania powinna być sztywna (strzałki ugięcia elementów powinny
być mniejsze od tolerancji), szczelna i we właściwy sposób stężona.

Należy stosować takie połączenia, by rozbiórkę deskowania można było

przeprowadzić bez uszkodzenia elementów fundamentu oraz zapewnić możliwość
usunięcia śmieci z dna deskowania słupów i belek.

Konstrukcja deskowania powinna umożliwiać wcześniejsze zdjęcie

bocznych części z rygli, aby ułatwić moczenie betonu wodą. Elementy spodnie
należy pozostawiać do czasu, gdy będzie dopuszczalne usunięcie wszelkich
podparć. Czas ten zależy od temperatury otoczenia, składu mieszanki betonowej i
wymiarów elementów fundamentu i powinien być określony indywidualnie w
projekcie deskowania i technologii wykonania każdego fundamentu.

Dopuszczalne odchyłki wymiarowe deskowań są następujące:

w odległości między podporami zginanych elementów deskowań:
-

na 1m długości do

25mm

na całe przęsło nie więcej niż

75mm

wychylenie od pionu lub od projektowanego nachylenia płaszczyzn
dskowania i linii przecięcia się:
-

na 1m szerokości nie więcej niż

5mm

na całą wysokość fundamentu nie więcej niż

20mm

przemieszczenie osi deskowania od projektowanego położenia nie więcej
niż

15mm

odległość między wewnętrznymi powierzchniami deskowania +5mm

miejscowe nierówności powierzchni deskowania od strony stykania się z
betonem (przy sprawdzaniu łatą o długości 2m)

3mm

odchylenia płaszczyzn poziomych od poziomu:
-

na 1m płaszczyzną w dowolnym kierunku

5mm

na całą płaszczyznę

15mm

4.3.1.1

4.3.1.1 Klasyfikacja urzadzen formujacych

Pełne
wykonane tradycyjnie i indywidualnie z desek i materiałów
drewnopochodnych. Jest coraz rzadziej stosowane ze względu na dużą
pracochłonność i zużycie materiałów. Jest stosowane jedynie do
wykonania niepowtarzalnych elementów o skomplikowanych kształtach

Rozbieralno – przestawne

drobnowymiarowe przeznaczone do kształtowanie elementów
konstrukcji budowli charakteryzujących się dużą różnorodnością i
małą powtarzalnością form budowlanych, wykonane z fabrycznie
przygotowanych elementów w postaci sztywnych tarcz
współpracujących z odpowiednim zestawem akcesoriów lub
drewnianej sklejki mocowanej do rusztów wykonanych z typowych
elementów np. systemy ``Śląsk``, Acrow-ZREMB [PL],
przystosowane montażu i demontażu do ręcznego

wielkowymiarowe przystosowane do montażu i demontażu przy
użyciu żurawia np. system WU Ośrodka Bad.-Rozw. Budownictwa
Przemysłowego ``Śląsk``, Acrow-ZREMB [PL], Lambert, PERI
[F], Loeb [CH], Hünnebeck [D] ;

W każdym przypadku w urządzeniach tych można wyróżnić:

poszycie

konstrukcję nośną

konstrukcję podporową,

konstrukcję usztywniającą,

ściągi i elementy łączące,

akcesoria uzupełniające

4.3.1.2

4.3.1.2 Deskowanie rozbieralno-przestawne

Do formowania elementów konstrukcji fundamentowych o prostym kształcie

i znacznych wymiarach najkorzystniej jest stosować wielkowymiarowe urządzenia
formujące.

Systemowe deskowania rozbieralno-przestawne mogą być stosowane do

wykonania różnych elementów konstrukcyjnych i w różnych warunkach, a przez to
odznaczają się dużym stopniem uniwersalności.

Zalety systemów wielkowymiarowych w stosunku do małowymiarowych:

niższe nakłady pracy przy montażach i demontażach,

szybsze tempo realizacji,

własne konstrukcje zapewniające stateczność,

wyższy zakres mechanizacji procesów,

łatwiejsze zapewnienie wysokiej dokładności wymiarowej wykonania
konstrukcji betonowej, gładkości jej powierzchni, ograniczenia zakresu i
pracochłonności procesów wykończeniowych.

4.3.1.3

4.3.1.3 Odbiór deskowan

Po ukończeniu deskowania powinien nastąpić jego komisyjny odbiór.

Kryteriami odbioru są: zgodność wykonania konstrukcji z projektem, prawidłowość
wykonania detali oraz wymiarów w świetle deskowań z projektem fundamentu,
przy czym nie powinny być przekroczone dopuszczalne odchylenia. Do odbioru
deskowań musi być przedłożona dokumentacja techniczna oraz dziennik
wykonywania deskowań.

Przy odbiorze deskowań i rusztowań do wykonywania konstrukcji z betonu

należy sprawdzić:

dopuszczalne odchyłki wymiarowe

szczelność deskowania,

przekroje i rozstawy stojaków (podpór) oraz ich usztywnienie
(niezmienność w trakcie betonowania),

prawidłowość wykonania deskowania w poziomie i w pionie,

czy deskowanie zostało pozbawione wszelkich zanieczyszczeń,

czy powierzchnie deskowania powleczono preparatami zmniejszającymi
przyczepność do betonu.

Zbrojenie zostało opisane w rozdziale 3.6 – Konstruowanie bloków

fundamentowych

4.3.2

Zbrojenie

Masyw płyty fundamentowej powinien być uzbrojony górą i dołem

pierścieniowo i promieniowo. Część wkładek dolnych promieniowych odgięta jest do
warstwy górnej, jednak nie wystarcza to jeszcze do powiązania obu warstw zbrojenia
i należy zastosować strzemiona wiążące oparte na zbrojeniu pierścieniowym o
średnicy min. Φ 10, w ilości około 4 sztuk na 1 m

. Przy bardzo grubych płytach

strzemiona te trzeba w środku usztywnić prętami rozdzielczymi np. Φ 14.
Regularnie biegnące zbrojenie powierzchni górnej (średnicy Φ 12) w
odległościach 25 do 50 cm jest zastosowane konstrukcyjnie, bez obliczenia. Może
ono przenosić naprężenia powierzchniowe masywu betonowego i ewentualnie
pracować w wyjątkowym przypadku obciążenia wspornikowego fundamentu warstwą
ziemi od góry. Problem przepuszczania zbrojenia przez środek płyty najlepiej
rozwiązać przez zastosowanie siatki górnej i dolnej zazębiających się za zbrojeniem
na długości przyczepności. Siatka dolna o niewielkich oczkach 10-12 cm posiada
wymiar d

(rys. 20) około 6 m;

można ją wykonać poza wykopem i włożyć z

pomocą dźwigu do wykopu. Zbrojenie dolne Φ 24 do Φ 40 układa się w wykopie po
uprzednim wykonaniu warstwy wyrównawczej chudego betonu. Powierzchnię
fundamentu chroni się po wykonaniu (a przed zasypaniem) izolacją. Łączniki z
fundamentu do trzonu powinny mieć różne długości (stopniowane) tak, aby od razu
można było zastosować schemat połączeń zbrojenia pionowego trzonu (rys.19) .

Przy duży on grubościach płyty fundamentowej łączniki pionowe nie

utrzymają zbrojenia górnego, wobec czego stosuje się specjalne stojaki stalowe
podtrzymujące ze stali okrągłej Φ 40 (rys. 19) ustawione w odstępie 5 - 8 m.

W praktyce okazało się również korzystne wykonanie bocznego murku

ceglanego (o grubości 12 cm) zastępującego boczne deskowanie. Murek ustawia się
na chudym betonie oraz izoluje od zewnątrz.

4.3.3

Betonowanie

Mieszankę betonową układa się po odbiorze deskowań i rusztowań oraz

zbrojenia elementów. Przed ułożeniem mieszanki betonowej deskowanie powinno
być starannie namoczone, przy czym przed rozpoczęciem betonowania należy
usunąć nadmiar wody. Rowiński zaleca, aby fundamenty pod młoty kuźnicze
wykonywano z gęstych mieszanek betonowych. Zaleca się przy tym podział
masywu na bloki betonowania, których kształt i wymiary powinny być tak
przyjmowane, ażeby zmniejszyć do minimum szkodliwe oddziaływanie odkształceń
cieplnych, wywoływanych wzrostem temperatury betonu na skutek procesów
egzotermicznych towarzyszących procesom hydratacji cementu.

Mieszankę układa się warstwami o jednakowej grubości z zagęszczaniem

wibratorami wgłębnymi. Blok powinien być betonowany w sposób ciągły bez
przerw, z zachowaniem niezmiennego kierunku betonowania. Kolejne warstwy
powinny być układane przed początkiem procesu twardnienia ostatniej wykonanej
warstwy betonu. Wymiary bloku nie powinny, jeśli chodzi o powierzchnię
przekraczać 60m

, a wysokość 4,5m. Górnych powierzchni kolejnych warstw nie

wyrównuje się, a to w celu lepszej, wzajemnej przyczepności. Górną powierzchnię
ostatniej warstwy bloku, dopełniającej do pełnej, zaprojektowanej wysokości
realizowanej konstrukcji, wykańcza się przez wyrównanie za pomocą wibratorów
powierzchniowych.

Wysokość swobodnego zrzucania mieszanki betonowej przy zastosowaniu :

rynny spustowej :1÷2 m

rynny spustowej z lejem:2÷3 m

rury teleskopowej: powyżej 3 m.

Jeżeli temperatura jest niższa od 5

C należy zastosować technologię zimową

przy betonowaniu. Betonowanie w wysokich temperaturach jest również
niekorzystne, gdyż szybkie parowanie wody osłabia beton. Konieczne jest

utrzymywanie betonu nieprzerwanie w stanie mokrym przez co najmniej 10 dni od
zabetonowania, a następnie w stanie wilgotnym jeszcze 4 dni.

W żądnym przypadku nie wolno dopuszczać do obciążenia fundamentu

przed upływem 28 dni od czasu całkowitego zakończenia betonowania.

Po usunięciu deskowań fundamentu dokonuje się oględzin i sporządza

protokół opisujący ewentualne usterki. Nie należy dokonywać żadnych napraw
przed tymi oględzinami.

4.3.4

4.3.4 Odbiór koncowy konstrukcji

Podczas odbioru końcowego powinny być przedstawione następujące

dokumenty:

dokumentacja techniczna (projekt) z naniesionymi wszystkimi
zmianami w czasie budowy,

dziennik budowy,

protokoły stwierdzające uzgodnienia zmian i uzupełnień dokumentacji,

wyniki badań kontrolnych betonu,

protokoły z odbioru robót zanikających,

inne dokumenty przewidziane w dokumentacji technicznej lub
związane z procesem budowlanym, mające wpływ na
udokumentowanie jakości wykonania konstrukcji.

4.4.

4.4. Połaczenie stalowego trzonu z fundamentem

Połączenie trzonu z fundamentem można wykonywać w dwojaki sposób – w

sposób bezpośredni, przy połączeniu z pierwszym segmentem trzonu, bądź w
sposób pośredni, przy zastosowaniu segmentu dodatkowego.

Połączenie następuje za pomocą kotwi stalowych, które na etapie

wykonywania fundamentu powinny być zabetonowane w fundamencie na
wymaganą długość. Do zabetonowanych w ten sposób kotwi dołącza się śrubami
blachę podstawową trzonu komina. Kotwie powinny być betonowane w szablonie
ustalającym wzajemne odległości i aby zachować konieczną zgodność wymiarową,
należy z tego szablonu korzystać przy nawiercaniu otworów w podstawie trzonu.
Pierwszy segment ustawia się na klinach stalowych i dokręca się częściowo śruby.
Następnie wznosi się częściowo przykręcony element i wykonuje się podlewkę z
zaprawy cementowej. Do wykonania podlewki na fundamencie konieczne jest
nawilżanie płyty fundamentu przy zastosowaniu zwilżanych wodą mat. Przedtem
można usunąć z powierzchni fundamentu warstwę zeszkliwionego mleczka
cementowego przy użyciu młotów udarowych bądź groszkowania. Zabieg ten w
przypadku wykonywania podlewki nie jest często wymagany i stosowany. Po
wykonaniu podlewki ostatecznie dokręca się śruby kluczem dynamometrycznym.
W zakotwieniu komina z reguły stosuje się po dwie nakrętki na każdą śrubę.

Rys. 21 Połaczenie bezpośrednie trzonu komina z fundamentem. [1]

1 –segment trzonu komina, 3 –żebro podporowe, 8 – śruby kotwiczne,

9 – płyta podstawowa, 10 –podlewka z zaprawy cementowej, 11 – pierścień górny, 12-otwór
wyczystkowy, 13-pierścień dolny, 14-otwory w pierścieniu dolnym, 15-fundament żelbetowy

4.5.

4.5. Szczegóły konstrukcyjne

Zasady konstruowania kominów stalowych nie różnią się od zasad

obowiązujących dla innych konstrukcji, jednak wiele elementów wymaga
szczególnie troskliwego potraktowania ze względu na specyfikę pracy konstrukcji
komina.

Kominy pracują na ogół w warunkach równoczesności działania wielu

wpływów: mechanicznych, termicznych i chemicznych, co wymaga starannego
uwzględnienia w konstruowaniu. I tak na przykład ze względu na zmienność
naprężeń należy unikać miejsc z nagłymi załamaniami, nacięciami, otworami o
ostrych krawędziach, koncentracji spoin, zbyt grubych spoin, nagłych zmian
sztywności, miejsc łatwych do uszkodzenia, podatnych na korozję atmosferyczną i
chemiczną oraz trudnych do konserwacji. Ze względu na trudności montażowe
należy unikać robót spawalniczych oraz prac o wymaganej dużej dokładności w
czasie montażu na wysokości.

4.5.1.

4.5.1. Połaczenia segmentów trzonu komina

Do zmontowania poszczególnych segmentów trzonu komina stalowego

stosuje się połączenia montażowe spawane lub na śruby, w zależności od
możliwości. Spawanie jest korzystniejsze, jeśli jest możliwe na wysokości.

Połączenia spawane to połączenia na spoiny V lub X z przygotowaną

krawędzią. Technologia spawania jest taka jak dla spoin nośnych. Elektrody
powinny być dostosowane do rodzaju stali.

Połączenia kołnierzy na śruby można stosować od zewnątrz lub wewnątrz.

Otwory powinny być dopasowane. Przy doborze śrub należy zwrócić uwagę na to,

aby ich gatunki były zgodne z normą konstrukcji stalowych. Przykład połączenia na
śruby przedstawiono na rysunku 22.

Nie powinno się stosować nadmiernej koncentracji spoin, gdyż dają one karb

naprężeń spawalniczych. W miejscach połączeń występują zaburzenia stanu
błonowego pracy powłoki, co może niekorzystnie zwiększyć naprężenia.

Rys. 22. Połączenia kołnierzowe segmentów komina – przekrój pionowy. [2]

Budowę oraz sposób wykonania innych elementów konstrukcyjnych

kominów stalowych opisano w rozdziale 2.5 podczas przedstawienia
charakterystyki poszczególnych elementów kominów.

4.6.

4.6. Metody montazu trzonu kominów

Jedną z zalet kominów stalowych jest szybkość ich montażu i demontażu.

Kominy wykonuje się w wytwórni w całych segmentach, czyli cargach, i dowozi na
miejsce budowy. Montaż może odbywać się czterema sposobami:

w całości lub odcinkami trzonu za pomocą dźwigu stojącego

obok montowanego komina,

odcinkami za pomocą dźwigu przestawnego lub tzw.

pełzającego (na wykonanej części komina),

w całości przez podnoszenie i obrót na urządzeniu ramowym

(kozioł montażowy),

z powietrza za pomocą śmigłowca.

Dobór sposobu zależy od wysokości komina oraz różnych okoliczności, m. in.

miejsca, możliwości sprzętowych i ciężaru montażowego. Przykłady montażu
sposobem 2., stosowanego najczęściej, podano na rysunku 23. Szkic montażu
sposobem 3., który może być stosowany w trudnych warunkach , pokazuje rysunek
24. Na ogół montuje się kominy z wykonaną wcześniej izolacją powłokową,
wykładzinę natomiast wykonuje się po zakończeniu montażu.

Bardzo ważne jest obliczeniowe sprawdzenie statyczne i dynamiczne komina

w stanie montażowym oraz bez wykładziny

4.7.

4.7. Oddanie do uzytku kominów stalowych

Przed oddaniem do użytku musi nastąpić protokolarny odbiór komina i

sprawdzenie wykonania wszystkich przewidzianych w projekcie robót. Należy
zwrócić uwagę na dokręcenie śrub, wykonanie podlewki, ukończenie robót
wewnętrznych. Oddanie do eksploatacji komina stalowego dla gazów gorących, jeśli
jest on zaopatrzony w wykładzinę, musi uwzględniać wymagania przesuszenia
wykładziny, tj. stopniowe podwyższanie temperatury gazów. Czas ten przy kominach
średniej wysokości wynosi 4-6 dób. Przy dłuższej przerwie w eksploatacji, po
ostudzeniu konieczne jest rozgrzewanie przez około 2 doby. Przesuszenie obowiązuje
również przy kominach wentylacyjnych, gdy temperatura gazów jest wyższa od 50ºC.

4.8.

4.8. Kontrola eksploatacyjna

Kontrola eksploatacyjna obejmuje:

odprowadzane gazy,

stan zewnętrzny konstrukcji,

stan wewnętrzny konstrukcji komina.

Odprowadzane gazy powinny być okresowo lub stale sprawdzane pod względem

temperatury i zawartości składników chemicznych oraz wilgotności. Przy kominach
ciepłych często instaluje się przy wylocie gazów z czopuchów do komina termograf
rejestrujący poziom temperatury wlotowej gazów.

Przy sprawdzaniu stanu zewnętrznego konstrukcji sprawdzeniu podlegają:

osiadanie fundamentów oraz zmiany przemieszczeń wierzchołka.

Stan urządzeń zewnętrznych, tj. oświetlenia, drabin, galerii, sprawdza się pod

względem sprawności i korozji. Ubytki powłok malarskich antykorozyjnych powinny
być okresowo uzupełniane. Kontroli podlega też trzon komina i głowica, a której
gromadzące się pyły lub zanieczyszczenia powinny być okresowo usuwane. Należy
także sprawdzać stan połączeń.

Stan wewnętrzny komina sprawdza się doraźnie przez specjalne otwory z galerii,

a dokładnie przy remontowych przestojach zakładów. Przegląd wewnętrzny obejmuje
stan blachy wykładziny powłoki, uszkodzenia korozyjne lub erozyjne. Grubość blachy
może być sprawdzana przez nawiercenie otworka o średnicy 5 do 10 mm. W razie
wystąpienia objawów korozji, należy je w możliwie krótkim terminie usunąć i
naprawić uszkodzenia. Przeglądy kominów od wewnątrz powinny być w zwykłych
warunkach przewidywane raz na rok.

Wystepujace Błedy

5.1.

5.1. Błedy w projektowaniu kominów stalowych

Popełniane w projektach usterki i błędy sklasyfikować można w następujących

grupach:

•

błędy w obliczeniach,

•

błędy w kształtowaniu konstrukcji,

•

błędy w szczegółach konstrukcyjnych,

•

błędy w odbiorze materiałów itp.

Błędy w obliczeniach to na przykład niewłaściwe przyjęcie obciążeń,

współczynników opływu, brak sprawdzenia przekrojów osłabionych otworami, brak
sprawdzenia stateczności lokalnej blach, pominięcie przypadków wykonawczych
(komin bez wykładziny), pominięcie wpływów zmęczenia, brak sprawdzeń na
wpływy dynamiczne.

Błędy w kształtowaniu konstrukcji to przyjęcie niewłaściwego typu komina,

zbyt duże lub usytuowane w układzie poziomym otwory wlotowe osłabiające trzon,
głowica bez usztywnienia poziomego, brak turbulizatorów, pominięcie galerii
oświetleniowo-wspornikowych i otworów wejściowych, pominięcie ochrony
termicznej lub chemicznej, niewłaściwa konstrukcja podparcia komina itd.

Błędy w szczegółach konstrukcyjnych to niewłaściwe ukształtowanie

połączeń: za małe śruby, brak podwójnych nakrętek, zły układ spoin, ich nadmierna
koncentracja przy połączeniach (przepały i naprężenia spawalnicze), ostre krawędzie
otworów, ostre nacięcia, brak wzmocnień krawędzi przekrojów osłabionych,
ograniczenie swobody odkształceń wykładziny, pozostawienie mostków cieplnych,
brak odwodnienia poziomu zakotwień trzonu w fundamencie, zły układ żeber
wzmacniających.

Błędy w doborze materiałów to niewłaściwy dobór stali zwykłej (powinno się

stosować stal uspokojoną St3S, St3SY), niewłaściwy dobór stali kwasoodpornej,
niewłaściwy dobór elektrod spawalniczych, niewłaściwy dobór wykładziny,
niewłaściwa izolacja termiczna, niewłaściwy dobór izolacji chemicznej.

5.2.

5.2. Błedy w realizacji kominów stalowych

Błędy realizacji można ująć w następujące grupy:

•

nieprzestrzeganie projektu,

•

niedokładności wykonania w wytwórni,

•

niedokładny montaż i usterki jakościowe robót montażowych,

•

braki w wykonaniu robót,

•

niewłaściwe wykonanie robót fundamentowych,

•

dopuszczenie do uszkodzeń, korozji itp.

Nieprzestrzeganie

projektu

najczęściej

dotyczy

wymiarów

połączeń

elementów (śruby, spoiny), a również doboru materiałów na betony, kity itp.

Niedokładności wykonawstwa w wytwórni dotyczą pasowań wymiarowań

elementów, otworów i złego przygotowania materiałów (wygięcia blach, ukosowania
przed spawaniem).

Niedokładności i usterki robót montażowych to: zła jakość połączeń

montażowych, niedopasowanie otworów, źle wykonane roboty spawalnicze
montażowe (przegrzanie, zbyt duże spoiny), wyginanie lub uszkodzenie blach trzonu
podczas mocowania montowanych elementów, niedokładności geometryczne
montażu, złe dokręcenie śrub z pozostawieniem nadmiernych luzów. Dla kominów
stalowych dopuszczalne odchyłki osi od położenia projektowanego wynoszą 0,003h,
gdzie h to wysokość komina nad fundamentem.

Rys. 25. Schemat złego założenia śrub kotwiących [1]

Usterki i niedokładności w jakości, nieprzestrzeganie technologii realizacji

robót wykładzinowych i antykorozyjnych mogą mieć bardzo poważne konsekwencje.
Dlatego roboty te musza być skrupulatnie sprawdzane w czasie ich trwania i odebrane
po zakończeniu. Technologie wykonania robót izolacyjnych są opisane przez
wytwórców materiałów. Najczęściej spotykane usterki wynikają z prowadzenia robót
w zbyt niskich temperaturach, na nie oczyszczonej powierzchni oraz w czasie deszczu.

Przed przystąpieniem do robót fundamentowych należy na etapie wykopu

zadbać o to, ażeby nie zejść z wykopem poniżej planowanej niwelety, ponieważ
spowoduje to naruszenie struktury podłoża gruntowego i tym samym obniży jego
nośność. Przy wykonywaniu robót fundamentowych poza stosowaniem właściwych
składników do betonów należy dbać przede wszystkim o poprawność zmontowania
deskowania zgodnie z technologią systemu deskowań, właściwą ilość zamków i
poprawność ich założenia. Deskowanie powinno być obliczone ze względu na parcie
mieszanki betonowej. Wszystkie te warunki należy spełnić, aby zapewnić deskowaniu
należytą szczelność, a tym samym nie dopuścić do wycieków mieszanki betonowej.
Przy podawaniu mieszanki betonowej należy pamiętać o zastosowaniu kołnierzy
podających, które nie dopuszczą do zrzutu mieszanki betonowej z dużej wysokości.
Niezastosowanie takiej ochrony spowoduje rozsegregowanie mieszanki betonowej, a
co za tym idzie - uzyskanie betonu o niższej wytrzymałości od wymaganej projektem.
Może to również spowodować niewypełnienie mieszanką betonową miejsc
koncentracji zbrojenia. Niezastosowanie podkładek dystansowych spowoduje brak
wymaganej otuliny prętów zbrojeniowych i tym samym ich szybką korozję. Po
ułożeniu mieszanki betonowej należy pamiętać o właściwym jej zagęszczaniu.
Niedopuszczalne jest wibrowanie zbrojenia, gdyż spowoduje to odspojenie betonu od
prętów.

Do usterek w wykonaniu robót zaliczyć należy także na przykład: brak lub złe

wykonanie podlewki dolnej, nieprzestrzeganie kolejności robót, niewłaściwe przerwy
technologiczne, odkładanie na dłuższy okres wykonania niektórych elementów (np.
pokrycia głowicy, wykonania turbulizatorów, malowania antykorozyjnego, ułożenia
wykładziny itp.). Spotyka się również usterki wynikające z dopuszczenia do montażu
elementów uszkodzonych w transporcie, wygiętych oraz skorodowanych.

5.3.

5.3. Usterki w eksploatacji, awarie i katastrofy

kominów stalowych

Do usterek eksploatacyjnych należą: niewłaściwe przygotowanie komina

(odbiór, przesuszenie, sprawdzenie montażu) oraz nieprzestrzeganie założonego
reżimu technologicznego, np. nadmierne podwyższenie czy obniżenie temperatury
gazów, zwiększenie zawartości składników agresywnych chemicznie, nieciągłość
eksploatacji, brak kontroli stanu technicznego (galerie, szczeble włazowe, ochrona
antykorozyjna itp.) oraz brak konserwacji.

Awarie i katastrofy kominów stalowych można podzielić na te, które wystąpiły

w czasie budowy lub bezpośrednio po jej zakończeniu oraz na takie, które wystąpiły
po pewnym okresie eksploatacji.

Awarie występujące w czasie eksploatacji można podzielić na wynikające z

wpływów zewnętrznych (np. wiatr) i z wpływów wewnętrznych (np. korozja
wewnętrznej strony trzonu).

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Kominy stalowe
Kominy Stalowe proj koncepcyjny
kominy stalowe
Kominy stalowe Patrycja Pułaniak ppt
Kominy Stalowe Patrycja Pułaniak ppt
Kominy Stalowe proj koncepcyjny
konstrukcje stalowe
Nadwozie stalowe1
Projekt komina stalowego 2
Awaria dachu ze stalowymi wuwer
CONLIT stalowe
A Biegus projektowanie konctrukcji stalowych wg PN EN 1993 1 1 cz 1
ZRI Chrobok Pale stalowe rurowe
most stalowy kolejowy Model (1)
Montaż instalacji z rur stalowych
hala stalowa033 (2)
Przekroj pionowy A A hali stalowej
OPIS TECHNICZNY, Skrypty, PK - materiały ze studiów, II stopień, pomoc, II semestr, KONSTRUKCJE STAL
Opis zawodu Monter konstrukcji stalowych, Opis-stanowiska-pracy-DOC

więcej podobnych podstron