Kominki - część IV paliwo

Istotnym, i bardzo ważnym czynnikiem prawidłowego funkcjonowania kominka jest opał. W przypadku kominków opałem tym jest przede wszystkim drewno opałowe. Wiele osób uważa, iż każdy rodzaj drewna i jego stan jest paliwem samym w sobie, a jedyny trud, jaki należy sobie zadać w przygotowaniu go, to porąbanie na odpowiednie kawałki. 

Nic bardziej mylnego. 

Nie należą niestety do rzadkości przypadki spalania drewna uzyskanego z odpadów stolarskich, pociętych podkładów kolejowych i słupów telegraficznych, oraz przywiezionego z lasu bezpośrednio przed włożeniem do paleniska.
Spalanie przypadkowo uzyskanego drewna powoduje emitowanie do atmosfery szkodliwych związków powstałych w wyniku spalenia substancji impregnujących, farb i lakierów, klei, itp.

Przyjrzyjmy się zatem jak powinno wyglądać prawidłowe przygotowanie opału zasługującego na miano "drewna opałowego".

Na początek trochę materiałoznawstwa.

Podstawowym składnikiem drewna są substancje organiczne stanowiące ok. 95% suchej masy. Są to: celuloza (błon-nik), lignina (drzewnik), oraz hemicelulozy. W skład poszczególnych substancji wchodzą pierwiastki: węgiel i wodór (palne) oraz tlen i azot.  Ważnym składnikiem są substancje mineralne takie jak potas, soda, węglan wapnia, sole kwasu węglowego, fosforowego itp. Zawartość tych składników przeciętnie stanowi ok. 0,2-1,7 % i określa się ją na podstawie popiołu pozostałego po spaleniu. W drewnie występuję ponad to substancje uboczne takie jak żywice, woski, tłuszcze, barwniki, garbniki i inne.

Drewno jest źródłem energii odnawialnej (przy dobrze planowanej gospodarce ok. 20 lat), łatwo dostępnej, względnie taniej oraz najmniej szkodliwej dla środowiska. Gdy płonie jeden kloc drewna wyzwala energię zmagazynowaną w jego komórkach w ciągu całego jego życia, a do atmosfery przedostaje się taka ilość dwutlenku węgla, która w przeszłości została przez niego pochłonięta. Inne młode drzewo wytwarzając nową materię organiczną pochłania pozostałości po spaleniu oddając do atmosfery tlen... itd. Perfekcyjny recykling. 

Ciepło uzyskane w warunkach laboratoryjnych podczas spalania 1 kg drewna całkowicie suchego z jednoczesnym ochłodzeniem spalin do temperatury otoczenia nazywa się ciepłem spalania, wyrażonym w dżulach na kilogram. Ciepło uzyskane w czasie spalania 1 kg drewna w warunkach naturalnych nazywa się wartością opałową. Jest ona praktycznie mniejsza od ciepła spalania, ponieważ powstająca para wodna uchodzi z gazami spalinowymi i nie oddaje ciepła parowania

Właściwą wartość opałową drewna określoną w dżulach na jednostkę objętości ustala się jako iloczyn ciepła spalania drewna całkowicie suchego i jego gęstości. Gęstość drewna jest to stosunek masy drewna do jego objętości w stanie całkowicie suchym (lub w stanie określonej wilgotności) i wyraża się ją w kg/m3 .
Właściwa wartość opałowa wzrasta proporcjonalnie ze wzrostem gęstości drewna dlatego też niektóre rodzaje drewna np. grab, buk, akacja, mają dużą wartość opałową wynoszącą ponad 14,56 kJ/m3 inne zaś, takie jak osika, topola - małą ok. 7,23 kJ/m3. Istotnym składnikiem zwiększającym jego wartość opałową jest lignina, a także żywica. Duża zawartość żywicy może zwiększyć wartość opałową o 20%.

Dla określenia wartości opałowej drewna wilgotnego wartością wyjściową jest zawsze ciepło spalania drewna całkowicie suchego. W odniesieniu do różnych rodzajów drewna ciepło spalania wynosi 18,84-20,93 MJ/kg.
Wartość opałową drewna oblicza się ze wzoru:

W którym:

Wdw - wartość opałowa drewna wilgotnego 

Ww - wilgotność względna drewna

Wds. - wartość opałowa drewna zupełnie suchego

Właściwa wartość opałowa drewna zależy więc od jego rodzaju, jego wilgotności i zdrowotności oraz wieku i części pnia. W wyniku spalenia drewna wilgotnego i nadgniłego uzyskuje się mniejszą ilość ciepła niż ze spalenia drewna suchego i zdrowego. Drewno spala się prawie w 97%. Pozostałe 3% to sole mineralne, które można wykorzystać do na-wożenia ogródka. Myślę iż nikogo nie trzeba przekonywać o słuszności wyboru drewna jako paliwa, jednak pozyskanie odpowiedniego drewna opałowego wcale nie jest rzeczą prostą.
Świeżo ścięte drewno zawiera ok. 60-80% wody i nie nadaje się do palenia. Panują potoczne opinie, że drewno mokre (szczególnie brzoza) pali się dłużej. Jest to prawda, ale dlatego, że w trakcie palenia najpierw się wysusza. a dopiero po tym następuje proces właściwego spalania. Dużo ciepła (ok.30 do 40 %) tracone jest na odparowanie wody, która później może kondensować się na zimnych siankach paleniska i komina. Palenisko, szczególnie szyba wkładu kominkowego, a także komin szybko zabrudzają się, dlatego mokrego drewna należy unikać.
Woda która wypełnia wnętrza komórek i przestrzenie międzykomórkowe nazywa się wodą wolną lub kapilarną i stanowi ok. 65% ogólnej zawartości wody w drewnie. Pozostała część to woda, która nasyca błony komórkowe tzw. woda związana -30%, oraz woda, która wchodzi w skład związków chemicznych - 5%. Zanim, więc drewno wykorzystamy jako paliwo, musi zostać wysuszone.

Po ścięciu woda wyparowywuje w tempie uzależnionym od jego rozdrobnienia i warunków przechowywania. 

Drzewa powinno się ścinać w okresie zimowym, kiedy przestają krążyć w nich soki. W tym okresie zawartość wody związanej i kapilarnej jest najmniejsza. Po ścięciu kloce drewna należy spiłować na odcinki ok. 35-45 cm i w jak najkrótszym czasie przerąbać na połówki lub ćwiartki. Rozdrobnienie pozwoli na odparowanie wilgoci bez utrudnienia w postaci okorowania, które przy niektórych gatunkach wysychając zasklepiają naczynia i włókna drzewne nie pozwalając na przenikanie wody w kierunku promieniowym. Z rozdrobnieniem nie należy jednak przesadzać gdyż zbyt drobny opał spala się za szybko. Za właściwe uznaje się szczapy o przekroju 10 - 15 cm.
Tak przygotowane drewno powinno zostać składowane przez okres 18 do 24 miesięcy w przewiewnym i możliwie w zadaszonym miejscu. Wyjątkiem jest dębina, która ze względu na dużą gęstość oraz zawartość taniny (garbnika) wymaga pozostawania na wolnym powietrzu (i deszczu) przez okres 12 miesięcy a następnie pod przykryciem, suszenia przez 2 - 3 lata. Po dwóch latach składowania z drewna usunięte zostaną garbniki, lotne składniki żywicy, terpentyna itp. a wilgotność osiągnie 15 -20% i uważa się iż jest to właściwy poziom wysuszenia drewna. Ma ono miano powietrzno-suchego i można je przenosić porcjami do pomieszczeń zamkniętych np. piwnicy. Nie należy jednak zbyt długo przechowywać suchego drewna w wilgotnych pomieszczeniach gdyż ze względu na jego higroskopijność ponownie może uzyskać poziom 30% wilgotności (jest to górna granica chłonności błon komórkowych). Zjawisko to nazywa się sorpcją.

Kilka słów o właściwym ułożeniu drewna w okresie składowania i suszenia.

Jednym ze sposobów jest ułożenie stosu o podstawie koła stopniowo zwężającego się do wierzchołka. Podstawę stosu układamy ze szczap położonych korą do dołu, po promieniu, a następnie wzdłuż okręgu, spiralnie zbliżając kolejne warstwy do środka. Należy pamiętać, aby wewnętrzny koniec szczap był lekko uniesiony ku górze. Sam wierzchołek trzeba przykryć np. brezentem. Dalszą pracę wykona słońce, wiatr i czas.
Słońce nagrzewa wystające zewnętrzne końce szczap i w wyniku powstałej różnicy temperatur na zewnątrz, i wewnątrz stosu, występuje ruch powietrza w "kanałach" między poszczególnymi szczapami. Oczywiście również wiatr powoduje przepływ powietrza co w konsekwencji doprowadza do wysuszenia drewna.
Drugim sposobem jest zbudowanie zadaszeniana na nasłonecznionej ścianie budynku, i ułożenie drewna pomiędzy dwoma ażurowymi ścianami bocznymi w stos, o kształcie prostopadłościanu. W tym przypadku również należy przestrzegać zasady nachylenia szczap wewnętrznym końcem w górę aby wykorzystać zjawisko cyrkulacji powietrza wy-wołanego różnicą temperatur na obu końcach szczap. Ewentualny deszcz nie przeszkadza w suszeniu stosu. Woda nie dostaje się w jego głąb i szybko odparowuje.
Najlepsze gatunki drewna kominkowego to : grab, buk, dąb, jesion, brzoza, a więc gatunki liściaste. Drewno iglaste ma niewątpliwie dużą kaloryczność ponieważ jest bardzo żywiczne, ale spala się zbyt szybko dając mało żaru, zanieczyszcza szybę dlatego też powinno się używać je tylko do rozpalania. 
W poniższej tabeli zamieszczono klasyfikację najczęściej występującego drewna opałowego, gdzie współczynnik 10 oznacza opał o najwyższej wartości energetycznej, natomiast współczynnik 5 o najniższej, dającej o połowę mniej ciepła.

Na jeden sezon grzewczy trzeba mieć od 5 do 10 m3 drewna w zależności od rodzaju wkładu, ogrzewanej kubatury, izolacji termicznej budynku oraz od warunków zimowych. 

Drewno opałowe dostępne w sprzedaży rzadko kiedy bywa składowane dłużej niż kilka miesięcy. Kupując je należy się poinformować u sprzedawcy, jak dawno zostało ścięte, aby wiedzieć, jak długo należy je przechowywać, aby uzyskać paliwo o maksymalnie wysokich parametrach.
Jak widać w przygotowanie drewna opałowego trzeba włożyć sporo pracy jednakże nagrodą będzie bezawaryjne funkcjonowanie naszego kominka i przewodu kominowego.

Na poniższym wykresie widać, że z 1 dm3 drewna powietrznie suchego (o zawartości 15-20%) suszonego minimum 18 miesięcy można uzyskać 4,4 kWh. Jeśli to samo drewno spalimy 3 miesiące po ścięciu, jego wilgotność będzie wynosiła 45% i dostarczy jedynie 3,2 kWh. 

Renard Fornalski

Mistrz kominiarski