Il riscaldamento a biomassa, efficiente e rispettoso dell ambiente

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1 Il riscaldamento a biomassa, efficiente e rispettoso dell ambiente Produzione e utilizzo di legna da ardere in caminetti e stufe VTT-R Eija Alakangas, Ari Erkkilä & Heikki Oravainen, VTT Angelika Rubik & Martin Englisch, OFI Lorenzo Corbella, ETA Corinne Floc h-laizet & Jimmy Pennequin, Biomass Normandie Francisco Puente, Escan Dicembre

2 Indice Prefazione 1. Introduzione 2. Il caminetto come fonte di riscaldamento 2.1 Il consumo energetico delle abitazioni private 2.2 Trasferimento di calore ed efficienza dei caminetti 2.3 Uso combinato di riscaldamento elettrico e a legna nei Paesi Nordici 2.4 Uso combinato di caminetti ed energia solare 3 La scelta del caminetto/stufa e la giusta collocazione nell'abitazione 3.1 Scegliere tra caminetto e stufa 3.2 Collocare un caminetto - una stufa nella casa 4. Selezione, acquisto e conservazione della legna da ardere 4.1 Qualità del legno 4.2 Fabbisogno di legna 4.3 Conservazione 4.4 Acquisto della legna Prodotti, caratteristiche, qualità ed imballaggio Commercio con internet 5. Fornire aria sufficiente per la combustione 5.1 Perchè la combustione ha bisogno d'aria 5.2 Importanza dei tubi di fumo e della canna fumaria 5.3 Ricambio d'aria e ventilazione meccanica 2

3 6. Combustione pulita ed efficiente 6.1 La teoria della combustione Evaporazione dell'umidità Pirolisi Accensione e combustione dei gas Combustione dei residui carboniosi 6.2 Combustione pulita 7. Emissioni di stufe e caminetti 7.1 Come si formano le emissioni 7.2 Test di emissioni per caminetti e stufe 7.3 Effetti del tipo di riscaldamento sulle emissioni 8. Usare caminetti e stufe 8.1 Caminetti da accumulo e stufe 8.2 Stufe per saune 8.3 Utilizzare cesti in pellett e unità separate di pellet da bruciare in caminetti e stufe 8.4 Stufa a pellet 9. Manutenzione dei caminetti e delle stufe 9.1 Manutenzione ordinaria 9.2 Pulizia professionale di caminetti 10. Pericoli Definizioni Unità di misura ed abbreviazioni Riferimenti normativi 3

4 Prefazione Questo manuale fa parte della documentazione prodotta nell ambito del progetto BioHousing - [Riscaldamento sostenibile, efficiente e competitivo a biomasse per abitazioni private - EIE/05/067/SI , cofinanziato dal Programma di Energia Intelligente dell Unione Europea. BioHousing è coordinato da Jyväskylä Innovation Ltd e portato avanti nelle rispettive nazioni da Jyväskylä Innovation Ltd, VTT, Università di Scienze Applicate di Jyväskylä (Finlandia), OFI (Austria), ETAFlorence (Italia), Biomass Normandie (Francia) e Escan SA (Spagna). Questo manuale è disponibile in finlandese, italiano, spagnolo, francese, tedesco ed inglese. La versione finlandese si basa sul libro Taloustulisijojen käyttö ( Uso domestico di caminetti ), pubblicato precedentemente da Eija Alakangas, in cui sono stati integrati i risultati delle più recenti ricerche sulla produzione e analisi delle emissioni da combustione della legna da ardere. Il manuale include un utile compendio di regole per il corretto utilizzo dei sistemi di riscaldamento a biomassa, supportate da dati realistici di consumi energetici e vari esempi esplicativi. I fumetti sono stati curati da Pirjo Helke and Oddball Graphics sulla base dei bozzetti e idee di Eija Alakangas. Le fonti d informazione e la letteratura a cui si rifà il manuale sono elencate esclusivamente nella bibliografia finale della versione inglese e non referenziate nel testo, contenente esclusivamente le fonti di fotografie e tabelle. Jyväskylä, Dicembre 2008 Gli autori 4

5 1 Introduzione La presente pubblicazione fornisce informazioni utili sui sistemi di riscaldamento, efficienti e rispettosi del ambiente, a biomassa e, concentrandosi sui sistemi a caminetto e a stufa, spiega nozioni teoriche e pratiche riferendosi alle recenti normative ufficiali applicate in Finlandia, Austria, Francia, Italia e Spagna. Oltre ai sistemi di riscaldamento, verranno date preziose informazioni sullo stoccaggio e l acquisto dei combustibili impiegati. Negli ultimi anni la tutela dell ambiente è stata presa in considerazione anche al momento di valutare la gestione energetica delle case private. Tale tutela considera i cambiamenti climatici e il contributo ambientale delle abitazioni private durante il loro tempo di vita. Il consumo energetico, nel tempo di vita di una abitazione, rappresenta l 80% del consumo energetico totale e il 90% del carico ambientale. Abitazioni ben progettate consumano metà energia e producono metà emissioni nell ambiente rispetto ad una abitazione di vecchia generazione. Le emissioni nell ambiente sono ulteriormente ridotte quando il fabbisogno energetico proviene da fonti rinnovabili, come il legno, l energia solare e l energia geotermica. Gli aspetti più importanti del riscaldamento a caminetto sono i seguenti: acquistare il caminetto idealeinvestire in tecnologia efficiente e pulita usare legname asciutto imparare metodi efficienti ed ecocompatibili per riscaldare la propria abitazione e prendere così in considerazione la tutela della salute umana gestire correttamente il proprio camino per garantire la sua capacità di immagazzinare calore in piena sicurezza in stretta osservanza delle norme antincendio La biomassa da legname contribuisce alla produzione di PJ (370 TWh) per il riscaldamento di abitazioni nell'ue-27 nel 2006, di cui più della metà è dato da la tradizionale legna da ardere. Il maggiore consumo di combustibili legnosi nel settore domestico si ha in Francia (319 PJ), Germania (222 PJ), Polonia (105 PJ) e Romania (108 PJ). Uso di combustibili legnosi in ambiente domestico nei paesi partecipanti ed EU 27 (TJ). Fonte: Eurostat. Finlandia Austria Francia Italia Spagna EU ,200 59, ,316 50,998 83,528 1,194, ,800 66, ,866 53,078 83,529 1,175, ,400 63, ,988 48,223 83,534 1,265, ,290 64, ,714 50,414 83,537 1,291, ,980 64, ,047 49,557 84,540 1,306, ,620 65, ,614 54,000 84,706 1,306, ,240 63, ,829 68,400 85,034 1,334,338 1 TJ equivale a 277,778 kwh Oggi i caminetti raramente sono l'unica fonte di riscaldamento in abitazioni private nei Paesi Nordici, ma spesso soddisfano l'intera domanda di riscaldamento nell'europa centrale e meridionale. Tuttavia, la loro importanza come fonti ausiliarie di calore è tanto 5

6 più importante nei Paesi Nordici. La legna in ciocchi ed il pellet sono la principale fonte di calore per l alimentazione di sistemi a caldaia o soluzioni integrate caldaia-bruciatore. Dal 1990 l'uso del pellet per la produzione di calore è notevolmente aumentata. In Italia oggi sono utilizzate per il riscaldamento domestico circa stufe a pellet. Foto: Fin ndomo OY In Finlandia, circa 2,9 milioni di stufe sono utilizzate principalmente per la produzione ausiliaria di calore in abitazioni private, di cui la metà sono stufe ad irraggiamento. Ci sono quasi 24 milioni di abitazioni mono familiari che utilizzano un sistema di riscaldamento a legna tra Finlandia, Austria, Francia e Spagna e si stima un utilizzo di circa 5 milioni di persone in Italia. Se i proprietari delle abitazioni private aumentassero l uso di combustibili solidi legnosi, l effetto serra dovuto alle emissioni dei sistemi di riscaldamento tradizionali a combustibili fossili potrebbe essere considerevolmente ridotto. 6

7 2 Il Caminetto come fonte di riscaldamento Il consumo energetico delle abitazioni private La domanda energetica delle abitazioni private varia notevolmente con le stagioni e il luogo di costruzione. Tale variazione può essere descritta usando un grafico di carico, che illustra l andamento della quantità d energia consumata nel corso del tempo. L area della curva corrisponde alla quantità d energia annua. Il picco di produzione è raramente raggiunto: usualmente l 80% del consumo energetico delle abitazioni private è soddisfatto da una output pari al 50% del suo valore nominale massimo. Esempio curva di carico che mostra il consumo energetico di un abitazione privata riscaldata da energia elettrica in Finlandia. Fonte: Università Tecnologica di Tampere [Load_curve.cdr] Il consumo energetico varia a seconda di come l abitazione è stata costruita e di come è equipaggiata. Il consumo elettrico di una famiglia varia da 2,500 kwh a 7,000 kwh per abitazioni private in Europa. In Finlandia tale consumo è maggiore e va da 7,000 kwh a 10,000 kwh all anno. Gran parte dell elettricità è consumata per l illuminazione, mentre all incirca 1,000 kwh sono consumati ogni anno per riscaldare saune e altri 1,000 kwh sono consumati pro-capite ogni anno per riscaldare l acqua (circa 50 litri di acqua calda al giorno per persona). In Europa un abitazione comune privata, costruita a norma, consuma in media da 90 a 140 kwh/m 2 di energia all anno per il riscaldamento. Una casa a basso consumo energetico impiega da 40 a 65 kwh/m 2 per sia il riscaldamento che il raffrescamento e una casa passiva da 15 a 30 kwh/m 2 annui. Questo ultimo tipo di abitazione consuma dal 15 al 20% dell energia che occorre ad una comune abitazione. Le case passive sono costruite per beneficiare il più possibile della radiazione solare. Costruire una casa energeticamente efficiente richiede sufficiente isolamento del tetto, delle pareti e del pavimento in combinazione con una ventilazione efficiente. Finestre e porte adatte allo scopo aiutano a minimizzare i consumi energetici per il riscaldamento. 7

8 Le regolamentazioni per la costruzione di abitazioni a basso consumo energetico saranno più restrittive nel 2010, e l obiettivo è ridurre la richiesta energetica delle nuove abitazioni già a partire dall inizio del Consumo energetico di una tipica abitazione privata in Finlandia, Austria, Francia, Italia e Spagna. Paese Consumo energetico Consumo annuo Finlandia Abitazione monofamiliare (solo 9,600 14,400 kwh riscaldamento) riscaldamento elettrico Dimensioni medie 110 m 2 dell abitazione Consumo energetico medio Abitazioni non recenti (pre-1970) kwh/m 2 Edifici moderni (2000) kwh/m 2 Nuove abitazioni (2003 standard) kwh/m 2 Case a basso consumo energetico kwh/m 2 Abitazioni passive kwh/m 2 Acqua calda (riscaldamento) 4,000 kwh (1,000 kwh/persona) Elettricità per famiglia (non per il riscaldamento) 7,000 kwh (10,000 kwh per abitazioni completamente attrezzate) Austria Francia Italia Spagna Abitazione monofamiliare (solo riscaldamento) gas Dimensioni medie dell abitazione Acqua calda (riscaldamento) Elettricità per famiglia (non per il riscaldamento) Abitazione monofamiliare (solo riscaldamento) tipicamente riscaldamento a gas (37% - gas naturale or GPL) Dimensioni medie dell abitazione Acqua calda (riscaldamento) Elettricità per famiglia (non per il riscaldamento) Abitazione monofamiliare (solo riscaldamento) Dimensioni medie dell abitazione (nuove abitazioni) Acqua calda sanitaria Elettricità per famiglia (non per il riscaldamento) Abitazione monofamiliare (solo riscaldamento) gas naturale riscaldato Dimensioni medie dell abitazione Consumo medio energetico Acqua calda (riscaldamento) Elettricità per famiglia (non per il riscaldamento) Stufe per saune approssimativamente 1,000 kwh Abitazioni non recenti (antiche) kwh/ m 2 Edifici moderni (1999 standard) kwh/ m 2 Nuove abitazioni (a risparmio energetico) kwh/ m 2 Case a basso consumo energetico kwh/ m 2 Abitazioni passive < 15 kwh/ m 2 97 m 2 10,000 kwh 3,500 kwh (per famiglia) 7,000 kwh (per famiglia inclusa la produzione di acqua calda, non per riscaldamento) Abitazioni non recenti ( pre-1975) 16,700 kwh Abitazioni moderne (post-1975) 14,000 kwh (Fonte: ADEME e CEREN 2-006) 108 m² (2002) 115 m² (attuale, fonte: INSEE). 2,500 3,000 kwh 3,000 kwh Abitazioni pre - Legge 10,1991 >, kwh Abitazioni post- Legge 10,1991 >13,000 kwh Nuove abitazioni kwh/m 2 Case a basso consumo energetico kwh/m 2 Abitazioni passive kwh/m 2 78 m 2 3,000 kwh (Energia termica) 3,000 kwh (Energia elettrica) 14,000 kwh 150 m 2 Valore medio kwh/m 2 Nuove abitazioni kwh/m 2 2,800 kwh 4,000 kwh 8

9 Trasferimento di calore ed efficienza dei caminetti Durante il processo di combustione l energia termica contenuta nel combustibile è trasferita rapidamente alle strutture. Quando il combustibile brucia, si formano gas di combustione caldi, che trasmettono il calore alle strutture attraversate. In camini ad irraggiamento i gas di combustione sono fatti circolare attraverso canali di fumo sino al camino, dove si raffreddano cedendo calore. Esiste una ampia varietà di caminetti a seconda del metodo di trasferimento di calore. I caminetti possono trasferire per convezione o per irraggiamento. La radiazione può essere emessa direttamente dalle fiamme, come nei caminetti aperti, o dalle superfici e massa del caminetto stesso. Il rapporto tra radiazione e convezione dipende dalla temperatura di superficie e dall emissività dei materiali del caminetto. All aumentare della temperatura di superficie, la percentuale di calore irradiato aumenta. Le stufe a convezione trasferiscono molta energia in tempi brevi, mentre le stufe e i caminetti a irraggiamento rilasciano il calore con minore energia per diverse ora. Fig: Resa istantanea di differenti tipologie di caminetti L efficienza dei caminetti varia in accordo con il tipo di caminetto stesso e come sono riscaldati. I livelli di efficienza indicati sono soltanto indicativi, in quanto gli standard di misura europei sono stati sviluppati solo negli ultimi anni. L efficienza di riscaldamento dipende soprattutto da come il caminetto è scaldato. Il fattore che più grava sull efficienza è la perdita dei gas di combustione, che a loro volta sono influenzati dalla quantità di gas incombusti, la quantità di aria di combustione e la temperatura dei gas di combustione. 9

10 L efficienza totale di un caminetto (η) è (Saastamoinen 1991) η = η c x η hx η r (1) η c = efficienza di combustione η h = efficienza di trasferimento di calore η r = efficienza di riscaldamento L efficienza di riscaldamento (η r ) è η r = G x(t t T u )/[G x (T h T u )] = (T t T u )/(T h T u ) (2) T t = temperatura desiderata di una stanza, ad esempio 21 o C T u = temperatura esterna dell aria, o C T h = temperatura nella stanza, o C G = conduttanza, il rapporto tra il calore trasferito e la differenza di temperatura, W/m 2 K Nell equazione (1) l efficienza di combustione (η c) dipende dalle perdite della parte incombusta nella combustione di gas e ceneri. Un elevata efficienza di combustione significa basse emissioni e richiede una buona quantità di aria secondaria, gas di pirolisi e un elevata temperatura (Capitolo 6). L efficienza è spesso bassa quando la domanda di calore è piccola, in quanto è difficile controllare il calore. La combustione catalitica è una delle possibilità di migliorare la combustione, quando la suddetta richiesta è piccola. L efficienza di trasferimento di calore di un caminetto (η h ) può essere valutata durante la fase di abbassamento di temperatura dei gas di combustione, come la corrispondente parte di calore che è stata trasferita alle strutture del caminetto. L efficienza dipende da più fattori come la struttura del caminetto (progettazione delle superfici di accumulo), il materiale usato e il grado di pulizia delle superficie interessate. La fuliggine sulla superficie di riscaldamento ne riduce il trasferimento di calore. L efficienza di riscaldamento (η r ) è spesso trascurato quando si calcola l efficienza del caminetto. Tale efficienza può essere espressa come rapporto tra la resa di calore del caminetto e il consumo di calore. Se la resa è troppo elevata, il calore in eccesso prodotto dissiperà attraverso le pareti dell abitazione e attraverso l areazione. Ad esempio, se la temperatura in stanza è di 24 C, la temperatura esterna dell aria è -5 o C e la temperatura desiderata in stanza è 21 o C, l efficienza sarà = [(21 (-5)]/[24 (-5)] = 26/29 = 0.90 oppure il 90 %. Il 10% di calore è in eccesso. I livelli di efficienza qui descritti sono tutti chiaramente interdipendenti. Quando la quantità di aria è ridotta, l efficienza di trasferimento di calore aumenta grazie alla diminuzione della perdita dei gas di combustione, ma l efficienza di combustione peggiora: aumentando l efficienza di riscaldamento si può abbassare l efficienza di combustione (ad esempio con combustione in carenza di fiamma) e viceversa. L efficienza di riscaldamento riguarda anche la struttura della casa e da come è controllata la combustione. I materiali impiegati nella costruzione di stufe e caminetti includono mattoni, vari materiali refrattari e, in Finlandia è molto usata la steatite (pietra ollare). Le proprietà fondamentali dei materiali impiegati nella costruzione di caminetti ad immagazzinamento di calore includono: capacità termica specifica, c p (kj/kg o C), densità, ρ (kg/m 3 ) convezione termica, λ (W/m o C) facilità operativa durante la fase di costruzione aspetto 10

11 Efficienze di diversi tipi di caminetti (efficienza di combustione e di riscaldamento). Fonti: VTT e costruttori di caminetti. Tipo di caminetto Efficienza * Caminetto aperto < 30% Caminetto stufa 80 85% Forno rivestito 80 85% ** Fornelli, stufa 50 70% Stufe alimentate a pellet 80 90% * η c e η h ** soltanto se il calore recuperato durante la cottura è considerato utilizzabile, l efficienza è del 5 10%. Proprietà di riscaldamento di materiali per differenti tipi di caminetti. Fonte: VTT e costruttori di camminetti. Materiale Densità, kg/m 3 Conduzione termica λ, W/m o C Capacità specifica c p (kj/kg o C) termica Coefficiente espansione α, 10-5 / o C Mattone 1, Mattone posato 1, Mattone cotto 2, Mattone di calce 1,800 1, Gesso-Intonaco 1,600 2, Cemento 2,200 2, Roccia naturale 2,500 2, Steatite 2,980 6,4 0, Ghisa 7, Acciaio 7, di Le specifiche capacità termiche dei differenti tipi di materiali sono relativamente simili, mentre ciò che presenta ampie variazioni è la densità che in quanto rapporto tra la massa e volume totale del caminetto, incide sulla capacità di immagazzinare il calore. Quando si seleziona il materiale da costruzione, è importante considerare il livello desiderato di trasferimento di calore. Pareti sottili si scaldano e si raffreddano rapidamente, mentre pareti dense poco conduttive più lentamente. Esempio: Si calcoli la quantità d energia immagazzinata in una stufa rivestita con 1,5 Kg di steatite, quando la temperature prima del riscaldamento è 20 C e dopo dovrebbe essere 140 C. E = c p x m x (T 2 T 1 ) (3) E = quantità d energia immagazzinata nella stufa, kj m = massa della stufa, kg c p = capacità calorifica specifica (kj/kg o C) per steatite 0.98 T 2 = temperatura dopo riscaldamento, o C T 1 = temperatura prima riscaldamento, o C E = 0.98 * 1,500 * (140 20) kj= 176,400 kj oppure MJ/3.6 =49 kwh. Questa quantità d energia può essere prodotta dalla combustione di circa 15 Kg di legna da ardere (Capitolo 5). 11

12 Uso combinato di riscaldamento elettrico e a legna nei Paesi Nordici L elettricità differisce dai combustibili per il fatto che non può essere immagazzinata. Deve essere prodotta al momento dell utilizzo. Nei Paesi Nordici il consumo elettrico varia molto a seconda delle stagioni. Regolare la produzione di elettricità in accordo al picco di carico ne aumenta il prezzo. In questi paesi molte abitazioni private e case per vacanze sono riscaldate tramite sistemi di riscaldamento elettrici. Alternando l uso di elettricità con combustibili legnosi è possibile ridurre i prezzi del riscaldamento. Nel riscaldamento la domanda energetica è coperta completamente durante l estate dall elettricità: infatti l elettricità in estate può essere meno costosa che in inverno, se è usato un sistema di prezzi binario. In inverno il riscaldamento ausiliare è prodotto usando il caminetto. Quando i caminetti sono usati in questo periodo in cui le temperature sono inferiori allo zero, fino al 50% percento della resa di calore può essere prodotto dal caminetto. In inverno per temperature sotto lo zero le emissioni di anidride carbonica da produzione di elettricità sono anche più elevate che in media. La produzione di un singolo kilowatt all ora di corrente produce in media 274 g di emissioni di anidride carbonica in Finlandia. Tali emissioni sono certamente più elevate se le temperature sono molto inferiori allo zero. L esempio della Finlandia: Calcoliamo i costi di risparmio elettrico quando l elettricità è rimpiazzata da riscaldamento a caminetto. In questo esempio sono utilizzate cataste di 3, 4.5, o 6 metri cubi di legna. L efficienza del caminetto è l 80%. Calcoliamo il risparmio quando il legname è acquistato e il prezzo medio del legno di betulla è 50 al metro cubo sfuso incluso il trasporto. Un metro cubo di betulla sfusa produce circa 1,010 kwh di energia. Con un efficienza dell 80% sviluppa 800 kwh di energia utilizzabile (0.8 * 1,010 kwh). Il costo del riscaldamento è 50/al metro cubo sfuso/800 kwh/ metro cubo stero, oppure 0.062/kWh. Il prezzo medio del legname è determinato dai prezzi medi al metro cubo sfuso sui portali internet Mottinetti e Halkoliiteri ( Se il legno proviene da foreste di proprietà o di conoscenti, e i costi di manodopera non sono inclusi, il risparmio è considerevole. Una media di Kg di legna da ardere è usata per ogni carico, che rappresenta dai 33 ai 50 kwh/ per riscaldamento con un efficienza dell 80% (Capitolo 4.2). Una singola catasta di un metro cubo di legname secco pesa circa 410 kg. Se si assumono 12 kg/per sessione di riscaldamento, Il beneficio tratto da ogni carico è 4.5 kwh/kg*0.8*12 kg = kwh, o quasi 40 kwh. Il prezzo dell elettricità per il riscaldamento elettrico di case private è regolato dall Autorità del Mercato Energetico Finlandese ( ed include energia elettrica, distribuzione, tasse e accise principali: il prezzo medio della corrente ad inizio Ottobre 2008 era /kWh. Considerando un prezzo del legname pari a 0.062/kWh, il risparmio ammonta a /kWh. La tabella che segue riporta il risparmio annuale in euro/ kwh quando il legname è utilizzato come risorsa di riscaldamento ausiliare. In più, se una parte del calore richiesto è prodotto da legna da ardere invece che da elettricità, si creano minori emissioni di anidride carbonica. La tabella inoltre mostra il risparmio in emissioni di diossido di carbonio, se il calore è prodotto da elettricità a temperature sotto lo zero, quando il coefficiente di conversione è 274 g CO 2 /kwh. Se almeno la metà delle abitazioni private ( case) in Finlandia che sono riscaldate per mezzo dell elettricità usassero una 12

13 catasta di un metro cubo di legna o più all anno,specialmente durante la stagione fredda, la diminuzione di emissioni di anidride carbonica sarebbe la seguente: * 0.5*800 kwh*0.274 kg CO 2 /kwh kg = tonnellate CO 2 annue. Vantaggio durante la stagione del riscaldamento quando il legname è impiegato come una risorsa di energia ausiliare oltre l elettricità, ed il risparmio in emissioni di anidride carbonica. Numero di utilizzi di riscaldamento Uso medio di legna per carico Uso annuo di legname 3 m 3 di catasta 4.5 m 3 sfusa Energia utilizzabile 4,000 kwh Costi annui delle fonti di 0.062/kWh legname Riduzione dei costi /kWh dell elettricità Risparmio del costo = Risparmio annuo di emissioni di anidride carbonica Caminetti ad immagazzinamento di calore, forni a mattoni o stufe kg/carico 12 kg/carico 12 kg/carico kg/kwhx4,000 kwh = 1,096 kg Uso combinato di caminetti ed energia solare 4.5 m 3 di catasta 6.8 m 3 sfusa 6,000 kwh 0.062/kWh /kWh = kg/kwhx 6,000 kwh = 1,644 kg 6 m 3 di catasta 9 m 3 sfusa 8,000 kwh 0.062/kWh /kWh = kg/kwhx8,000 kwh = 2,102 kg Il sole è una fonte inestinguibile di energia pulita che permette la vita sulla terra. La radiazione solare in Finlandia è circa la stessa che in Europea Centrale, ma caratterizzata da forti variazioni tra le stagioni, dal sole di mezzanotte alla notte polare. La quantità media annua di radiazione solare in Finlandia equivale a 1,000 kwh/m 2, in Austria a 1,150 kwh/m 2, in Francia a 1,260 kwh/m 2, in Italia a 1,450 kwh/m 2 e in Spagna a 1,642 kwh/m 2. L energia solare può essere utilizzata sia in maniera attiva che passiva. L uso attivo ne comporta l immagazzinamento tramite attrezzature opportunamente progettate mentre l uso passivo prevede il normale ricevimento della radiazione solare sotto forma di calore e trasmissione attraverso finestre o pareti. L attrezzatura per energia solare attiva permette di produrre sia elettricità che calore (tecnologia fotovoltaica e solare termica). Il calore dal sole è prodotto attraverso collettori solari. Un collettore solare multi-strato di base può immagazzinare il 25% della radiazione solare. Un collettore solare può anche essere collegato ad un sistema di riscaldamento a camino attraverso un accumulatore ad acqua. I sistemi a pellet rappresentano oggi la più comune soluzione di integrazione tra impianti a biomassa e solare termico. Infatti in Europa Centrale caldaie e termo stufe riscaldate a pellet sono spesso connesse a collettori solari. Un collettore solare basato su tecnologia di tubi sottovuoto. Foto: Scandic Sunfi Oy 13

14 L esempio della Finlandia: Pianta di una casa tipo, e collocamento dell accumulatore e del caminetto all interno della costruzione. Fonte: Pekka Leppänen. 14

15 Accumulatore ad acqua connesso ad una stufa. Fonte: Pekka Leppänen Nell appartamento Rannanpelto in Suomusjärvi, Finlandia, la superficie calpestabile è di 155 m 2, e la superficie lorda è pari a 182 m 2 per un volume da riscaldare pari a 600 m 3. Due persone vivono nella casa, che risulta sia abitazione principale, casa estiva, che luogo di lavoro. Circa il 50% dell energia da legna può essere trasferita all accumulatore ad acqua. Durante il periodo estivo, che rappresenta circa un terzo dell anno, la richiesta di calore e tutta l acqua calda prodotta dal collettore solare è accumulata nello stesso accumulatore ad acqua. In questo schema di impianto si usa una resistenza a 6 kw quando gli inquilini sono via per lunghi periodi durante i mesi invernali. Il calore da energia solare rappresenta il 10% del consumo totale annuo d energia, che in termini di tempo è sufficiente per oltre un terzo dell anno. I costi annui del riscaldamento vanno di media da 1,000 a 1,200 considerando costi dell elettricità di 0.13/kWh e i costi del legname di 60/ m 3. Consumo energetico in un esempio di abitazione. Fonte:Pekka Leppänen 15

16 Esempio di consumo energetico e costi dell abitazione dei Rannanpelto in Suomusjärvi, Finlandia durante le stagioni di riscaldamento tra il 2000 e il Fonte: Pekka Leppänen. Energia richiesta per il riscaldamento domestico, kwh ,660 12,093 14,214 12,138 12,307 12,538 12,129 11,780 - da legname 9,813 10,149 11,088 8,703 9,768 10,311 9,967 10,002 - riscaldamento , elettrico per accumulatore - elettricità 1,439 1,247 1,260 1,259 1,213 1,153 1,182 1,144 - energia solare 1, , usata per il riscaldamento Energia richiesta 2,040 2,010 1,230 2,040 2,100 2,070 2,010 1,920 per riscaldare l acqua ad uso domestico, kwh - energia da 1,200 1, ,200 1,200 1,200 1,200 1,200 legname ed elettricità - energia solare Elettricità per 2,380 2,509 2,562 2,250 2,670 3,248 2,817 2,582 illuminazione ed attrezzature domestiche Consumo totale 17,080 16,612 18,006 16,428 17,077 17,856 16,956 16,282 energetico, kwh - kwh/spazio abitabile m 2 - kwh/spazio totale m 2 Richiesta d energia 12,660 12,093 14,214 12,138 12,307 12,538 12,129 11,780 per il riscaldamento della casa, kwh - kwh/spazio abitabile m 2 - kwh/spazio totale m 2 - kwh/spazio abitabile m 3 Energia acquistata - legname, kg 3,671 3,783 3,896 3,301 3,656 3,837 3,322 3,734 - legname, accatastato m 3, betulla - elettricità, kwh 4,141 3,758 4,747 4,684 4,329 4,906 4,245 3,726 Energia solare, kwh - riscaldamento da 2,876 3,047 2,902 2,798 2,832 2,740 3,097 2,586 accumulatore ad acqua - uso di energia 1,926 1,507 1,571 1,841 1,780 1,439 1,544 1,354 solare - percentuale totale, % Energia rinnovabile totale, kwh 17,080 16,612 18,006 16,428 17,077 17,856 16,958 16,282 16

17 L esempio austriaco La stufa a pellet è situata nel soggiorno. Foto: Martin Englisch, ofi 17

18 L accumulatore è situato nella cantina della casa. Foto: Martin Englisch, ofi L esempio austriaco consiste in una villetta monofamiliare locata nel nord est della città di Vienna e situata vicino alle foreste viennesi. La stufa a pellet è situata nel soggiorno della casa che consiste di una cantina riscaldata (stanze ufficio), un piano terra e due altri piani. La stufa ha un efficienza globale (misurata in sito) di circa 94%. Approssimativamente l 80% del contenuto di energia dei pellet è trasferita ad un circuito primario ad acqua che stocca l energia nell accumulatore ad acqua (1,000 litri) situato nella cantina dell edificio. Questo accumulatore, alimenta il sistema di riscaldamento radiante a pavimento. L acqua calda sanitaria è fornita da un serbatoio di acqua calda interno all accumulatore. La radiazione solare supporta il sistema di riscaldamento: 16 m² di pannelli solari termici, siti sul tetto, contribuiscono a caricare l accumulatore con un apporto complessivo pari al 30% dell energia necessaria per il riscaldamento. Il sistema solare provvede alla richiesta totale di acqua calda per questa abitazione e quella dei vicini da Aprile a Settembre. Inizio: Dicembre 2007 Dati tecnici: stufa per riscaldamento centralizzato a pellet EVO Aqua compagnia RIKA, capacità 12 kw Immagazzinamento pellet: La stanza di accumulo dei pellet si trova nella cantina della casa. È attrezzata con un piano in pendenza ed un sistema di trasporto automatico e pneumatico. Ha una capacità di circa 4.5 tonnellate di pellet, che copre la domanda per più di un anno. Edificio, spazio pavimentato: L abitazione ha un basso consumo energetico senza sistema di areazione forzata, lo spazio totale della casa è 191 m² e il volume riscaldato 515 m³. Le richieste di calore calcolate secondo la legislazione Europea sono pari a kwh/m² annuo. I costi annui di riscaldamento per la stagione riscaldata 2008/2009 ci si aspetta siano circa 700 basato sul prezzo dei pellet di 170 incluso tasse e trasporto. Speciali caratteristiche del sistema: Il sistema è completamente automatizzato. I pellets sono portati tramite un sistema pneumatico dal magazzino nella cantina, che è riempito una volta all anno, alla camera di combustione della stufa. Il mantenimento è ridotto alla pulizia una volta a settimana per circa un ora. In un futuro prossimo la stufa a pellet verrà sostituita da una stufa ibrida policombustibile, che può usare alimentata anche con legna. 18

19 3 La scelta del caminetto/stufa e la giusta collocazione nell'abitazione 3.1 Scegliere tra caminetto e stufa La scelta di un caminetto o una stufa dovrebbe generalmente essere parte del processo di costruzione e dovrebbe essere pianificata all inizio del progetto. Questo rende più facile prendere in considerazione le richieste di spazio, la posizione ideale, l areazione e le tubature dei gas esausti mano a mano che il lavoro di costruzione avanza. La scelta tra caminetto e stufa dovrebbe essere fatta con cura, dal momento che hanno strutture fisse che occupano spazio e dipende da: disponibilità di spazio, specifico livello di utilizzo del caminetto o la stufa, prezzo d acquisto aspetto e l adattabilità con il design degli interni. Quando si sceglie dovrebbero essere considerati le abitudini e il confort richiesto. Considerato che ogni caminetto o stufa rappresenta una scelta personale, non potendo dare istruzioni precise, si riportano in seguito dei consigli generali. Durante la scelta è bene porsi le seguenti domande: 1. La stufa o il caminetto rappresenteranno la sorgente primaria di riscaldamento per la costruzione (prima casa o cottage per le vacanze)? 2. Saranno invece una fonte di riscaldamento di riserva o ausiliare? 3. Quanto è importante il caminetto o la stufa come elemento di atmosfera o decorativo? 4. Come verrà procurata la legna? 5. Quanto spesso il caminetto o la stufa rimarranno accese? E anche importante individuare quale è il posto migliore per il caminetto o la stufa in termini di efficienza di riscaldamento, funzionalità e aspetto. Una volta selezionato il tipo di caminetto o stufa desiderato, si deve trovare le tubature, la canna fumaria appropriata, che rendano sicura l areazione e si può iniziare a considerare modelli e proprietà offerte dai diversi costruttori ed eventualmente contattare un muratore, se si preferisce un caminetto o una stufa su misura. Caminetti e stufe per le seconde case sono solitamente la fonte primaria di riscaldamento, pertanto dovrebbero riscaldare il cottage velocemente e poi mantenere una temperatura fissa. Stufe e caminetti a legna che diffondono aria nella stanza sono ideali per un riscaldamento rapido mentre caminetti in muratura sono i migliori per mantenere la temperatura costante: anche forni e stufe per cucinare in abitazioni di campagna sono ideali per i cottage. Stufe a legna scaldano rapidamente le stanze. Per gentile concessione di ESCAN. 19

20 Caminetti per singola stanza sono più appropriati come fonte di riscaldamento ausiliaria o di riserva. Possono essere usati senza badare alla disponibilità di gasolio o elettricità. Se è possibile approvvigionarsi di legna a buon mercato, usando i caminetti si possono ridurre i costi di riscaldamento. Se il caminetto è usato raramente (1-2 volte a settimana) ed è soprattutto una fonte di riscaldamento ausiliare, è opportuno scegliere un modello con buone proprietà di accumulo e che non rilascia calore troppo velocemente alla massima potenza. Quando si sceglie il caminetto per una casa energeticamente efficiente, è importante fare attenzione nello specifico a come selezionare il tipo di caminetto. Siccome la richiesta di calore per questo tipo di case è abbastanza modesta, il caminetto dovrebbe rilasciare calore lentamente. Stufe a legna sono anche ideali per il riscaldamento di seconde case o piccole abitazioni. Queste stufe possono essere usate per riscaldare saune e altre stanze e per scaldare l acqua. Tali stufe diffondono aria calda per moti convettivi e il riscaldamento elettrico non è più richiesto. Forni e stufe a legna per cucinare sono le opzioni più versatili. Possono essere usati per cucinare cibi velocemente e per lungo tempo, a seconda del tipo. Forni per cucinare sono ideali per cuocere cibi lentamente. Forni, stufe per cucinare e caminetti possono essere combinati quando sono costruiti dal muratore, e queste combinazioni possono essere acquistate già pronte. Tutte queste opzioni per cucinare provvedono anche ad un riscaldamento ausiliario. Se lo scopo primo del caminetto è di arredare, è in genere consigliato un caminetto ampio aperto dove sia visibile la fiamma. Per questo scopo si può scegliere un caminetto ad accumulo, un inserto, o un caminetto aperto munito di sportello a vetro. Se si prevede di usare un caminetto ad accumulo anche in estate, può essere attrezzato con tubature adatte a portare i fumi direttamente al camino senza riscaldare la struttura del caminetto. Un grande camino aperto. Courtesy of ESCAN Dopo che è stato scelto il tipo di caminetto o stufa desiderato, c è da scegliere il tipo di materiale e il metodo di costruzione. Il prezzo dei modelli di fabbrica spesso include l installazione. Il capitolo 2 descrive le proprietà dei materiali da costruzione usati per caminetti e stufe e come rilasciano calore. 20

21 Il criterio più importante per scegliere un caminetto o una stufa include un buon modello appropriato, un bel aspetto, alta capacità di riscaldamento e adattabilità con il design degli interni. Caminetti ad accumulo di calore e stufe producono 2-4 kw di energia e calore per 2 o 3 ore. Le stufe a pellet funzionano in automatico e sono ideali per case che hanno riscaldamento elettrico diretto. La produzione di calore tramite stufa a pellet è controllata da un termostato nella stanza. Possono anche funzionare grazie ad un controllo remoto e essere attivate quando si è fuori casa. In questo modo le case possono essere pre-riscaldate usando ad esempio il cellulare. Le stufe a pellet hanno un serbatoio per stoccare il combustibile. Il pellet è di solito fornito e trasportato in piccoli sacchi. Sono disponibili diversi sistemi di alimentazione per riempire automaticamente il serbatoio di stoccaggio. Alcune stufe sono connesse all impianto di circolazione dell acqua e si possono usare in abitazioni per scaldare radiatori o il sistema a pavimento radiante. Le stufe a pellet, alimentate tramite corrente elettrica, sono molto popolari in Italia e in altre parti d Europa. L uso di una stufa a pellet come sistema primario di riscaldamento, rappresenta un ottimo sistema di combinare l atmosfera intima della fonte di calore nel soggiorno (la vista del fuoco) con la convenienza del sistema automatizzato. La combinazione dei sistemi ad energia solare con piccole stufe a pellet connesse a un serbatoio di combustibile centrale e ad un circuito ad acqua rappresenta un ottima soluzione per case a basso consumo energetico. Schema di stufa a pellet. Fonte: EdilKamin Per installare un caminetto o una stufa per più appartamenti in linea o in un condominio, occorre il permesso degli altri condomini. Si richiede anche un permesso ufficiale di costruzione. Installare un camino in un appartamento non è spesso possibile a causa 21

22 della mancanza di condotte o canne fumarie. Per appartamenti all ultimo piano invece le tubature possono essere installate attraverso l attico, dovrebbero essere scelti modelli piuttosto leggeri e il pavimento deve essere ispezionato per verificare il carico dei solai. 3.2 Collocare un caminetto/stufa nella casa La scelta del collocamento della stufa è molto importante perchè influisce sull efficienza. Il posizionamento della stufa ad irraggiamento vicino ad un tetto, ad un vetro panoramico o vicino al muro perimetrale significa disperdere una buona porzione del calore emesso in quanto fuoriesce dall appartamento. Le stufe dovrebbero essere posizionate dove il loro calore può essere completamente sfruttato. La pianta e le sezioni della casa possono essere usate per identificare la posizione delle aperture, le dimensioni dello spazio, l altezza e lo spessore dei pavimenti e del tetto al fine di determinare il tipo di canna fumaria che occorre. Alla fine il posizionamento della stufa dipende dalla posizione di quest ultima. Per valutare il rendimento della stufa, è importante sapere il grado d isolamento della casa. In questa maniera è possibile decidere se la stufa sarà l unica sorgente di calore per la casa o funzionerà come supplemento per particolari stanze fredde. Le stufe possono riscaldare tramite irraggiamento o convezione. Una stufa radiante richiede una distanza di sicurezza dalle pareti e dall arredamento della casa, e specialmente dagli inquilini, per via dell alta temperatura di superficie. La migliore posizione è al centro della stanza per ricavare un vantaggio totale dal suo potere radiante. Una stufa a convezione richiede soltanto di mantenere la distanza di sicurezza. Riscaldare tramite flusso di aria calda permette di ricavare una temperatura più uniforme, così la stufa può essere facilmente posizionata: in più l aria calda prodotta può essere immessa tramite opportune condotte alle altre stanze della casa: dovrebbe essere posta attenzione per evitare il ristagno di aria calda in ambienti dai soffitti alti. Il caminetto o la stufa dovrebbe avere una posizione il più centrale possibile per consentire al calore di diffondere in modo uniforme nell abitazione. Il trasferimento di calore prodotto dal caminetto o dalla stufa può essere migliorato dal sistema di areazione che fa circolare l aria nell appartamento. Caminetto costruito al centro dell edificio. Foto: NunnaUuni Oy. 22

23 La stufa a pellet può essere impiegata come sistema di riscaldamento centrale. Il riscaldamento si può avere tramite movimento di aria o di acqua. Nel primo caso deve essere provvista di un sistema di canalizzazione dell aria calda. Nel secondo caso la stufa scalda l acqua che circola nei radiatori. La posizione di una stufa a pellet all interno di una abitazione. Fonte: Winhager Quando si pianifica la collocazione del caminetto o della stufa deve essere tenuta in considerazione la normativa antincendio e deve essere riservato uno spazio idoneo a seconda della dimensione del sistema, con un opportuna area di sicurezza ed un ulteriore spazio per l utilizzo e manutenzione. Ci sono differenti leggi a seconda dei paesi. In Italia la stufa a convezione dovrebbe essere posizionata a 200 mm dalle pareti, oppure a 400 mm dalle pareti di materiale infiammabile (la stufa può essere posizionata tra due pareti fintanto che le distanze sopramenzionate siano rispettate). Ogni materiale infiammabile dovrebbe essere protetto dal calore generato dal fuoco dentro la stufa. Pavimentazioni in legno o altri materiali infiammabili dovrebbero essere protetti con uno strato di materiale ignifugo di almeno 4 mm tra il pavimento e la stufa. Questo strato protettivo deve coprire l intera area sotto la stufa, davanti dai 30 cm ai non meno dei 60, mentre sui lati della stufa la protezione dovrebbe essere uguale a più di 20 cm. Anche, mensole e qualsiasi altro oggetto di legno posto sopra la stufa, deve essere protetto con 23

24 materiale ignifugo. Le mensole dovrebbero essere posizionate ad una distanza non minore di 50cm sopra la stufa. Posizione della stufa radiante. Fonte: Thermorossi Si deve inoltre verificare che la stufa sia in piano usando una livella e sistemando i piedi della stufa se necessario. Se la stufa funziona elettricamente, il cavo deve raggiungere l attacco elettrico più vicino. Idealmente, la presa elettrica dovrebbe trovarsi dietro la stufa per evitare che le persone ci inciampino sopra e i bambini giochino con la presa. Adattatori, prolunghe o prese multiple non dovrebbero essere utilizzate. Se la stufa è attrezzata con un sensore di temperatura esterno, dovrebbe essere connesso sul retro della stufa tramite un cavo lungo fino a 5 metri per consentirne la flessibilità del posizionamento. Nel collocare la stufa deve essere considerato lo spazio per intervenire durante un operazione di manutenzione: deve essere lasciato libero perlomeno un metro davanti al caminetto o alla stufa, come un metro su entrambi i lati; per forni da cucina almeno due metri davanti e spazio sufficiente su ambo i lati; per la pulizia della canna fumaria almeno 60 cm davanti ogni sportello. Almeno un metro deve essere mantenuto libero davanti al camino Le stufe ed i caminetti odierni sono testati e le distanze di sicurezza sono definite dai costruttori. I test misurano l aumento di temperatura nelle pareti che circondano il caminetto o la stufa. 24

25 Classificazione e distanze di sicurezza per caminetti e stufe costruiti a mattoni in Finlandia. RakMk E8. Classificazione per temperatura superficiale Classificazione di tutte le parti della stufa o del caminetto Superficie calda Superficie molto calda Superficie di combustione Superficie incandescente Temperatura media Distanza di protezione, mm Posizione orizzontale Sopra Meno di Sotto , , , Il coperchio in muratura intorno al caminetto è considerato parte della distanza di protezione. Un giunto di espansione di almeno 5-15 mm deve essere lasciato tra il focolare e il coperchio. 2 La distanza di protezione è ridotta del 50% per singola protezione e del 75% per doppia protezione. 2 La distanza di protezione è ridotta del 25% per singola protezione e del 50% per doppia protezione. 4 La distanza di protezione per superfici di stufe cast iron è 1,000 mm. Le superfici calde includono le porte in frassino, le superfici molto calde, gli sportelli principali dei forni da cucina, le superfici di combustione, le superfici delle stufe in ghisa, e quelle roventi, le tubature di collegamento e le altre parti in metallo di caminetti e stufe che diventano rosse quando scaldano. 25

26 4 Selezione, acquisto e conservazione della legna da ardere Qualità del legname Tutte le specie di alberi possono essere usati per ardere ma, naturalmente, specie diverse hanno proprietà diverse ed è utile notare le differenze in termini di qualità. Le conifere, come l abete, il pino, possono sprigionare molte scintille quando bruciano, perciò non sono l ideale per l uso nei caminetti aperti. Certamente questo non li esclude dall essere usati in caminetti chiusi o stufe per riscaldamento continuato di saune. Robinia, faggio e quercia in Europa Centrale e la betulla nei Paesi Nordici hanno un alto potere calorifero grazie alla densità del legno. Robinia, faggio, quercia e betulla sono perciò ideali per riscaldare forni, caminetti ad accumulo e caminetti aperti. L ontano è particolarmente indicato per saune riscaldate in continuo, tanto quanto per stufe e caminetti aperti. Il fattore più importante che si ripercuote sulla qualità del legname è il tenore di umidità, che determina quanta energia può essere usata. Quello ideale è minore del 20%. Generalmente il contenuto nel legno fresco si aggira tra il 45% e il 55%. Dopo 1 o 2 anni di tempo di stoccaggio il legname si trova in una condizione di essiccamento all aria con un contenuto di umidità tra il 15% e il 20%. Il legno duro secca più lentamente di quello tenero, e il tempo di essiccamento della quercia è particolarmente lungo. Idealmente il legname da ardere dovrebbe essere conservato per almeno due anni in un posto soleggiato e ben areato. La combustione di legno tagliato fresco e umido in una stufa produce poca energia e può danneggiarne il focolare. Contenuto di umidità di legno fresco e asciutto. VTT La legna secca, tagliata in dimensioni idonee, è più facile da bruciare di quella umida e brucia inoltre in modo più efficiente, produce meno emissioni e fornisce più calore: più la legna è secca, maggiore è il potere calorifero. Nel bruciare 10 kilogrammi di betulla che ha un 20% di tenore idrico, 2 kilogrammi di acqua si perdono per evaporazione, in confronto a 4 kilogrammi se il contenuto idrico è del 40%. Il contenuto di energia di 10 kilogrammi di legno umido è di 31 kwh, mentre di legno secco 41 kwh. Gli strumenti manuali eliminano il bisogno per la produzione di energia non ecocompatibile e sono ideali per tagliare piccole quantità di legna. Sono disponibili speciali scuri per tagliare i tronchi, e si possono usare altri prodotti come troncatrici a nastro o 26

27 troncatrici radiali, ma alimentati da corrente elettrica. Questi prodotti sono progettati per essere sicuri, più ergonomici e più efficienti delle asce tradizionali. Foto: Smart Splitter, Logmatic Wedge Axe e Vipukirves Lever Axe, La persona che opera la motosega dovrebbe usare tutte le migliori attrezzature per la completa sicurezza. 27

28 Non c è molta differenza nel contenuto di energia tra diverse specie di alberi sulla base di pesi simili. In termini di volume robinia, faggio e betulla hanno il più alto contenuto di energia dovuto alla loro densità. Tutte le specie di legno contengono quantità uguali di energia -4kWh/kg con un tenore di umidità del 20%. Tabella 4. Proprietà tipiche del legname (t. idrico < 20% in peso). Specie arboree Potere calorifico finale per combustibile in contenuto tipico di umidità, kwh/accatastati m 3 Pioppo 1,110 Abete bianco 1,300 1,320 Pioppo tremulo 1,330 Abete 1,350 1,370 Pino 1,360 1,570 Ontano 1,230 1,400 Salice 1,440 Larice 1,780 Acero 1,675 1,780 Betulla 1,700 1,810 Frassino 1,870 Faggio 1,850 1,930 Quercia 1,890 2,030 Robinia 2,040 2,200 Le quantità di legname sono date in metri cubi. Per un metro cubo stero di legna in catasta si intende una catasta di legna che occupa uno spazio di un metro cubo. Un metro cubo di legna sfusa è uguale ad una scatola di un metro cubo in cui i tronchi divisi sono ammucchiati. Questo è anche definito come metro cubo alla rinfusa. Naturalmente i rapporti di conversione tra i volumi nella tabella sottoriportata sarà dipendente dalla misura dei tronchi e da come sono arrangiati. Il legname è di solito venduto sia al metro cubo sfuso sia al metro stero. Valori di conversione dei volumi. Disegni: VTT Paragone dei volumi di legna da ardere in Finlandia. Conversione in accordo all istituto TTS Unità di misura Sfusa m 3 m 3 STERO In massa m 3 Sfusa m 3, 330-mm tronchi divisi Accatastati m 3, 330-mm tronchi divisi Accatastati m 3, 1000-mm tronchi non divisi In massa m In Austria un metro cubo stero equivale a 0.7 metri cubi in massa e 1.4 metri cubi sfusi. Un metro cubo accatastato di legname duro essiccato all aria pesa tra 410 e 550 kg, a 28

29 seconda del tipo di legno. Il peso del legno tenero seccato all aria va da 350 a 450 kg. Una caratteristica di qualità importante oltre alla dimensione e al tipo di legno è l umidità. Il legno tagliato fresco è di solito immagazzinato e seccato in pezzi di un metro con una buona areazione. Fabbisogno di legna La quantità di legna necessaria ogni anno dipende da molti fattori. Nelle abitazioni private il legname da ardere è tipicamente bruciato nei caminetti per la produzione di calore, come nell area del Mar Baltico per riscaldare saune e la quantità dipende dalla frequenza dell utilizzo. Se la legna rappresenta l unica fonte di riscaldamento, la quantità di legna necessaria ogni anno dipende da parecchi fattori, come la quantità di spazio da scaldare, le condizioni atmosferiche e il livello di isolamento termico. L efficienza del caminetto o della stufa pesa anche sulla quantità di legna necessaria. Il rapporto di efficienza degli ultimi caminetti ad irraggiamento è alta e oscilla tra l 80% e l 85%. Se la legna è l unica fonte di riscaldamento, il consumo annuo di energia di riscaldamento è 20,000 kwh e l efficienza del caminetto ad immagazzinamento di calore è l 80%, ci sarà bisogno di 25 metri cubi sfusi o di 15 metri cubi accatastati di betulla essiccata o tronchi di faggio per produrre l energia di riscaldamento richiesta. Se il caminetto è usato come risorsa addizionale di riscaldamento, o se la stufa per la sauna è scaldata in media due volte a settimana circa all anno, e il rapporto d efficienza è il 75%, sono richiesti circa 7 metri cubi sfusi o 4 metri cubi accatastati di betulla essiccata o tronchi di faggio. Se è bruciato l ontano invece della betulla, allora la domanda di legna da ardere è 1.4 volte più grande. La quantità giusta di legname per ogni riscaldamento è in genere un kilo per 100 kilogrammi di caminetto. Un caminetto tipico dei Paesi Nordici pesa 1,500 kg, così la giusta quantità di legname è circa 15 kg. La quantità di legname richiesta è divisa in parecchi carichi (da 3 a 5 kg per carico) In Italia una tipica vecchia abitazione può consumare mediamente circa 12 metri cubi di legna in catasta (19 MWh). In Spagna le case per fine settimana necessitano annualmente di 3.2 metri cubi in catasta (5,000 kwh). In Finlandia il consumo varia molto. Le case per vacanze in Finlandia consumano all anno 2.7 metri cubi per casa. Abitazioni private consumano in media 5.7 metri cubi in catasta (9,700 kwh), e le fattorie 21.6 (29,900 kwh) in Finlandia. In Francia un abitazione tipo circa 5.3 mc stero all anno (12,250 kwh). Esempio Il valore del potere calorifico totale del legname come ricevuto (combustibile umido) può essere calcolato dal valore del potere calorifico totale delle basi essiccate secondo l equazione (EN ) (4). 100 M ar qp, net, ar = qp, net,d ( ) 0, M ar 100 dove (4) 29

30 q p,net,ar q p,net,d M ar valore del potere calorifico totale (a pressione costante) come ricevuto (MJ/kg); valore del potere calorifico totale (a pressione costante) del materiale essiccato (MJ/kg); contenuto di umidità come ricevuto (percentuale in peso) 0,02443 fattore di correzione dell entalpia di vaporizzazione (a pressione costante) dell acqua (umidità) a 25 C [MJ/kg per 1% in peso di umidità]. In questo esempio il valore del potere calorifico totale in base secca q net, d è19 MJ/kg. Il valore del potere calorifico totale per combustibile umido (20 % in peso) è q net, ar =19 x (100 20/100) 0,02443 x 20 = MJ/kg Nota: 1 MJ/kg = 1/3.6 kwh = kwh =1 kg x MJ/kg/3.6 = 4.09 kwh/kg Se l efficienza della stufa è dell 80%, l energia immagazzinata totale è pari a 0.8 x 4.09 kwh = 2.6 kwh. Conservazione Il contenuto di umidità della legna essiccata varia in base alla temperatura e all umidità dell aria circostante. A seconda della stagione, a latitudini nordiche, il contenuto idrico del legno in una rimessa riparata all aperto può variare tra il 15 e il 25%. Conservare nel miglior modo il legname aiuta a prevenire l accumulo di muffe e putrescenze e per questo motivo è importante mantenere asciutta la legna essiccata. 3.5 metri cubi di legna su pallet e ingabbiati da filo metallico. Foto: Kari Hillebrand, VTT. Seccare e conservare tronchi semi-asciutti La rimessa ideale della legna deve essere spaziosa, ben ventilata e protetta dall umidità e dalla pioggia. Se si pianifica di continuare a seccare i tronchi in una legnaia all aperto, l area di stoccaggio dovrebbe essere ventilata dal pavimento e dalle pareti. Considerata la minore quantità d aria e spazio aperto all interno della legnaia, la diminuzione di umidità dei tronchi dovrebbe avvenire prima di stoccarli. L aria dovrebbe fluire liberamente sotto, intorno e tra i tronchi. Il flusso di aria sotto la catasta può anche essere assicurato con strutture di pavimentazione appropriate o tronchi di supporto. Sui pavimenti di calcestruzzo piani è richiesto meno spazio sotto i tronchi, e si possono usare sottili tronchi o pallet vuoti 30

31 come supporto. Se la superficie della parete è piana, il flusso di aria può essere assicurato dal posizionamento di sottili tronchi o assi tra la parete e il cumulo. Nelle tettoie all aperto senza pavimenti, il flusso d aria dovrebbe essere assicurato nella stessa maniera come con i cumuli esterni. Se possibile tra le pile dovrebbe essere lasciato dello spazio e dovrebbe esserci sufficiente ventilazione tra la legnaia e l aria aperta per prevenire la muffa. La legnaia dovrebbe essere larga abbastanza da immagazzinare per un carico annuale (o di mezzo anno) di legna. In molte abitazioni si consuma una media di 6 metri cubi di legna da ardere all anno. Questa quantità di legname riempirà all incirca un area di cinque metri quadrati. L area di immagazzinamento dovrebbe essere resa abbastanza grande per lasciare uno spazio sufficiente intorno alle pile per la sicurezza e libertà di accesso alla legna. Una legnaia correttamente progettata dovrà avere ampie porte d apertura e soglie basse per facilitarne l accesso: quest ultime rendono facile il riempimento delle legnaie. Idealmente la porta di apertura dovrebbe essere ampia abbastanza per consentire ai tronchi di essere trasportati su pallet con un muletto. La porta dovrebbe essere rivolta verso la casa in cui verrà utilizzata la legna. La giusta posizione della rimessa per la legna aiuterà a renderne conveniente l uso: dovrebbe essere situata il più vicino possibile ad una strada o un vialetto, e dovrebbe esserci intorno spazio sufficiente affinché i ciocchi siano scaricati prima di essere immagazzinati; il vano deve essere sufficientemente grande per operare con un camion, un caricatore o un rimorchio, e la strada o vialetto di accesso deve essere in grado di contenere il peso dei mezzi. La distanza tra la rimessa e l edificio sede dell impianto termico dovrebbe essere la più breve possibile. La rimessa è spesso più necessaria nella stagione invernale buia. Questa e l accesso dovrebbero essere sufficientemente ben illuminati per assicurare un passaggio sicuro. Conservare tronchi asciutti I tronchi asciutti possono essere anche stoccati al coperto. Comunque, si deve fare attenzione alle misure di sicurezza antincendio, aspetti di sicurezza professionale e generale comodità quando si pianifica l immagazzinamento del legname. Per rendere l uso del caminetto il più conveniente e facile possibile, la legna dovrebbe essere portata al coperto in un atmosfera riscaldata un giorno prima di essere bruciata. L umidità della stanza condenserà sulla superficie del legno freddo, rendendolo più difficile 31

32 da accendere. La legna dovrebbe essere posta di lato al caminetto in modo tale da scongiurare ogni rischio di combustione accidentale. A seconda del tipo di caminetto sono raccomandate diverse distanze di sicurezza che devono essere rispettate. É consigliato che sia immagazzinato al coperto un massimo di 0.5 metri cubi di legna a meno che non sia un area separata a comparti. Le aree di stoccaggio a comparti dentro le abitazioni includono stanze per la caldaia, garage per automobili e aree di stoccaggio combustibile. Anche se un garage per auto o un riparo per motorini o moto è fatto a comparti, tali mezzi e la legna da ardere non si devono trovare insieme nella stessa area allo stesso tempo. In Finlandia esiste una normativa che prevede che le aree di stoccaggio combustibile debbano essere separate in comparti. Nelle abitazioni il livello di resistenza al fuoco per tali comparti di solito deve permettere una resistenza alle fiamme da 30 a 60 minuti prima di propagarsi. I materiali superficiali delle pareti interne e i soffitti hanno i propri requisisti a cui attenersi. I materiali del pavimento non hanno una regolamentazione propria di sicurezza anti-incendio. Se un area di stoccaggio combustibile è situata nel seminterrato dell edificio, i requisiti dei materiali dell edificio sono molto più rigorose. In Italia, Spagna, Francia e Austria non ci sono regolamentazioni speciali sullo stoccaggio di combustibile per sistemi di riscaldamento con potenze minore di 35 kw. L unica raccomandazione è di mantenere il combustibile in un luogo asciutto per non inficiarne la qualità. In Italia i sistemi di riscaldamento con potenza superiore a 35 kw devono attenersi al decreto ministeriale del 28 aprile In Finlandia le rimesse per legna esterne hanno le proprie regolamentazioni di sicurezza anti-incendio, che variano a seconda della distanza della rimessa dagli altri edifici. Se quest ultima è maggiore di otto metri, non occorre un ulteriore protezione anti-incendio. Se, invece, è minore, è richiesta una struttura di protezione per limitare il più possibile la propagazione della fiamma, di solito tramite la creazione di comparti. Ci sono anche restrizioni basate sulla distanza dalla rimessa al confine della proprietà in cui è collocata: quest ultime possono variare in funzione del Comune di appartenenza. 32

33 Si deve rispettare le norme anti-incendio anche quando lo stoccaggio del legname è temporaneo. La legna non dovrebbe essere immagazzinata contro le pareti esterne degli edifici. Se la catasta si incendia, tutto l edificio potrebbe essere distrutto dal fuoco. Le cataste possono anche causare danni alla struttura se accatastate contro le pareti esterne. Ispezioni ufficiali dell edificio e vigili del fuoco locali possono dare utili consigli circa la sicurezza anti-incendio, (come compartizzare) e dove porre le rimesse per il legname. Acquisto della legna Prodotti, caratteristiche, qualità ed imballaggio Oltre che raccogliersi personalmente la legna, è possibile acquistare combustibili legnosi pronti per l uso. I più comuni includono legname da ardere, pellet e brichetti. Il legname è venduto sotto forma di legna tagliata in varie quantità e di specie diverse. I fornitori professionali preparano i loro prodotti in accordo con requisiti di qualità, ed in genere la qualità del legname già confezionato è migliore del legname che è stato raccolto personalmente. Le lunghezze comuni del legname in Europa sono 25, 33, 50 cm con diametri da 8 a 15 cm. Gli standard CEN EN per la qualità del legno sono in corso di sviluppo e saranno pubblicati nel In Austria la dimensione del tronco è definita dagli standard ÖNORM M 7104 e M La legna in ciocchi proviene principalmente dall agricoltura e dalla silvicoltura su piccola scala e distinta tra legna dura e tenera e classificata in base alla taglia. Il tronco che è stato tagliato in un appropriata lunghezza è pronto per essere usato per ardere. Le lunghezze più comuni sono 25, 33, 50 e 100 cm. Quando si compra il legname, è d aiuto considerare come sarà usato: quando si usa come fonte di calore, la caratteristica fondamentale dei ciocchi è che siano sufficientemente asciutti, ma è importante verificare anche la dimensione in base all uso che se ne deve fare. Possibili funghi e muffe sui ciocchi non influiranno sulla loro capacità di bruciare, ma potrebbero causare vari sintomi agli occhi e alle vie respiratorie dell utilizzatore specialmente durante la manipolazione. La regolarità del taglio dei ciocchi e altre qualità estetiche non giocano un ruolo importante sulla qualità della combustione, ma possono influire sulla maneggevolezza. I ciocchi sono venduti sia sfusi che imballati. I primi sono generalmente consegnati all utente tramite rimorchio. Dopo che sono stati scaricati, è compito dell utente rimuoverli nel magazzino per evitare che si inumidiscano. Quelli imballati sono venduti in vari tipi di imballaggi, tra cui molto comuni sono i sacchi in maglie rinforzate, borse in tessuto resistente, borse in plastica con buchi per la ventilazione, imballaggi in plastica o scatole di cartone. Di solito la dimensione d imballaggio più comune è di un metro cubo in un sacco di maglia rinforzata o pallet. La capienza dei sacchi in maglia, le borse di plastica dotate di buchi di ventilazione, gli imballaggi in plastica e le scatole di cartone è in genere di 30 o 40 litri, che contiene da 10 a 15 kg di legna tagliata. Gli imballaggi più convenienti contengono abbastanza legna da ardere e piccoli stecchi per un singolo fuoco. Il legname imballato è spesso venduto alle stazioni del gas, ferramenta, nei negozi di prodotti agricoli, o direttamente da fornitori. 33

34 In certe regioni è disponibile un servizio in cui il fornitore trasporta i ciocchi pronti all uso direttamente all abitazione del consumatore. Tale servizio è ideale se non si possiede aree proprie di immagazzinamento per legna asciutta, ed è richiesto che il camion di consegna sia in grado di avvicinarsi all abitazione. I pellet sono un combustibile uniforme, asciutto, compresso costituito da una biomassa uniforme costituita da residui e co-prodotti del processo meccanico industriale di lavorazione del legno. Il materiale grezzo è principalmente segatura asciutta, polvere di legno triturato e trucioli tagliati. I pellet hanno una forma cilindrica di diametro pari a 6 o 8 mm ed una lunghezza da 5 a 40 mm. Il contenuto di energia dei pellet di legno è 4.8 kwh/kg e il tenore idrico è minore del 10%. I pellet in legno sono usati in caldaie/stufe attrezzate idoneamente con bruciatore a pellet, ed in caminetti a pellet. Un contenitore appositamente progettato per pellet deve essere usato per bruciare pellet in caminetti comuni. Il Pellet è venduto sia all ingrosso in sacchi da 500 a 1,000 kg o in sacchi piccoli da 10 a 20 kg. Pellet sfuso può essere ordinato direttamente dai produttori. I sacchi possono anche essere acquistati dalla ferramenta e dai negozi di prodotti agricoli. I Bricchetti di legno sono anch essi prodotti da residui e sotto-prodotti del processo meccanico industriale di lavorazione del legno. La dimensione delle brichetto è più grande dei pellet, generalmente il più piccolo ha un diametro che va da 50 a 75 mm. I bricchetti hanno forma cilindrica o a mattonella ed un contenuto di energia pari in peso al pellet di legno. I brichetti sono anche forniti in pacchi e sfusi. Quando usati per il riscaldamento è importante notare che i brichetti contengono più di due volte l energia per volume di tronchi tagliati. Commercio con internet Comprare e vendere in internet è sempre più popolare, anche per legname, pellet e brichetti. Siti web di fornitori di legna sia per uso civile che per servizi riguardanti la legna in genere possono essere trovati su internet. Molti servizi sono disponibili in Europa (vedi Questi siti propongono motori di ricerca che rendono possibile trovare i dettagli per fornitori di legna una volta scelto luogo e prodotto. I prezzi e la qualità del legno possono essere facilmente comparati e gli ordini fatti tramite compilazione di moduli online, o per , lettera o telefono. Le aziende di vendita al dettaglio on-line sono regolamentate alle condizioni di vendita e trasporto a cui i fornitori devono essere soggetti. Il venditore deve garantire che il suo legname rispetti criteri di qualità stabiliti nei termini e nelle condizioni di vendita. Il pagamento ha luogo direttamente tra il compratore e il venditore. Il trasporto a casa, tempi di consegna e altri servizi annessi sono definiti in anticipo direttamente tra le parti coinvolte. 34

35 5 Fornire aria sufficiente per la combustione Perchè la combustione ha bisogno d aria In teoria il legno ha bisogno di circa 3.7 m 3 di aria al kilogrammo quando brucia. In pratica il rapporto di aria per la combustione (λ) in caminetti o stufe con sportelli è da 2 a 2.5, per cui per un kg di legna si usa da 7.5 a 10 m 3 di aria. Nei modelli più recenti il rapporto è un po più basso, da 2 a 2.2. In caminetti aperti senza sportelli il coefficiente va da 10 a 30, il che significa che si usano da 40 a 110 m 3 di aria per ogni kg di legna. L aria di combustione è generalmente separata in due flussi distinti: aria primaria e secondaria. Nei caminetti e nelle stufe equipaggiati con griglie da fuoco tradizionali, l aria primaria è portata al fuoco attraverso un apertura sotto la griglia. L aria secondaria è immessa attraverso apposite aperture previste dentro il caminetto o la stufa, ed è anche usata per aiutare a tenere lo sportello di vetro pulito dall interno. In stufe e caminetti di recente costruzione, l aria secondaria è immessa molto più efficacemente. Allo stesso tempo la quantità primaria di aria è limitata durante la combustione per aiutare a garantire che la gassificazione del legno non avvenga troppo velocemente. Nei modelli recenti l aria primaria è di solito immessa al di sotto della grata, mentre l aria secondaria è concentrata su due zone: sopra al fuoco e sul davanti del caminetto o del forno. Lo scopo è di creare una buona miscela di aria e gas di combustione, per aiutare a mantenere il flusso di gas nel caminetto o nel forno tanto a lungo da raggiungere una combustione completa e quindi pulita. Come risultato, le emissioni risulteranno significativamente ridotte. Nelle stufe senza griglie, come i forni da cucina e le stufe tradizionali in piastrelle, l aria primaria è immessa attraverso lo sportello davanti al caminetto. L aria secondaria è regolata da prese d aria o aperture, oppure può essere immessa tramite un tubo separato sul retro della stufa. La quantità di aria di combustione necessaria dipende da queste due fasi di combustione. Il fabbisogno è maggiore mentre bruciano i prodotti di pirolisi del legno (gas) pertanto è importante combinare l aria con i gas che si sono formati durante il processo di combustione. Il fabbisogno di aria secondaria è maggiore quando bruciano sostanze gassose. Quando restano solo le braci, difficilmente è richiesta aria secondaria, in quanto, in questa fase, solo queste bruciano e non si formano più gas. É difficile regolare la quantità ottimale di aria di combustione all interno del caminetto o la stufa. Per ottenere una buona combustione e un flusso pulito di gas, la quantità di aria dovrebbe essere regolata in continuo. I nuovi modelli di stufe forniscono precise istruzioni per regolare l idonea quantità d aria ed avere una combustione il più possibile completa. Durante la combustione se fuoriesce del fumo nero dalla canna fumaria, la combustione non è ottimale. Di solito accade se il legno sta gassificando troppo rapidamente e c è aria di combustione insufficiente per bruciare tutti i gas. Se le fiamme si propagano nel tubo della canna fumaria, c è troppa aria di combustione. 35

36 Fornire aria di combustione ad un caminetto ad irraggiamento. Foto: Tulikivi Oyj Importanza dei tubi di fumo e della canna fumaria Le tubature per i fumi e le canne fumarie permettono di convogliare i gas nei condotti dal caminetto/stufa o dal forno verso l aria esterna. La qualità del tiraggio nella canna fumaria dipende dalla differenza in densità tra i gas del tubo e l aria esterna (kg/m 3 ), come dall altezza della canna fumaria. I gas più caldi fluiscono attraverso la canna fumaria poiché hanno una maggiore differenza di densità. La loro temperatura dovrebbe essere almeno di 120 C per assicurarne un tiraggio sufficiente: questo previene anche che l acqua condensi sulle pareti dei tubi. Le canne fumarie sono progettate in base, al tipo di caminetto o stufa, al tipo di combustibile usato per garantire sufficiente tiraggio, secondo norme di sicurezza antiincendio e naturalmente sono progettate per essere solide e di lunga durata. Specifici standard EN sono stati creati per normare caminetti e stufe. Questi test restituiscono i dati richiesti per individuare e selezionare la canna fumaria più idonea. La progettazione dell impianto determina anche la qualità del tiraggio. Il flusso dei fumi esausti attraverso le condotte dovrebbe avvenire nella maniera più naturale possibile, e dovrebbero essere evitati angoli stretti. Per migliorare tale aspetto la canna fumaria dovrebbe essere posizionata in cima al tetto ed essere il più verticale possibile. La cima della canna fumaria dovrebbe essere protetta dagli agenti atmosferici. Al momento della progettazione di coperture per canne fumarie, si prendono in considerazione l effetto della neve e la necessità della sua pulizia. L altezza aumentata dalla copertura non si considera nel calcolare la lunghezza della canna fumaria. Canne fumarie e loro coperture sono fatte di materiali di classe A1 non infiammabile. Oltre al design della tubatura, anche le condizioni locali e climatiche possono influire sul flusso. Se l abitazione è situata accanto ad una foresta di alberi di alto fusto, anche la lunghezza della canna fumaria dovrebbe essere sovradimensionata. Creare un buon flusso in condizioni di bassa pressione non è semplice, data la ridotta differenza di densità. I manuali tecnici finlandesi per le costruzioni (RakMk E3 e E8) comprendono 36

37 direttive e leggi riguardanti la sicurezza anti-incendio delle tubature e delle canne fumarie, come dei caminetti e delle stufe. Questi manuali includono inoltre informazioni su tubature e canne fumarie specifiche. Fabbricanti e importatori di caminetti e stufe di fabbrica devono fornire dati circa la quantità e la temperatura dei gas dei condotti in accordo con gli standard europei per caminetti e stufe. La dimensione delle condotte di fumo che sono costruite sul posto varia tra dimensione intere (circa 140 x 270 mm) o dimezzate (circa 140 x 140 mm). Caminetti aperti richiedono dimensioni e tubature larghe (300 cm 2 ). Questi ultimi sono indicati per stufe a caminetto o grandi stufe per riscaldamento e forni da cucina. I tubi di ridotte dimensioni sono generalmente sufficienti per stufe più piccole per il riscaldamento, forni da cucina e stufe per cucinare e sono in mattoni o acciaio inox (manuale di regolamentazione da costruzione finlandese E3 e RIL per piccole tubature). Diversi tipi di tubature sono diventate più popolari negli ultimi tempi ed utilizzati nelle saune, nelle stufe a pellet e nei caminetti. Tubi e ciminiere devono sottostare a standard EN propri e a requisiti CE. Disegni di tubature di metà e di massima dimensione. Altezze minime di ciminiere per la sicurezza in Finlandia. 37

38 Nei paesi nordici, quando un caminetto o una stufa non vengono usati, i tiraggi eccessivi sono impediti dall uso di una valvola metallica apposita per canna fumaria. Le valvole non sono consentite in tutti i paesi. Sono progettati per essere semplici ed efficaci da usare ed i materiali sono conformi a quello di costruzione della tubatura. La valvola è messa dentro il tubo oppure dove il caminetto ed il tubo si incontrano. Le valvole possono anche essere preservate da una sportello resistente ai gas sul davanti del caminetto o della stufa. La valvola dovrebbe essere posta il più vicina possibile al limite delle aree calda e fredda. Valvole scorrevoli o rotanti sono installate in modo che siano facili da pulire. Quelle moderne devono includere un piccolo interstizio (3% dell area superficiale) per consentire al monossido di carbonio di uscire dalle ceneri attraverso la canna fumaria. Valvola scorrevole e valvola per canna fumaria estiva. Foto: Polar Metalli Oy Quando i fumi iniziano a fuoruscire dal caminetto o dalla stufa si freddano subito. Se il tubo è della giusta dimensione, la temperatura dei gas del tubo dovrebbe diminuire di 10 C ogni metro. La temperatura dei gas del tubo non dovrebbe diminuire troppo per prevenire l accumulo di vapore acqueo, acidi, cenere e catrame sulla superficie dei tubi (il punto di rugiada). Il raffreddamento e la concentrazione di fumi che avviene dipendono da molti fattori come la progettazione e le caratteristiche della canna fumaria e la temperatura dell aria esterna. Standard EN sono anche stati introdotti per tubature piccole classificate secondo la temperatura. I costruttori di caminetti o stufe devono specificare che le canne fumarie debbano essere conformi alla giusta categoria di calore. In più il costruttore o chi importa deve indicare la quantità di gas nei condotti che sono creati dal caminetto o dalla stufa. Se il vapore acqueo si condensa sulla superficie delle tubature, le canne fumarie in mattoni possono iniziare a sgretolarsi. I mattoni assorbono l umidità, e quando questa gela si espande e rompe i mattoni. Il fenomeno causa la frantumazione delle canne fumarie. L umidità può anche essere creata dalle perdite stesse di calore della canna fumaria e da dimensioni eccessive. Ad esempio le perdite di calore nelle vecchie case si creano dove le canne fumarie non isolate passano attraverso soffitte fredde che causa il raffreddamento eccessivo dei gas dei condotti. Lo stesso avviene se il condotto è troppo ampio, causando la colatura giù per le pareti dell aria fredda. Questa raffredda la parte alta della canna fumaria. In più, i gas del condotto si raffreddano più rapidamente dentro ampi condotti a causa del flusso più lento. 38

39 Le cime delle canne fumarie in mattoni, o camini, sono protette dai fenomeni atmosferici tramite una lastra di cemento rinforzata che dirige i fumi verso l esterno o con coperture speciali per camini. Queste devono essere montate in modo tale che ci sia spazio sufficiente per la pulitura della canna fumaria. I camini possono essere protette con una lastra. Foto: Kauhabisnes Oy In Austria le canne fumarie sono prodottte in accordo agli standard EN (vedi la bibliografia). Diversi tipi di canne fumarie in Austria. Fonte: ÖNORM EN In Francia l uscita della canna fumaria deve essere 40 cm più alta di ogni cima nel raggio di 8 m senza ostruzioni. 39

40 Se la pendenza del tetto è minore di 15 e per tetti piani, l uscita della canna fumaria deve essere di almeno 1.20 m più alta del profilo del tetto e almeno di un metro più alta di eventuali ornamenti se più alti di 20 cm. La canna fumaria deve essere resistente all acqua, con un diametro adattabile al dispositivo connesso e senza riduzione di diametro. Soltanto un dispositivo può essere connesso al condotto. La dimensione della tubatura deve essere collegata alla potenza del sistema. In ogni caso, il diametro minimo è 18 cm. Il condotto deve essere almeno 5 cm più basso del soffitto della stanza in cui il dispositivo di riscaldamento è posizionato. Al fine di prevenire la condensazione e facilitarne il tiraggio, si preferisce un condotto isolato inoltre la temperatura esterna delle pareti in una stanza abitabile non dovrebbe salire sopra i 50 C: in stanze non abitate questa temperatura non dovrebbe salire sopra gli 80 C. La canna fumaria deve avere uno sviluppo il più possibile rettilineo. Secondo la normativa, è ammesso un solo cambio di direzione(o due piegature a 45 ). La distanza tra la parete esterna del condotto e le vicine superfici infiammabili dipende dalla classe di temperatura del condotto usato. Il tubo di raccordo: deve essere visibile e rimuovibile per tutta l intera lunghezza; deve essere in grado di espandersi liberamente; è unito con il giunto femmina nella direzione del dotto per i fumi; deve avere una sezione almeno uguale al bocchettone del sistema nessun riduttore dovrebbe essere posto sul bocchettone; può contenere un riduttore nella parte di giunzione alla canna fumaria; e dovrebbe essere il più corto possibile. In Italia si applica la legge UNI Settembre Generatori di calore alimentati tramite combustibili legno o altri combustibili solidi Requisiti per l installazione per canne fumarie e condotti. Lo standard stabilisce i requisiti per la progettazione della canna fumaria, del condotto e dei canali. Lo standard UNI 7129 Dicembre 2001 Impianto per la rete di distribuzione di gas per utenze domestiche. Design, installazione e manutenzione fornisce informazioni sull uscita della canna fumaria per gli impianti a gas e, senza una regola specifica per impianti a biomasse, si fa riferimento a questa legge. 40

41 Pendenza del Distanza tra gli assi della cima Altezza minima della Altezza del riflusso tetto del tetto e la canna fumaria canna fumaria d aria α A (m) H (m) Z (m) 15 o o o o Per circolazioni naturali, l aria di combustione dovrebbe essere sufficiente ad evitare una possibile inversione di corrente. In casi normali l aria è immessa nella stufa dall ambiente esterno. Un apertura d immissione di 50 mm di diametro della stufa è posizionato sul retro della stufa. Se dietro la stufa è presente una parete esterna deve essere fatto un buco per l aspirazione dell aria di diametro da 8 a 10 cm ad un altezza dai 20 ai 30 cm dal pavimento. Una griglia di aerazione deve essere installata esternamente; nello specifico per posizioni esposte al vento e agli agenti atmosferici, possono occorrere anche protezioni anti-pioggia e antivento in più. Si deve evitare ogni possibile ostruzione interna o esterna del foro. Se non è presente una presa d aria esterna sul muro dietro la stufa, dovrebbe essere trovata un altra posizione vicino alla stufa, fintanto che la stanza non è usata come camera da letto o bagno e non è a rischio per il fuoco. Se non è possibile fare un foro dall esterno, la presa ad aria deve essere realizzata con altri accorgimenti (una grata nel muro, un uscita attraverso una persiana o copertura scorrevole). Lo standard UNI proibisce il prelievo di aria di combustione dai garage, o da stanze magazzino con materiali infiammabili o attività che potrebbero essere soggette a pericolo di incendio. Ogni volta che la stufa si trova nella stessa posizione con altri sistemi di riscaldamento, la quantità di aria aspirata disponibile deve essere sufficiente per tutti gli apparecchi. Allo stesso tempo è proibito l uso di gas di tipo B (corrente naturale), pompe di calore o dotti di ventilazione. Il flusso di aria può anche essere ottenuto da una stanza adiacente, a patto che il flusso si liberi attraverso aperture permanenti. In tale stanza non devono esserci altri sistemi ausiliari di riscaldamento o prese di ventilazione. In Spagna le canne fumarie devono essere posizionate sul tetto della casa o dell edificio di tutte le abitazioni, sia moderne che meno recenti con sistemi di riscaldamenti rinnovati. In Spagna il dimensionamento della canna fumaria sarà sottoposto alle norme UNE indicate nel Codice Spagnolo di Installazioni Termiche. La canna fumaria dovrebbe essere il più possibile verticale per evitare accumuli di polvere (massimo 45 in Spagna e Francia e 30 in Finlandia) 41

42 Un canna fumaria alta deve essere il più verticale possibile. I gas dei condotti delle canne fumarie non devono avere effetti sugli edifici circostanti. Le pareti interne non dovrebbero avere ostacoli per I fumi. I tubi devono essere fissati così che l aria non possa entrare nella canna fumaria. Le canne fumarie dovrebbero avere una lunghezza di almeno un metro al di sopra del punto più alto della casa. 42

43 Le terminazioni delle canne fumarie dovrebbero avere abbastanza spazio per espandere facilmente i gas dei condotti. La stessa lunghezza del diametro della canna fumaria è il requisito minimo. Ricambio d aria e ventilazione meccanica Se la casa è equipaggiata con un condizionatore meccanico, il ricambio d aria deve di solito essere fornito separatamente per assicurare il giusto tiraggio. Il condizionatore crea al chiuso una pressione leggermente inferiore, che non è ideale per caminetti e stufe. Il condizionatore dovrebbe essere progettato in modo tale da avere una valvola di ricambio aria situata vicino al caminetto o alla stufa. Inoltre caminetti e stufe possono essere dotati di un condotto per aria fresca con un diametro di circa cm che passa sotto il pavimento. L'aria fresca è alimentato verso il fondo del camino o della stufa, ma bisogna fare attenzione che questa immissione possa essere bloccata quando caminetto o stufa non sono in uso. Le cucine hanno generalmente ventilazioni verso l esterno, che rendono difficile accendere il fuoco. Se la stufa o il caminetto si trovano in questo ambiente, dovrebbe esserci una finestra da potere aprire per fornire il ricambio d aria necessario. Mentre si riscalda il caminetto o la stufa, il condizionatore dovrebbe essere impostato per estrarre meno aria possibile o spento del tutto. Il sistema di condizionamento può essere progettato così che può essere spento per poche ore tramite la semplice pressione di un interruttore. 43

44 6 Combustione pulita ed efficiente La teoria della combustione La composizione del legname. Fonte: Alakangas, Il legno è composto principalmente di carbonio (C) (47-52% in peso), ossigeno (O 2 ) (38-45%) e idrogeno (H 2 ) ( %). A livello strutturale, in proporzioni basate sul peso del materiale secco, è composto da cellulosa (40-45%), emicellulosa (20-35%) e lignina (15-30%). Il contenuto di azoto (N) è basso (minore dello 0.5%) e il contenuto di zolfo è inferiore allo 0.05%. Di solito il contenuto minerale è inferiore al 1%. I minerali chiave sono: potassio (K), magnesio (Mg), manganese (Mn), zolfo (S), calcio (Ca), cloro (Cl), fosforo (P), ferro (Fe), alluminio (Al) e zinco (Zn). Il termine combustione si riferisce alla reazione chimica del materiale con l ossigeno, durante la quale l energia è liberata sotto forma di calore. Quando i combustibili solidi sono bruciati, avvengono le seguenti fasi: Fase iniziale di riscaldamento a 100 C Evaporazione del contenuto di umidità Pirolisi, accensione e combustione dei gas di pirolisi Combustione dei residui carboniosi Utilizzando pezzi singoli di combustibile (ciocchi), queste fasi sono di solito consecutive. Nei caminetti e nei forni dove i ciocchi hanno una certa dimensione, lo strato superficiale può asciugarsi e avviare la pirolisi, e quindi anche accendersi, mentre negli strati non superficiali ancora umidi tale processo non riesce ad avviarsi. Nei caminetti e nei forni dove il combustibile si aggiunge in certe quantità, ogni carica è ridotta completamente a cenere prima di aggiungerne nuovamente. La combustione del combustibile solido legnoso dipende dalle loro: Proprietà chimiche (reattività, temperatura di pirolisi, potere calorifero), Proprietà strutturali (dimensione, densità e porosità), e Proprietà fisiche (capacità termica, convezione termica). 44

45 La combustione dipende dal tipo di trasferimento di calore, dal trasferimento di massa e dalla velocità della reazione chimica. Di solito uno di questi tre fenomeni limita la velocità di combustione. Normalmente, in piccoli fuochi, il processo di combustione è limitato dal calore e dal trasferimento di massa. Accensione Combustione del legno e produzione di calore. VTT. Le fasi di combustione, evaporazione dell umidità, accensione e pirolisi sono processi che richiedono calore. La combustione dei gas di pirolisi e del carbone residuo a turno sono processi che sviluppano calore. La fase di accensione consiste nel riscaldamento e l asciugatura del combustibile e l inizio del processo di pirolisi. Durante l accensione il legno rilascia una grande quantità di vapore, idrocarburi volatili e gas di pirolisi che si formano a basse temperature. Una volta che la temperatura e il contenuto di gas di pirolisi raggiunge un livello abbastanza alto, si incendiano, e le fiamme sono ben visibili. Durante la combustione la temperatura dei ciocchi aumenta con le fiamme, in modo tale da avere una fase di combustione spinta e una fase di raffreddamento. La velocità di pirolisi aumenta durante la fase di combustione, mentre la formazione di sottoprodotti di pirolisi diminuisce lentamente durante la fase di raffreddamento. Nella così detta fase finale di combustione della brace si formano sottoprodotti di pirolisi e non più prodotti, e il combustibile brucia piano senza fiamma. 45

46 Evaporazione dell umidità Effetto del tenore idrico del legno sulla temperatura delle fiamme. Fonte: Wahlroos 1979 L acqua inizia ad evaporare tra 100 C e 105 C. La superficie del legno inizia ad asciugarsi a temperature inferiori ai 100 C, come la temperatura interna del legno può superare 100 C a causa dell alta pressione. Calore Il contenuto di umidità del combustibile ha un effetto diretto sulla pirolisi e la combustione. Più è alto questo valore, più lenti sono i due processi. Un ulteriore effetto si riscontra sulla quantità di sottoprodotti di pirolisi e di carbone residuo. L umidità è rimossa dal combustibile in vari modi a seconda della velocità di riscaldamento e della sua stessa quantità. Può essere rimossa insieme a particelle di combustibile sia in forma liquida che gassosa. Tale movimento in genere inibisce la combustione. Il calore di solito si trasferisce dal fuoco alla superficie delle particelle (gas di combustione caldi, radiazioni) così velocemente che non c è abbastanza tempo per l umidità di trasferirsi dall interno alla superficie in modo così veloce come è evaporata. L evaporazione richiede calore, come una pirolisi. In un primo momento il ciocco umido raggiunge la sua temperatura di essiccazione, dopo che la maggior parte del contenuto di acqua è evaporato. Come si essicca, la temperatura aumenta, e ha inizio la fase di pirolisi. Durante tale fase le molecole grandi di combustibile (come la cellulosa, l emicellulosa, e la lignina) si spezzano, creando un ampia quantità di gas di combustione, catrami liquidi e gas inerti. Pirolisi La pirolisi ha inizio alla temperatura di C. Le molecole iniziano a spezzarsi a 200 C. Calore La pirolisi dei combustibili in legno consiste principalmente nelle reazioni di degradazione sotto l influenza del calore. Tipicamente i sottoprodotti di pirolisi bruciano come fiamme intorno al pezzo di combustibile, che sviluppa più calore innescando più reazioni di pirolisi. 46

47 Durante questa fase le sostanze contenute nel legno sono trasformate in altri composti più piccoli. L emicellulosa degrada tra 200 C e 350 C, la cellulosa tra 250 C e 450 C e la lignina, che reagisce per ultima, tra C. A 400 C tutte le sostanze che evaporano sono state rimosse e la gassificazione diminuisce. I sottoprodotti di pirolisi possono essere divisi in idrocarburi leggeri e catrami (idrocarburi pesanti), come nei sottoprodotti di combustione (acqua e biossido di carbonio) e gas incombusti (monossido di carbonio e idrogeno). I sottoprodotti di pirolisi che si formano e la velocità stessa del processo dipendono essenzialmente dalla temperatura. Quando il legno è scaldato lentamente a C, la riduzione che subisce è circa l 80% della sua massa, e tale processo contribuisce all incirca al 50% del potere calorifico del legno. Durante la pirolisi lenta il combustibile si scalda gradualmente (meno di 10 C al secondo) e ad una bassa temperatura (inferiore ai 500 C), creando una grossa quantità di catrami e residui carboniosi. Quando la temperatura aumenta più velocemente, si formano più idrocarburi leggeri e meno residui carboniosi. Accensione e combustione di gas Aria primaria e secondaria Quando la temperatura sale a 180 o C, i gas si incendiano. A temperature sopra 225 C i gas che si formano continuano a bruciare dopo l accensione Il legno si incendia per la pirolisi dei gas che vi si formano intorno. L accensione avviene quando la resa di calore della reazione supera le perdite (intorno ai 270 C). L accensione dipende dalla temperatura circostante, il rapporto gas ossigeno, e se c è una vicina fonte esterna di energia. L accensione del legno dipende dal contenuto di umidità del combustibile, la dimensione del pezzo di combustibile e la temperatura circostante. L umidità inibisce l accensione, come la vaporizzazione dell acqua consuma energia e il vapore che è liberato dall interno del legno si rafredda sulla sua superficie. Pezzi grandi di combustibile impiegano più tempo ad incendiarsi a causa della velocità più lenta di riscaldamento ed essiccamento. La miscela di gas si incendia senza fiamma a 330 C. L accensione avviene istantaneamente anche tramite piccola legna secca, così come subito iniziano a formarsi i gas di pirolisi che sono richiesti per la combustione. Le temperature superficiali delle particelle durante l accensione sono C. La fiamma si estingue quando la temperature esterna della particella è 400 C. Nella fase di pirolisi il cambio di pressione nel legno è veloce a paragone della fase di combustione del residuo carbonioso. Calore Le ultime sostanze gassose rimaste, idrogeno (H 2 ) e idrocarburi (C x H y, OGC, sono rimosse a C. I gas reagiscono con l aria secondaria che si alimenta sopra il combustibile, creando le fiamme. Aria primaria e secondaria 47

48 Combustione di residui carboniosi Calore Aria primaria Ridotta Aria secondaria di combustione Il residuo carbonioso produce il 25-50% dell energia prodotta in un caminetto o in una stufa. La combustione del residuo carbonioso non richiede o poca aria secondaria, in quanto la combustione avviene dentro la brace o sulla sua superficie. Con lo sviluppo della pirolisi il rapporto C/H del combustibile aumenta, creando il residuo carbonioso. La combustione di quest ultimo è una fase senza fiamma in cui la combustione (l ossidazione del combustibile) avviene sulla superficie del pezzo di combustibile. Sebbene il residuo carbonioso rappresenti appena il % della massa asciutta di bio-combustibile, fornisce dal 25-50% dell energia totale sviluppata durante la combustione. La fase di combustione del residuo carbonioso è la più lenta. In residui carboniosi ad elevato contenuto di carbonio, avviene una ridotta forma di gassificazione e il combustibile si ossida sulla superficie o dentro piccole fessure. Combustione pulita La combustione dei ciocchi di legna è un processo di combustione per cariche: il combustibile è aggiunto nel caminetto o nella stufa in lotti relativamente grandi e ricaricato ad intervalli. In un processo continuo di combustione invece, come ad esempio per le stufe a pellet, il combustibile è aggiunto in maniera costante tramite un approvvigionamento automatico. L efficienza di combustione e le emissioni variano secondo: La temperature dei gas nei caminetti o nelle stufe, La quantità di ossigeno (aria di combustione) e la miscela dell aria di combustione, La temperatura delle pareti interne (dimensione e materiale del caminetto o della stufa) Le proprietà del combustibile (dimensione, contenuto di umidità, la posizione dentro il caminetto o la stufa e la quantità). Affinché la combustione sia il più possibile pulita nel processo di combustione per cariche, il combustibile deve essere asciutto, deve esserci la giusta quantità di aria di combustione per ogni fase, e l aria di combustione deve ben mescolarsi con i gas sviluppati dal legno: le cariche successive devono essere introdotte al momento giusto e posizionate correttamente. Il design del caminetto o della stufa è solamente un fattore che può aiutare a mantenere una combustione pulita. L utilizzatore può anche avere un ruolo chiave per la formazione delle emissioni. 48

49 Quando si accende un fuoco dovrebbero essere usati piccoli stecchi secchi: quando i pezzi di combustibile sono piccoli, l area superficiale è relativamente grande, il che permette un rapido incendio. Usare piccoli pezzi di legno quando si accende un fuoco. Foto: Eija Alakangas Alla successiva accensione si può aggiungere più legno, ma il caminetto o la stufa non dovrebbero essere riempiti. Per facilitare una combustione pulita, il combustibile dovrebbe essere aggiunto per piccole cariche per prevenire repentine variazioni nel processo di combustione. L aggiunta di molto combustibile in una sola volta causa la formazione di troppi gas, realizzando una combustione incompleta. L ossigeno nell aria di combustione non è sufficiente per una combustione corretta, e non avviene abbastanza miscelazione. Inoltre, alcuni dei gas di pirolisi che sono rilasciati dal legno non sono bruciati. Questo crea emissioni di gas di combustione nocivi per la salute, che abbassano anche l efficienza. 49

50 7 Emissioni di caminetti e stufe Come si formano le emissioni La combustione è una reazione chimica in cui il combustibile reagisce con l ossigeno disponibile e produce energia sotto forma di calore e luce. La combustione teorica ideale di idrocarburi nel combustibile produce solo anidride carbonica e acqua. La formazione di emissioni dipende dalle proprietà del combustibile (composizione chimica, contenuto di umidità, la dimensione), la quantità di combustibile per unità di tempo (kg/ora), la quantità ed il mescolamento dell aria di combustione, la progettazione del caminetto o della stufa, e come la combustione è gestita. Una combustione efficiente produce poche emissioni. Ogni processo di combustione crea acqua (H 2 O) e diossido di carbonio (CO 2 ). Se il combustibile contiene zolfo, si forma diossido di zolfo o anidre solforosa (SO 2 ). Siccome il contenuto di zolfo nei combustibili a base di legno è basso, di solito inferiore allo 0.05% del peso della sostanza asciutta, la quantità di diossido di zolfo nei gas di combustione è bassa. In genere la combustione non è completa e quando si brucia carbone si formano monossido di carbonio (CO) ed altre emissioni pericolose, come particolato e idrocarburi (C x H y o OGC). La formazione di ossidi di azoto (NO x ) dipende dalla temperatura del caminetto o della stufa e dal contenuto di azoto del combustibile. Nel legno questo è inferiore allo 0.5% del suo peso asciutto. Se la temperatura supera 1400 C, si forma il così detto NO x (certe temperature sono raramente raggiunte nei caminetti o nelle stufe tradizionali). Se il combustibile contiene cloro (Cl), in cattive o mal gestite condizioni di combustione si possono formare composti molto tossici e diossine. Generalmente questi si formano quando si bruciano rifiuti. Le emissioni prodotte da fuochi ridotti sono indicate come emissioni locali. Sono rilasciate ad altezze relativamente basse ed incidono sulla qualità dell aria circostante. Questo tipo di piccola emissione da fuochi a legna non possono essere controllati bene come quelle dei grandi impianti che utilizzano filtri per particolato e un controllo tecnologico più avanzato. Le emissioni dei caminetti e delle piccole stufe dipende da molti fattori, inclusi: La qualità del combustibile (contenuto di umidità, dimensione), La composizione del combustibile (contenuto di potassio, sodio e cloro), Il metodo di combustione (alternato o continuato) Come sono gestiti (impostazioni, accensione e riempimenti) Il metodo di riscaldamento (ad irraggiamento o a convezione). La qualità del combustibile e come si usa ha il più grande effetto sulle emissioni. I due fattori hanno un grande impatto sulla formazione di fuliggine e idrocarburi condensati, che giocano un ruolo chiave nella formazione di particolato. Nella combustione discontinua, come si ha quando si riscaldano i caminetti, gran parte degli idrocarburi si formano all inizio della combustione e durante la fase più attiva della pirolisi. Gli elementi inorganici, come potassio (K), sodio (Na) e cloro (Cl), sono facilmente vaporizzati e vanno a formare composti inorganici sotto forma di particolato con dimensioni inferiori a 1 µm, alcuni di questi sono trasportati con i gas di combustione. Una parte significativa di emissioni di particolato e molte delle emissioni di idrocarburi si sviluppano durante la fase di pirolisi. Le emissioni di monossido di carbonio si hanno inoltre nella fase di combustione del carbone. 50

51 Il legno contiene una cospicua quantità di potassio (K), che è vaporizzata durante la combustione e crea particelle residue fini. In altre parole, il particolato fine non può essere totalmente eliminato perfino con la combustione più efficiente a causa delle proprietà del combustibile. Comunque la maggior parte del particolato fine da combustione di tronchi è il risultato di una combustione incompleta. Emissioni di biossido di carbonio I combustibili fossili causano l effetto serra, ma il legno non causa emissioni nette di diossido di carbonio dal momento che gli alberi trattengono diossido di carbonio rilasciato quando il legno è bruciato. Emissioni tipiche di biossido di carbonio per diversi combustibili. Biossido di carbonio Combustibile gco 2/MJ gco 2/kWh Torba macinata Torba erbosa Pellet a torba legno 109.6* 394.6* Olio combustibile pesante Olio combustibile leggero Gas naturale Carbone * Le emissioni di diossido di carbonio da legno non sono incluse nelle emissioni di tale gas, e le emissioni totali dei combustibili legnosi sono pari a zero. Paragone dell emissione netta di biossido di carbonio di un metro cubo di legno di betulla e olio leggero contenenti la stessa quantità di energia (1,700 kwh). 51

52 Particolato (PM 10) e particolato fine (PM 2.5) Dal momento che i parametri massa, numero, dimensione, forma e composizione sono correlati, le emissioni di particolato dovrebbero essere analizzate in base a tutti questi fattori. Il contenuto di particolato si riferisce alla massa delle particelle nei gas di combustione asciutti (mg/nm 3 ) ridotti al contenuto di ossigeno desiderato, che di solito è il 13% nei caminetti e il 10% in piccole caldaie. Le emissioni specifiche fanno riferimento alla massa di particolato per quantità di energia bruciata (1 mg/mj = 3.6 mg/kwh). Il particolato fine si riferisce a particelle con un diametro di meno di 2.5 µm (PM2.5). Un µm equivale a mm. Particolato fine può essere classificato secondo la dimensione (D=diametro) come segue: Particolato ultrafine < D < 0.1 µm, Particolato inalabile 0.1 < D < 1 µm, Particolato grossolano D > 2.5 µm. La quota di particolato fine della massa totale di particolato sospeso varia in accordo al metodo di combustione e alle condizioni. In più, il particolato fine è anche descritto dalla massa (in cm 3 ) o da emissioni specifiche (mg/mj o mg/kg di legna bruciata). Il particolato fine viene da fonti remote, dai trasporti, dalla polvere e dai sali marini, e da combustioni o altre fonti. La quantità di queste stime varia in accordo a fonti diverse. Le particelle più piccole possono essere trasportate in profondità nel sistema respiratorio, causando un aumento dei sintomi asmatici e delle malattie cardiache. Ad eccezione delle particelle di fuliggine, il particolato fine in termini di cambiamento climatico ha un effetto di raffreddamento sull atmosfera. Come il particolato entra nei polmoni. La combustione discontinua e continua creano differenti livelli di emissioni. Ci sono anche variazioni considerevoli nella quantità di emissioni prodotte da ogni tipo di combustione. Piccole stufe creano un emissione di particolato totale (TPS) inferiore a 200 mg/mj sulla media. Le emissioni di monossido di carbonio, idrocarburi e particelle da combustione discontinua sono più elevate di quelle delle combustioni in continuo. La combustione in continuo (ad esempio nelle stufe a pellet) crea circa 20 mg/mj di 52

53 particolato fine e piccolo dai 5-10 mg/mj. Le emissioni di particolato da caminetti e stufe variano considerevolmente in base alla qualità del combustibile e da come il caminetto o la stufa è usata. Le emissioni di idrocarburi e di monossido di carbonio da camini e stufe ad immagazzinamento di calore più nuovi, sono un decimo rispetto a quelli tradizionali. Il contenuto di particelle dipende dal sistema di misura utilizzato. Siccome sono usati diversi sistemi, i loro risultati non possono essere paragonati direttamente. Per fare questo si dovrebbero impiegare sistemi standardizzati. Test di emissioni per caminetti e stufe In Finlandia i test di emissioni per caminetti e stufe non sono ancora richiesti, mentre in Austria, Francia e Italia sono obbligatori. I produttori finlandesi di caminetti e stufe hanno tradizionalmente testato le emissioni dei loro prodotti al fine di ottenere l approvazione di qualificazione in Austria, in Svezia, in Germania e negli Stati Uniti. In molti paesi sono richiesti le quantità di emissioni per avere l approvazione di qualificazione dei caminetti e stufe. Il ministero finlandese per l ambiente ha proposto una nuova legislazione (D8: leggi di emissioni e requisiti di efficienza per dispositivi a combustione di legname, Ministero dell Ambiente, leggi e linee guida 2008). Questa proposta di decreto oggi sta circolando per essere esaminata. I valori limite proposti per stufe sono i seguenti: CO 0.17% calcolato in 13% ossigeno (3,000 mg/nm 3, calcolato come il 10% di contenuto di ossigeno) e l efficienza almeno del 70%. Nell immediato futuro tutti i caminetti e le stufe dovranno avere marchi CE e dovranno rispettare i nuovi requisiti in emissioni ed efficienza. I soli marchi CE non garantiscono che tali requisiti siano soddisfatti. I dati sull emissioni sono misurati in particelle di: monossido di carbonio, idrocarburi e emissioni di NO x. La ricerca è anche condotta sulla formazione e le quantità di altri composti. I nuovi standard EN sono stati creati per testare i caminetti, caminetti ad accumulo di calore e le stufe, gli inserti, le stufe da cucina, le stufe a pellet e le caldaie a pellet (vedi la bibliografia). Molti altri standard di dispositivi sono anche stati preparati, come per stufe multi fuochi per sauna. Standard di prodotti armonizzati sono stati creati per gli obiettivi del marchio CE. Poiché i requisisti per il marchio CE non sono ad oggi particolarmente richiesti, molti paesi hanno requisiti nazionali con differenti livelli di emissioni. Nel 1992 il Ministero Federale dell Ambiente, Giovani e Famiglia austriaco iniziò a regolamentare tramite legge la realizzazione di sistemi di combustione su piccola scala. Le leggi sono valide per tutti i sistemi di combustione per combustibili solidi (fossili e biomasse). Limiti di efficienza per sistemi di combustione su piccola scala in Austria. Fonte: ofi. Sistemi di combustione su piccola scala per combustibili solidi; sistemi primari di riscaldamento Alimentazione manuale Fino 10 kw 73% Da 10 a 200 kw ( log Pn)% Più di 200 kw 83% Alimentazione automatica Fino 10 kw 76% Da 10 a 200 kw ( log Pn)% Più di 200 kw 86% 53

54 Limiti di emissione per sistemi di combustione su piccola scala in Austria. Fonte: ofi Sistemi per combustibili solidi Limiti d emissione [mg/mj] CO NO x OGC particolato Alimentazione Combustibile a 1, ) manuale biomassa Combustibile 1, fossile Alimentazione Combustibile a 500 2) 150 1) automatica biomassa Combustibile fossile 1) valido solo per unità di combustione a legna 2) in caso del 30% di parte di carico è consentito superare il limite del 50% Per dimostrare che una stufa o una caldaia rispetta i limiti austriaci, non è necessario testare ogni caldaia o stufa. Il costruttore è responsabile dell eseguire un ampio raggio di test al fine di ottenere il certificato, che è richiesto per la vendita. Secondo la legislazione italiana (Marzo 8, 2002 DPCM), ogni caldaia a biomassa nelle abitazioni private dovrebbe rispettare i valori di CO (< 200 mg/m 3 ) e particolato (< 150 mg/m 3 ) anche se si riferiscono ad impianti con potenze di oltre 150 kw per uso privato. In Spagna i limiti per sistemi di riscaldamento a biomassa su piccola scala sono forniti a livello regionale. Se non ci sono limiti specifici, le seguenti restrizioni generali sono predominanti: CO < 200 mg/nm 3 e particolato < 150 mg/nm 3. Effetti del tipo di riscaldamento sulle emissioni In termini di emissioni la forma di combustione più nociva è quella lenta in cui il caminetto o la stufa è generalmente riempita completamente con legno e la combustione è prolungata dal limitare la quantità di aria. Con questo metodo di combustione l alta temperatura è raggiunta troppo lentamente, e la quantità di aria è insufficiente per bruciare tutti i gas. A causa della bassa temperatura, si formano quantità alte di fuliggine e catrame e si fissano sulle superfici dei condotti e delle canne fumarie. La fuliggine che si è accumulata lungo le superfici dei canali dei fumi riduce il trasferimento di calore e aumenta il rischio di incendio. La maggior parte dei caminetti e delle stufe in Finlandia e Svezia sono modelli ad irraggiamento che sviluppano calore velocemente ed efficientemente con un consumo pari a circa 5 kg/ora di combustibile. Una caratteristica tipica della combustione discontinua è la combustione sequenziale: dopo che il combustibile si è incendiato il contenuto di CO 2 aumenta rapidamente del 15%. Al procedere della combustione, il contenuto di CO 2 diminuisce. Un basso contenuto indica quantità eccessive di aria di combustione. Carichi aggiuntivi di combustibile sono indicati dai punti singolari in monossido di carbonio lungo la curva di combustione. 54

55 Formazione di CO e idrocarburi in un caminetto tradizionale usando 3 kg di legna. L università di Kuopio ha condotto un esperimento che paragonava i risultati di una buona combustione e una combustione scarsa in una piccola stufa ad accumulo tradizionale. Una buona combustione prevede la giusta quantità d aria, ciocchi che pesano circa 0.5 kg l uno e carichi di circa 2.5 kg. Una combustione scarsa è caratterizzata da poca aria di combustione, ciocchi che sono un terzo più piccoli di ciocchi di legna ordinari, e carichi di circa 3.5 kg circa. Le emissioni risultanti dei composti gassosi e del particolato risultano molto più elevate di quelle di fuochi comuni: Le emissioni di monossido di carbonio risultano tre volte superiori, Le emissioni totali di idrocarburi (OGC) sono 9 volte superiori, Le emissioni PM1 (particolato < 1 µm) sono 6 volte più elevate, e Le emissioni di metano (CH 4 ) sono 12 volte superiori. Una scarsa combustione crea 4 volte più sottoprodotti di pirolisi di cellulosa ed emicellulosa. La quantità di composti PHA, che causano mutazioni cellulari, sono 5 volte più elevate. Dal momento che i prodotti di pirolisi sono prodotti solo dalla combustione di biomassa, tale verifica può essere usata per stimare quale proporzione di particolato è creato nell aria da fuochi di ridotta entità. Particelle sottili sono prodotte da entrambe le combustioni. In buone condizioni le emissioni di particelle consistono soprattutto in ceneri volatili inorganiche. Nelle condizioni di scarsa combustione, comunque, la porzione di tali cenere è più piccola a causa della quantità più elevata di fuliggine e idrocarburi. La combustione è più efficiente, se è più elevata la proporzione di particelle sottili. Le quantità non sono collegate necessariamente in modo diretto alla qualità della combustione. La dimensione delle particelle risulta in ogni caso più piccola dopo una buona combustione. In Europa la quantità di particolato (PM10) che può essere inalata non deve superare 50 µm/m 3 durante un periodo di 12 giorni. Inoltre il livello di composti PAH da PM10 non può superare 1 ng/m 3 all aria aperta. Nel futuro prossimo questo aumenterà a PM

56 8 Usare caminetti e stufe Caminetti da accumulo e stufe Il costruttore del caminetto o della stufa dovrebbe fornire le istruzioni per il buon utilizzo del modello specifico. Si deve porre attenzione durante la prima accensione dei caminetti e delle stufe. Le seguenti linee guida sono state redatte per usare caminetti e stufe già esistenti. Molti tipi di caminetti o stufe sono proposte per accontentare diversi fabbisogni o preferenze. Più i camini e le stufe vengono usate meglio funzionano. Usare legname piccolo e asciutto Usare legname piccolo ed asciutto. Il contenuto ideale di umidità del legno è tra il 15% ed il 20%. Il legno asciutto dovrebbe avere un suono secco quando sbattuto l un l altro. I trucioli di legno, il giornale, la corteccia e piccoli frammenti di legna sono ideali per accendere il fuoco. Il legname dovrebbe essere portato all interno prima di essere utilizzato per permettere di uniformarsi alla temperatura della stanza. Se il legname è immagazzinato all esterno, i tronchi dovrebbero essere trasportati dentro due giorni prima di essere bruciati. Ogni lotto dovrebbe pesare tra i 3 e i 5 kg. Per il primo lotto usare legna e tronchi piccoli che pesano circa 0.5 kg l uno e circa 5 cm di diametro. La lunghezza ideale è di circa 5 cm più corta della lunghezza o della larghezza della camera di combustione. Per il secondo lotto usare ciocchi più larghi che pesano circa 1 kg e hanno 8-10 cm di diametro. Un ciocco di questa taglia peserà circa quanto un litro di latte in cartone. Per forni e stufe da cucina si dovrebbero usare ciocchi più piccoli con un diametro di 5 cm in meno. Non usare mai legno da demolizione che è stato dipinto o legno impregnato da altre sostanze, in quanto quest ultimo è ormai un rifiuto tossico! Legno pre-pitturato usato per costruire edifici può contenere prodotti chimici che prevengono la muffa, lo scolorimento e la putrefazione e possono contenere prodotti chimici organici e alogenati tossici. 56

57 Un attenta preparazione è importante Aprire la valvola per regolare il tiraggio e controllare la quantità di fuliggine. Il livello di ceneri non deve raggiungere la griglia del fuoco, e il flusso di aria di combustione dovrebbe non avere ostacoli. Rimuovere la cenere con un contenitore di materiale ignifugo che abbia un coperchio e delle gambe. Se il caminetto o la stufa non sono stati usati per un lungo periodo di tempo, il tiraggio potrebbe essere scarso. Se l aria dentro il flusso è umida o più fredda di quella esterna, non ci sarà tiraggio. L aria all interno del tubo deve essere scaldata al fine di smuoverla. E opportuno controllare il tiraggio con la fiamma di un fiammifero accendendolo sulla bocca del portello principale. Se la fiamma non si piega verso il focolare, il condotto và preriscaldato, rimuovendo il portellone di servizio sotto e bruciando un pezzo di giornale appallottolato dentro, o in alternativa usando un asciugacapelli o ventilatore. Pre-riscaldare il tubo bruciando un giornale o usando un phon o un ventilatore 57

58 Se il camino o la stufa ad accumulo è attrezzata con una così detta valvola di tiraggio estiva, potrebbe essere aperta quando si accende il fuoco per consentire ai gas nel tubo di fluire direttamente fuori dalla canna fumaria invece di circolare attraverso i canali laterali. Una volta che la temperatura del tubo si alza e si crea un tiraggio appropriato, chiudere attentamente la valvola di tiraggio estiva. In estate quando i caminetti e le stufe sono usati meno di frequente, le valvole dovrebbero essere tenute aperte. Il flusso di aria manterrà i canali e il tubo a temperatura ambiente, prevenendo l umidità nell aria e la formazione di condensa sulle superfici. Le valvole dovrebbero anche essere mantenute aperte nelle seconde case che si mantengono fredde durante il periodo invernale al fine di ventilare la canna fumaria. Usare piccole quantità per accendere il fuoco Usare una piccola quantità (da 2.5 a 3 kg) di ciocchi con un diametro di circa 5 cm per il primo lotto. Se si è scaldato il caminetto o la stufa il giorno prima, si può usare ciocchi più grandi. E consigliato accatastare in modo non compatto e mettere i piccoli stecchi in cima o sotto a seconda del tipo di griglia sul fuoco, ammucchiare i tronchi orizzontalmente o con uno schema incrociato e riempire la camera di combustione fino a metà, a meno che il costruttore non indichi diversamente. I portelloni possono essere chiusi una volta che i ciocchi stanno bruciando. Nei forni da cucina un piccolo legno può essere posto a incrocio dal dietro del forno al fine di migliorare la circolazione dell aria e la combustione. Di solito i forni da cucina dovrebbero essere scaldati il giorno prima quando si preparano impasti che richiedono alte temperature, come il pane di segale e la pizza. I costruttori del caminetto o stufa forniranno anche le istruzioni su come accendere il fuoco. Durante la fase di accensione le temperature 58

59 dovrebbero raggiungere il valore più elevato del combustibile il più velocemente possibile. Questo può essere raggiunto ponendo della legna minuta in cima al fascio. Comunque tale metodo non è applicato a tutti i modelli di caminetti o stufe. Il vantaggio di accendere dalla cima è che i gas sono rilasciati dal livello più basso del mucchio di combustibile grazie agli effetti del calore sono forzati a passare attraverso la zona calda del fuoco. Questo garantisce che i gas si incendino e brucino. Aggiungere lentamente altra legna Idealmente il legno dovrebbe essere aggiunto un po alla volta e in piccole quantità. I tronchi dovrebbero solo essere aggiunti una volta che il lotto precedente ha bruciato sino a ridursi in cenere e le fiamme si sono spente. Porre i tronchi preferibilmente con il lato corteccia rivolto in basso e impilare i legni insieme per consentire una più lenta gassificazione. Evitare di smuovere troppo il fuoco così che il processo di combustione non sia disturbato. E richiesta molta aria di combustione per alimentare le fiamme. Non riempire la camera di combustione del tutto. Almeno un terzo dell altezza dovrebbe essere lasciato libero. I forni da cucina e le stufe da cucina non dovrebbero mai essere riempite per più di metà. 59

60 Energia dal calore delle braci Le braci che stanno diventando incandescenti sviluppano molto calore, da 25 a 50% del contenuto di energia del legno. E opportuno ricordarsi di smuovere la quantità di aria che fluisce attraverso il cumulo e smuovere le braci che si stanno spegnendo. La valvola di tiraggio può essere chiusa un po quando non si vedono più fiamme blu. Una volta che le braci si sono spente, la valvola può essere del tutto richiusa. Le valvole moderne devono avere un piccolo foro persino quando chiuse. Nei forni da cucina, una volta che la combustione raggiunge lo stato finale, le braci possono essere sparse e mosse. Nelle stufe da cucina le braci possono essere trascinate sul davanti o verso il retro del forno per spegnersi, e quelle finali si estinguono sotto al griglia del fuoco. Una volta che le braci si sono spente, la valvola può essere chiusa. Prima di cucinare il forno, dovrebbe essere pulito con una spazzola o un raschietto. Mantenere la valvola aperta quando si pulisce. Prima di porre impasti nel forno, lascia che la temperatura si liberi per minuti. Quando si cucina, un calore regolare non è così importante. La combustione sarà stata ottimale se le superfici del fuoco sono bianche e non c è fuliggine. 60

61 Pochi importanti consigli: Mai bruciare rifiuti in caminetti o stufe. Assicurarsi che il combustibile abbia bruciato del tutto prima di chiudere le valvole di tiraggio. Mai perdere di vista la stufa mentre riscalda. Mai aggiungere cenere al compost! La cenere è alcalina, e può essere usare come fertilizzante. Ricordarsi di pulire la canna fumaria! Il proprietario è legalmente responsabile della pulizia della canna fumaria. Stufe in uso continuo dovrebbero essere pulite almeno una volta all anno da uno spazzacamino. Quando c è un caminetto o una stufa nelle abitazioni si raccomanda di avere un allarme per monossido di carbonio. Seguire sempre le istruzioni del costruttore. Questo è molto importante con stufe nuove equipaggiate con più camere di combustione e griglie per il fuoco. L uso di questi le differenzia rispetto alle stufe tradizionali. 61

62 Stufe a pellet Dopo l installazione di una stufa a pellet, i pellet sono immagazzinati in un silo, che deve sempre contenere una quantità di combustibile idonea a favorire un regolare approvvigionamento alla stufa. Il portello della camera di combustione e il cassetto per le ceneri devono essere chiusi correttamente durante l operazione per evitare la fuga dei gas di combustione e l infiltrazione di aria, che aumenta la sporcizia della camera di combustione e del vetro. Di solito le stufe a pellet sono attrezzate con un pannello di controllo che consente l accensione e lo spegnimento manuale della stufa, così come la regolazione dell operazione e la gamma dei programmi per la gestione e la manutenzione. Il pannello può essere regolato tramite controllo remoto. Stufa a pellet con pannello per le operazioni e controllo GPS per l acccensione. Foto: RIKA L accensione della stufa può essere effettuata sia manualmente che automaticamente. Accensione manuale avviene attraverso il pannello di controllo: Dopo avere premuto il bottone ON/OFF, le luci dei LED indicano l accensione della stufa. Dopo 4-5 minuti la stufa è accesa; Si può selezionare la potenza desiderata; Si può selezionare la velocità desiderata della ventilazione dell aria calda; 62

63 Per lo spegnimento totale della stufa si deve usare il bottone ON/OFF, la stufa rimarrà in funzione per circa 20 minuti fino a raffreddarsi in tutte le parti interne. Accensione automatica: L accensione giornaliera o settimanale è fissata da un orologio; Alcune stufe permettono di selezionare la temperatura ideale con un termostato ambientale o tramite connessione di un modem telefonico remoto. 9 Manutenzione del caminetto e della stufa Manutenzione ordinaria La manutenzione ordinaria più importante è la rimozione la cenere. La cenere dovrebbe essere raccolta in un contenitore di materiale ignifugo e con coperchio e piedini. Si può usare a questo scopo un cassetto in metallo dotato di coperchio. La quantità di cenere dovrebbe essere controllata prima di accendere il fuoco. Il livello di cenere non deve raggiungere la griglia del fuoco, per non impedire il flusso primario di aria attraverso la griglia del fuoco, e non scaldarla eccessivamente. Gli spazzacamini puliranno questi contenitori in base a precisi contratti, così che il proprietario o l occupante sia sicuro della loro manutenzione. Poiché la base e le pareti del contenitore sono di solito relativamente fredde (difficilmente arrivano a temperature di 100 C), fuliggine e catrame possono accumularsi facilmente. La base del contenitore dovrebbe essere pulita in modo regolare. Se il contenitore può essere rimosso separatamente, le superfici delle pareti possono essere anche pulite con spazzole d acciaio ideali per questo scopo. La cenere che si forma dal legno ha ph alcalino, così può essere usata come fertilizzante se nessun rifiuto è stato bruciato nella stessa stufa. La cenere non deve essere aggiunta al compost, perché la sua alcalinità limita il funzionamento dei microrganismi lì presenti. La cenere non dovrebbe nemmeno essere aggiunta alle coltivazioni di patate, in quanto può comprometterne la resa. E possibile pulire gli sportelli a vetro dalla cenere con uno straccio di carta umido. Pulizia professionale dei caminetti Il Ministero finlandese degli Interni ha definito leggi per la pulizia della canna fumaria con l Articolo 22 dell Atto di intervento Finlandese (468/2003). I servizi di intervento regionale sono a carico degli spazzacamini in base ad accordi di fornitura di servizi di pulizia specifici per le singole regioni. I proprietari o usufruttuari possono avere cura di pulire loro stessi le canne fumarie o ottenere questi servizi da un imprenditore privato. Normalmente in Finlandia i proprietari e gli abitanti degli edifici, sono responsabili dell organizzazione dei servizi di pulizia della canna fumaria. Nelle abitazioni i caminetti e i condotti del fumo devono essere puliti una volta l anno. Caminetti e condotti nelle case private per le vacanze e le loro saune devono essere puliti una volta ogni tre anni: in abitazioni per le vacanze date in affitto e regolarmente occupate devono essere puliti una volta l anno. La pulitura della canna fumaria deve essere compiuta nella stessa stagione 63

64 quando la casa per le vacanze è di solito occupata. Lo spazzacamino controlla distanze di sicurezza e l ingombro di caminetti e tubi, come la condizione delle scale e la pulitura delle intercapedini. Ogni difetto o irregolarità deve essere segnalato al proprietario o all occupante della proprietà. Il numero di ispezioni specifiche dal Ministero degli Interni sono requisiti Finlandia. minimi in L attrezzatura dello spazzacamino. Foto: Central Association of Chimney Sweeps, Finland. Lo spazzacamino pulisce parti differenti del caminetto. Foto: Central Association of Chimney Sweeps, Finland. Caminetti, condotti e ventilazione devono essere pronti all uso dopo che il lavoro è ultimato. Lo spazzacamino rimuove ogni scarto prodotto durante l operazione di pulitura. Se sono stati identificati alcuni difetti, devono essere riportati alle autorità competenti e al proprietario e deve essere bruciata ogni residuo di fuliggine, catrame o altro residuo accumulato nel caminetto e nel tubo e ciò che potrebbe causare un incendio accidentale. Compiti dello spazzacamino: - Lavoro di preparazione - Pulizia dei caminetti, dei tubi dei fumi, dell attrezzatura e dei condotti connessi - Apertura dei caminetti e dei condotti dei fumi - Pulitura delle valvole (a meno che la valvola non sia interna alla struttura) e ispezioni delle loro condizioni e del loro funzionamento - Rimozione e smaltimento della cenere e raccolta di altri scarti durante la pulitura in base a norme antincendio. 64

65 In Austria ogni inquilino di casa o appartamento deve per legge organizzare un ispezione della propria canna fumaria una volta l anno. Di solito per ogni casa ci sono tre date fisse all anno: quando lo spazzacamino pianifica di occuparsi delle canne fumarie, deve essere scelta una di queste. Gli spazzacamino non si fanno concorrenza tra sé perché sono tutelati a livello territoriale. Gli spazzacamini non si occupano del funzionamento della caldaia o della stufa, in quanto sono solo responsabili del funzionamento della canna fumaria. In Francia le leggi di manutenzione per i condotti fumari sono definite dal Réglements Sanitaires Départementaux ( Dipartimento Sanitario di Legge). Anche se esistono certe differenze da un Dipartimento all altro (Consiglio di Francia), tutti raccolgono i seguenti punti: I condotti devono essere mantenuti in buon stato di operazione e manutenzione (pulizia 2 o 3 volte all anno a seconda del Dipartimento). Gli apparecchi per il riscaldamento possono essere connessi alla tubatura solo dopo essere stati esaminati da un installatore. Costui deve consegnare un certificato di tenuta del condotto, della sua regolarità, della sua giusta sezione, del suo funzionamento e della sua pulizia. Gli apparecchi di riscaldamento devono essere puliti e testati almeno una volta all anno (a seconda del Dipartimento). In Italia ci sono leggi nazionali circa il compito dello spazzacamino, ma certe province hanno specifici regolamenti. Per esempio la provincia di Bolzano ha normato gli obblighi dello spazzacamino La sicurezza e la responsabilità, secondo il decreto del 22 Gennaio 2008 N.37, sono della compagnia che effettua l installazione. Gli spazzacamini effettuano l ispezione. I documenti per la certificazione dell installazione in Italia sono: Test di perdita dei tubi dentro il condotto; Ripresa dell intero percorso della canna fumaria; Le altezze minime e le distanze della canna fumaria; Posizioni, documenti e accessori richiesti e usati per il montaggio; La sicurezza della canna fumaria. L ispezione e la pulitura della canna fumaria deve essere eseguita da uno spazzacamino una volta all anno o ogni 2,000 kg di legna bruciata. Dopo un fuoco di prova un tecnico deve ispezionare la canna fumaria e rilasciare un certificato di idoneità. In Italia è opportuno pulire la canna fumaria all inizio di ogni stagione invernale. In Italia la legge DPR 412/93 la legge sulla progettazione, l installazione e la manutenzione degli impianti termici di abitazioni, al fine di controllare il consumo energetico, in aggiunta all articolo 4, paragrafo 4 della legge 9 Gennaio 1991, No. 10, richiede l obbligo di manutenzione annuale del servizio di riscaldamento, inclusa la canna fumaria. Gli standard CTI UNI Febbraio 1984 prevedono istruzioni di monitoraggio e mantenimento dei sistemi termici con una resa termica non inferiore a 35 kw per abitazioni private, in particolare modo per riscaldamento famigliare e produzione di acqua calda sanitaria. 65

66 Alla fine di ogni periodo di funzionamento, il proprietario è responsabile della pulizia delle camere di combustione. Quando si pulisce è fondamentale monitorare e, quando necessario, riparare qualsiasi rottura nella canna fumaria. Almeno una volta all anno deve essere verificata la tenuta all acqua delle camere di combustione di stufe per riscaldamento e provvedere a saldare le rotture eventualmente trovate tra il generatore e le fondamenta e tra gli elementi (nel caso di elementi separabili per la stufa) al fine di prevenire infiltrazione d aria. Ogni tre anni devono essere puliti dalla fuliggine ogni canale dei gas di combustione, la canna fumaria e il serbatoio di raccolta alla base della canna fumaria. Quando le condotte dei gas esausti sono puliti, è necessario monitorare la tenuta all acqua, controllare la differenza tra il contenuto di CO all uscita della stufa e alla terminazione della canna fumaria. Ogni fessura dalla quale l aria entra deve essere sigillata. Almeno all inizio di ogni periodo dell attività il tiraggio all entrata della fornace e alla base della canna fumaria dovrebbe essere misurato, controllando le loro possibili deviazioni dai valori dei test. In Spagna è raccomandato avere una ispezione e una pulitura all anno, senza badare alla frequenza dell utilizzazione. 66

67 10 Pericoli I principali rischi dei caminetti o delle stufe sono il fuoco e l intossicazione da monossido di carbonio. Caminetti e tubi di fumo sono responsabili, in una quota considerevole, di incendi negli edifici. In Finlandia alcuni di questi incendi e anche incendi di fuliggine causati dai tubi di fumo sono partiti da stufe per il riscaldamento delle saune. In Finlandia le saune sono responsabili di circa la metà degli incendi causati da caminetti e stufe. Di solito gli incendi sono causati da un uso scorretto. Le leggi di sicurezza anti-incendio, come quelle che riguardano le distanze di sicurezza dal fuoco o le autorizzazioni, devono essere prese in considerazione quando si progetta un caminetto. I caminetti devono anche essere usati correttamente e manotenuti per la rimozione di cenere. Gli spazzacamini possono essere chiamati più di una volta all anno se necessario. Il legname deve essere immagazzinato opportunamente all interno in modo tale da evitare ogni rischio di combustione accidentale. Il legname non deve essere mai stoccato sopra i caminetti. Il tipo di incendio più pericoloso che può capitare è quello da fuliggine, che può accadere quando la fuliggine e il catrame, accumulato sulla superficie dei tubi dei fumi e delle canne fumarie, prende accidentalmente fuoco. La fuliggine è costituita da particelle di carbone fine che si creano come risultato di una cattiva combustione. Può anche contenere catrame, acqua, acidi e altre sostanze. Si accumula sulle superfici dei tubi di fumo e delle canne fumarie e può incendiarsi accidentalmente, causando il così detto incendio da fuliggine. Questi sono molto pericolosi, in quanto le fiamme si possono propagare lungo il condotto principale. Poiché la fuliggine contiene carbone, ha un alto potere calorifico. Il pericolo è che l incendio può dilagare alle altre parti della proprietà e la canna fumaria può spezzarsi. Incendio da fuliggine in una canna fumaria. Foto: Central Association of Chimney Sweeps, Finland In caso di incendio devono essere tempestivamente contattati i servizi di emergenza (in Europa telefonare al 112). Coperte per il fuoco e estintori sono attrezzi necessari per estinguere incendi prima che dilaghino. Foto: SPEK 67

68 Le coperte per il fuoco e gli estintori sono mezzi necessari per estinguere incendi prima che dilaghino. Tradizionalmente gli estintori ad acqua sono efficaci su incendi da legna, ma non devono essere mai usati per incendi elettrici o da olio. Ogni volta che si è in presenza di fiamme, tenere vicino l attrezzatura anti-incendio. Si raccomandano kit di primo soccorso: è importante pianificare in tempo cosa fare se insorge una situazione di emergenza. Informare tutta la famiglia e gli eventuali ospiti su come uscire dall edificio e dove radunarsi se scoppia un incendio. È inoltre buona norma prendere pratica in tempo su come domare un incendio. Un sensore per il fumo e il monossido di carbonio dovrebbe essere installato sul soffitto. Foto: Kidde Oy and SPEK Inoltre sono fortemente raccomandati anche sensori per fumo e monossido di carbonio. Funzionano in modi diversi. Quelli ottici rispondono velocemente al fumo di grosse particelle. Sensori a ionizzazione reagiscono più velocemente al fumo di piccole particelle, prodotto da qualsiasi combustione. Comunque se incerti su quale sensore per il fumo installare, quelli a ionizzazioni sono da preferirsi. Gli ottici possono essere posizionati vicino alle cucine e ai bagni, perché il vapore della cottura e l umidità relativa leggera non causino facilmente falsi allarmi. Per migliorare la sicurezza anti-incendio nella casa, installare sensori addizionali per il fuoco davanti al corridoio e alle stanze da letto. Se in una stanza c è un caminetto o una stufa, la migliore copertura è rappresentata da un sensore combinato a fumo e monossido di carbonio. I modelli più recenti operano elettrochimicamente e visualizzano la quantità di monossido di carbonio in tempo reale. Sensori a monossido di carbonio e fumo sono di solito installati al centro del soffitto. Il fumo caldo salirà prima al soffitto. Il monossido di carbonio è anche un po più leggero dell aria e contiene spesso calore. Per istruzioni precise di installazione, riferirsi al libretto delle istruzioni del costruttore. I sensori che sono collegati all impianto di corrente principale sono più affidabili. Secondo il decreto del Ministero dell Ambiente finlandese tutti i nuovi edifici con elettricità dal 1 Marzo 2009 in poi devono essere attrezzati con sensori per fuoco o fumo collegati all impianto elettrico. Un incendio su sette nelle case di vacanza finlandesi è causato da caminetti o condotti dei fumi. Gli incendi spesso causano la rottura dei tubi o delle stufe. La verifica dell integrità dei tubi è delicata da verificare senza l aiuto di uno spazzacamino professionista, che ispezionerà la condizione dei caminetti, dei tubi e delle canne fumarie. È anche importante ricordare che la prima volta che un caminetto o stufa è scaldato dopo l inverno solo un fuoco contenuto deve essere acceso. Per esempio il tubo può essere pre-riscaldato bruciando una 68

69 candela nella camera di combustione. Scaldare troppo rapidamente può danneggiare il caminetto e il condotto principale, come la connessione tra i due. In Finlandia in tutti gli edifici e in tutti i cottage estivi i sensori per il fumo sono obbligatori vicino a dove dormono persone. Le batterie dovrebbero essere cambiate dopo ogni inverno e verificate tramite l apposito interruttore. Il monossido di carbonio è estremamente nocivo per l uomo. É difficile da rilevare, poiché è un gas incolore, inodore e insapore. Compromette l emoglobina nel sangue, che lo assorbe più velocemente dell ossigeno. Chiudere la valvola di tiraggio troppo presto può facilmente causare la sua formazione. Le autorità finlandesi hanno deciso di prevenire che questo accada; le valvole moderne infatti devono avere un foro che è il 3% dell area superficiale in dimensione quando la valvola è chiusa. Se una casa è progettata con sola ventilazione meccanica, bisogna porre attenzione che la canna fumaria non sia usata per portare aria fresca dentro la casa (Codice di costruzione finlandese, RakMk E3). Se il fumo fuoriesce dal caminetto o dalla stufa nella stanza, potrebbe esserci una fuga o un tiraggio insufficiente. Sia l intossicazione da monossido di carbonio che gli incendi da fuliggine sono causati da una cattiva combustione, ed è il motivo per cui è importante imparare il corretto uso di caminetti e stufe per il riscaldamento. Valvole moderne in Finlandia sono attrezzate con un piccolo foro (3% dell area) per prevenire l intossicazione da monossido di carbonio. Sensori per il fuoco devono essere gestiti correttamente: - Verificare il sensore una volta al mese premendo il bottone, che controlla le batterie e le interferenze. - Cambiare le batterie se necessario (durano circa un anno, il sensore a fumo circa dieci e quello a monossido di carbonio circa cinque). - Non lasciare i sensori in posti freddi o umidi, per esempio in cottage estive non riscaldati durante l inverno. - I sensori usati non devono essere buttati con i rifiuti normali, ma devono essere smaltiti come rifiuti elettrici e attrezzature elettroniche. 69