COSURI DE FUM A. GENERALITATI Definitie si rol Cosurile de fum sunt constructii speciale, realizate din zidarie de caramida, beton armat sau metal care au rolul de a evacua in atmosfera la mare inaltime gazele si fumul ce rezulta din ardere, asigurand totodata tirajul necesar arderii. Clasificari Cosurile de fum pot fi clasificate pe baza urmatoarelor criterii: dupa forma: o cilindrice; o tronconice;
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
COSURI DE FUM
A. GENERALITATI
Definitie si rol
Cosurile de fum sunt constructii speciale, realizate din zidarie de
caramida, beton armat sau metal care au rolul de a evacua in atmosfera la mare
inaltime gazele si fumul ce rezulta din ardere, asigurand totodata tirajul necesar
arderii.
Clasificari
Cosurile de fum pot fi clasificate pe baza urmatoarelor criterii:
dupa forma:
o cilindrice;
o tronconice;
o tronconice din mai multe tronsoane inscrise intr-un
hiperboloid;
dupa temperatura gazelor:
o cosuri reci (t ≤ 100oC);
o cosuri calde (t = 100oC - 300oC);
o cosuri fierbinti (t > 300oC);
dupa realizarea protectiei:
o cosuri necaptusite;
o cosuri captusite cu izolatie intre peretele de beton si zidaria
de protectie;
o cu spatii de aer neventilate;
o cu spatii de aer ventilate.
Elemente componente
Elementele componente ale cosurilor de fum (fig.1) sunt:
corpul cosului cu izolatia termica si
captuseala din zidarie;
planseul deasupra cenusarului cu
gratarul;
cenusarul;
fundatia;
elementele anexe alcatuite din
paratraznet, scari de acces, centuri de
siguranta, balcoane de vizitare si
sisteme de semnalizare.
Fig.1 – Elemente componente ale cosului de fum
Accesorii
Cosurile de fum sunt prevazute cu urmatoarele accesorii:
balizaj optic realizat pentru ziua prin
vopsire, iar pentru noapte printr-o
lumina rosie (fig.2);
paratraznet legat cu doua cabluri la
pamant;
scari si platforme metalice, protejate
contra coroziunii;
filtre mecanice sau electrice pentru
cenusa volanta (masura de protectie
impotriva poluarii).
Fig. 2 - Cos de fum din elemente prefabricate- balizaj optic
B. ASPECTE TEHNICE SI CONSTRUCTIVE
Aceste constructii se caracterizeaza prin inaltimea mare in raport cu
dimensiunile sectiunii transversale.
Corpul cosului poate fi executat din beton armat monolit, din elemente
prefabricate zidite, legate prin staplisori si centuri turnate monolit, sau din
elemente prefabricate asamblate prin precomprimare.
Fundatiile cosurilor de fum, inclusiv corpul cenusarului si zona de legatura
a corpului cosului cu canalul de fum, se executa totdeauna din beton armat
monolit.
Comparativ cu cosurile de fum din caramida, cele din beton armat au
greutati mai reduse, permit metode industriale de executie (glisare sau
prefabricare) si au o stabilitate mai mare datorita caracterului monolit.
Introducerea cofrajelor glisante si a prefabricatelor a largit tot mai mult
domeniul de folosire a betonului armat la realizarea cosurilor de fum.
Posibilitatea de asamblare a elementelor prefabricate, prin precomprimare,
permite executarea cosurilor de fum, in pozitie orizontala, atunci cand inaltimea
lor nu depaseste 60 m.
Forma obisnuita a cosurilor de fum este cea tronconica. Cosurile de fum
din elemente prefabricate au in general forma cilindrica.
Rezolvarea de catre specialisti a glisarii sistemelor cu sectiune variabila –
conica – a permis largirea domeniului de folosire a cofrajelor glisante la cosurile
de fum de toate categoriile.
Forma tronconica prezinta fata de forma cilindrica urmatoarele avantaje
esentiale: stabilitatea la rasturnare mai mare, silueta trunchiului cosului rezulta
mai zvelta, imbuntatindu-se aspectul arhitectonic al complexelor industriale in
mijlocul carora se construiesc cosurile de fum, rezistenta la actiunea vantului
este mai redusa, materialele sunt distribuite mai rational pe inaltimea
constructiei, ducand astfel la reducerea consumului de beton si armatura;
greutatea proprie se reduce, ceea ce se rasfrange favorabil asupra costului
fundatiilor.
Inaltimea cosurilor de fum rezulta din conditii functionale; cosul trebuie sa
asigure tirajul necesar evacuarii gazelor la o anumita inaltime de la nivelul
terenului, pentru a asigura protectia terenului si constructiilor vecine de actiunea
nociva a gazelor.
Sectiunile transversale de la capatul superior al cosului sunt defavorabil
solicitate la momentele produse de actiunea vantului ce actioneaza in planul
orizontal.
La cosurile inalte de mare capacitate, la partea superioara, se prevad
podeste de circulatie, necesare diferitelor interventii.
B. TIPURI DE COSURI DIN BETON
Corpul cosurilor de fum din beton
cosurile de fum din beton turnat monolit
Cosurile de fum din beton monolit de forma tronconica si cilindrica se
executa folosind cofrajele glisante. In ultima vreme se executa peretele cosului
concomitent cu izolatia termica, ceea ce aduce simplificari tehnologice
importante.
Recomandarile comitetului 307 ACI prevad grosimea minima a peretelui
de 17,5 cm pentru cosuri cu diametrul interior di ≤ 6 m, aceasta majorandu-se cu
1 cm pentru fiecare metru in plus. La executia peretelui se folosesc clase de
beton ridicate, peste C 16/20. Stratul de protectie al armaturii este de minimum 3
… 5 cm. Pentru a feri betonul de influenta corosiva a gazelor care ar putea
patrunde prin rosturile captuselii, suprafata interioara se protejeaza cu o
tencuiala sclivisita, executata cu ciment metalurgic.
Grosimea minima a peretilor este impusa de conditiile de turnare: ea nu
va cobora la cosurile de fum turnate cu cofraje glisante sub 15 cm. Grosimea
maxima este de obicei de 30 cm, putand ajunge in portiunea unde patrund
canalele de fum pana la 50 cm.
Pentru a asigura o rigiditate suficienta a cosurilor de fum, este necesar ca
raportul intre inaltimea cosului si diametrul exterior maxim sa nu depaseasca
(H:D ≤ 20).
Pentru rezemarea zidariei de caramida se scot in partea interioara a
peretelui cosului de fum console, dispuse din 10 in 10 m. Inaltimea consolelor
este egala cu circa 1,25 m, iar latimea pragului pentru rezemarea caramizilor si
realizarii spatiului pentru izolatia termica, la partea superioara, cu 18 … 25 cm
(v.fig.3).
Fig.3 - Detalii constructive:
a – console si izolatie termica; b – capul cosului
armatura de rezistenta din consola; 9 – armatura orizontala
Inelele in dreptul consolelor, datorita ingrosarii peretelui in aceasta zona, sunt
mult mai rigide, ceea ce face ca tensiunile rezultate din efectul de temperatura sa
fie mai mari. Pentru a micsora eforturile rezultate datorita variatiei temperaturii pe
grosimea si inaltimea peretelui, consolele sunt prevazute pe toata inaltimea lor
cu rosturi verticale de dilatatie cu grosimea de 25 mm, dispuse la distanta de 50
cm. Consolele la cosurile cilindrice au forma inelara cu aceeasi grosime pe
inaltimea de 12 … 15 cm.
Pe conturul care limiteaza golurile de acces si cele care se executa pentru
legatura cosului cu canalul de fum, peretele corpului cosului de fum se ingroasa
sub forma unui rebord. In cazul cand pe o anumita inaltime a cosului de fum
golurile ocupa o suprafata importanta fata de suprafata plina, peretele se
ingroasa pe toata suprafata in portiunea care cuprinde golurile, inclusiv o zona
inelara deasupra si dedesubtul acestora, pe o inaltime de 1 … 2 m.
Gura cosului este locul cel mai expus coroziunii, din cauza formarii acizilor
la contactul gazelor cu umiditatea atmosferica, motiv pentru care se protejeaza.
Se pot folosi placi protectoare din basalt artificial, inele de beton special, caramizi
antiacide, inele de fonta sau alte metale anticorozive (fig.4)
Fig.4 - Detalii de alcatuire a gurii cosului
1 – placa de otel; 2 – rost de dilatare; 3 – element de fonta; 4 – tabla de otel; 5 –
izolatie elastica; 6 – zidarie de protectie; 7 – izolatie termica; 8 – perete din beton
turnat monolit; 9 – element prefabricat; 10 – placa de plumb; 11 – jgheab
perforat; 12 – placa de protectie
O atentie deosebita trebuie acordata armarii in jurul golurilor prevazute
pentru canalul de fum (fig.5).
Fig. 5 - Armatura suplimentara in jurul golurilor
Captuseala de protectie din zidarie se fragmenteaza pe inaltimea cosului
in tronsoane de 8 … 12 m, ce se descarca prin intermediul unor console inelare
pe peretii de beton armat (fig.6).
Fig.6 - Captuseala si termoizolatia cosului
1 – perete din beton armat; 2 – termoizolatie; 3 – consola; 4 – azbest; 5 – rost de
dilatatie; 6 – plasa de rabit; 7 – zidarie refractara;
Grosimea captuselii variaza intre 12 cm la partea superioara si 25 cm la partea
inferioara a cosului. Captuseala trebuie sa se poata deforma liber in sens vertical
si orizontal fara a produce eforturi in beton. Pentru a evita eforturi suplimentare
din temperatura datorita variatiei bruste a grosimii peretelui, normele recomanda
fragmentarea radiala, din metru in metru, a consolelor. Protectia consolelor de
beton armat se face cu o fasie de azbest sau prin scoaterea zidariei de caramida
refractara in consola. Stratul de izolatie termica rezulta din calcul termotehnic,
avand o grosime variabila de 5 … 25 cm, se prevede la cate 2,5 m o plasa de
rabit orizontala.
Functia de rezistenta a cosului poate fi separata de functia de eliminare a gazelor, captuseala interioara (de zidarie sau beton refractar) executandu-se independent, astfel incat cosul de fum se compune din doua tuburi concentrice. In cazul realizarii captuselii interioare din zidarie, aceasta se executa dupa principii similare ca la constructia furnalelor, in exterior fiind prevazuta cu benzi de otel pentru marirea rezistentei la intindere. Distanta intre captuseala si peretele de beton trebuie sa asigure deformatia lor libera (la 200 m inaltime rezulta aproximativ 50 cm). Tubul interior trebuie calculat la greutatea proprie pe intreaga inaltime, la actiunea cutremurului si a variatiilor de temperatura.
S-au executat cosuri de fum cu cele doua tuburi concentrice legate elastic intre ele, tubul interior preluand eforturile unitare din variatiile de temperatura, iar cel exterior eforturile unitare din vant si cutremur (fig. 7).
Fig.7 - Cos de fum cu
separarea functiei de rezistenta
de cea de eliminare a gazelor:
1 – grinda inelara; 2 – stalpi de
beton armat; 3 – perete de beton
armat; 4 – captuseala; 5 – izolatie
termica; 6 – foaie de plumb.
Peretii cosului se armeaza cu bare longitudinale verticale si inelare. Atat
armatura inelara cat si cea verticala se dispune, ca regula generala, inspre
exterior.. Armatura inelara realizata din bare independente se dispune in interior
fata de armatura verticala (fig. 8) (aceasta este determinata de conditiile de
executie). Distanta maxima intre barele inelare nu depaseste 20 cm (5 … 8 bare