Firewall / Herdstärke - Gebäudekamin für Gelbrennstoff

Ich plane in meinem Keller einen "faux" -Kamin zu bauen, mit dem ich Geltreibstoffkanister verbrennen kann. Ich wollte eine elektrische Heizung oder einen vorgefertigten Gelkamin kaufen, aber ich mag die Idee einer echten Flamme, und die erschwinglichen kommerziellen Optionen sehen entweder falsch aus oder klein / billig aus.

Ich habe vor, dies gegen eine Trockenmauer, auf einen Teppichboden zu stellen, und ich bin besorgt, diese Oberflächen / mein gesamtes Haus zu schützen. Ich hatte gehofft, einige Richtlinien für die Dicke von Firewall / Herd zu finden. In diesem Dokument werden Richtlinien für die dauerhafte Verbrennung von Holz und Gas empfohlen, mindestens 2 Zoll Schamottestein und mindestens 4 bis 6 Zoll Ziegel / Stein / Beton. Dies ist ein Overkill für einen Gelkamin, der nur 3000 BTU pro Gelbrennstoffkanister abgibt (ich plane, 2 gleichzeitig zu verbrennen).

Ursprünglich wollte ich einen alten, gebrauchten Metallkamin auf Craigslist kaufen und darauf bauen, aber ich habe eine ganze Reihe unbenutzter Ziegelsteine ​​(3-5 / 8 "x 2-1 / 4") herumliegen und dachte nach Ich könnte das stattdessen benutzen. Ist das machbar? Brauche ich auch ein Blech, um die Hitze zu reflektieren, oder einen Luftspalt zwischen dem Ziegelstein und der Wand? Ich würde davon ausgehen, dass 3-5 / 8 "Ziegel ausreichend sein sollten, oder sollte ich das überdenken und einfach ein billiges 1/8" Blech finden und das verwenden?

Gemäß der International Building Code-Tabelle 720.1 (2) von 2006. , 3-5 / 8 "Ziegel liegt bei einem Mauerbrand für 2 Stunden nur geringfügig unter der Feuerwiderstandsklasse. Eine 3-5 / 8" Ziegelwand mit einem Luftspalt von 1 "erfüllt dagegen die 2 Die eigentliche Frage ist, ob 2 Stunden für einen Kamin ausreichen. Ein darin enthaltener Gelkanister stellt kaum ein Strukturfeuer dar (das bei 800 Grad F im Gegensatz zu 1800 Grad F brennt), aber ich denke, es kann alles passieren, oder?

HAFTUNGSAUSSCHLUSS: Obwohl alle folgenden Berechnungen konservativ durchgeführt werden, kann ich nicht garantieren, dass diese Zahlen korrekt sind. Wenn also jemand anderes dies bestätigen kann, wäre dies sehr zu begrüßen.

Ich habe ein wenig nachgerechnet (und dabei den Rechner der Nuclear Regulatory Commission (Tabelle 5.1) verwendet) und festgestellt, dass ein einzelner Kanister Gel-Kraftstoff, 6 Zoll von einem Ziegel entfernt (mit Blick auf die 1,5 "x 8" Seite), die Durchschnittstemperatur von erhöht besagter Ziegelstein ungefähr 10 ° F pro Stunde.

Der Taschenrechner sagt aus, dass eine Flamme aus Ethanol mit einem Durchmesser von 2 Zoll einen Strahlungswärmestrom von ~ 90 BTU / (hr-ft ^ 2) hat. (Als Hinweis berechnet es auch eine Flammenhöhe von ~ 6 Zoll und eine Wärmeleistung von 2525 BTU / h (was bei 2,5 Stunden 6313 BTU ist), so dass dies wahrscheinlich eine konservative Berechnung ist.)

Wenn ein durchschnittlicher Ziegel 5,5 lbs wiegt und die spezifische Wärme des Ziegels 0,22 BTU / lb- ° F beträgt, beträgt die thermische Masse eines Ziegels 1,21 BTU / h (5,5 lbs * 0,22 BTU / lb- ° F = 1,21) ). Wenn die Fläche 0,1388 ft ^ 2 beträgt, können wir die durchschnittliche Temperaturänderung des Ziegels berechnen (90 * 0,1388 = 1,21 * T_delta / h), wobei T_delta / h 10 ° F pro Stunde ergibt.

Daher beträgt die durchschnittliche Änderung der Ziegeltemperatur 10 ° F pro Stunde (unter der Annahme, dass ein einzelner Kanister und die Flamme 6 Zoll entfernt sind). Wenn also 3 Ethanolkanister gleichzeitig 3 Stunden lang gebrannt werden, beträgt die durchschnittliche Temperatur der Ziegel 90 ° F wärmer Als Referenz ist die Referenztemperatur für UL-Tests 110 ° F über der Umgebungstemperatur. Außerdem sind Warmwasserrohre 120 ° F-140 ° F-Grad, und diese verlaufen häufig problemlos entlang von Holzbalken und Trockenbauwänden.

Wir können noch einen Schritt weiter gehen, indem wir den Temperaturgradienten über den Ziegelstein berechnen. Ein gewöhnlicher Ziegel weist eine Wärmeleitfähigkeit von 0,048 BTU / (in-hr- ° F) auf . Unter stationären Bedingungen (hier sehr, sehr konservativ) sollte der Ziegel einen Temperaturgradienten von 71,7 ° F aufweisen [0,048 BTU / (in-h- ° F) * 3,63 in / (90 BTU / (h-ft 2) * 1,388 ft 2) = 71,7 ° F]. Wenn die Durchschnittstemperatur des Ziegels um 90 ° F gestiegen ist, steigt die Rückseite nur um ~ 54 ° F (90- (71.7 / 2) = 54), was weit unter dieser 110 ° F "sicheren Zone" liegt. .

Aktualisieren

Ich habe gestern einen Kamin aus Kunststein gekauft, der meiner Meinung nach aus einer Mischung aus Zement und Stuck besteht, möglicherweise auch aus Glasfaser. Es war für Gas gedacht und warnt davor, 22.000 BTU zu überschreiten. Die Dicke des gesamten Körpers, einschließlich des Herds und der Rückwand, betrug nicht mehr als 1 Zoll bis 1,25 Zoll. Da 3 Gel-Kraftstoffkanister insgesamt nur 9000 BTU abgeben, sollte dies mehr als ausreichend sein.