Wat zijn verbrandingstoestellen?

Verbrandingstoestellen zijn toestellen die gebruikmaken van verbranding voor het opwekken van energie. Slecht werkende verbrandingstoestellen zijn de meest voorkomende oorzaak van koolmonoxidevergiftigingen in woningen. Koolmonoxide ontstaat in deze toestellen bij de onvolledige verbranding van organische stoffen, zoals hout of gas. Bij volledige verbranding van organische stoffen reageert koolstof met zuurstof tot kooldioxide (CO2) en water (H2O):

CH4 + 2 O2→ CO2 + 2 H2O.

Bij een tekort aan zuurstof is de verbranding onvolledig. Er ontstaat dan minder kooldioxide en in plaats daarvan ontstaat koolmonoxide. De reactievergelijking voor aardgas is dan:

2 CH4 + 3 O2→ 2 CO + 4 H2O.

Elk verbrandingstoestel kan koolmonoxide produceren. In huis zijn de volgende toestellen relevant:

  • verwarmingstoestellen, zoals cv-ketels, open haarden en (pellet)kachels;
  • warmwatertoestellen, zoals geisers, gasboilers en combiketels;
  • kooktoestellen, zoals gasfornuizen, gas- of houtovens.

Ook bij het roken van sigaretten en het branden van kaarsen en wierook kan koolmonoxide ontstaan (Kerkhoff et al., 2008). Bepaalde toestellen, zoals BBQ’s, aggregaten en motorvoertuigen, worden doorgaans buiten gebruikt en vormen dan een (zeer) beperkt risico. Als er koolmonoxide vrijkomt, dan verdunt dat in de buitenlucht snel. Als die toestellen binnen worden gebruikt, kunnen zij wel risico’s veroorzaken.

Bij verbrandingstoestellen is het van belang om te weten waar de lucht die nodig is voor de verbranding (de verbrandingslucht) vandaan komt en hoe de gassen die bij verbranding ontstaan (de rookgassen) worden afgevoerd. Daar zijn verschillende systemen voor (zie Tabel):

  • Een open verbrandingstoestel gebruikt voor de verbranding lucht uit de ruimte waarin het toestel staat. Als de rookgassen ook in dezelfde ruimte vrijkomen, dan heet het een afvoerloos open toestel. Als de rookgassen via een afvoer naar buiten worden geleid, dan heet het een afvoergebonden open toestel. Een open toestel dat in een niet goed geventileerde ruimte staat, zal door gebrek aan zuurstof koolmonoxide produceren. Bij afvoerloze toestellen komt koolmonoxide, samen met de andere rookgassen, in diezelfde ruimte vrij. Het is daarom erg belangrijk om een ruimte waarin een open verbrandingstoestel staat altijd voldoende te ventileren.
  • Een gesloten verbrandingstoestel heeft een eigen toevoer en afvoer van lucht. De verbrandingslucht wordt dus van buiten de woning via een buis aangevoerd en de rookgassen worden via een buis naar buiten afgevoerd. De aan- en afvoerbuis kunnen in één buis zijn weggewerkt.

Tabel: Aanvoer van verbrandingslucht en afvoer van rookgassen bij verschillende typen toestellen.

 

De rookgassen komen vrij in de ruimte waar het toestel staat.

De rookgassen worden via een afvoer naar buiten geleid.

De verbrandingslucht komt uit de ruimte waar toestel staat.

Afvoerloos open toestel

Afvoergebonden open toestel

De verbrandingslucht komt via een toevoer van buiten.

-

Gesloten toestel

Er is lang gedacht dat vergiftigingen met koolmonoxide vooral plaatsvinden door afvoerloze open verbrandingstoestellen. Maar uit het rapport van de Onderzoeksraad voor de Veiligheid blijkt dat ook moderne en goed onderhouden toestellen incidenten veroorzaken. Vanaf 2001 is het aantal geisers in Nederland flink afgenomen. De kans op een koolmonoxideongeval is bij een geiser groter dan bij een cv-ketel, maar doordat er veel meer cv-ketels zijn dan geisers, komen koolmonoxideongevallen in absolute zin inmiddels vaker voor bij cv-ketels dan bij geisers.

88% van de ongevallen veroorzaakt door cv-ketels, geiser en kachels

CV-ketels, geisers en kachels/haarden veroorzaakten samen het merendeel (88%) van de ongevallen die door de Onderzoeksraad voor de Veiligheid werden onderzocht (zie onderstaande figuur) Bij ongeveer een derde van die ongevallen ging het om een open installatie zonder afvoer. Bij nog eens een derde ging het om een open installatie met afvoer voor rookgassen. Het resterende derde deel betrof gesloten systemen.

Figuur: Type verbrandingstoestel betrokken bij het koolmonoxide-ongeval (Onderzoeksraad voor de Veiligheid 2015).

Voordat koolmonoxide in een woning vrijkomt zijn twee gebeurtenissen noodzakelijk (OVV, 2015):

1. Het verbrandingstoestel moet koolmonoxide produceren.
2. Het geproduceerde koolmonoxide moet in de woning terechtkomen.

Een apparaat dat koolmonoxide produceert, hoeft niet per se problemen te veroorzaken. Als de rookgassen naar buiten worden afgevoerd, komt er immers geen koolmonoxide in de woning terecht. Andersom hoeft een tekortkoming aan de afvoer van rookgassen niet per se tot problemen te leiden, als het toestel geen of heel weinig koolmonoxide produceert.

De meeste verbrandingstoestellen produceren (een beetje) koolmonoxide

In theorie hoort een goed werkend verbrandingstoestel geen koolmonoxide te produceren. In de praktijk blijkt echter dat een toestel, zelfs als de eigenaren het goed onderhouden, na verloop van tijd vervuild raakt. Er vindt dan gedeeltelijk onvolledige verbranding plaats. De meeste verbrandingstoestellen produceren daarom een beetje koolmonoxide. Een verbrandingstoestel kan door verschillende oorzaken te veel koolmonoxide produceren (zie Tabel Mogelijke oorzaken van koolmonoxide productie door verbrandingstoestellen). Het geproduceerde koolmonoxide kan vervolgens in de woning terechtkomen door een combinatie van verschillende factoren (zie Tabel Mogelijke oorzaken vrijkomen koolmonoxide in de woning).

Tabel: Mogelijke oorzaken van koolmonoxideproductie door een verbrandingstoestel.

Oorzaak

Voorbeeld

Het toestel zelf functioneert niet goed.
  • Het toestel/de brander is vervuild.
  • Er is een onderdeel kapot.
  • De verhouding brandstof/zuurstof staat verkeerd afgesteld.

De brandstoftoevoer is onvoldoende of de brandstof is ongeschikt.

Het toestel staat afgesteld op de verkeerde brandstof (bijvoorbeeld op aardgas in plaats van op propaan of vice versa).

De zuurstoftoevoer is onvoldoende of ontbreekt volledig.
  • Er zit een blokkade of breuk in de luchttoevoer (bij een gesloten toestel).
  • De ventilatievoorzieningen in de ruimte waar het toestel staat zijn dicht (bij een open toestel).
  • Er is sprake van recirculatie: het toestel zuigt zuurstofarme rookgassen aan. Dat kan bijvoorbeeld komen doordat de mechanische ventilatie onderdruk creëert in de ruimte waarin het toestel staat.

Tabel: Mogelijke oorzaken van het vrijkomen van koolmonoxide in de woning.

Oorzaak

Voorbeeld

Het toestel heeft een open verbinding met de woning.

Het betreft een open, afvoerloos toestel.

De rookgasafvoer heeft een open verbinding met de woning.
  • De afvoer is niet goed aangesloten op het toestel.
  • Er zit een gat in de afvoerbuis.

De rookgasafvoer functioneert niet goed.
  • Er zit een blokkade in de afvoer.
  • De ventilator is kapot.
  • De trek is onvoldoende, bijvoorbeeld door windstil weer.

Afgevoerde rookgassen worden de woning ingezogen of ingeblazen (recirculatie).
  • De rookgasafvoer sluit aan op een ventilatiekanaal.
  • De plek waar de rookgasafvoer uitkomt ligt te dicht bij een luchttoevoerpunt.
  • De rookgasafvoer is niet goed geplaatst, waardoor bij een bepaalde windrichting de rookgassen de afvoer weer worden ingeblazen.
  • De mechanische afzuiging creëert onderdruk en zuigt daardoor de rookgassen aan.

Een woning staat in verbinding met een andere woning of een bedrijfspand waar koolmonoxide vrijkomt.
  • Rookgassen komen via kieren in de vloer, via de spouw of via schachten de aangrenzende woning binnen.
  • Rookgassen komen de woning binnen doordat een gemeenschappelijke rookgasafvoer niet goed functioneert.

Omdat bijna alle toestellen wel een beetje koolmonoxide produceren, meet je bij een toestel zonder afvoer al snel 1-2 ppm parts per million (parts per million) koolmonoxide. Dat is bij afvoerloze toestellen dus niet per se een reden tot zorg. Bij toestellen mét een afvoer horen geen verbrandingsproducten vrij te komen in de woning. Als je bij een toestel met een afvoer koolmonoxide meet, ook al is het maar een paar ppm, dan betekent dat dat de afvoer lekt of niet goed functioneert of dat er afvoergassen van buiten de woning binnenkomen. Dat is reden om direct maatregelen te nemen. Uitgebreidere informatie is te vinden in het onderdeel aanpak van incidenten.

Ventilatie is erg belangrijk bij het voorkomen van koolmonoxide-problemen. Bij een open toestel is ventilatie zelfs van cruciaal belang: het zorgt voor voldoende zuurstof, en dus voor volledige verbranding. Als er niet voldoende zuurstof wordt aangevoerd, wordt de verbranding onvolledig en produceert het toestel koolmonoxide. Gaat het om een afvoerloos open toestel, dan komt het geproduceerde koolmonoxide direct in de ruimte terecht waar het toestel staat. Door recirculatie zal het toestel dan nog meer koolmonoxide gaan uitstoten. Als de ruimte niet goed wordt geventileerd, kan de concentratie koolmonoxide in die ruimte snel oplopen tot gevaarlijke concentraties.
Ook bij gesloten toestellen is ventilatie belangrijk. Het is een ‘vangnet’: mocht er koolmonoxide worden geproduceerd en in de woning terechtkomen, dan leidt dit in een goed geventileerde ruimte minder snel tot een gevaarlijke situatie dan in een slecht geventileerde ruimte.

Soms worden bij het verbouwen of na-isoleren van woningen broodnodige natuurlijke ventilatievoorzieningen verwijderd. Hierdoor kunnen gevaarlijke situaties ontstaan.
Regelmatig speelt mechanische ventilatie een rol bij het ontstaan van koolmonoxide-incidenten. Problemen kunnen ontstaan door zowel de mechanische luchtafzuiging als de mechanische luchttoevoer.

Mechanische luchtafzuiging kan onderdruk veroorzaken in een bepaalde ruimte in een woning. Onderdruk door mechanische afzuiging ontstaat vaak doordat bewoners de ventilatietoevoer onvoldoende gebruiken (bijvoorbeeld de ventilatieroosters dichthouden). Door de onderdruk kunnen rookgassen vanuit andere kamers of van buiten de woning de ruimte worden ingezogen. De eventueel aanwezige bewoners ademen dan de rookgassen, waaronder mogelijk koolmonoxide, in. Als het een ruimte betreft waarin een open verbrandingstoestel staat, dan zal dat toestel door de aanvoer van de zuurstofarme rookgassen koolmonoxide gaan produceren (recirculatie). Hierdoor kunnen in korte tijd dodelijke concentraties koolmonoxide ontstaan.

Bij mechanische luchttoevoer kunnen problemen ontstaan als het luchttoevoerpunt op het dak te dicht bij de rookgasafvoer ligt, waardoor de rookgassen naar binnen worden gezogen. Ook komt het voor dat luchtafvoerkanalen en luchttoevoerkanalen per ongeluk op elkaar zijn aangesloten, waardoor rookgassen de woning in worden geblazen.

Casus: Meisjes in de badkamer

Casus: Meisjes in de badkamer

In de avond van 5 januari 2012 kwam bij de politie een melding binnen dat drie vriendinnetjes van tien, elf en twaalf jaar oud in de badkamer van een woning waren en niet meer reageerden. Nadat de badkamerdeur was geforceerd, werden twee meisjes levenloos in bad aangetroffen. Het derde meisje werd in kritieke toestand naar het ziekenhuis gebracht.
In de bijkeuken beneden hingen een gasgestookte HR hazard ratio (hazard ratio) cv-ketel en een open badgeiser met afvoer. De toestellen waren onderhouden aan het begin van het stookseizoen, ongeveer drie maanden voor het ongeval. De stormachtige wind die avond verstoorde de afvoer van rookgassen van de geiser. Doordat de afvoer verkeerd was geplaatst, blies de wind de rookgassen door de afvoer terug de bijkeuken in. Door de recirculatie begon de geiser koolmonoxide te produceren. Via een stortkoker voor wasgoed stond de bijkeuken in verbinding met de bovengelegen badkamer. De mechanische afvoer van de badkamer zoog via deze koker de rookgassen uit de bijkeuken aan. In combinatie met de wind speelde de verkeerde plaatsing van de rookgasafvoer (dicht bij de opgaande gevel en het dak) een cruciale rol bij dit ongeval.
(Bron: OVV, 2015)

Speciale aandacht is nodig voor wooncomplexen met gemeenschappelijke rookgasafvoeren. De bewoners van dit soort complexen zijn zich vaak niet bewust van de aanwezigheid van de (in schachten weggewerkte) rookgasafvoeren, laat staan van de staat van het onderhoud ervan. In complexen met een Vereniging van Eigenaren valt het goed functioneren van de collectieve rookgasafvoer onder de verantwoordelijkheid van de vereniging, terwijl de eigenaar van een appartement verantwoordelijk is voor de cv-ketel. Daardoor kan het bijvoorbeeld gemakkelijk gebeuren dat een moderne ketel wordt aangesloten op een oude rookgasafvoer (OVV, 2015). Oude rookgasafvoeren zijn niet geschikt voor moderne ketels, omdat door de lagere rookgastemperatuur van moderne cv-ketels er eerder condensvorming en corrosie optreedt in de rookgasafvoer. Dat zorgt voor risicovolle situaties.

Naar aanleiding van het rapport van de Onderzoeksraad heeft het Ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties een handreiking en een infoblad uitgebracht om installateurs, VvE’s en eigenaren van appartementen voor te lichten over de veiligheid van collectieve rookgasafvoeren (BZK Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties (Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties), 2016).