Schornsteine und der Kamineffekt
Die Funktion des Schornsteins basiert auf dem Kamineffekt.
Er erzeugt einen Auftrieb durch die im Vergleich zur umgebenden Luft leichteren Gassäule. Die geometrischen Parameter Höhe und lichte Weite des Schornsteins müssen deshalb auf die zu fördernde Gasmenge und ihre Temperatur abgestimmt sein.
Die Strömung des Gases verhindert dabei über den Bernoullischen Effekt,
dass Rauchgase aus Feuerstätten in die Wohnbereiche dringen. Den Räumen, in denen das Feuer brennt, wird Frischluft entzogen.
Der Schornstein muss also gegenüber angrenzenden Räumen nicht gasdicht sein.
Schornstein
Ein Schornstein dient nach DIN 18160-1 zur Abführung von Verbrennungsgasen von Feuerstätten ins Freie und zur Herstellung des zur Ansaugung der Verbrennungsluft nötigen Unterdrucks.
Er ist Teil einer Abgasanlage bzw. eines Abgassystems im weiteren Sinne.
Ein Schornstein ist eine überwiegend senkrechte verlaufende Rauchgasleitung in oder an Gebäuden oder Anlagen die Rauchgase ins Freie abführt.
Die Rauchgasleitung innerhalb einer Feuerstätte wird als Zug bezeichnet, wobei an jeder Umlenkung der Rauchgase ein neuer Zug beginnt.
Moderne häusliche Warmwasserheizungen mit Niedertemperatur- und Brennwerttechnik haben für den Betrieb des Schornsteins nicht mehr
ausreichend hohe Abgastemperaturen, so dass er zunehmend durch die Abgasleitung ersetzt wird.
Diese muss gasdicht sein und benötigt einen Lüfter zur Förderung des Abgases.
Wegen seiner sicherheitsrelevanten Funktion ist der Schornstein so wie die Abgasleitung baurechtlich abnahmepflichtig. Die Abnahme und Überprüfung wird in
Deutschland durch den Bezirksschornsteinfegermeister durchgeführt.
Schornsteinsysteme aus Edelstahl
Vorteile von Edelstahl
Edelstahlschornsteine sind für fast alle gebräuchlichen Brennstoffe (Gas, Öl, Kohle, Holz und Pellets) geeignet.
Durch die sehr gute Wärmeleitfähigkeit des Materials wird die benötigte Betriebstemperatur schnell erreicht.
Der Wartungsaufwand ist durch die leichte Reinigung und die hohe Korrosionsbeständigkeit gering.
Das ergibt eine sehr lange Lebensdauer, ein Schornsteinsystem aus Edelstahl ist daher mittel- und langfristig preiswert.
Nicht zu vergessen die ansprechende Optik und Gestaltungsfreiheit in Form und Farbe.
Materialgüte und Wandstärke
Wird an der Qualität gespart, so kann das Innenrohr mitunter den hohen Belastungen beim Betrieb des Schornsteins nicht langfristig standhalten.
Neben den hohen Temperaturen im Innern des doppelwandigen Edelstahlschornsteins wirken auch aggressive Verbrennungsrückstände auf den Edelstahl ein.
Deshalb ist V4A mit der Bezeichnung 1.4404 das Maß aller Dinge.
Viele Fachleute setzen auf eine Materialstärke von 0,6 mm für das Innenrohr und das Außenrohr, was früher bei einem doppelwandigen Edelstahlschornstein die Regel war.
Heute finden sich mitunter auch geringere Wandstärken von 0,5 mm oder gar 0,4 mm.
Damit kann nicht nur die Lebensdauer des Außenschornsteins aus Edelstahl sinken, auch kann das Material durch hohe Temperaturen leichter beschädigt werden.
Typen - einfach oder doppelt
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Einwandige Edelstahlschornsteine eignen sich am besten, um gemauerte Schornsteine zu sanieren.
Aufgrund ihres geringen Durchmessers können Sie einfach in den bestehenden Mauerschornstein eingesetzt werden.
Aber auch bei Leichtbauschachtsystemen im Innenraum finden Sie Anwendung.
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Doppelwandige Edelstahlschornsteine sind optimal für eine nachträgliche Konstruktion außen am Hause geeignet.
Sie bestehen aus zwei Edelstahlrohren, die eine Isolierschicht einschließen.
Durch die Isolierschicht kühlen aufsteigende Gase weniger rasch ab, Isolierung schützt vor Kälte von außen und erhält die Wärme innen.
Hauptsächlich verwendet wird der doppelwandige Schornsteintyp.
Er ist wärmedämmend, feuchteunempfindlich und einfach aufzubauen. Dadurch bleibt die Abgaswärme erhalten und der
Unterdruck wird vergößert.
Einwandige Schornsteine werden zunehmend als Abgasleitung eingesetzt
oder wenn mit Überdruck Abgase aus dem Haus geleitet werden müssen.
Raumluftunabhängige Heizgeräte werden an dreischalige Schornsteine angeschlossen,
bei dem der Zwischenraum zwischen Schacht und Innenrohr als Zuluftschacht verwendet wird.
Der Ofen bezieht dann seine Verbrennungsluft durch den Zuluftschacht des Schornsteins von außen,
statt sie wie normale Öfen dem Aufstellraum zu entnehmen.
Dadurch kann die Gebäudehülle luftdicht erstellt werden, wie es die EnEV fordert.
Dieses Luft‑Abgas‑System wird
auch LAS-Schornstein genannt.
Aus Energiespargründen wird die Abgastemperatur der Feuerstätten immer geringer,
was auch bei festen Brennstoffen wie Scheitholz und Holzpellets zu Unterschreitung der Taupunkttemperatur im Schornstein führen kann.
Dadurch entsteht Kondensat, weshalb bei diesen Feuerstätten ein neuer Typ Schornstein erforderlich ist.
Handelsüblich wird ein solches System als "W3G-Schornstein" bezeichnet.
Diese Systeme sind auch nach einem Rußbrand (Schornsteinbrand) noch feuchteunempfindlich.
Kamineffekt
Der Kamineffekt ist der physikalische Effekt, der zur verstärkten Anfachung eines Feuers führt und durch die Führung von heißen Rauchgasen durch einen Schornstein entsteht.
Er beruht auf Wärmeströmung; warme Luft über einem Feuer steigt auf und zieht durch ein offenes Fenster oder einen Schornstein ab.
Dadurch entsteht ein Unterdruck, welcher durch ein Nachströmen von Luft ausgeglichen wird.
Diese Frischluft enthält mehr Sauerstoff, welcher das Feuer weiter anfacht. Dadurch steigt die Brandtemperatur, mehr Luft wird erwärmt und steigt auf;
es kommt zu einer positiven Rückkopplung und das Feuer wird angefacht.
Im Brandfall kann der Kamineffekt fatale Folgen nach sich ziehen.
Bei einem Brand in einem im Tunnel befindlichen Zug der Gletscherbahn in Kaprun starben am 11. November 2000 155 Menschen.
Ein starker Luftzug, der vom unteren Ende des Tunnels zur Bergstation zog, fachte das Feuer an und brachte die giftigen Rauchgase in den oberen Teil des Tunnels bis zur Bergstation.
Von den Personen, die sich aus dem Zug befreien konnten, liefen die meisten – vermutlich in Panik – vom Brandherd im hinteren Teil des Zuges weg durch den Tunnel nach oben in die tödliche Rauchgaswolke.
Nur zwölf Personen überlebten, weil sie im Tunnel entgegen der Kaminwirkung nach unten liefen.
Mit dem Kamineffekt kann man auch sehr elegant die Holzkohle eines Grills entfachen. Man stellt ein ca. armdickes und armlanges Rohr auf die brennende Holzkohle.
Durch den Kamineffekt entzündet sich die Kohle zügig und gleichmäßig.
