Der Schornstein

Ein Schornstein bringt auch für den Fall, dass die Beheizung des Hauses mit Erdgas vorgesehen ist, einen Gewinn an Flexibilität. Er gestattet einen raschen Wechsel von einem Heizmedium auf ein anderes, wann immer das aus ökonomischen, ökologischen oder anderen Gründen notwendig sein sollte.

Neben den konventionell aus Mauerwerk oder Ortbeton gefertigten Schornsteinen werden vorgefertigte Betonelemente aus Leichtbeton, so genannte Formstücke mit runder oder rechteckiger Innenaussparung, seit Jahrzehnten erfolgreich im Schornsteinbau eingesetzt. Die Systeme bieten bei modernen Heizkesseln mit niedrigen Abgastemperaturen einen dauerhaft ausreichenden Zug ohne Versottungsgefahr.

Ein Schornstein hat ausreichenden Zug (thermischer Auftrieb), wenn der Temperaturunterschied zwischen Außenluft und Abgas groß ist, da warme Luft leichter ist als kalte. Geben die Abgase auf ihrem Weg durch den Schornstein zuviel Wärme ab, verringert sich der thermische Auftrieb. Bei modernen Heizanlagen mit niedrigen Abgastemperaturen kann das zu einem Versagen der Kaminwirkung führen. Die verschiedenen Ausführungsarten der Schornsteine werden gemäß DIN V 18160 Teil 1 diesbezüglich klassifiziert.

Eine weitere Maßnahme gegen Wärmeverluste ist die Anordnung des Schornsteins im Gebäudekern. Dies hat den weiteren Vorteil, dass der Schornstein nahe am First endet, was die Schornsteinhöhe und damit die Zugwirkung vergrößert.

Schornsteinmündungen müssen im freien Windstrom liegen, um einen einwandfreie Kaminwirkung zu gewährleisten. Daher – und aus Gründen des Brandschutzes - muss die Mündung:

  • bei einem geneigten Dach mindestens 40 cm über dem First liegen oder einen Mindestabstand von 1,0 m zur Dachfläche haben,
  • bei einem Flachdach mindestens 1 m über dem Dach bzw. einem weniger als 1,5 m entfernten Dachaufbau liegen.

DIN V 18160 Teil 1 regelt die Planung und Ausführung von Abgasanlagen. Darüber hinaus sind aber die Feuerungsverordnungen der Bundesländer bzw. abweichende örtliche Bauvorschriften zu beachten.

Schornsteinsysteme aus Leichtbeton

Grundsätzlich werden bei Schornsteinen aus Leichtbeton folgende Bauweisen unterschieden:

  • Einschaliger Schornstein
  • Zweischaliger Schornstein
  • Dreischaliger Schornstein

Bei den genannten Bauweisen übernimmt immer das Formstück bzw. Mantelformstück aus Leichtbeton die Tragfunktion, während die Abgasführung in einem Innenrohr erfolgt. Einschalige Schornsteine nach DIN 18150 werden nur noch als so genannte Reserveschornsteine eingebaut, z. B. bei fernbeheizten Gebäuden. Für den Anschluss moderner Heizungsanlagen ist der einschalige Schornstein nicht geeignet. Der zweischalige Schornstein besitzt zwischen Schamotterohr und Leichtbetonstein ein wärmedämmendes Luftpolster.

Ausreichend Zug im Rohr

Standard im Wohnungsbau sind heute dreischalige Schornsteine, bei denen das Schamotterohr mit einer Mineralfaserdämmung ummantelt wird.

Dreischalige Leichtbetonschornsteine verfügen über die folgenden Eigenschaften:

  • Einfache Bauart – schnelle Montage
  • Gute Wärmedämmung – hoher Wirkungsgrad
  • Eignung für alle Brennstoffe,
  • Gutes Feuchtigkeitsverhalten
  • Gute Schalldämmung – geringe Kesselgeräuschübertragung
  • Hohe Feuerwiderstandsfähigkeit,
  • HoheTemperaturwechselbeständigkeit – Eignung für hohe und niedrige Abgastemperaturen.

Raue bzw. unebene Innenflächen der Abgasrohre beinträchtigen durch Reibungswiderstand und Verwirbelungen den Abgasabzug. Rechteckige Rohre haben in den Ecken deutliche Verwirbelungen. Optimal ist daher ein rundes Rohr mit glatter Innenfläche. Eingesetzt werden Schamotterohre, Kunststoffrohre und Edelstahlrohre. Die Schamotterohre sind hochwertig gefertigte Keramikteile, die durch ein Nut-und-Feder-System bzw. Muffen einfach und sicher aufeinander gesetzt werden können. An diese Schamotterohre werden etwaige Reinigungsöffnungen schon vor dem Brennen angeformt.

Schutz gegen Kondensatbildung

Wegen der niedrigen Abgastemperaturen moderner Heizungsanlagen kann es zur Kondensatbildung im Schornstein kommen (Versottung). Der Schornstein muss daher gegen das teilweise aggressive Kondensat widerstandsfähig sein und es ordnungsgemäß ableiten. Zwei Systeme werden angeboten:

  • Schornstein mit belüftetem Zwischenraum (Hinterlüftung)
  • Dampf- und feuchtigkeitshemmende Innenschale

Beim Schornstein mit belüftetem Zwischenraum befinden sich im Mantelstein zusätzlich Lüftungskanäle, in denen nach oben strömende Luft die Feuchtigkeit über die Mündung des Schornsteins ins Freie transportiert. Dadurch bleibt die Wärmedämmschicht trocken und damit wirksam. Dieses System ist für alle Regelfeuerstätten und für alle Brennstoffarten geeignet. Es kann auch bei Holz- oder Kohlefeuerungsanlagen mit Rußanfall und hohen Abgastemperaturen bis 400 °C, bei Einsatz von Schamotterohren auch bis 650 °C eingesetzt werden.

Die dampf- und feuchtigkeitshemmende Innenschale besteht aus einem Schamotterohr, das durch einen Glasurauftrag innen einen wesentlich höheren Dampfdiffusionswiderstand erhält. So kann kondensierende Feuchtigkeit aus den Abgasen nicht in die Konstruktion gelangen. Das Kondensat rinnt an der Rohrinnenseite nach unten und wird am untersten Mantelformstück abgeführt.

Die Hinterlüftung kann auch für den raumluftunabhängigen Betrieb einer Heizungsanlage genutzt werden. Im Normalfall wird die für die Verbrennung notwendige Luft aus dem Raum bezogen, in der die Anlage steht. Beim raumluftunabhängigen Betrieb wird die Luft über die Lüftungskanäle am Schornsteinkopf angesaugt (im Gegenstrom zum Abgas).

In Einzelteilen oder geschosshoch

Dreischalige Systeme stehen sowohI als einzelne Mantelformstücke gemäß DIN 18147 in den Höhen 24 cm, 32,3 cm oder 49 cm als auch in geschosshoher Ausführung zur Verfügung.

Bei geschosshohen Schornsteinen werden zwei Fertigungsverfahren angewendet:

  • Im Werk werden einzelne Mantelformstücke bis zu 18 m Länge zusammengesetzt und dann vorgespannt.
  • Im Werk wird der Schornstein monolithisch aus Leichtbeton in Geschosshöhe vorgefertigt.

Literatur

DIN 18147 Teil 2 „Baustoffe und Bauteile für dreischalige Hausschornsteine; Formstücke aus Leichtbeton für die Außenschale; Anforderungen und Prüfungen“

DIN 18150 Teil 1 „Baustoffe und Bauteile für Hausschornsteine; Formstücke aus Leichtbeton; Einschalige Schornsteine, Anforderungen.

DIN V 18160 Teil 1 „Abgasanlagen; Planung und Ausführung“

Beton-Bauteile Deutschland e.V. (Hrsg.): Beton-Bauteile für den Wohnungsbau

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