FEUER BRAUCHT LUFT ZUM ATMEN DER WEG ZUR OPTIMALEN VERBRENNUNGSLUFT

Transkript

1 FEUER BRAUCHT LUFT ZUM ATMEN DER WEG ZUR OPTIMALEN

2 INFORMATIONSBROSCHÜRE ZUM THEMA: DER WEG ZUR OPTIMALEN Die Informationen dieser Broschüre beziehen sich auf Feuerstätten, die gezielt von außen mit Verbrennungsluft versorgt werden. Nicht behandelt werden Öfen ohne externe Luftzufuhr also Öfen, die ihre Verbrennungsluft über Öffnungen direkt aus der Raumluft beziehen und Heizkessel (also wasserführende Heizgeräte), die üblicherweise nicht im Wohnraum, sondern im Keller oder Haustechnikraum stehen. Viele Informationen sind jedoch auch auf diese Geräte anwendbar. 1

3 Informationsbroschüre in Kooperation mit: ORTNER KACHELOFEN MIT SYSTEM Alle Rechte vorbehalten. Diese Informationebroschüre darf - auch teilweise - nur mit Genehmigung der Herausgeber wiedergegeben werden. Herausgeber: ORTNER GmbH, Schiedel Kaminsysteme GmbH Ansprechpartner: ORTNER GmbH Layout, Design und Satz: ORTNER GmbH Produktion: Schiedel Kaminsysteme GmbH Fotos: ORTNER GmbH, Schiedel Kaminsysteme GmbH, Donauuniversität Krems. Copyright: ORTNER GmbH Gedruckt in Österreich

4 INHALTSVERZEICHNIS VORWORT 5 WAS, WARUM, WIE 7 DREI WEGE Die optimalen Verbrennungsluftzufuhr 11 MIT FEUER HEIZEN: Sicherheit durch Verbrennungsluft von Ausse 19 WEG 1: Die Verbrennungsluft kommt über das Schornstein/Kaminsystem 20 WEG 2: Die Verbrennungsluft kommt über einen direkten Außenwandanschluss 24 WEG 3: Die Verbrennungsluft kommt über Leitungen im Fußbodenaufbau, Keller oder Erdreich 26 WIE GROSS? Der richtige Querschnitt je nach Verbrauch 30 RUNDHERUM Dichten, dämmen und sauber halten 35 FÜR DEN BESONDEREN FALL Leitungsquerschnitte selber berechnen 47

5 4

6 VORWORT So leiten Sie die Verbrennungsluft für Ihren Ofen optimal ins Gebäude Zeitgemäße Niedrigenergie- und Passivhäuser werden sehr dicht ausgeführt und auch bei Sanierungen oder Umbauten, wie beim Fenstertausch, wird die Gebäudehülle abgedichtet. Die Wärmeverluste werden dadurch verringert, die höhere Dichtheit erfordert aber besondere Aufmerksamkeit: Jede Feuerstätte benötigt Luft für die Verbrennung: Bei einem Holzverbrauch von 2,5 kg/h werden bis zu 28 m³/h Luft verbraucht. Wird eine Feuerstätte mit Verbrennungsluft aus dem Aufstellungsraum versorgt, also raumluftabhängig betrieben, kann es zu erheblichen Störungen kommen von schlechter Verbrennungsqualität bis hin zum Austritt von Abgasen in den Raum. Die notwendige Luft für die Verbrennung muss daher bei dichten Gebäuden über Leitungen oder Schächte direkt von außen, also raumluftunabhängig, zugeführt werden. Diese Broschüre richtet sich an Baumeister, Architekten, Planer und Privatpersonen, die eine Errichtung oder Sanierung von Gebäuden vorhaben: Sie erhalten wichtige und nützliche Infos, um die Verbrennungsluftleitungen von vornherein richtig zu planen und auszuführen damit die Heizanlage und sämtliche Komponenten des Gebäudes zum Nutzen der Bewohner perfekt zusammenspielen. 5

7 6

8 WAS, WARUM, WIE Hier sind Sie richtig, wenn Sie vorhaben, ein Haus zu bauen oder zu sanieren: Sie finden alles Wichtige zur Verbrennungsluftversorgung von modernen Feuerstätten für feste biogene Brennstoffe das sind mit Stückholz, Holzbriketts und Holzpellets befeuerte Kaminöfen, Kachelöfen, Küchenherde sowie Kaminund Heizeinsätze. Die Broschüre zeigt konkrete Ausführungsbeispiele für die Zufuhr der Verbrennungsluft von außen. Folgende Möglichkeiten werden beschrieben: vertikale Zufuhr über das Schornstein / Kaminsystem horizontale Zufuhr über einen Außenwandanschluss Leitungen im Fußbodenaufbau, Keller oder Erdreich Zu jedem System sind Vorteile sowie praktische Hinweise aufgeführt. Das System der Verbrennungsluftleitung wird von der Lufteitrittsöffnung bis zum Ofen beschrieben, inklusive aller notwendigen Bauteile wie Abdichtungen und Dämmungen. Im Detail erklärt wird die Wahl des Leitungsquerschnitts. Das Passivhaus stellt besondere Ansprüche an die Dichtheit sämtlicher Teile des Hauses, und damit auch an die Verbrennungsluftleitung: Deshalb gibt es in dieser Broschüre technische Tipps und Empfehlungen für die Wärmedämmung der Leitung sowie eine Tabelle für die erforderlichen Dämmstärken zur Vermeidung von späteren Bauschäden. 7

9 8

10 DREI WEGE ZUR OPTIMALEN VERBRENNUNGS- LUFTZUFUHR 9

11

12 DREI WEGE ZUR OPTIMALEN Es gibt drei Varianten, um Ihren Ofen mit Verbrennungsluft von außen zu versorgen: 1. Beim Bauen gleich mitplanen: Die vertikale Lösung Die Verbrennungsluft wird über den Schornstein- / Kamin zugeführt. 2. Auch im Nachhinein möglich: Die horizontale Lösung Die Verbrennungsluft kommt über einen direkten Außenwandanschluss. 3. Die individuelle Lösung Leitungen im Fußbodenaufbau, im Keller oder im Erdreich transportieren die Luft ins Gebäude. 11

13 12

14 DIE VERTIKALE Die Verbrennungsluft wird über den Schornstein- / Kamin zugeführt. 13

15 14

16 DIE HORIZONTALE Die Verbrennungsluft kommt über einen direkten Außenwandanschluss. 15

17 16

18 DIE INDIVIDUELLE Leitungen im Fußbodenaufbau, im Keller oder im Erdreich transportieren die Luft ins Gebäude. 17

19 18

20 MIT FEUER HEIZEN: SICHERHEIT DURCH VERBRENUNGSLUFT VON AUSSEN Die Verbrennungsluft soll zukünftig bei allen Gebäuden gezielt von außen zugeführt werden: Gebäude in Niedrigenergie- und Passivhausqualität sowie Altbauten nach einer Renovierung, beispielsweise nach einem Fenstertausch, sind extrem dicht. Diese Dichtheit erlaubt es keinesfalls, Verbrennungsluft aus dem Aufstellraum zu entnehmen. Aber auch bei weniger dichten Gebäuden sprechen Sicherheit und Luftqualität im Wohnraum für eine Verbrennungsluftzufuhr über Leitungen direkt aus dem Freien. Wird zugleich mit der Feuerungsanlage eine Lüftungsanlage betrieben dazu zählen auch Dunstabzüge und Toilettenlüfter im Fortluftbetrieb, ist es ratsam, für die Gewährleistung der Sicherheit zusätzlich einen Unterdruckwächter zu installieren. Unterdruckwächter schalten bei Unterdruck im Raum die Lüftungsanlage aus und verhindern somit das Abgas in den Raum gelangt. Die Feuerstätte kann jedoch auch vollständig raumluftunabhängig betrieben werden: Das ist der Fall, wenn die Verbrennungsluft über Leitungen oder Schächte direkt aus dem Freien zugeführt wird, diese Feuerstätte sehr dicht ausgeführt ist und die Geräte als raumluftunabhängig geprüft sind (Zulassung nach Richtlinie des Deutschen Institut für Bautechnik / DIBt, eine europäische Norm ist in Ausarbeitung). Wichtig ist die Dichtheit des gesamten Systems der Feuerstätte, also Verbrennungsluftleitung, Ofen und Schornstein- / Kaminsystem. Verbrennungsluftleitungen sind mit ausreichend großem Querschnitt zu dimensionieren, damit sie den Ofen mit genügend Luft versorgen. Darüber hinaus müssen sie mit einer Dämmung versehen werden, um kalte Oberflächen im Wohnbereich zu vermeiden. Wichtig ist, darauf zu achten, dass Brandabschnitte durch die Verbrennungsluftleitungen nicht beeinträchtigt werden. 19

21 WOHER IM DETAIL? SO KOMMT DIE LUFT ZUM 1 OFEN Die Verbrennungsluft kommt über das Schornstein- / Kaminsystem Raumluftunabhängiger Kaminofen mit Verbrennungsluftleitung als Bestandteil des Kaminsystems. Ausführung als vertikaler, parallel zum Abgasrohr verlaufender, oft rechteckiger und in jedem Fall gedämmter Schacht. Die Verbindung der Verbrennungsluftleitung zum Luftschacht ist ebenfalls dicht ausgeführt und gedämmt. 20

22 IHR VORTEIL Die Verbrennungsluftleitung ist genau dort, wo sie später benötigt wird. Die Einheit Schornstein / Kamin und Verbrennungsluftzufuhr ist ein Gesamtsystem. Wärmeausdehnungen und Spannungen werden vom Mantelstein aufgenommen und beeinflussen nicht das Gebäude. Ein zusätzlicher Durchbruch durch die Außenwand ist nicht notwendig. Passivhaustaugliche Schornstein- / Kaminsysteme (Zertifizierung einfordern!) müssen im Bereich der Verbrennungsluftführung nicht zusätzlich isoliert werden. Nicht zertifizierte Schornstein- / Kaminsysteme sind aufgrund der Kondensationsgefahr über die gesamte Höhe wärmegedämmt auszuführen - siehe Tabelle 37. Achten Sie in diesem Fall auf die Angaben des Herstellers. Abgasmündung und Verbrennungsluftzuführung unterliegen dem gleichen Einfluss durch Wind, daher kann die Verbrennungsluftzufuhr nicht durch Staudruck oder Sog beeinflusst werden. Der Luftkanal ist vor Beschädigungen geschützt. Die Leitung ist zugänglich für spätere Wartungen. Der Querschnitt der Verbrennungsluftleitung ist im Normalfall bereits auf die Schornstein- / Kamingröße und somit auch auf die Feuerstätte abgestimmt. 21

23 22

24 ZU BEACHTEN Eignung des Schornstein- / Kaminsystems beachten und Herstellerangaben einholen über Art des zugelassenen Brennstoffes, Leistung des Ofens und gegebenenfalls Passivhaustauglichkeit.! Bei nicht ausreichend gedämmten Systemen (nicht Passivhaus-zertifiziert) ist der gesamte Schornstein / Kamin zusätzlich zu dämmen, um zumindest das Hygienekriterium zur Vermeidung kalter Oberflächen im Wohnraum einzuhalten (um Kondensat- und damit Schimmelbildung vorzubeugen). Nähere Infos erhalten Sie beim Passivhaus Institut Darmstadt (PHI) Die Verbrennungsluftleitung zwischen Ofen und Schornstein / Kamin ist ohne Unterbrechungen bis zum Ofen zu dämmen, um Kondensatbildung zu vermeiden. Sie ist jedoch meist sehr kurz. Falls das Gerät keine automatische Absperrung besitzt oder keine manuelle Klappe hat, ist in der Verbrennungsluftleitung eine verschließbare Klappe einzubauen. Damit wird ein unerwünschter Kamineffekt also ein kontinuierlicher Austrag von Warmluft außerhalb der Betriebszeiten verhindert. 23

25 WOHER IM DETAIL? SO KOMMT DIE LUFT ZUM OFEN Die Verbrennungsluft kommt über einen direkten Außenwandanschluss 2 Raumluftunabhängiger Kaminofen mit kurzer waagrechter Verbrennungsluftleitung durch die Außenmauer, durchgehend gedämmt mit Abdichtung auf der Rauminnenseite und Gitter mit Spritzwasserschutz außen. 24

26 IHR VORTEIL Die Verlegung der Verbrennungsluftzufuhr ist meist auch im Nachhinein möglich. Bei Aufstellung des Heizgeräts an der Außenmauer ist das System einfach und kostengünstig. ZU BEACHTEN! Ofen und Schornstein / Kamin müssen sich nahe der Außenmauer befinden. Der Wind hat Einfluss auf die Druckverhältnisse und damit auf die Menge der Verbrennungsluft. Die gesamte Verbrennungsluftleitung, beginnend bei Außenmauer oder Außendämmung, ist ohne Unterbrechungen bis zum Ofen zu dämmen. Diese Leitung ist aber im Normalfall sehr kurz. Falls das Gerät keine automatische Absperrung besitzt oder der Ofen keine manuelle Klappe hat, ist vor dem Ofen oder in der Verbrennungsluftleitung eine verschließbare Klappe einzubauen. Damit wird ein unerwünschter Kamineffekt also ein kontinuierlicher Austrag von Warmluft außerhalb der Betriebszeiten verhindert. 25

27 WOHER IM DETAIL? SO KOMMT DIE LUFT ZUM OFEN 3 Die Verbrennungsluft kommt über Leitungen im Fußbodenaufbau, Keller oder Erdreich 26

28 IHR VORTEIL Die Verlegung der Verbrennungsluftleitung ist im Nachhinein oder im Zuge eines Umbaus möglich. Verschiedene Kanalformen stehen zur Verfügung: Rundrohre und rechteckige Formrohre sind individuell verlegbar. Durch eine erdverlegte Leitung kann im Winter eine gewisse Luftvorwärmung über den Boden erzielt werden. Bei Verlegung der Leitungen im Keller oder im Erdreich ist hohe Flexibilität gegeben. Das Erreichen einer bestimmten Außenmauer (z.b. wegen geringer Windexposition) oder einer anderen Stelle ist dadurch möglich. 27

29 28

30 ZU BEACHTEN Glatte und dichte Materialien verwenden, damit eine spätere Reinigung einfacher ist. Bei der hohen Flexibilität in Länge und Form der Verbrennungsluftleitung ist besonders auf den erforderlichen Mindestquerschnitt zu achten (siehe Diagramm zur Querschnittsdimensionierung, 50). Besonders bei langen Leitungen immer auf Zugänglichkeit achten und Revisionsöffnungen vorsehen! Im erdberührten, vergrabenen Bereich ist die Leitung nicht zu dämmen, jedoch die gesamte Leitung im Gebäudeinneren ohne Unterbrechungen Bereich im Keller und Fußbodenaufbau, Decken- und Mauerdurchbrüchen sowie Leitung zum Ofen. Übergangsstücke, Muffen und der Anschlussflansch beim Ofen sind dicht auszuführen und zu dämmen. Immer einen Kondensat-Ablauf ermöglichen! Bei unterkellertem Gebäude: Gefälle der Leitung Richtung Keller und Kondensat-Ablauf im Keller vorsehen. Bei nicht unterkellertem Gebäude: Gefälle weg vom Gebäude und Versickerungsmöglichkeit nahe der Lufteintrittsöffnung vorsehen. Wird eine bestehende Leitung verwendet z.b. ein ungenutzter Zusatzkamin/ -schornstein, Installationsrohr, Kollektorgang etc. so ist diese im Innenbereich ausreichend zu dämmen, um zumindest das Hygienekriterium der Vermeidung lokaler Kondensatbildung einzuhalten. Hat das Gerät keine automatische Absperrung oder besitzt der Ofen keine manuelle Klappe hat, ist vor dem Ofen oder in der Verbrennungsluftleitung eine verschließbare Klappe einzubauen. Damit wird ein unerwünschter Kamineffekt also ein kontinuierlicher Austrag von Warmluft außerhalb der Betriebszeiten verhindert. Wichtig ist die Einhaltung des Brandschutzes, z.b. bei Durchdringung von Brandabschnitten durch Verbrennungsluftleitungen.! 29

31 WIE GROSS? DER RICHTIGE QUERSCHNITT JE NACH VERBRAUCH Die notwendige Menge an Luft variiert stark nach der Art der Feuerstätte: Für einen kontinuierlich betriebenen Ofen, z.b. einen Pelletskaminofen, ist ein geringerer Querschnitt der Verbrennungsluftleitung notwendig als für einen Kachelofen gleicher Heizleistung, der die Holzmenge in kurzer Zeit verbrennt und die gespeicherte Energie über längere Zeit wieder an den Raum abgibt. Bei einem Kachelofen mit einer Auflagemenge von 15 kg beträgt der mittlere Brennstoffumsatz 11,7 kg/h. Ein Pelletsofen dagegen, der den ganzen Tag kontinuierlich betrieben wird, hat beispielsweise einen Brennstoffumsatz von 2,0 kg/h. Daraus ergibt sich ein unterschiedlicher Verbrauch an Verbrennungsluft und damit unterschiedliche Querschnitte in der Verbrennungsluftleitung. Ist im Planungsstadium die Entscheidung über die Art des Ofens noch nicht gefallen, so kann die Verbrennungsluftleitung sicherheitshalber auf einen Kachelofen, der den größeren Querschnitt benötigt, ausgelegt werden. Eine spätere Reduktion ist einfach durchzuführen.! TIPP Spätestens bei der Auswahl des Schornstein- / Kaminsystems ist die Wahl des Heizsystems und des Brennstoffs zu treffen: Schornstein- / Kaminhersteller bieten meist unterschiedliche Lösungen an, die dem jeweiligen Brennstoff angepasst sind. Ein kombiniertes System von Verbrennungsluft und Abgas ist heute bereits Standard. Achten Sie auf die Angaben des Herstellers bezüglich des Brennstoffs, der Leistung der Feuerstätte und der Passivhaustauglichkeit des Schornstein- / Kaminsystems. 30

32 Bei üblichen Anwendungsfällen mit kurzen Leitungen ist die Auswahl des Querschnitts einfach: Art der Feuerstelle Durchmesser der Verbrennungsluft (mm) Leitungslänge < 2,0m Leitungslänge 2-6 m maximal 1 Bogen maximal 2 Bögen Pelletkaminofen < 12 kw DN (80) 100 DN 125 Scheitholzofen < 12 kw DN 125 DN 150 Küchenherd Heizeinsatz und Kachelofen maximale Holzauflage 15 kg DN 125 DN 180 DN 150 DN 200 Diese Durchmesser können auf rechteckige Querschnitte umgerechnet werden. Pelletskaminöfen besitzen immer ein Abgas- Saugzuggebläse, daher sind kleinere Querschnitte zugelassen als bei Verwendung von Stückholzgeräten. Falls der Durchmesser des Verbrennungsluftanschlusses am Ofen bekannt ist: Er ist immer auch der Mindestdurchmesser der Verbrennungsluftleitung. Die Lufteintrittsöffnung sollte auf keinen Fall reduziert werden; im Zweifel und bei ausreichend Platz eher den nächstgrößeren Standardquerschnitt wählen. Sie planen einen höhere Ofenleistung oder lange Verbrennungsluftleitungen mit mehreren Richtungsänderungen? Verwenden Sie das Diagramm von 50 für Auswahl und Kontrolle. Im Spezialfall sind Sie gut damit beraten, den Gerätehersteller oder eine Fachfirma zu kontaktieren. 31

33 32

34 RUNDHERUM DICHTEN, DÄMMEN UND SAUBER HALTEN 33

35 34

36 RUNDHERUM DICHTEN, DÄMMEN UND SAUBER HALTEN Optimale Behaglichkeit bei minimalem Heizenergiebedarf zeichnet das Passivhaus aus. Das Erreichen dieser Behaglichkeit stellt jedoch hohe thermische Anforderungen an die eingesetzten Komponenten und Materialien, und ebenso hohe Anforderungen an deren Dichtheit. Projekte, die eine Kennzeichnung als Qualitätsgeprüftes Passivhaus tragen, wurden vom Passivhaus Institut (PHI) oder von ei-! ner durch das PHI autorisierten Stelle geprüft und zertifiziert. Für eine solche Zertifizierung müssen strenge Kriterien eingehalten werden. Das Passivhaus Institut definiert auch die Kriterien und Prüfverfahren für Komponenten, die im Passivhaus entscheidend sind. Das Zertifikat Passivhaus-geeignete Komponente wird nur vom PHI vergeben z.b. für Fensterrahmen, Verglasungen, Hauseingangstüren, oder auch für Bausysteme, Kaminsysteme und Lüftungsanlagen. Weitere Infos unter Bei einem Passivhaus ist die Luftdichtheit des gesamten Gebäudes einzuhalten: Das bedeutet, dass das Gesamtsystem (inklusive Fenster, besonders kritischer Bauteile - wie z.b. Mauerdurchdringungen aufgrund von Leitungen für Verbrennungsluft, Abluft, Strom - und auch das ganze Heizsystem mit Schornstein / Kamin und Verbrennungsluftleitung) eine bestimmte Dichtheit aufweisen muss. Diese Dichtheit ist nach der Baufertigstellung durch den Blower-Door-Test nachzuweisen. Die erforderlichen Oberflächentemperaturen im Innenbereich werden durch das Hygienekriterium und das Behaglichkeitskriterium abgeleitet. Sie werden vom PHI für unterschiedliche Bauteile eines Passivhauses definiert für Fenster, Lüftungskomponenten, Wände etc. Das PHI zertifiziert das gesamte Gebäude oder auch Einzelkomponenten für Passivhäuser. 35

37 36

38 Die Anforderungen aus dem Hygienekriterium und dem Behaglichkeitskriterium für die Komponenten von Passivhäusern werden auch auf Verbrennungsluftleitungen angewendet, denn für diese Bauteilgruppe gab es bisher keine spezifizierten Werte: Hygienekriterium Es dient der Verhinderung einer Schimmel- und/oder Kondensatbildung und gibt einen minimalen Wert für die Temperatur an der inneren Bauteiloberfläche vor. Behaglichkeitskriterium Laut PHI darf die minimale Oberflächentemperatur maximal 4,2 C von der mittleren Raumtemperatur abweichen. Bei einer größeren Differenz kann es zu störendem Kaltluftabfall und Strahlungswärmeentzug kommen. In kühl- gemäßigtem Klima wird dieses Kriterium bei einer minimalen Oberflächentemperatur von 17 C erreicht. In der folgenden Tabelle sind Mindestdämmstärken für typische Querschnitte von Verbrennungsluftleitungen zur Einhaltung von Hygiene- und Behaglichkeitskriterien ausgehend von einer Luftansaugtemperatur von minus 10 C angeführt: Notwendige Dämmstärken von (horizontalen) Verbrennungszuluft Leitungen Kreis Querschnitt Rechteck Querschnitt l=0,04 W/m K: Standarddämmstoff D= mm l=0,02 W/m K: Spezialdämmstoff 50 X 300 mm Erforderliche minimale Dämmstärken zur l=0,02 2,0 cm 1,5 cm Kondensatvermeidung - diese Dämmstärke ist das absolute Minimum. l=0,04 3,0 cm 2,5 cm Erforderliche minimale Dämmstärken zur Vermeidung lokaler Unbehaglichkeit (Strahlungsentzug und Kälteempfinden) l=0,02 3,0 cm 2,5 cm l =0,03 4,0 cm 3,5 cm l =0,04 5,0 cm 4,5 cm Achtung: Verwenden Sie unbedingt einen diffusionsdichten Dämmstoff, um eine Durchfeuchtung der Dämmung zu verhindern.! 37

39 Auswirkung von Winddruck und -sog bei einem frei stehenden Gebäude Windrichtung LUV LEE Luftbewegung durch das Gebäude Ansicht = Windströmung Windrichtung 38 Grundriss

40 Bezüglich der Sicherheit sind Temperaturbeständigkeit der Verbrennungsluftleitung und deren Dämmung am Anschluss an die Feuerstätte wichtig. Die eingesetzten Materialien dürfen durch die Wärmeabgabe der Feuerstätte nicht beeinträchtigt werden, sei es durch thermische Zersetzung, unerwünschte Ausgasung oder Versprödung. Sie müssen ebenso den Anforderungen des Brandschutzes genügen. Empfohlen werden vorgefertigte Mineralfaserprodukte. Diese müssen jedoch an der Oberfläche gegen Abrieb von Faserteilen geschützt sein, z.b. durch eine Alukaschierung. Die Anschlüsse der Verbrennungsluftleitung müssen dauerhaft dicht sein und sind daher bevorzugt von einer Fachfirma auszuführen Ofensetzer, Installateur, Schornsteinbauer. Nach Abdichtung der Verbrennungsluftleitung ist die Wärmedämmung in diesem Bereich anzubringen. Tipp: Revisionen und Wartungen sollen besonders bei langen Leitungen in jedem Fall möglich sein. Daher Putzöffnungen vorsehen und glatte Materialien verwenden.! Die Ansaugstelle der Verbrennungsluftleitung soll so gewählt werden, dass eine möglichst geringe Beeinflussung durch den Wind auf die Druckverhältnisse in der Leitung gegeben ist. Ideal ist ein windgeschützter Platz nur wenige Meter vom Gebäude entfernt, um Sog und Druck bei Wind gering zu halten. Ein hoher Druckverlust aufgrund größerer Leitungslängen sowie zusätzlicher Umlenkungen ist dabei zu vermeiden. Bei windexponierten Gebäuden soll die Ansaugstelle nicht auf der Lee- der Hauptwindrichtung nahe am Gebäude platziert werden, da es in diesem Bereich zu Unterdruck kommt. 39

41 Bild: Schiedel AERA Zuluftterminal 40

42 Geeignete Endstücke stehen aus der Wohnraumlüftungstechnik zur Verfügung. Mit konstruktiven Elementen soll sowohl das Eindringen von Niederschlagswasser verhindert werden als auch das Eindringen von Pflanzenteilen und Tieren wie Insekten und Mäusen. Auch wird durch spezielle Formen dieser Elemente (lamellenartige Verschalung) der Einfluss des Windes weiter reduziert. Bei jedem Mauerdurchbruch muss die Durchgängigkeit der Wärmedämmung beachtet werden, vor allem die Dichtheit beim Verlassen der dichten Gebäudehülle. Beim Verbrennungsluftkanal ist dazu an der Rauminnenseite eine dauerhaft dichte Flanschabdichtung auszuführen. Sie benötigt eine Gummidichtung Silikonabdichtungen sind hier nicht dauerhaft genug der nötige Pressdruck wird meist mittels Schrauben eingestellt. An der Außenmauer muss ein Schutz gegen Regen und Spritzwasser vorhanden sein, eine Querschnittsverengung darf dadurch aber nicht erfolgen. Zu beachten ist die Dämmung des Verbrennungsluftkanals: Bei mangelhafter Ausführung kann es aufgrund kalter Außenluft im Extremfall zu Kondensat- und Schimmelbildung kommen. Auf 37 finden Sie die Berechnungen zur Ermittlung der minimalen Dämmstärke für Kreis- und Rechteckquerschnitte. Bei zertifizierten Produkten wurde auf Basis von Versuchen, Berechnungen und computerunterstützten Simulationen deren Eignung und die Einhaltung der geforderten Kriterien sichergestellt. 41

43 ZULUFTKANAL RAUCHGASZUG LUFTANSCHLUSS Bild: Schiedel Xpert Mantelstein und Schnittmodell 42

44 Abbildung: faserfrei gedämmter Mantelstein mit Verbrennungsluftkanal, Luftansaugtemperatur minus 10 C, Abgastemperatur 100 C, Wandmindesttemperatur laut Hygienekriterium Bei zertifizierten Produkten wurde auf Basis von Versuchen, Berechnungen und computerunterstützten Simulationen deren Eignung und die Einhaltung der geforderten Kriterien sichergestellt. Bild: Wärmebild Schiedel Expert 43

45 44

46 FÜR DEN BESONDEREN FALL 45

47 SCHRITTE ZUR OPTIMALEN AUSLEGUNG DER LEITUNG Ofenleistung [kw] bzw. Brennstoffverbrauch [kg/h] Stöchiometrischer minimaler Luftverbrauch [Nm³/h] Luftüberschusszahl lambda λ = 2,0-3,0 Abschätzung für häufige Fälle mit üblichen Werten aus der Praxis. (Tabelle 31) Durchmesser: DN Art der Feuerstätte (automatische - manuelle Beschickung) Pelletsofen - Stückholz Tatsächlich vorhandener Luftbedarf [m³/h] Luftbedarf / Geschwindigkeit max. Geschwindigkeit je Leitungslänge 0,5-2,0 m/s Min. Querschnittfläche Verbrennungsluftleitung [m²] Theoretische Gesamtlänge der Verbrennungsluftleitung (m) kurze Leitung <2 m 2,0m/s mittlere Leitung 2-6 m 1,5 m/s lange Leitung 6-12 m 1,0 m/s sehr lange L. > 12 m 0,5 m/s Durchmesser bei Rohrquerschnitt Breite / Höhe bei Rechteckquerschnitt 46

48 FÜR DEN BESONDEREN FALL: LEITUNGSQUERSCHNITT SELBER BERECHNEN Die Richtwerte in der Tabelle auf 50 können unter Umständen nicht angewendet werden, z.b. wenn die Verbrennungsluftleitung länger als 6m ist, wenn sie viele Bögen besitzt, oder wenn die Feuerstätte eine höhere Leistung hat. Dann kann die Verbrennungsluftleitung vereinfacht auch selbst dimensioniert werden. Im Spezialfall (z.b. Kachelofen) ist jedenfalls eine Fachfirma zu kontaktieren. Der Weg zur Auslegung der Verbrennungsluftleitung: Der Planer berechnet die benötigte Ofenleistung und wählt das Heizsystem. Ausgehend von der benötigten Heizleistung, einem Brennstoffverbrauch pro Stunde, oder einer definierten Holzauflagemenge bei einem Kachelofen, wird der für die Verbrennung theoretisch notwendige stöchiometrische Luftverbrauch ermittelt. 47

49 48

50 Je nach Verbrennungstechnologie wird diese Luftmenge mit einem Faktor multipliziert, der Luftüberschusszahl Lambda λ, um den tatsächlich vorhandenen Luftbedarf zu erhalten. Diese tatsächlich zugeführte Luftmenge muss höher sein als die theoretische Luftmenge. Vereinfacht gesagt wird damit in jedem Teil des Ofens zu jeder Zeit genug Sauerstoff für eine vollständige und saubere Verbrennung garantiert. FÜR KACHELÖFEN GILT Die maximale Holzauflagemenge ist mit dem Faktor 0,78 zu multiplizieren, da die gesamte Holzmenge in 1 bis 2 Stunden abbrennt. Beispiel: 18 kg maximale Holzauflagemenge ergibt einen Brennstoffverbrauch von 14,04 kg/h. Art der Feuerstelle Luftüberschusszahl λ Pelletskaminofen 2,0 Geringer Luftüberschuss wegen kontinuierlicher Brennstoffzufuhr Stückholzofen (Scheitholz- Kaminofen, Kachelofen, Kamin- und Heizeinsatz, Kochherd) 3,0 Generell höherer Luftüberschuss wegen manueller und damit kurzzeitig erhöhter Holzzufuhr notwendig Bei der Auslegung der Verbrennungsluftleitung ist es wesentlich, die Luftwiderstände in der Leitung gering zu halten. Die Luftwiderstände erhöhen sich mit der Länge des Luftkanals und mit der Anzahl an Bögen und Formstücken. Für jeden Bogen und jedes Formstück wird ein Laufmeter Kanallänge addiert. Daraus ergibt sich eine theoretische Gesamtlänge der Verbrennungsluftleitung vom Ofen bis zur Ansaugstelle. Beispiel: 5,0 m Rohr + 3 Bögen + 1 Endstück ergeben 9,0 m theoretische Leitungslänge. Je nach theoretischer Leitungslänge werden unterschiedliche Luftgeschwindigkeiten im Rohr erlaubt, um den Gesamtwiderstand der Verbrennungsluftleitung zu begrenzen. 49

51 50

52 Leitungslänge Erlaubte Geschwindigkeit < 2,0 m 2,0 m/s Gesamtlänge der Verbrennungsluftleitung vom 2 6 m 1,5 m/s Ofen bis zur Ansaugstelle m 1,0 m/s Für jeden Bogen ist 1,0 m > 12 m 0,5 m/s zusätzlich hinzuzufügen! Als Endergebnis erhalten wir die minimale Querschnittsfläche der Verbrennungsluftleitung. Die Leitung wird dann mit dem nächstgrößeren Standardquerschnitt ausgeführt. Das maximal erlaubte Verhältnis bei Rechteckquerschnitten beträgt 5/30. Wird das Profil noch niedriger und breiter gewählt (z.b. wegen geringem Bodenaufbau), so sind gesonderte Berechnungen notwendig. Das Diagramm fasst alle zuvor angeführten Faktoren zusammen, um eine Querschnittsfläche und den jeweiligen minimal erforderlichen Rohr- bzw. Formrohrquerschnitt zu ermitteln.! Beispiel 1, Pelletsofen: 15 kw Brennstoffleistung, mit λ = 2,0 erhält man einen tatsächlichen Luftbedarf von 27 m³/h. Die theoretische Länge der Verbrennungsluftleitung von 11 m (7 m Leitung, 3 Bögen + ein Endstück = 11 m) erlaubt eine Strömungsgeschwindigkeit von maximal 1,0 m/s in der Verbrennungsluftleitung. Daraus ergibt sich ein minimaler Querschnitt von 76 cm² bzw. 9,8 cm Durchmesser. In diesem Fall wäre eine Leitung mit einem Nenndurchmesser DN von ø 10 cm gerade noch ausreichend. Beispiel 2, Kachelofen: 16,7 kg Brennstoffauflage (16,7 kg x 0,78 = 13 kg/h), mit λ = 3,0 erhält man einen tatsächlichen Luftbedarf von 144 m³/h. Die theoretische Länge der Verbrennungsluftleitung von 2,0 m (1 m Leitung, 1 Bogen = 2,0 m) erlaubt eine Strömungsgeschwindigkeit von maximal 2,0 m/s in der Verbrennungsluftleitung. Daraus ergibt sich ein minimaler Querschnitt von 200 cm² bzw. 16,0 cm Durchmesser. In diesem Fall wäre eine Leitung mit DN ø 16 cm gerade noch ausreichend, bei einer höheren Leitungslänge wäre die Leitung mit DN ø 18 cm auszuführen. 51

53

54