Grundlagen der Schornsteintechnik Planung/Vorschriften/Normen GRUNDLAGEN + PLANUNG.

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1 Grundlagen der Schornsteintechnik Planung/Vorschriften/Normen GRUNDLAGEN + PLANUNG

2 Grundlagen der Schornsteintechnik Inhalt Grundlagen Seite Die Entwicklung 3 5 Der Brandschutz 6 Druck- und Strömungsverhältnisse 7 10 Temperaturverhältnisse Feuchtigkeitsunempfindlicher Schornstein 13 Schornsteindimensionierung Zusammenfassung und Ausblick 16 Planung/Vorschriften/Normen Seite Bauvorschriften, Normen und Begriffe Be- und Entlüftung von Aufstellräumen für Feuerstätten 25 Auswahl des Schornsteinsystems 26 Anzahl der Schornsteine in Gebäuden 27 Belegung von Schornsteinen 28 Verbindungsstücke Nebenluftvorrichtungen 31 Anordnung des Schornsteins Schornsteinhöhe über Dach Standsicherheit von Schornsteinen Schornstein und angrenzende brennbare Baustoffe Schornsteinfuß 44 Kondensatablauf und Neutralisation 45 Untere Reinigungsöffnung 46 Rauchrohranschluss 47 Deckendurchgang 48 Obere Reinigungsöffnung 49 Schrägführung/Verzug Ausbildung des Schornsteinkopfes Schornsteinverwahrung 59 Herausgeber und Redaktion: Schiedel GmbH & Co. KG München Nachdruck oder Vervielfältigung auch auszugsweise nur mit Genehmigung der Schiedel GmbH & Co. KG München Technische Änderungen vorbehalten 2 Grundlagen 08/06

3 Die Entwicklung Ein Blick zurück Während ursprünglich das Feuer offen im Raum brannte, wurde durch die nach oben offenen Kamine eine Abzugsmöglichkeit für den entstehenden Rauch geschaffen. Die Anfänge der Schornsteintechnik ermöglichten somit einen immerhin halbwegs erträglichen Aufenthalt in beheizten Räumen, die meist auch der einzige Koch-, Wohn- und Schlafraum waren. Die Entwicklung der Schornsteine ist deshalb eng im Zusammenhang mit der Entwicklung der Heiztechnik zu sehen. Und heute? Heute müssen Abgassysteme so aufeinander abgestimmt sein, dass unzumutbare Belästigungen oder Gefahren erst gar nicht entstehen können. Sie haben die Aufgabe, die für die Gesundheit der Menschen gefährlichen Schadstoffkomponenten sicher über das Dach zu leiten, damit sie sich in der Atmosphäre verdünnen. Schornsteinmündungen alter Gebäude Die Schornsteintechnik im Wandel Die Veränderungen bei den Brennstoffen, von der Kohle zum Heizöl bzw. Erdgas sowie die Weiterentwicklung der Feuerstätten vom Einzelofen zur Zentralheizung, erforderten auch ständig Änderungen in der Schornsteintechnik. Der einschalige, gemauerte Schornstein Die gebräuchlichste Ausführung im Hausschornsteinbau war lange Zeit der einschalige, gemauerte Schornstein. Aus Gründen der einfacheren und schnelleren Montage wurde diese Bauweise dann durch den einschaligen Schornstein aus Formstücken nach DIN abgelöst. Grundlagen 08/06 3

4 Grundlagen der Schornsteintechnik Die Entwicklung Erhöhte Anforderungen erforderten zweischalige Systeme Der zunehmende Einsatz von Ölfeuerungsanlagen erforderte jedoch neben der Stand- und Brandsicherheit auch noch die Säurebeständigkeit. Dies führte zum zweischichtigen Schornstein. Das Innenrohr aus Schamotte erfüllte die Anforderungen hinsichtlich der Säurebeständigkeit, der Außenmantel die Forderung der Standsicherheit und beide Bauteile gemeinsam brachten die Brandsicherheit. Heute überholt Ein- und zweischichtige Schornsteine sind heute noch zugelassen und in den einschlägigen technischen Regelwerken beschrieben. Für moderne, energiesparende Feuerstätten sind sie jedoch praktisch überholt. Innovationen durch Energiekrisen Die Energiekrisen der siebziger Jahre hatten Weiterentwicklungen der Feuerungstechnik zur Folge. Sie führten schließlich dazu, dass Heizkessel mit besserer Energieausnutzung und niedrigeren Abgastemperaturen auf den Markt kamen. Dieser Trend brachte auch den dreischaligen Schornstein. Der dreischalige Schornstein Bei diesem System wird das Innenrohr aus Schamotte mit einer speziellen Wärmedämmschicht umgeben. Sie sorgt dafür, dass die gering temperierten Abgase im Schornstein nicht zu stark abkühlen und sicher und schadlos über das Dach abgeführt werden. Hierbei muss die Wärmedämmschicht gewährleisten, dass die zur Aufnahme von Wärmedehnungen notwendige Beweglichkeit der Innenschale gegeben ist. Die Verbrennungsluft kommt hinzu Durch die immer dichtere Bauausführung muss der heutige Schornstein neben der Abgasabführung die Verbrennungsluftzuführung gewährleisten können. Bei diesem System wird das Innenrohr aus dünnwandiger Keramik von einem Ringspalt umgeben. In diesem Ringspalt wird die Verbrennungsluft geführt und vorgewärmt. Bei höheren Abgastemperaturen wird anstelle der Ringspaltlösung die getrennte Anordnung von Abgas und Zuluftführung vorgesehen. Hierzu wird ein angeformter Lüftungszug als Zuluftführung verwendet. Die Außenschale besteht aus einem Leichtbetonmantelstein mit integrierter Schaumbetonwärmedämmung. 4 Grundlagen 08/06

5 Die Entwicklung Schornsteinentwicklung Anforderungen System Vorteile standsicher brandbeständig rauchgasdicht säurebeständig gut wärmegedämmt feuchtigkeitsunempf. Gegenstrombetrieb standsicher brandbeständig rauchgasdicht säurebeständig gut wärmegedämmt Feuchtigkeitsunempfindlicher Schornstein/ Abgasleitung Feuchtigkeitsunempfindlicher Isolier-Schornstein universell einsetzbar, feuchtigkeitsunempfindlich, für Gegenstrombetrieb geeignet, integrierte Wärmedämmung, 1,33 m Keramikrohre universell einsetzbar, feuchtigkeitsunempfindlich feuchtigkeitsunempfindl. standsicher brandbeständig rauchgasdicht säurebeständig Dreischaliger Isolier-Schornstein größerer Einsatzbereich, für niedrige Abgastemperaturen gut wärmegedämmt standsicher brandbeständig rauchgasdicht Zweischaliger Isolier-Schornstein säurebeständig, geringer Reibungswiderstand, frei bewegliches Innenrohr säurebeständig standsicher brandbeständig rauchgasdicht Einschaliger Fertigteil- Schornstein mit Zellen weniger Material, geringeres Gewicht, verbesserte Wärmedämmung standsicher brandbeständig rauchgasdicht Einschaliger vollwandiger Schornstein einfache und schnellere Montage standsicher brandbeständig rauchgasdicht Einschaliger gemauerter Schornstein Mit Verbrennungsluftzuführung von der Mündung für alle Betriebsweisen geeignet Die derzeit letzte Stufe der Entwicklung ist mit dem feuchtigkeitsunempfindlichen Schornstein mit integrierter Verbrennungsluftzuführung erreicht. Mit ihm können nur raumluftunabhängige Feuerstätten direkt mit ihrer Verbrennungsluftzuführung und Abgasabführung angeschlossen werden. Als Universalsystem deckt er den Anwendungsbereich von der Brennwerttechnik bis zur Großanlage ab. Grundlagen 08/06 5

6 Grundlagen der Schornsteintechnik Der Brandschutz Hohe Anforderungen an Schornsteine Schornsteine sind besonders stark belastete Bauteile. Dies liegt in der Natur der Sache. Sie müssen standsicher und widerstandsfähig gegen Wärme, Abgas und Rußbrände im Innern des Schornsteins sein. Schutz des Gebäudes gegen Wärme und Rußbrand im Inneren des Schornsteines Schutz des Gebäudes gegen Brandausbreitung von Geschoss zu Geschoss Rußbrand t A = 1000 C 90 Minuten stand- und brandsicher t O 100 C Abgas t A = 400 C t O 85 C Brand in einem Geschoss Brandschutztechnische Anforderungen an Schornsteine Bei Abgastemperaturen von 400 C im Schornstein dürfen sich die angrenzenden Oberflächen von Bauteilen aus oder mit brennbaren Baustoffen auf nicht mehr als 85 C erwärmen. Beim Rußbrand im Inneren des Schornsteins darf die Oberflächentemperatur an den angrenzenden Bauteilen aus oder mit brennbaren Baustoffen 100 C nicht überschreiten. Brandausbreitung verhindern 6 Bei Brandbeanspruchung von außen muss der Schornstein mindestens 90 Minuten lang standsicher bleiben, um die Brandausbreitung in andere Etagen zu verhindern. Dabei darf durch Wärmeleitung über die Außenschale des Schornsteins keine unzulässig hohe Temperatur an der Schornsteinoberfläche in anderen Geschossen auftreten. Grundlagen 08/06

7 Druck- und Strömungsverhältnisse Sorgfältig aufeinander abgestimmte Komponenten In jeder Feuerungsanlage müssen die Komponenten Kessel, Verbindungsstück, Schornstein sorgfältig aufeinander abgestimmt sein. Nur dann sind auf Dauer einwandfreie Betriebsverhältnisse gewährleistet. Fehler bei der Abstimmung können zu Betriebsstörungen an der Feuerungsanlage führen, z. B. zu unvollständiger Verbrennung und Verrußung von Feuerstätte und Schornstein mit der Gefahr eines unkontrollierten Rußbrandes. Außerdem besteht bei falscher Auslegung die Möglichkeit, dass die Bewohner des Hauses durch Abgasaustritt aus Feuerstätten gefährdet werden, und dass der Schornstein als Folge von Durchfeuchtung oder Versottung zerstört wird. Druck- und Temperaturbedingungen nach DIN EN Die zur sicheren Funktion von Feuerungsanlagen erforderlichen Druck- und Temperaturbedingungen sind in der Norm DIN EN beschrieben. T iob T o Druckbedingungen: P Z P Ze N oder Pa m 2 P Z =P H P R N oder Pa m 2 P Ze =P L +P W + P FV N m 2 oder Pa Temperaturbedingungen T iob T P 0 T e > T L H = wirksame Schornsteinhöhe P FV = notwendiger Förderdruck für das Verbindungsstück P H = Ruhedruck im Schornstein P L = notwendiger Förderdruck für Zuluft P R = Widerstandsdruck im Schornstein P W = notwendiger Förderdruck für Wärmeerzeuger P Z = Unterdruck an der Abgaseinführung in den Schornstein P Ze = notwendiger Unterdruck an der Abgaseinführung T e = Abgastemperatur am Schornsteineintritt T io = Innenwandtemperatur an der Schornsteinmündung T iob = Innenwandtemperatur an der Schornsteinmündung im Beharrungszustand T L = Außenlufttemperatur T o = Abgastemperatur an der Schornsteinmündung = Taupunkttemperatur T P P L P W P Ze P FV P Z H Grundlagen 08/06 7

8 Grundlagen der Schornsteintechnik Druck- und Strömungsverhältnisse Auftrieb durch Temperaturunterschiede Durch die bei der Verbrennung zugeführte Wärme haben Abgase eine höhere Temperatur als die Luft im Freien. Im Schornstein und in ansteigenden Teilen des Verbindungsstücks entsteht eine Auftriebskraft, die den Transport der Abgase bewirkt und die im Schornstein, im Verbindungsstück sowie meist auch in der Feuerstätte und in ihrem Aufstellungsraum Unterdruck erzeugt. Auftriebskraft des Schornsteins Luftsäule Gassäule 1m 3 0,7kg 1m3 1,2kg Luft- und Abgaszirkulation Brenner, Kessel und Schornstein sind durch die Transportvorgänge von Verbrennungsluft und Abgasen miteinander verbunden. Verbrennungsluft wird aus dem Freien angesaugt und zusammen mit dem Brennstoff der Feuerstätte über den Brenner zugeführt. Die Verbrennungsabgase werden nach Wärmeabgabe in der Feuerstätte über Verbindungsstück und Schornstein ins Freie geleitet. 8 Grundlagen 08/06

9 Druck- und Strömungsverhältnisse Naturzug- und Überdruckkessel Die Druckverhältnisse in der Feuerstätte werden durch den Zug des Schornsteins, durch die Konstruktion der Feuerstätte und durch die Anordnung des Brennergebläses beeinflusst. Bei Anordnung des Brennergebläses vor der Feuerstätte kann Überdruck in der Feuerstätte auftreten. Druckverhältnisse im Schornstein Druckverhältnisse im Schornstein bei unterschiedlichen Kesselkonstruktionen Schemadarstellung PZ PZ PZ PZ PZe Naturzugkessel Überdruckkessel Brennwertkessel mit Überdruckdichtem Verbindungsstück PL PW PZe PFV PL PZe PFV PL =PZe PZ PL PW PFV PZe Unterdruck an der Abgaseinführung in den Schornstein notwendiger Förderdruck für die Zuluft notwendiger Förderdruck für den Wärmeerzeuger notwendiger Förderdruck für das Verbindungsstück notwendiger Förderdruck an der Abgaseinführung Grundlagen 08/06 9

10 Grundlagen der Schornsteintechnik Druck- und Strömungsverhältnisse Überdruckkessel müssen gegenüber dem Aufstellungsraum dicht sein, damit die Verbrennungsgase nicht in den Aufstellungsraum austreten. Feuerstätten, die als Naturzugkessel nur mit Unterdruck betrieben werden, brauchen nicht vollkommen dicht zu sein. Bei Undichtheiten kann Raumluft in die Feuerstätte einströmen, Abgas aber nicht austreten. Naturzugkessel werden heute ebenfalls sehr dicht hergestellt, da Undichtheiten die Stillstandsverluste der Feuerstätte erhöhen und den Nutzungsgrad der Anlage verschlechtern. Richtige Dimensionierung stellt Abführung der Abgase sicher Durch entsprechende Dimensionierung des Schornsteins und des Verbindungsstücks sowie eine exakte Abstimmung auf die Gegebenheiten des Wärmeerzeugers muss sichergestellt werden, dass der notwendige Auftrieb zur Abführung des anfallenden Abgasmassenstromes erreicht wird. 10 Grundlagen 08/06

11 Temperaturverhältnisse Abgas kühlt ab Wärmeverluste durch: Auf seinem Weg von der Feuerstätte über das Verbindungsstück und den Schornstein kühlt das Abgas ab. Die Wärmeverluste der Abgase im Schornstein hängen im Wesentlichen von folgenden Kriterien ab: Wärmedämmung des Schornsteins Schornsteinhöhe innere Schornsteinoberfläche Strömungsgeschwindigkeit des Abgases Temperaturverlauf im Schornstein und Oberflächentemperatur T io T o T io T o Schornsteinhöhe Abgas Innenwand T e = Abgastemperatur am Schornsteineintritt T o = Abgastemperatur an der Schornsteinmündung T io = Innere Oberflächentemperatur an der Schornsteinmündung Temperatur T e Wasserdampf muss abgeleitet werden Bei der Verbrennung von wasserstoffhaltigen Brennstoffen, z. B. Erdgas oder Heizöl entsteht viel Wasserdampf. Er muss ins Freie abgeleitet werden, damit am Schornstein keine Feuchteschäden entstehen. Abgas kann ebenso wie Luft bei Temperaturen unter 100 C nur eine begrenzte Menge an Wasserdampf aufnehmen. Diese Menge nimmt mit sinkender Temperatur ab. Grundlagen 08/06 11

12 Grundlagen der Schornsteintechnik Temperaturverhältnisse Achtung bei Temperaturunterschreitung Wird Abgas so stark abgekühlt, dass die Taupunkttemperatur unterschritten wird, kommt es zu Kondensatbildung im Verbindungsstück bzw. im Schornstein. Abhängigkeit der Temperatur des Abgases von der Brennstoffart und der Luftverhältniszahl Taupunkttemperatur tp C Erdgas H Heizöl EL Steinkohle 20 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 Luftverhältniszahl n Niedrige Abgastemperaturen bei modernen Feuerstätten Die Grafik zeigt, wie die Taupunkttemperatur des Abgases von der Brennstoffart und der Luftverhältniszahl abhängt. Moderne Feuerstätten haben meist niedrige Abgastemperaturen und durch wasserstoffhaltige Brennstoffe und niedrige Luftverhältniszahlen eine hohe Taupunkttemperatur. Die Gefahr, dass es durch Abkühlung der Abgase zur Kondensatbildung kommt, ist hier besonders groß. Taupunktberechnungen nach DIN EN Die Abkühlung der Abgase innerhalb des Verbindungsstückes und des Schornsteins lässt sich mit den in DIN EN angegebenen Gleichungen berechnen. Diese Norm verlangt, dass bei feuchtigkeitsempfindlichen Schornsteinen die Innenwandtemperatur an der Schornsteinmündung über der Wassertaupunkttemperatur des Abgases liegt. Die Abkühlung der Abgase beeinflusst die Druckverhältnisse und Feuchtigkeitsverhältnisse in Schornsteinen. 12 Grundlagen 08/06

13 Feuchtigkeitsunempfindlicher Schornstein Niedrige Abgastemperaturen Die Abgastemperaturen der Wärmeerzeuger können erheblich gesenkt werden, wenn die Kondensation des Wasserdampfs durch entsprechende feuchtigkeitsunempfindliche Schornsteinsysteme erlaubt ist. In diesem Fall ist der Nachweis einer ausreichend hohen Abgastemperatur an der Schornsteinmündung zur Vermeidung von Taupunktunterschreitungen und Durchfeuchtungen nicht mehr erforderlich. Bestehen bleibt die Forderung nach Einhaltung der Druckbedingung. Temperatur und Druckbedingungen Abtransport von Abgasen über Dach Schornstein übliche Schornsteine feuchteunempfindliche Schornsteine Druckbedingung P Ze P Z Unterdruck Druckbedingung P Ze P Z Unterdruck Temperaturbedingung t iob t P Temperaturbedingung t iob 0 C Spezielle Anforderungen durch DIBt beachten Feuchtigkeitsunempfindliche Schornsteine umfassen einen Abgastemperaturbereich von ca. 30 C bis ca. 100 C. Bei der Planung und Ausführung sind zusätzliche Anforderungen zu beachten, die in den einschlägigen Zulassungen des Deutschen Instituts für Bautechnik festgelegt sind. Diese Anforderungen ergeben sich aus den besonderen Beanspruchungen, die bei Abführung von Abgasen mit extrem niedrigen Temperaturen auftreten. Hierzu gehören z. B. die Möglichkeit der Kondensatableitung am Schornsteinfuß, wie zusätzliche Abdichtung im Bereich der Schornsteinreinigungsverschlüsse, sowie die Anordnung einer zusätzlichen Wärmedämmung in nicht beheizten Räumen und über Dach. Grundlagen 08/06 13

14 Grundlagen der Schornsteintechnik Schornsteindimensionierung Richtige Bemessung = einwandfreie Funktion Die richtige Bemessung des Schornsteins und des Verbindungsstückes mit einer Berechnung nach DIN EN ist eine wesentliche Voraussetzung für die einwandfreie Funktion einer Feuerungsanlage. Verlauf des Druckes im Abgasstutzen der Feuerstätte Pw abhängig vom lichten Schornsteindurchmesser D P Unterdruck Überdruck 1 1 Überdruckbereich 2 Kleinster zulässiger Schornsteindurchmesser 3 Auslegungsbereich 4 Größter zulässiger Schornsteindurchmesser 5 Überdimensionierter Schornstein Schornsteindurchmesser D Auswirkungen des Schornsteindurchmessers Die Grafik macht deutlich, wie sich die Größe des Schornsteindurchmessers auf die am Abgasstutzen der Feuerstätte herrschenden Druck- bzw. Zugverhältnisse auswirkt. Abnehmender Durchmesser steigender Unterdruck Bei sehr großen Schornsteindurchmessern stellt sich ein relativ kleiner Unterdruck an der Feuerstätte ein, da sich die Abgase sehr stark abkühlen. Mit abnehmendem Durchmesser steigt der Unterdruck an, nachdem sich die Auftriebskraft infolge geringerer Abkühlung der Abgase vergrößert. Demgegenüber nehmen die Strömungswiderstände aufgrund niedriger Strömungsgeschwindigkeit nur geringfügig zu. Bei weiter abnehmendem Durchmesser steigt der Unterdruck langsamer an. Den größer werdenden Auftriebskräften wirken nunmehr merkbar zunehmende Strömungswiderstände entgegen. 14 Grundlagen 08/06

15 Schornsteindimensionierung Maximaler Unterdruck Der Unterdruck erreicht seinen Höchstwert dort, wo sich bei abnehmendem Querschnitt die Veränderungen der Auftriebskraft und der Strömungswiderstände die Waage halten. Bei weiter verringertem Durchmesser nimmt der Unterdruck anfangs langsam und dann zunehmend steiler ab. Druckneutralität wird erreicht, wenn Auftrieb und Strömungswiderstände einander entsprechen. Steigender Überdruck bei abnehmendem Querschnitt Bei darüber hinaus abnehmendem Querschnitt bildet sich Überdruck aus. Der Überdruck nimmt zu kleineren Durchmessern hin nun sehr stark zu, da die Strömungswiderstände mit größer werdender Geschwindigkeit erheblich ansteigen. Die sich vermindernde Abkühlung der Abgase spielt nur noch eine untergeordnete Rolle. Die drei Abschnitte der Querschnittsbereiche Der gesamte Querschnittsbereich kann in drei Abschnitte eingeteilt werden: der Bereich überdimensionierter Querschnitte, in dem meist noch ein ausreichender Schornsteinzug gegeben ist, aber Probleme durch zu starke Abkühlung der Abgase entstehen. der Unterdruck-Auslegungsbereich, in dem einwandfreie Zugverhältnisse und ausreichende Temperaturen erreicht werden. der Überdruck-Auslegungsbereich, der aus Sicherheitsgründen wegen der Gefahr des Austretens von Abgasen nur mit speziell konstruierten Abgasanlagen möglich ist. Querschnittsdiagramme helfen Fehlauslegungen zu vermeiden Die Schiedel-Querschnittsdiagramme helfen Ihnen Fehlauslegungen zu vermeiden. Sie wurden entsprechend den Anforderungen der DIN EN erstellt. Grundlagen 08/06 15

16 Grundlagen der Schornsteintechnik Zusammenfassung und Ausblick Wenig Probleme bei hohen Abgastemperaturen Bis Anfang der 60er Jahre wurden Schornsteine überwiegend einschalig ausgeführt. Wegen der hohen Abgastemperaturen der Feuerstätten gab es damit kaum Probleme. Mit der verstärkten Einführung der Ölfeuerungen kam es zunehmend zu Schonsteinschäden. Sinkende Temperaturen zunehmende Schäden Niedrige Abgastemperaturen, geringere Abgasmassenströme und der damit verbundene Kondensat- und Säureanfall, führten zu Durchfeuchtungen und Versottungen. Der zweischalige und der dreischalige Schornstein trugen dazu bei, die aufgetretenen Schwierigkeiten in den Griff zu bekommen. Sinkende Abgastemperaturen sorgen für Probleme Die neuesten Kesselentwicklungen bringen eine nochmalige Senkung der Abgastemperaturen. Brennwertkessel nutzen die Kondensationswärme der Abgase und weisen sehr niedrige Abgastemperaturen auf. Kondensatanfall trotz guter Dämmung Dies bedeutet, dass trotz guter Wärmedämmung im Schornstein Abgastemperaturen unterhalb des Wasserdampftaupunktes und damit Kondensatanfall im Schornstein nicht ausgeschlossen werden können. Vielfalt bei Feuerungsanlagen Die Palette der angebotenen Feuerstätten ist in den letzten Jahren erheblich vielfältiger geworden. Feuerstätten für Kohle, Holz und Stroh mit hohen Abgastemperaturen stehen modernen Brennwertgeräten mit extremer Wärmeausnutzung gegenüber. Schornsteine für derart unterschiedliche Beanspruchungen müssen wegen der Ablagerung von Ruß sicher auszubrennen sein. Sie müssen also sehr hohen Temperaturen standhalten, dabei aber auch die Probleme niedriger Abgastemperaturen dauerhaft lösen. Das Anforderungsprofil Um die Betriebssicherheit langfristig zu gewährleisten, sollten Schornsteine für alle Brennstoffe geeignet säurebeständig ausbrennsicher feuchtigkeitsunempfindlich sein und über eine Verbrennungsluftzuführung verfügen. Schornsteinsysteme für heute und morgen Die Schornsteintechnik muss diesen Tatsachen Rechnung tragen. Jeder neue Schornstein hat deshalb nicht nur die heutigen Anforderungen zu erfüllen, sondern muss auch den erkennbaren künftigen Entwicklungen gerecht werden. 16 Grundlagen 08/06

17 Schornsteintechnik Planung/Vorschriften/Normen PLANUNG

18 Bauvorschriften, Normen und Begriffe Abgasanlage Neuer Oberbegriff für alle Arten der Abgasführung ist die Abgasanlage. In der DIN V Teil 1 Abschnitt 3.1 wird eine Abgasanlage wie folgt definiert: Aus Bauprodukten hergestellte bauliche Anlage wie Schornstein, Verbindungsstück, Abgasleitung oder Luft-Abgas-System für die Ableitung der Abgase von Feuerstätten; zu den Abgasanlagen zählen auch Anlagen zur Abführung von Verbrennungsgasen ortsfester Verbrennungsmotoren. Eine Abgasanlage umfasst also alle Bauteile die der Abführung von Abgasen von der Feuerstätte bis ins Freie dienen. Je nach ihrer Anwendung wird der senkrechte Teil der Abgasanlage unterschieden in: Schornstein Abgasanlage, die rußbrandbeständig ist. Feuerstätten für feste Brennstoffe (Holz, Kohle) müssen an Schornsteine angeschlossen werden. Bei der Verbrennung von festen Brennstoffen kann Ruß entstehen. Lagert sich dieser Ruß innerhalb des Schornsteins ab, kann es zu einem Rußbrand kommen. Neben den Feuerstätten für feste Brennstoffe können an einen Schornstein auch Feuerstätten für gasförmige oder flüssige Brennstoffe (Heizöl EI, Erdgas, Flüssiggas) angeschlossen werden. Abgasleitung Abgasanlage, die nicht rußbrandbeständig sein muss. An diese nicht rußbrandbeständige Abgasleitung dürfen nur Feuerstätten für gasförmige oder flüssige Brennstoffe (Heizöl EI, Erdgas, Flüssiggas) angeschlossen werden, da in der Regel bei dem Betrieb dieser Feuerstätten kein Ruß anfällt. Luft-Abgas-System Abgasanlage mit nebeneinander oder ineinander angeordnetem Schacht. Das Luft-Abgas-System führt der Gas- oder Ölfeuerstätte Verbrennungsluft über den Luftschacht aus dem Bereich der Mündung der Abgasanlage zu und die Abgase über den Abgasschacht über das Dach ins Freie ab. Luft-Abgas-Schornstein Der Luft-Abgas-Schornstein führt der Festbrennstoff-Feuerstätte Verbrennungsluft über den Luftschacht aus dem Bereich der Mündung der Abgasanlage zu und die Abgase über den Abgasschacht über das Dach ins Freie ab. 18

19 Bauvorschriften, Normen und Begriffe Montage-Abgas-Anlage Abgasanlage, die auf der Baustelle montiert oder eingebaut wurde unter Verwendung einer Kombination kompatibler Bauprodukte, die von einem oder verschiedenen Herstellern kommen dürfen. Bei Montage-Abgasanlagen werden die Bauteile (z. B. Innenschale, Dämmschale und Außenschale) auf der Baustelle zur Abgasanlage zusammengesetzt. Der Planer der Abgasanlage hat dafür Sorge zu tragen, dass die möglicherweise von verschiedenen Herstellern gelieferten Bauteile zusammenpassen, die erstellte Abgasanlage die Eigenschaften aufweist, die für den sicheren Betrieb der angeschlossenen Feuerstätte erforderlich sind und entsprechend diesen Eigenschaften gekennzeichnet ist. System-Abgasanlage Abgasanlage, die unter Verwendung kompatibler Bauteile zusammengesetzt wurde, die von einem Hersteller, der die Produkthaftung für die gesamte Anlage übernimmt, bezogen oder bestimmt wurde. Bei der System-Abgasanlage sind die Eigenschaften der Bauprodukte durch die Prüfungen und den Nachweis der Verwendbarkeit (CE- oder Ü-Zeichen) für das Gesamtsystem d. h. die komplette Abgasleitung, den kompletten Schornstein bestimmt. Planer und Errichter sind im Gegensatz zur Montage-Abgasanlage lediglich für die Planung, Errichtung und Verwendung entsprechend den Angaben in den Herstellerunterlagen und dem Stand der Technik verantwortlich. Schiedel liefert Abgassysteme und nimmt damit Planern und Erbauern viel Verantwortung ab. Planungsgrundlage ist der Schornstein Da an die Planung und Bauausführung von Schornsteinen die strengsten Anforderungen gestellt werden, ist in den vorliegenden Planungsunterlagen nur der Schornstein berücksichtigt. Für Abgasleitungen können sich geringere Anforderungen ergeben. Werden diese geringeren Anforderungen umgesetzt, ist unter Umständen später ein Wechsel der Betriebsweise oder des Brennstoffes nicht mehr möglich. Deshalb empfehlen wir die höheren Anforderungen für Schornsteine bei der Planung generell zu berücksichtigen. 19

20 Bauvorschriften, Normen und Begriffe Schornstein ein wichtiger Bestandteil der Feuerungsanlage Der Schornstein ist ein wichtiger Bestandteil jeder Feuerungsanlage. Weil Schornsteine vom Keller bis über den Dachfirst hinausreichen, sind Änderungen an der Schornsteinanlage nachträglich nur mit großem Aufwand zu realisieren. Feuerstätte, Verbindungsstück und Schornstein aufeinander abstimmen Schornsteine sollten daher sorgfältig geplant und errichtet werden. Feuerstätte, Verbindungsstück und Schornstein müssen so aufeinander abgestimmt werden, dass die Funktion der Feuerungsanlage sicher, zuverlässig und dauerhaft gewährleistet ist. Die vorliegende Planungsmappe soll Ihnen bei der Lösung dieser Aufgabe helfen. Unterschiedlichste Anforderungen sind zu berücksichtigen Neben den Anforderungen an die statische Sicherheit, die Brandsicherheit und die strömungstechnische Bemessung, müssen heute auch die vielfältigen bauphysikalischen Gesetzmäßigkeiten beachtet werden, die aus der Wärme- und Feuchtebeanspruchung der Baustoffe durch die Abgase resultieren. Abweichende Regelungen in den Bundesländern In den Bau- und Feuerungsverordnungen der einzelnen Bundesländer sind die grundsätzlichen Anforderungen an Feuerungsanlagen beschrieben und festgelegt. Da diese jedoch teilweise voneinander abweichende Regelungen beinhalten, beziehen sich die folgenden Ausführungen nur auf die DIN V 18160, Teil 1, Ausgabe Januar 2006 Abgasanlagen - Teil 1: Planung und Ausführung. Zuständigen Bezirks- Schornsteinfegermeister frühzeitig mit einbinden Schornsteinfeger ist mit den Regeln der Technik vertraut Aufgrund dieser Tatsache ist es sinnvoll und empfehlenswert, die Fachleute der Schiedel-Anwendungstechnik in einem frühen Planungsstadium einzuschalten und auch den zuständigen Bezirks-Schornsteinfegermeister zu informieren. Für die unteren Bauaufsichtsbehörden ist er als Sachverständiger tätig und am bauaufsichtlichen Verfahren zur Abnahme und Überprüfung von Feuerungsanlagen beteiligt. Deshalb sind ihm auch die bundeslandspezifischen bauaufsichtlichen Anforderungen, sowie die jeweils zu beachtenden Regeln der Technik bekannt. 20

21 Bauvorschriften, Normen und Begriffe Grundsätzliche Anforderungen in Länderbauordnungen festgelegt Die grundsätzlichen Anforderungen an Feuerungsanlagen, Verbindungsstücke und Schornsteine sind in den Länderbauordnungen aufgeführt. Diese regeln aber nur in sehr allgemeiner Art, in welchen Räumen Feuerstätten aufgestellt werden dürfen und wie Verbindungsstücke und Schornsteine zu erstellen sind. Die Bauordnung wird ergänzt und im Einzelnen erläutert durch die Feuerungsverordnung (FeuVo). Ergänzend: Feuerungsverordnung FeuVo für sicherheitstechnische Anforderungen. Die Feuerungsverordnung präzisiert die sicherheitstechnischen Anforderungen an die Feuerungsanlage, besonders auch für Abgasanlagen (Schornsteine, Verbindungsstücke, Abgasleitungen, Luft-Abgas-Systeme) sowie für die Aufstellräume der Feuerstätten und die Brennstofflagerung. Zusätzliche Normen und Richtlinien Für die Planung und Errichtung von Schornsteinen sind von besonderer Bedeutung: DIN V Teil 1, Ausgabe Januar 2006 Abgasanlagen - Teil 1: Planung und Ausführung Bauordnung und Feuerungsverordnung werden ergänzt durch einschlägige DIN-Normen und z.b. technische Regeln. Normen und Regeln behandeln jeweils den für einzelne Gebiete festgeschriebenen Stand der Technik. Sie runden damit die Bauvorschriften durch technische Anforderungen und Hinweise ab, die zur Errichtung funktionsfähiger Anlagen zu beachten sind. Diese Norm gibt einen umfassenden Überblick über die Anforderungen, die bei der Planung und Errichtung von Abgasanlagen einzuhalten sind. DIN 18160, Teil 5, Ausgabe Mai 1998 Abgasanlagen, Einrichtungen für Schornsteinfegerarbeiten Anforderungen, Planung und Ausführung Diese Norm enthält Anforderungen für Planung und Ausführung von Einrichtungen, die zur Durchführung der Schornsteinfegerarbeiten an Abgasanlagen in oder an Gebäuden erforderlich sind. 21

22 Bauvorschriften, Normen und Begriffe DIN EN Abgasanlagen Wärme- und strömungstechnische Berechnungsverfahren Teil 1: Abgasanlagen mit einer Feuerstätte; Deutsche Fassung DIN EN : 2002 Ausgabe Januar 2003 Teil 2: Abgasanlagen mit mehreren Feuerstätten, Deutsche Fassung DIN EN : 2003 Ausgabe Dezember 2003 Die Norm regelt das Rechenverfahren für die Bestimmung der Schornsteininnenabmessungen (lichter Schornsteinquerschnitt, Schornsteinhöhe) für einfach und mehrfach belegte Schornsteine. DIN 1056, Ausgabe Oktober 1984 Freistehende Schornsteine in Massivbauart, Berechnung und Ausführung Die Norm gilt für freistehende Schornsteine, deren Tragwerk aus Mauersteinen, aus Beton oder Stahlbeton besteht. DIN 4795, Ausgabe April 1991 Nebenluftvorrichtungen für Hausschornsteine Die Norm gilt für selbsttätig arbeitende und zwangsgesteuerte Nebenluftvorrichtungen für den Einbau an Feuerstätten, in Verbindungsstücken und in Schornsteinwangen. DVGW - TRGI 1986, Ausgabe 1996 Technische Regeln für Gasinstallationen Dieses Regelwerk beinhaltet Ausführungsbestimmungen für Gasfeuerungsanlagen (bestehend aus Verbrennungsluftversorgung, Gasfeuerstätten und Abgasanlagen) in Gebäuden mit öffentlicher Gasversorgung. 22

23 Bauvorschriften, Normen und Begriffe Verantwortung des Bezirks-Schornsteinfegers Nach 13 des Schornsteinfegergesetzes ist der zuständige Bezirks-Schornsteinfegermeister für die Feuer- und Betriebssicherheit der im Gebäude vorhandenen Abgasanlagen und Feuerstätten verantwortlich. In den Bauordnungen der einzelnen Bundesländer sind die Tätigkeiten des Schornsteinfegers bezüglich der Prüfung und Begutachtung festgelegt. Prüfung und Begutachtung in der Rohbauphase Schornsteine (rußbrandbeständige Abgasanlagen) müssen während der Rohbauphase begutachtet werden. Deshalb ist der Schornsteinfeger vor Fertigstellen des Rohbaus (Schornstein unverputzt) zu informieren. Bei Abgasleitungen und Luft-Abgas- Systemen, die nicht rußbrandbeständig sind, ist eine Begutachtung während der Rohbauphase im Allgemeinen nicht vorgesehen. Bescheinigung der sicheren Benutzbarkeit Nach der Errichtung der gesamten Feuerungsanlage werden Abgasanlagen, Feuerstätten und Lüftungseinrichtungen vom Schornsteinfeger überprüft und die sichere Benutzbarkeit bescheinigt. 23

24 Bauvorschriften, Normen und Begriffe Begriffe rund um den Schornstein Schornsteinmündung Abdeckplatte Schornsteinkopfummauerung Fertigteil-Stülpkopf Kragplatte Oberer Reinigungsverschluss (Putztür) Obere Revisionstür für Abluftschacht (falls erforderlich) DG Verbindungsstück Einzelfeuerstätte Eigener Schornstein (einfach belegter Schornstein) Gemeinsamer Schornstein (mehrfach belegter Schornstein) OG Einzelfeuerstättenanschluss Einzelfeuerstätte EG Heizraum-Abluftöffnung (falls erforderlich) Verbindungsstück (Abgasrohr) Heizkessel mit Strömungssicherung Untere Reinigungsverschlüsse (Putztüren) Schornsteinsockel KG 24

25 Be- und Entlüftung von Aufstellräumen für Feuerstätten Verbrennungsluft als Voraussetzung Eine ausreichende Zufuhr von Verbrennungsluft ist die Voraussetzung für den sicheren Betrieb von Feuerstätten und die einwandfreie Ableitung der Abgase ins Freie. Raumluftabhängiger Betrieb von Feuerstätten Bei Feuerstätten, die ihre Verbrennungsluft dem Aufstellraum entnehmen, muss die verbrauchte Luftmenge ständig durch aus dem Freien nachströmende Luft ersetzt werden. Dies macht ausreichend große Zuluftöffnungen in den Aufstellräumen von Feuerstätten erforderlich, oder bei Leistungen bis max. 35 kw eine entsprechende Luftdurchlässigkeit im Bereich der Fugen von Fenstern oder Außentüren. Raumluftunabhängiger Betrieb von Feuerstätten Bei Feuerstätten, die ihre Verbrennungsluft über dichte Leitungen dem Freien entnehmen, sogenannte raumluftunabhängige Feuerstätten, ist auf eine ausreichende Dichtheit der Zuluftleitungen zu achten. Je nach gewählter Feuerstätte und Abgassystem können Teile des Verbindungsstücks und der Abgasleitung unter Überdruck stehen. In diesen Fällen, ist auf eine entsprechende Luftumspülung der unter Überdruck stehenden Anlagenteile zu achten. Alternativ muss für eine ausreichende Belüftung des Aufstellraums gesorgt werden. Die Be- und Entlüftung sind in Feuerungsverordnungen geregelt. Die Anforderung an die Be- und Entlüftung von Aufstellräumen für Feuerstätten sind in Feuerungsverordnungen geregelt, die von Land zu Land unterschiedlich sein können. Beachten Sie bitte auch, dass durch die TRGI zusätzliche Anforderungen an den Aufstellraum von Gas-Feuerstätten gestellt werden können. 25

26 Auswahl des Schornsteinsystems Feuerstätte Brennstoff Abgastemperatur Abgassystem ABSOLUT Brennwertkessel Öl, Gas 60 C AVANT ABSOLUT Niedertemperaturkessel Öl, Gas > 60 C 400 C SIH KERASTAR** ADW TECNOSTAR** ABSOLUT Herkömmliche Feuerstätten wie z.b. Heizkessel, Öfen, Gasthermen, offene Kamine, Kachelöfen usw. Öl, Gas, Kohle, Holz, Pellets > 80 C 400 C SIH KERASTAR** ADW TECNOSTAR** Raumluftunabhängige Feuerstätten (Mehrfachbelegung LAS) Gas > 30 C 200 C MULTI Sonderfeuerstätten, wie z.b. Müllverbrennung, industrielle Feuerstätten, Dampfkessel Öl, Gas, Kohle, Holz, Sonderbrennstoffe > 80 C 400 C ABSOLUT > 400 C 600 C* SIH * Bei diesen Anwendungstemperaturen ist Rücksprache mit unserer regionalen Technik erforderlich. ** Edelstahl-Elementbauweise 26

27 Anzahl der Schornsteine in Gebäuden Mehrere Schornsteine rechtzeitig einplanen In modernen Wohngebäuden sollten immer zwei oder mehr Schornsteine bzw. Schornsteinzüge geplant und eingebaut werden. Damit ist den Bewohnern neben der Zentralheizung auch die Möglichkeit einer individuellen Beheizung geboten. Möglichkeit der individuellen Beheizung schaffen Ein zweiter Schornsteinzug ermöglicht sowohl den sofortigen, als auch den nachträglichen Einbau einer Einzelfeuerstätte wie z.b. Kaminofen, Kachelofen etc. Ebenso ist damit die Beheizung der Wohnung mit einer weiteren Feuerstätte möglich, z.b. bei Ausfall der Zentralheizung durch Brennstoffknappheit, Störungen an der Heizung selbst, bei Stromausfall, oder Störung des Versorgungsnetzes. Größerer Schornsteinquerschnitt für Einzelfeuerstätten Einzelfeuerstätten benötigen meist einen größeren Schornsteinquerschnitt als die Feuerstätte für die zentrale Beheizung. Hier ermöglichen eng abgestufte Schornsteinquerschnitte eine genaue Anpassung des Schornsteins an die Feuerstätte. Dies ist eine wesentliche Voraussetzung für die wirtschaftliche Erstellung und den sicheren Betrieb der Schornsteinanlage. Zweizügige Schornsteine Zweizügige Schornsteine mit verschieden großen Querschnitten in einem Außenmantel gewinnen daher zunehmend an Bedeutung. Durch den Wegfall von Trennfugen und einen geringen Platzbedarf, weisen diese Formen erhebliche bautechnische Vorteile gegenüber einer entsprechenden Ausführung aus mehreren einzügigen Formstücken auf, z.b. eine günstige, den Anforderungen angepasste Grundrissgestaltung mit minimalem Platzaufwand. Vielfältige Anschlussmöglichkeiten für zweizügige Schornsteine Diese zweizügigen Schornsteine sind so aufeinander abgestimmt, dass insbesondere im Ein- oder Zweifamilienhaus vielfältige Anschlussmöglichkeiten gegeben sind. So ermöglichen Kombinationen wie z.b. Ø 12 + Ø 18 cm, Ø 12 + Ø 20 cm oder Ø 12 + Ø 25 cm den Anschluss eines Zentralheizungskessels und den Anschluss eines Ofens mit Holzfeuerung bzw. eines Kachelofens oder eines offenen Kamines. Zusätzlicher Schornstein für feste Brennstoffe Die zweizügigen Schornsteine mit verschieden großen Querschnitten tragen also dem Wunsch vieler Bauherren Rechnung, neben dem Zentralheizungs-Schornstein für Öl- oder Gasheizkessel, einen zweiten Schornstein für feste Brennstoffe einzubauen. 27

28 Belegung von Schornsteinen Einfach und mehrfach belegte Schornsteine Schornsteine, an die nur eine Feuerstätte angeschlossen ist, werden als einfach belegte oder eigene Schornsteine bezeichnet. Schornsteine, an die mehrere Feuerstätten angeschlossen sind, werden als mehrfach belegte oder gemeinsame Schornsteine bezeichnet. Luft-Abgas-Systeme Systeme, die der Abführung der Abgase und der Zuführung der Verbrennungsluft zur Gas- oder Ölfeuerstätte dienen, werden als Luft-Abgas-Systeme bezeichnet. Dabei dient die gemeinsame Abgasleitung meist der Abführung der Abgase mehrerer Feuerstätten und der gemeinsame Zuluftschacht der Zuführung der Verbrennungsluft für mehrere Feuerstätten. Einfach belegter Schornstein Niedrige Abgastemperaturen, der Einsatz von Gebläsebrennern, aber auch der Trend zur zentralen Beheizung sowie zu dicht schließenden Fenstern in den Aufenthaltsräumen, führen dazu, dass Feuerstätten heute in der Regel an einen eigenen Schornstein anzuschließen sind. Diese Entwicklung ist auch aus technischer Sicht zu begrüßen, da einfach belegte Schornsteine zuverlässiger und sicherer als mehrfachbelegte Schornsteine funktionieren. Vor allem, weil sie einen besseren Zug aufweisen, und die Gefahr des Abgasaustritts aus nicht betriebenen Feuerstätten hier nicht gegeben ist. Luft-Abgas-Schornstein Schornsteine, die der Abführung der Abgase und der Zuführung der Verbrennungsluft zur Festbrennstofffeuerstätte dienen, werden als Luft-Abgas-Schornsteine bezeichnet. Dabei dient der Schornstein zur Abführung der Abgase und der Zuluftschacht der Zuführung der Verbrennungsluft für die angeschlossene Feuerstätte. 28

29 Verbindungsstücke Verbindungsstücke nach DIN V Teil 1 definiert Verbindungsstücke sind aus Bauprodukten hergestellte bauliche Anlagen zwischen dem Abgasstutzen der Feuerstätte und dem senkrechten Teil der Abgasanlage. Sie werden unterschieden in Verbindungsstücke für gasförmige und flüssige Brennstoffe sowie in Verbindungsstücke für feste Brennstoffe. Feuchteunempfindliche Verbindungsstücke Wird die Taupunkttemperatur der Abgase bereits im Verbindungsstück unterschritten, muss das Verbindungsstück mit einem Gefälle zur Feuerstätte von mindestens 3 angeordnet werden. Das anfallende Kondensat muss auf der gesamten Länge ungehindert abfließen können. Sofern die Ableitung von anfallendem Kondensat nicht über die Feuerstätte erfolgen kann, ist im Verbindungsstück ein Kondensatablauf anzuordnen. Druck- und Wärmeverlust gering halten Die Abgase von Feuerstätten sollen mit geringen Druck- und Wärmeverlusten in den Schornstein geleitet werden. Deswegen sollten Verbindungsstücke so kurz wie möglich geplant und ausgeführt werden. Steigung von Verbindungsstücken bei offenen Kaminen Verbindungsstücke werden meist ansteigend zum Schornstein hin ausgeführt. Bei ungünstigen Zugverhältnissen kann es sinnvoll sein, den Anschluss am Schornstein unter einem Winkel von 45 zu wählen. Bei offenen Kaminen sollte das Verbindungsstück immer unter einem Winkel von 45 ansteigend erstellt werden. Verbindungsstücke in der Länge begrenzt Knicke vermeiden Die gestreckte Länge von Verbindungsstücken soll ein Viertel der wirksamen Schornsteinhöhe und insgesamt 7 m nicht überschreiten. Notwendige Umlenkungen sind unter Verwendung von Rohrbogen oder aus mehreren Segmenten zusammengesetzten Bogenstücken strömungsgünstig zu gestalten. Knicke sind zu vermeiden. 29

30 Verbindungsstücke Querschnitt des Verbindungsstücks soll Schornsteinquerschnitt entsprechen Auf ausreichenden Querschnitt des Verbindungsstücks ist zu achten. Er sollte annähernd dem Schornsteinquerschnitt entsprechen. Zu kleine Querschnitte können schlechten Zug und Überdruck im Verbindungsstück bewirken. Dies würde wiederum einen höheren Gebläsedruck des Brenners erfordern. Wärmedämmung verbessert die Leistungsfähigkeit Die Temperaturdifferenz zwischen Abgas und Umgebung ist im Bereich des Verbindungsstücks am größten. Eine gute Wärmedämmung des Verbindungsstücks verbessert, speziell bei geringen Heizleistungen, den Zug des Schornsteins. Sie reduziert ferner die Menge des im Schornstein anfallenden Kondensats und ermöglicht in bestimmten Fällen den Einsatz kleinerer Schornsteinquerschnitte. Reinigungsöffnungen vorsehen und mit Schornsteinfeger abstimmen In Verbindungsstücken sind Reinigungsmöglichkeiten vorzusehen. Ihr Abstand sollte 2 m nicht überschreiten. Es empfiehlt sich, Anordnung, Anzahl und Größe der Reinigungsöffnungen mit dem zuständigen Bezirksschornsteinfegermeister abzustimmen. Anordnung und Verlegung von Verbindungsstücken sorgfältig planen Verbindungsstücke dürfen nicht in andere Geschosse geführt werden. Durch Wände, die feuerwiderstandsfähig sein müssen, dürfen Verbindungsstücke nur so geführt werden, dass die Feuerwiderstandsfähigkeit der Wand nicht vermindert wird. Verbindungsstücke dürfen auch nicht in Decken, Wänden, Schächten oder sonstigen unzugänglichen Hohlräumen verlegt werden. Verbindungsstücke von offenen Kaminen und Kachelöfen dürfen jedoch hinter Verkleidungen aus nichtbrennbaren Baustoffen angeordnet werden. Mindestabstände der Verbindungsstücke zu brennbaren Baustoffen Zwischen Verbindungsstücken für Feuerstätten mit festen Brennstoffen und Bauteilen aus oder mit brennbaren Baustoffen ist ein Abstand von mindestens 40 cm einzuhalten. Es genügt ein Abstand von 10 cm, wenn die Verbindungsstücke mindestens 2 cm dick mit nicht brennbaren Dämmstoffen ummantelt sind. 30

31 Nebenluftvorrichtungen Einsatzbereiche von Nebenluftvorrichtungen Nebenluftvorrichtungen können zur Verbesserung bzw. für einen gleichmäßigeren Schornsteinzug und zur Durchlüftung eingesetzt werden. Bei gut wärmegedämmten, richtig bemessenen, mehrschaligen Schornsteinen sind Nebenluftvorrichtungen in der Regel nicht erforderlich. Verbesserung der Betriebsbedingungen Bei alten überdimensionierten oder schlecht wärmegedämmten Schornsteinen können Nebenluftvorrichtungen jedoch zur Verbesserung der Betriebsbedingungen beitragen (gleichmäßiger Schornsteinzug, Reduzierung des Feuchteausfalls im Schornstein). Die nach DIN 4795 geprüften und zugelassenen Nebenluftvorrichtungen erfüllen festgelegte sicherheitstechnische Anforderungen im Aufbau, der Funktion, sowie im Regelverhalten. Voraussetzungen für den Betrieb von Nebenluftvorrichtungen nach DIN Nebenluftvorrichtungen sind an Feuerstätten, Verbindungsstücken oder Schornsteinen zulässig, wenn gemäß DIN V Teil 1, Abschnitt 11.1 folgende Punkte beachtet werden: Die einwandfreie Abführung der Abgase der Feuerstätten darf nicht beeinträchtigt werden. Bei Stau oder Rückstau dürfen die Abgase aus der Nebenluftvorrichtung nicht in gefahrdrohender Menge austreten. Die Prüfung und Reinigung der Verbindungsstücke darf nicht behindert werden. Die Anordnung darf nur in den Aufstellräumen der Feuerstätten erfolgen. Der Einbau ist mindestens 40 cm oberhalb der Schornsteinsohle vorzunehmen. Die Brandsicherheit der Schornsteine darf nicht gefährdet werden. 31

32 Anordnung des Schornsteins Schornsteinmündung in Nähe der höchsten Dachkante Schornsteine in oder an Gebäuden sollten so angeordnet werden, dass die Schornsteinmündung in der Nähe der höchsten Dachkante liegt. Schnitt durch 2-geschossiges Wohnhaus DG OG EG +/ KG Vorteile bei Schornsteinaustritt in Firstnähe Die Anordnung des Schornsteins in Firstnähe hat bautechnische und funktionstechnische Vorteile. Der über Dach freistehende, den Windkräften und der Witterung ausgesetzte Teil des Schornsteins ist relativ kurz. Damit ist der Aufwand für den Witterungsschutz des Kopfes und für die Gewährleistung der Standsicherheit gering. Die Zugwirkung des Schornsteins ist am gleichmäßigsten. Sie wird durch die Windrichtung nur wenig beeinflusst. Die Abgase werden günstig vom Gebäude weg in die Atmosphäre abgeführt. 32

33 Anordnung des Schornsteins Bei Anordnung des Schornsteins Dachkonstruktion berücksichtigen Bei der Festlegung der Lage des Schornsteins ist die Dachkonstruktion mit zu berücksichtigten. Die Lage des Schornsteins und die Anordnung der Dachsparren sind gegenseitig so abzustimmen, dass der Schornstein möglichst ohne Schrägführung, mit einem, den Vorschriften entsprechenden Abstand, an den Dachsparren vorbeigeführt wird. Technische Daten Zentralheizung Kesselleistung: 24 kw Zugbedarf: 0 Pa Schornsteinhöhe: 12,10 m Erford. Schornstein: Ø 12 cm KG Technische Daten Kachelofen Leistung: 6 kw Zugbedarf: 10 Pa Erford. Schornstein: Ø 20 cm Treppenhaus Vorrat Keller EG Treppenhaus Küche Essen Garderobe WC Diele Wohnen Abgase auf kürzestem Weg ableiten Feuerstätten sind möglichst so zu platzieren, dass die Abgase auf kurzem Wege in den Schornstein gelangen und in diesem senkrecht bis zur Mündung transportiert werden. 33

34 Schornsteinhöhe über Dach Anforderungen nach DIN V Teil 1 und weiteren Kriterien Feuerungsverordnungen der Länder berücksichtigen Weitergehende Anforderungen: Im Einzelfall höhere Anforderungen durch untere Bauaufsichtsbehörden Bei den folgenden Beispielen handelt es sich ausschließlich um Anforderungen an Lage und Höhe von Schornsteinköpfen nach DIN V Teil 1. Von diesen Festlegungen können die Forderungen in einzelnen Bundesländern durchaus abweichen. Es sind also bereits im Planungsstadium die jeweiligen Feuerungsverordnungen der Länder zu berücksichtigen. Außerdem ist zu beachten, dass auch weitergehende Anforderungen an die erforderliche Mindestschornsteinhöhe über Dach gestellt werden können, die nicht unbedingt im Zusammenhang mit der Bauordnung oder der DIN V Teil 1 zu sehen sind, sondern die unter anderem abhängig sein können von: der Nennwärmeleistung der geplanten Feuerstätte dem einzusetzenden Brennstoff von besonderen örtlichen Gegebenheiten (Tallage, u. ä.) von Anforderungen des Umweltschutzes An Lage und Höhe der Schornsteinköpfe können die unteren Bauaufsichtsbehörden im Einzelfall höhere Anforderungen stellen, als dies in DIN V Teil 1 festgelegt ist. 34

35 Schornsteinhöhe über Dach Höhe der Mündung über Dach Die Mündungen von Abgasanlagen müssen den First um mindestens 40 cm überragen oder von der Dachfläche mindestens 1,0 m entfernt sein. (DIN V Teil 1 Abschnitt ) 40cm 1,00m Schornsteinhöhe bei weicher Bedachung und Festbrennstofffeuerstätte Schornsteine in Gebäuden mit weicher Bedachung müssen im First oder in seiner unmittelbaren Nähe austreten und den First mindestens 80 cm überragen (DIN V Teil 1 Abschnitt ). 80cm Definition weiche Dacheindeckungen Bedachungen ohne ausreichenden Schutz gegen Flugfeuer und strahlende Wärme werden als weiche Bedachungen bezeichnet. Als weich gelten Dacheindeckungen, die aus brennbaren Baustoffen wie Stroh, Rohr, Reet bestehen oder mit brennbaren Baustoffen gedichtet sind. 35

36 Schornsteinhöhe über Dach Abstand zu Dachaufbauten und Öffnungen Mündungen von Abgasanlagen müssen Dachaufbauten und Öffnungen zu Räumen um mindestens 1 m überragen, soweit deren Abstand zu den Schornsteinen und Abgasleitungen weniger als 1,5 m beträgt. (DIN V Teil 1 Abschnitt ) 1,0m 1,5m 1,5m Mündungen von Abgasanlagen müssen ungeschützte Bauteile aus brennbaren Baustoffen, ausgenommen Bedachungen, um mindestens 1 m überragen oder von ihnen mindestens 1,5 m entfernt sein. (DIN V Teil 1 Abschnitt ) < 1,5m 1,5m 1,0m 1,0m 36

37 Standsicherheit von Schornsteinen Schornstein muss standsicher ausgebildet sein Schornsteinaustritt nahe dem Dachfirst Der über die Dachfläche hinausragende Teil des Schornsteins ist erheblichen Windkräften ausgesetzt und muss dementsprechend standsicher ausgebildet werden. Um aufwendige Konstruktionen für die Gewährleistung der Standsicherheit zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn der Schornstein in der Nähe des Firstes durch die Dachfläche hindurchtritt. Die auftretenden Windkräfte können dann leicht in die angrenzenden Bauteile eingeleitet werden. Schornsteinkopf kann keine Zugspannungen aufnehmen Zulässige Höhe von Schornsteingröße und Gewicht abhängig Der Nachweis der Standsicherheit ist nach DIN V Teil 1 Abschnit 13 zu führen. In der Regel ist davon auszugehen, dass der Schornsteinkopf keine Zugspannungen aufnehmen kann. Damit hat die Eigenlast des Schornsteins allein sicherzustellen, dass es unter dem Einfluss der Windkraft nicht zum Kippen des Schornsteins kommt. Die zulässige Höhe des Schornsteins über der höchsten seitlichen Abstützung ist infolgedessen begrenzt. Sie ist von den Abmessungen des Schornsteins und seinem Gewicht, sowie von der Höhe der Schornsteinmündung über Erdgleiche, abhängig. Höhe über Erdgleiche

38 Standsicherheit von Schornsteinen Seitliche Abstützung Besondere bauliche Maßnahmen bei größeren Höhen über Dach Beispiel einer vorgefertigten Bewehrung als statische Absicherung über Dach Abstützende Bauteile müssen wie in DIN V Teil 1, Abschnitt angegeben, offensichtlich nahezu unverschieblich sein im Verhältnis zu den seitlichen Verschiebungen des Schornsteinkopfes durch Windkräfte, die ohne die höchste seitliche Abstützung auftreten würden. Dies ist z. B. bei Dachdecken aus Stahlbeton und bei Dachstühlen nach DIN 1052 Teil 1 auf Gebäuden mit tragenden Wänden aus Mauerwerk oder Beton gegeben. Nicht immer dagegen ist dies bei Dachdecken von Holzhäusern in Tafelbauart nach DIN 1052 Teil 3 der Fall. Sollten sich bei der Planung größere Höhen über der höchsten seitlichen Abstützung ergeben, macht dies besondere bauliche Maßnahmen, wie z. B. eine Winkeleiseneinfassung oder eine Ummauerung mit einer Wandstärke 11,5 cm erforderlich. Hierbei ist der Nachweis der Standsicherheit im Einzelfall durch den Planer zu erbringen. Werksmäßig vorgefertigte Bewehrungssets können in die Bewehrungskanäle der Mantelsteine eingebracht werden. Der Nachweis der Standsicherheit erfolgt über die entsprechenden produktspezifischen Tabellen. 38

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