Handwerkliche errrichtete Grundöfen

DIPL. ING.(FH) JÖRG FINGER
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Seminarskript
Seit dem 1.1.2015 ist die 2. Stufe der 1.BImSchV in Kraft.
Diese vom Gesetzgeber erstellte Verordnung enthält die Anforderungen an Neugeräte (Holzbrand) in folgenden Punkten: CO2Gehalt(1,25 g/m³), Feinstaub(0,04 g/m³) sowie Wirkungsgrad (>75%). (Werte für Speichergrundöfen)
Neuanlagen müssen zertifiziert sein, dh. entweder ein von der Industrie hergestellter Feuerraum, der erfolgreich eine Prüfung durchlaufen
hat, oder ein handwerklich erstellter Feuerraum, der vor Ort von einem Schornsteinfeger nachträglich gemessen wird. Diese Vor-OrtMessungen dauern ca. eine Stunde. Die Kosten belaufen sich auf ca.150-300 € je nach Schornsteinfeger bzw. Messbeauftragtem.
Was bedeutet das für den Bau von handwerklichen Grundöfen?
Die handwerklich gebauten Grundöfenfeuerräume müssen nach dem Bauen ein Mal abnahmetechnisch gemessen werden. Eine
Probemessung an unserem 9kW Grundofen hat die geforderten Werte problemlos eingehalten - somit bin ich sehr zuversichtlich das es
für die anderen Grundöfen auch zutrifft und hoffe auf ihr Vertrauen. Auf das der handwerkliche Grundofen nicht irgendwann ausstirbt !
Fragen diesbezüglich unbedingt stellen !
Literaturliste:
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"Rund um den Ofen"
"Kachelofenbau"
"Kachelöfen und Kamine"
"Steinöfen setzen "
"Selbst Öfen und Kamine bauen "
Infoblatt /Broschüre
Sybille Jargstorf
Bernd Grützmacher
K.H. Pfestorf
Serie "Einfälle statt Abfälle"
Compaktverlag München
Fa. OSA Fellheim
WWW-liste:
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www.hagos.de
www.osa.de
www.brunner.de
www.schmidt-gesmbH.de
Verbund dt.Kachelofen u.Luftheizungsbauer
Fa. OSA aus Fellheim
Fa. Brunner aus Bayern
Fa. Schmidt Goldkronach
Vergleich der unterschiedlichen Ofenarten ( Grafik der Fa. OSA aus Fellheim):
Funktionsweise Grundofen und Bedienung
Anders als beim Warmluftofen befindet sich im Grundofen kein Guss- oder Stahlheizeinsatz, sondern ein komplett
gemauertes "Innenleben". Dieses "Innenleben" setzt sich aus Feuerraum und Kanälen zusammen, die in der
Ofensetzersprache als "Züge" bezeichnet werden. Sowohl der Feuerraum als auch das komplette Zugsystem wird
mit Schamottesteinen gemauert.
Die sehr heißen Rauchgase, die bei der Verbrennung von Holz entstehen, müssen beim Grundofen auf dem Weg
zum Schornstein dieses Zugsystem durchlaufen. Heiztechnisch günstig ist die spezifische Eigenschaft von
Schamotte, Wärmeenergie rasch aufzunehmen und verzögert und anhaltend wieder abzugeben. Letzteres geschieht
vorwiegend als langwellige Wärmestrahlung.
Ein Grundofen hat eine sehr große Speichermasse (ca. 1 - 2 Tonnen speicherndes Material). Deswegen braucht er
nicht den ganzen Tag über beheizt zu werden. Einmaliges ungedrosseltes Verbrennen einer Feuerraumfüllung (ca. 7
- 10 kg Holz) in ca. einer Stunde reicht aus, um die Schamottesteine für einen ganzen Tag lang aufzuheizen.
Der Grundofen gibt dann über den ganzen Tag hinweg diese gespeicherte Energie gleichmäßig an den Raum ab hauptsächlich als gesunde Strahlungswärme. Der Feuerraum wird einmalig gefüllt, das Holz angezündet und bei
ungedrosselter Sauerstoffzufuhr verbrannt.
Erst wenn keine Flamme mehr im Feuerraum sichtbar ist, wird die Ofentüre dicht verschlossen und der
Verbrennungsvorgang für einen ganzen Tag ist beendet. Das reduziert die Dauer des Wärmeverlustes durch den
Schornstein für einen ganzen Tag Heizen auf etwas mehr als eine Stunde, abhängig von der Größe des Ofens. Dies
bedeutet weniger Zeitaufwand beim Heizen und stark reduzierten Brennstoffverbrauch.
Der Grundofen - Zeitgemäßes Engergiesparen
•
Die vollständ. Nutzung der im Brennstoff Holz enth. Energie ist die wicht. Voraussetzung für wirtschaftl. Heizen
•
Vollständige Nutzung erfordert vollkommene Verbrennung und diese erfordert viel Luft.
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Nur mit reichlich Luft entsteht im Ofen vollkommene Verbrennung
•
Diese große Menge Zuluft hat eine genauso große Menge Abluft zur Folge, welche durch den Schornstein
verloren geht
•
Dies bedeutet im herkömmlichen Ofen einen enormen Energieverlust
•
durch das raffiniert konstruierte "Innenleben" des Grundofens mit seinen Rauchgaskanälen wird der Abluft die
Wärme entzogen, ehe sie in den Schornstein geleitet wird
•
die Folge ist nur relativ kurze Zeit Zug im Schornstein, ungedrosselte und daher vollkommene Verbrennung
•
das Resultat: überragende Verwertung der Energie
Berechnung eines Grundofens :
Der Wärmebedarf ist abhängig von :
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Lage des Gebäudes
Lage des Raums im Gebäude
Größe u. Dämmung der Umgrenzungsflächen
Größe, Dämmwert und Dichtigkeit der Fenster
Liegt ca. zwischen :
30 und 100 W/m³ Raum (Faustwerte)
Vergleich der jeweiligen Bauarten :
Allgemeines zum Schornstein
Der Mindestquerschnitt des Schornsteins sollte nicht kleiner als das
Rauchrohr sein (bei Anschluß eines Ofens !)
Mindesthöhe sollte 4,5m betragen (gemessen an der Anschlußstelle).
Der Schornsteinzug sollte bei Grundöfen bei 8 bis 10Pa liegen (gemessen
an der Anschlußstelle).
Allgemeines zum holzbefeuerten Grundofen
Generell darf nur unbehandeltes, trockenes, möglichst 2-3
Jahre (unter Dach und gut belüftet) abgelagertes Holz zur
Verbrennung verwendet werden. Feuchtes, waldfrisches
Holz hat einen hohen Wassergehalt, brennt daher schlecht,
raucht und bringt kaum Wärme. Verwenden Sie nur
Brennholz, das mindestens zwei Jahre luftig und trocken
gelagert wurde. Der Wassergehalt liegt dann unter 20%. Man
spart eine Menge Heizmaterial, da trockenes Holz einen
wesentlich höheren Heizwert hat. Trockenes Holz hat einen
Heizwert von ca. 4,4 kWh/kg, frisches Holz jedoch teilweise
unter 2kWh/kg. Sie benötigen bei feuchtem Holz also mehr als die doppelte Brennstoffmenge für die gleiche
Wärmeleistung.
Außer den verschiedenen Holzsorten, wie Fichte, Buche usw. sind auch Holzbriketts (gepresste Sägespäne ohne
Bindemittel) zugelassen. Bitte beachten Sie, daß Holzbriketts einen höheren Heizwert aufweisen, als gewachsenes
Holz und am besten nur anteilig zur Befüllung des Feuerraums verwendet werden sollten. Wenn Sie ausschließlich
damit heizen, sollten Sie den Feuerraum nur mit der Hälfte der entsprechenden Holzmenge füllen. Auch
unbehandeltes Abbruchholz eignet sich zum Verbrennen; die Asche sollten Sie vor dem Kompostieren durchsieben
und Schrauben u. Nägel entsorgen.
Nicht verbrennen sollten Sie Braunkohlebriketts, da diese in erster Linie zum Gluthalten eingesetzt werden, was im
Grundofen nicht von Bedeutung ist. Ein Grundofen ist für die reine Holzverbrennung ausgelegt und zwar so, daß ein
möglichst schneller intensiver Abbrand erfolgt. Die hohe Speicherkapazität ist für die lang anhaltende Wärmeabgabe
bedeutend - nicht das Verzögern eines Abbrandes oder das Gluthalten.
Nicht zugelassen sind alle Arten von Kohlen, da unser Grundofen keinen Rost für die untere Sauerstoffzufuhr, die
bei der Verbrennung von Kohle benötigt wird, besitzt. Im Übrigen läßt sich die Asche aus der Kohle nicht
kompostieren.
Zum Anheizen kann man grobe Hobelspäne oder Zündwürfel nehmen, zuvor etwas Holz luftig aufschichten oder
gegen die Rückwand lehnen und nach ein paar Minuten die gewünschte Holzmenge nachlegen. Der Ausbrand darf
dabei nicht versperrt werden.
Befüllen Sie Ihren Ofen nicht mit einer zu großen Menge Holz. Gerade am Anfang wird häufig der Fehler gemacht,
mehrmals Holz nachzulegen, da der Ofen aufgrund seiner Trägheit erst nach ca. 1-2 Stunden warm wird. Dies kann
selbstverständlich zu einer Überhitzung und somit zur Beschädigung des Ofens führen. Besondere Beachtung gilt
diesbezüglich bei großen Heiztüren mit Sichtscheibe. Hier ist die Gefahr sogar noch größer, den Feuerraum ganz
vollzustopfen. Tasten Sie sich also langsam an den für Sie erforderlichen Brennstoff-Mengenbedarf heran, um Ihrem
Ofen eine möglichst lange Lebensdauer zu geben.
Das Holz sollte mehrmals gespalten und nicht stärker als 10 cm Durchmesser sein, mit einer Länge, je nach
Feuerraumgröße, zwischen 30 und 50 cm.
Rund um das Holz muß genügend Platz für Flammenbildung vorhanden sein (nach hinten und vorne ca. 5-10 cm
Freiraum lassen).
Die Luftklappe der Heiztüre bleibt während des gesamten Verbrennungsvorgangs ganz geöffnet (gesonderte
Anleitung beachten), damit genügend Sauerstoff hinzukommt und somit der Abbrand möglichst rasch und intensiv
erfolgen kann. Eine zu starke Drosselung der Luftzufuhr würde dem Prinzip des Grundofens, nämlich der
Speicherung der gesamten Verbrennungsenergie in seiner Steinmasse, völlig widersprechen! Denn je intensiver der
Abbrand erfolgt, desto höher ist die Temperatur im Feuerraum. Dadurch ist eine nahezu restlose Ausnutzung der im
Holz enthaltenen Energie gewährleistet (nur 0,5% Ascheanfall).
Da während dieser Zeit der Raumluft sehr viel Sauerstoff entzogen wird, ist es ratsam, durch Stoßlüften den
Sauerstoffgehalt im Raum wiederherzustellen.
Erst wenn keine Flammen mehr sichtbar sind und die Glut kräftig rot ist, wird der Luftschieber geschlossen. Eine zu
früh geschlossene Heiztüre könnte zu einer Verpuffung führen, da unverbrannte Gase im Feuerraum schwelen.
Wohingegen eine zu spät geschlossene Heiztüre den Wirkungsgrad des Ofens schwächt, da die Wärme aufgrund
des Durchzugs durch den Schornstein entweichen kann. Daher immer auf den richtigen Schließ-Zeitpunkt achten
(ca. 50 - 70 Minuten nach dem Anzünden).
Beim Brot- und Pizzabacken darf die Heiztüre immer nur langsam geöffnet werden, damit evtl. unverbrannte
Glutstücke und deren Schwelgase nicht zu schnell mit Sauerstoff reagieren können (Verpuffungsgefahr).
Vermeiden Sie ein Anheizen während die Sonne auf den Schornstein scheint. Die Sonneneinstrahlung führt zu einer
Erwärmung des Schornsteinkopfs, was zur Folge hat, dass ein sonst gut ziehender Schornstein plötzlich "drückt"
und die entstehenden Rauchgase nicht mehr abziehen läßt. Abhilfe kann dann nur ein Strohfeuer (auch mit Papier)
im Schornstein oder ein Heißluftföhn (in der Reinigungsöffnung im Keller) bringen, bevor die ganze Wohnung unter
Qualm steht.
Bei Beginn der Heizperiode sollte der kalte Ofen nicht zu schnell hochgeheizt werden, um eine Rißbildung (auch im
Inneren des Ofens) zu vermeiden; also den Grundofen langsam auf die gewohnte Betriebstemperatur bringen.
Die Ascheentleerung erfolgt ca. 2 - 3 mal jährlich, je nach Größe des Feuerraums, jedoch niemals vollständig, da ein
Aschebett die Glut optimal erhält und zu einer besseren Verbrennung beiträgt.
Holzasche ist ein sehr nützlicher Bestandteil der Kompostierung.
Noch ein wichtiger Hinweis, der zur Imagepflege der Holzverbrennung beitragen soll: Verheizen Sie niemals Plastik,
Papier oder irgendwelche Abfälle, denn dies ist laut Bundesemissionsschutz-Verordnung sogar unter
Strafandrohung verboten und zieht außerdem den Zorn der Nachbarn auf sich.
Thema: Verpuffung eines Kachel-Grundofens
Ein Kachel-Grundofen ist explodiert; ca. 1,2 qm Kachelfläche wurde in das Wohnzimmer geschleudert.
Was ist die Ursache?
Schadensverlauf:
Der Kachelofen ist mit Papier und kleinen Holzstücken bei offenstehender Tür angezündet worden. Anschließend
wurden größere Holzstücke aufgelegt.
Nachdem die Flammen zwischen 15:00 Uhr und 15:30 Uhr scheinbar erloschen waren, ist die Tür fest verschlossen
worden. Die Luftschraube an der Tür ist jedoch weiterhin einen ca. 0,5 cm breiten Spalt offengeblieben.
In der Asche wurden noch angekohlte Holzreste vorgefunden. Hieraus ist zu schließen, dass nach Verlöschen der
Flammen noch nicht der gesamte aufgelegte Brennstoff in Glut gefallen war. Die verbliebenen Holzreste sind
weiterhin durch die Hitze der Glut entgast worden.
Solange die Glut noch ausreichende Temperatur besaß, sind diese Restgase in Form von nicht mehr feststellbar
kleinen Flammen zur Verbrennung gelangt. Durch die nicht völlig geschlossene Luftschraube in der unteren Tür
konnte weiterhin die benötigte Verbrennungsluftmenge nachströmen.
Nach längerer Zeit glimmten sicherlich noch einige kleine Holzreste am Rand des Glutbettes. Die entweichenden
brennreifen Gase kamen mangels Zündtemperatur jedoch nicht mehr zur Verbrennung und füllten langsam den
Feuerraum und die nachgeschalteten gemauerten Heizgaszüge.
Der in den Fachregeln geforderte Bypass (Gasschlitz) war nicht angelegt worden. Aus diesem Grunde war es nicht
möglich, dass die noch entstehenden Schwelgase mit Steigung direkt auf kurzem Wege zum Schornstein und weiter
sicher ins Freie gelangen konnten.
Zu irgendeinem Zeitpunkt nahm dieses brennbare Gasgemisch innerhalb der Rauchgaswege eine Konzentration an,
die kritisch wurde. Ein einzelner Funke aus dem mittlerweile fast erkalteten Glutbett in der Asche reicht dann aus,
um das hochkonzentrierte Gasgemisch noch nach ca. zwei Stunden plötzlich zur Verpuffung zu bringen.
Der Schaden ist dadurch entstanden, weil am jeweils höchsten Punkt der Rauchgaswege immer die kleine
verbindende Öffnung von ca. 10 qcm, der Bypass, gefehlt hat.