Schornsteintechnik

Heizungsanlagen und Feuerstätten erzeugen Rauch- und Abgase. Jedes Haus benötigt daher eine Abgasanlage, die diese sicher ins Freie leitet und gleichzeitig die Baukonstruktion vor Brandbelastung schützt.
Man unterscheidet grundsätzlich zwischen russbrandbeständigen Schornsteinen (auch Kaminzug genannt) und nicht russbrandbeständigen Abgasleitungen. Feste Brennstoffe, z. B. Holz, Pellets und Kohle benötigen einen russbrandbeständigen Schornstein.
Bei Öl und Gas würden weniger belastbare Abgasleitungen genügen. Damit ein universeller Wechsel der Betriebsweise oder des Brennstoffes möglich ist, empfehlen Experten, alle Abgasanlagen nach den strengeren Kriterien für Schornsteine auszulegen.

Hohe Verantwortung des Planers

Der Schornstein ist das Endstück der Heizungsanlage. So wie spätestens seit Einführung der Energieeinsparverordnung in einem frühen Planungsstadium die Wärmeerzeugung feststehen sollte, muss auch über den Schornstein und seine Materialien rechtzeitig nachgedacht werden.

Wohngebäude sollten immer zweizügige Schornsteine erhalten, damit neben der Hauptheizung ein Kamin- oder Kachelofen angeschlossen werden kann. Diese Zusatzheizung ist nicht nur Luxus, sondern bietet erhebliche Vorteile. Neben den emotionalen Gründen sind zu nennen:

  • wirtschaftliche Zusatzheizung in der Übergangszeit
  • Ökologische Heizung durch Verwendung von Holz als nachwachsendem und CO2-neutralem Brennstoff
  • Zusatzheizung bei Ausfall der Hauptheizung


Falsche Entscheidungen nach Baubeginn zu korrigieren, ist teuer. Auch beim Schornstein trägt der Planer die Verantwortung, seinen Auftraggeber richtig zu beraten. Eine scheinbar bei der Investition preisgünstigere Lösung kann langfristig durch Reparaturen und Nutzungseinschränkungen eine teure Empfehlung sein.
Mit zweizügigen keramischem Schornstein zu bauen heißt:

  • Energie sparen von Anfang an
  • Unabhängigkeit vom Brennstoff
  • Sicherheit bei Ausfall der Hauptheizung


Alle Rauch- und Abgase belasten einen Schornstein durch:

  • Wärme/Russbrand
  • Kondensate/Feuchtigkeit
  • Korrosionsangriffe/Säuren

Zusätzlich sind Lasten aus Eigengewicht und Wind aufzunehmen und Brandschutzanforderungen zu erfüllen. Bei Überdruckbetrieb muss der Schornstein gasdicht sein. Zur Kennzeichnung der Einsatzbereiche einer Abgasanlage werden verschiedene Klassen herangezogen.

Die Kennzeichnung ist bei Systemschornsteinen am Typenschild angebracht.

Temperaturklasse
Gibt die oberste zulässige Abgastemperatur an, z. B. T400 max. 400° C zulässiger Abgastemperatur.

Druckklasse
Gibt an, aufgrund welchen Prüfdruckes eine Abgasanlage welcher Betriebsweise zugeordnet ist und wie sie verwendet werden darf.

Klasse Betriebsweise Verwendung
N1 Unterdruck Im Gebäude / im Freien
N2 Unterdruck Im Gebäude / im Freien
P1 Über-/Unterdruck Im Gebäude / im Freien
P2 Über-/Unterdruck Im Freien
H1 Über-/Unterdruck Im Gebäude / im Freien
H2 Über-/Unterdruck Im Freien


Russbrandbeständigkeitsklasse
Bei Verwendung von Festbrennstoffen müssen Schornsteine Russbrand beständig sein. Zu unterscheiden sind

G – Russbrand beständig
O – nicht Russbrand beständig

Kondensatbeständigkeitsklasse
Sie gibt an, ob die Abgasanlage für trockene (D) oder für feuchte (W) Betriebsweise geeignet ist. Bei Verwendung von Pellets sollten Schornsteine feuchteunempfindlich sein.

Korrosionswiderstandsklasse
Sie gibt an, für welche Brennstoffe die Abgasanlage geeignet ist:
(1) für gasförmige
(2) für flüssige/gasförmige
(3) feste/flüssige/gasförmige Brennstoffe
Weitere Klassifizierungen sind DIN V 18160-1 zu entnehmen. Daraus ergibt sich die Kennzeichnung einer Abgasanlage z. B.

Mehrschaliger Schornstein

Schornsteine mit Mantelstein und Innenrohr erfüllen die Anforderungen an die Einhaltung der Taupunkttemperatur und Säurebeständigkeit zuverlässiger. Der Mantelstein erfüllt die statischen, das Innenrohr die feuerungstechnischen Anforderungen.

Innenrohr


Als Materialien für das Innenrohr sind Keramik, Edelstahl und Kunststoff zugelassen. Keramische Innenrohre gelten als universell einsetzbar und besonders langlebig. Sie sind hoch hitze- und säurebeständig. Keramische Schornsteine schirmen zusätzlich besser gegen Geräusche aus der Heizungsanlage ab, als leichtere Konstruktionen. Edelstahl und Kunststoff sind nicht für jeden Brennstoff geeignet.
 

Keramische Schornsteine können die höchste Anforderungsklasse W 3 für Feuchteunempfindlichkeit und G für Russbrandbeständigkeit erfüllen. Beim Russbrand können Temperaturen von über 1.000° C auftreten. Edelstahl ist nach dieser Belastung korrosionsanfällig.

Mantelstein
Mantelsteine bestehen aus Leichtbeton oder Ziegelformkörpern. Neben den beiden Zügen für die Heizung sollte der Mantelstein einen zusätzlichen Kanal für universelle Verwendungen enthalten. Dieser kann zur raumluftunabhängigen Zufuhr der Verbrennungsluft, als Abluftschacht für die Heizung, oder als Installationsschacht für Heizleitungen, Kabel für Solaranlagen, Antennenkabel u.ä. genutzt werden.

Zwischenraum
In den Hohlraum zwischen Innenrohr und Mantelstein kann eine Wärmedämmung eingestellt werden. So kühlen die Rauchgase weniger ab, Kondensation im Rauchrohr wird vermieden. Er kann gleichzeitig für die Verbrennungsluftzufuhr oder eine Hinterlüftung genutzt werden.

Verbrennungsluftzuführung

Feuerstätten benötigen eine ausreichende Menge Verbrennungsluft. Früher wurde diese dem Raum entnommen und strömte durch undichte Bereiche der Gebäudehülle nach. Seit die Energieeinsparverordnung (EnEV) immer dichtere Gebäudehüllen verlangt, kann nur noch wenig Luft über die Gebäudehülle ins Haus strömen. Zusätzlich erzeugen Dunstabzugshauben, Abluftwäschetrockner oder Lüftungsanlagen Unterdruck in Haus. Für die Feuerstätte bedeutet dieses, dass sie eventuell nicht genug Sauerstoff für die Verbrennung erhält. Die Verbrennungsluft kann über den Schornsteinkopf windunabhängig zugeführt werden.

Auswirkungen einer Lüftungsanlage
Mechanische Lüftungsanlagen gewährleisten in luftdichten Gebäuden ein nach hygienischen, physiologischen und bauphysikalischen Gesichtspunkten behagliches Raumklima, indem sie den 0,4- bis 0,8-fachen Anteil der Raumluft pro Stunde austauschen. Der gleichzeitige Betrieb einer Lüftungsanlage und einer raumluftabhängigen Feuerstätte ist jedoch nur zulässig wenn

  • die Lüftungsanlage keinen größeren Unterdruck als 4 Pa im Haus erzeugt (bauaufsichtliche Zulassung).
  • besondere Sicherheitseinrichtungen die Abgasabführung der raumluftabhängigen Feuerstätten überwachen.
  • bei zu starkem Unterdruck die Lüftungsanlage abschalten.

Installateure einer Lüftungsanlage müssen diese Sicherheitsvorschriften ebenfalls beachten.
Raumluftunabhängige Verbrennungsluftzufuhr löst das Problem. Sogenannte Luft-Abgas-Schornsteine, leiten die Abgase über Dach ab und führen gleichzeitig die Verbrennungsluft zur Feuerstätte. Aufwändige Baumaßnahmen wie separate Lüftungskanäle zum Kaminofen können entfallen.
Russbrandbeständige Luft-Abgas-Schornsteine führen die Verbrennungsluft über den Ringspalt zwischen Innenrohr oder über einen zusätzlichen seitlich angeordneten Schacht zur Feuerstätte. Der heutige Stand der Technik stellt sicher, dass sich an der Schornsteinmündung Abgase und Zuluft nicht mischen können. Als positiver Nebeneffekt wird bei Systemem mit konzentrischen Ringspalt die einströmende Luft erwärmt. Diese Vorwärmung steigert die Effizienz des Brennvorganges, erhöht den Wirkungsgrad der Heizungsanlage (Verminderung der Anlagenaufwandszahl) und senkt so den Primärenergiebedarf des Gebäudes.

Bei Feuerstätten für raumluftunabhängige Betriebsweise muss sicher gestellt werden, dass maximal 8 Pa Unterdruck im Aufstellraum nicht überschritten werden. Zusätzlich sind folgende Kriterien zu erfüllen, die im Rahmen einer bauaufsichtlichen Zulassung nachzuweisen sind:

  • selbsttätig dicht schließende Ofentüren.
  • Gegenüber dem Aufstellraum geprüfte Dichtheit (Druckdifferenz von 10 Pa im Inneren der Feuerstätte einschließlich der Abgas- und Zuluftrohre).

Diese Regelungen dienen dem Schutz der Verbraucher und sollen sicher stellen, dass eine Gefährdung ausgeschlossen ist. Sie müssen entsprechend geprüft und durch eine bauaufsichtliche Zulassung dokumentiert sein.

Sicherheit durch System-Schornstein

Aus der Europäischen Normung folgt eine neue Definition von Montage- und Systemschornsteinen. Montageschornsteine bestehen aus einzelnen Bauteilen, die von verschiedenen Lieferanten kommen können. Der Planer / Ersteller trägt die volle Verantwortung, dass die einzelnen Komponenten zusammenpassen und die Abgasanlage die geforderten Eigenschaften (sichere Abführung der Abgase, Brandschutz, Schallschutz, Feuchteschutz usw.) erfüllt.
Bei System-Schornsteinen liefert ein Hersteller die komplette Abgasanlage in Form eines Bausatzes oder als Fertigelemente. Das geprüfte Gesamtsystem hat entweder eine bauaufsichtliche Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik oder ein CE Zeichen. Diese Kennzeichnungen dokumentieren den Nachweis der zulässigen Verwendbarkeit. Der Hersteller übernimmt für das gelieferte System die Haftung. Planer und Errichter sind lediglich für die Planung, Errichtung und Verwendung entsprechend den Angaben der Herstellerunterlagen verantwortlich.

Schornsteindimensionierung

Damit ein Schornstein zieht, muss er eine ausreichende wirksame Höhe und eine ausreichende lichte Querschnittsfläche haben. Diese Abmessungen hängen von der Art und Leistung der Feuerstätte ab. Die genaue Berechnung erfolgt nach DIN EN 13384. Anbieter von Systemschornsteinen übernehmen diese Berechnung. Auch der zuständige Bezirksschornsteinfegermeister ist ein kompetenter Ansprechpartner. Eine Mindesthöhe für einen Schornstein von 4 m ab Einführung des Verbindungsstückes vom Wärmeerzeuger in den Schornstein ist zu empfehlen.

In 95 % aller Fälle sind folgende Schornsteindurchmesser erforderlich:
Öl-, Gas- und Pelletheizungen: Ø 12 bis 14 cm
Kamin- und Kachelöfen: Ø 16 bis 18 cm
Offene Kamine: Ø ≥ 20 cm

Regeln zur Sicheren Abgasabführung

Die Festlegung der DIN V 18160-1:2006-01 werden in einigen Bundesländern in den Feuerverordnungen durch zusätzliche Regelungen ergänzt.
Bauaufsichtliche Anforderungen an Abgasanlagen

Anforderungen an Abgasanlagen sind in den jeweiligen Bauordnungen und Feuerungsverordnungen der Länder sowie in DIN V 18160-1:2006-01 enthalten. Abgasanlagen müssen den Brandschutz und eine sichere Abführung der Abgase gewährleisten. Welche Abstände zu brennbaren Baustoffen für die brandsicher Aufstellung einzuhalten sind, hängt von der Abstandsklasse des Schornsteines ab. Dabei ist auch die maximale Abgastemperatur (Temperaturklasse T), für die der Schornstein zugelassen ist, zu beachten. In welche Klasse ein Schornstein/Abgasleitung eingestuft ist, steht in der Herstellererklärung bzw. der bauaufsichtlichen Zulassung und auf der Kennzeichnung der Abgasanlage, die auf der unteren Reinigungsöffnung angebracht ist.
Schornsteinhöhe über Dach und Abstand zu Dachaufbauten und Öffnungen

Die Schornsteinhöhe über Dach ist in den Feuerungsverordnungen der jeweiligen Bundesländern und der DIN V 18160-1:2006-01 Abschnitt 6.10.2 geregelt. Zusätzlich gelten die Anforderungen der DIN EN 13384 und eventuelle Auflagen der unteren Bauaufsichtsbehörden. Sie berücksichtigen z. B. besondere Gefährdungen in Tallagen und Umweltschutzauflagen. Spezielle Anforderungen können sich auch aus der geplanten Feuerstätte selbst ergeben (Leistung, eingesetzter Brennstoff). Die verschiedenen Anforderungen sollten bereits in einem frühen Planungsstadium geprüft werden.

Liegen Fenster oder Dachaufbauten (z. B. Aufzüge) dichter als 1,5 m am Schornstein (Ausnahme Bayern, siehe HART informiert), muss die Schornsteinmündung mindestens 1 m über die Oberkante des Fensters bzw. des Dachaufbaus ragen. Auch hier sind weitergehende Forderungen zu beachten.
Senkrechte Schornsteineinführung
Abgase sollten auf möglichst kurzem Weg ins Freie gelangen und im Schornstein möglichst senkrecht bis zur Mündung geleitet werden.
DIN V 18160-1:2006-01 regelt, dass Schornsteine möglichst lotrecht zu erstellen sind. Deshalb ist die Dachkonstruktion entsprechend auszubilden.
Schornsteinmündung über Dach
Die Schornsteineinmündung sollte in der Nähe der höchsten Dachkante liegen und dies möglichst 40 cm überragen. Die Zugwirkung ist so am gleichmäßigsten und wird weder durch die Windrichtung oder Verwirbelungen wesentlich gestört. Abgase werden unverzüglich vom Gebäude weg in die Atmosphäre geleitet.
Einzelheiten sind in den Feuerungsverordnungen der jeweiligen Bundesländern und der DIN V 18160-1:2006-01 Abschnitt 6.10.2 geregelt.

Nach DIN V 18160-1:2006-01 muss die Mündung von Abgasanlagen den First um mindestens 40 cm (nicht brennbare Dachbedeckung) bzw. 80 cm (weiche Dachbedeckung) überragen oder von der Dachfläche mindestens 1,0 m entfernt sein (maßgeblich bei Dachneigungen unter 20°). Als weich gelten Bedachungen, die aus brennbaren Baustoffen wie Stroh, Rohr, Reet bestehen oder mit brennbaren Baustoffen gedichtet sind.