Gasinstallation

in Wohngebäuden

Prof. Dr.-Ing. Rudolf Rawe Teil 39

8. Abgasanlagen (Fortsetzung)

8.7.2 Räume mit mechanischer Entlüftung DIN 18 017 Teil 3

Innenliegende Sanitärräume können auch mechanisch, das heißt mit Unterstützung eines Ventilators, entlüftet werden. Dabei muß zwischen Einzelanlagen für eine Wohnung und Zentralanlagen für mehrere Wohnungen unterschieden werden. Auch in diesen Fällen ist in den entlüfteten Räumen die Installation einer raumluftabhängigen Gasfeuerstätte möglich. Die Entlüftung darf allerdings (laut MFeuVO bzw. Feuerungsverordnungen der Länder) den Betrieb der Feuerstätte nicht beeinträchtigen.

Einzelanlagen für Wohnungen

Aus diesem Grund dürfen raumluftabhängige Gasgeräte in Wohnungen mit Abluftventilatoren grundsätzlich nur aufgestellt werden, wenn

Verriegelungseinrichtungen sicherstellen, daß die Brenner der Gasgeräte während des Betriebes der Lüftungsanlage nicht in Betrieb sein können oder
der Ventilator die Verbrennungsluftversorgung und die Abgasabführung der Gasgeräte nicht beeinflußt und somit ein gefahrloser Betrieb gesichert ist (sogenannte Öffnungsklausel). Das kann allgemein angenommen werden, wenn bei gleichzeitigem Betrieb von Ventilator und Gasfeuerstätte(n) im Aufstellraum kein höherer Unterdruck als 4 Pa erzeugt wird.

Bild 1: Druckverteilung bei Schornsteinzug.

Der Zahlenwert von 4 Pa resultiert aus der Schornsteinberechnung nach DIN 4705. Danach werden Schornsteine so berechnet und ausgelegt, daß von der durch Auftrieb verfügbaren gesamten Druckdifferenz 4 Pa für die Verbrennungsluftversorgung "reserviert" sind. Damit wird im Aufstellraum der Feuerstätte ein Unterdruck gegenüber der äußeren Umgebung erzeugt (Bild 1), so daß Verbrennungsluft über die Bauteilfugen nachströmen kann.

Bild 2: Druckverteilung bei Schornsteinzug und Abluftventilator.

Wenn bei gleichzeitigem Betrieb von Gasfeuerstätte(n) und Abluftventilator (Bild 2) sichergestellt ist, daß der Ventilator nicht mehr Unterdruck erzeugt als der Schornstein, kann von einem gefahrlosen Betrieb ausgegangen werden. Voraussetzung ist jedoch, daß die einschlägigen Bestimmungen der jeweiligen Landesbauordnung sowie der DVGW-TRGI für die Verbrennungsluftversorgung der Gasfeuerstätte(n) eingehalten werden.

Anschluß an Zentrallüftungsanlagen

Bei Zentrallüftungsanlagen ist eine Abschaltung nicht möglich. Der ständige Betrieb ermöglicht jedoch unter bestimmten Bedingungen, die Abgase der Feuerstätte über die Entlüftungsanlage gesichert abzuführen.

Bild 3: Zentrallüftungsanlage mit Gebläse nach DIN 18017 Teil 3 (nach Schäfer [1]).

An eine Zentrallüftungsanlage nach DIN 1817 Teil 3 dürfen deshalb Gas-Durchlauf-, Vorrats-, Umlauf- und Kombiwasserheizer nach Maßgabe des DVGW-Arbeitsblattes G 626 angeschlossen werden. In Bild 3 ist eine entsprechende Anlage dargestellt. Die Nennwärmeleistung der einzelnen Wasserheizer darf maximal 28 kW betragen. Die Anlage ist ganztägig mit vollem Volumenstrom zu betreiben. Ihr Volumenstrom in Kubikmetern pro Stunde muß mindestens das 8,5fache der Nennwärmeleistung in Kilowatt des größten angeschlossenen Wassererwärmers betragen.

8.8 Zubehör für Abgasanlagen

Zur ordnungsgemäßen Abführung der Abgase muß der Schornsteinauftrieb den für die Feuerstätte erforderlichen Unterdruck (auch "Zug" genannt) sicherstellen. Der Auftrieb hängt von der Temperaturdifferenz zwischen Abgas und Außenluft ab. Er ist demnach nicht konstant, sondern unterliegt erheblichen jahreszeitlichen Schwankungen. An einem kalten Wintertag kann er um ein Vielfaches größer sein als an einem warmen Sommertag. Weiteren Einfluß übt die Abgastemperatur im Schornstein aus. Kurz nach Inbetriebnahme der Feuerstätte zieht der Schornstein schlechter als nach längerer Betriebszeit.

Da Schornsteine für den ungünstigsten Fall (Sommerbetrieb, 15°C) dimensioniert werden, ist der Auftrieb zu fast allen Betriebszeiten höher als erforderlich. Dies führt zu Wirkungsgradeinbußen, da infolge des steigenden Luftüberschusses auch die Abgasverluste zunehmen. Andererseits besteht die Gefahr, daß ein im Winter gut - also mit geringem Luftüberschuß (l P 1,2) - eingestellter Gasbrenner mit Gebläse aufgrund des verringerten Auftriebs im Sommer infolge Luftmangels "umkippt", was zu unvollständiger Verbrennung (CO-Bildung) führt.

Diese jahreszeitlich bedingten Schwankungen des Förderdruckes können durch die seit Jahrzehnten bewährten Zugregler ausgeglichen werden. Daneben kann die Funktionsfähigkeit von Heizungsanlagen jedoch auch erheblich vom Wind beeinflußt werden. Dafür sind die Strömungen, die um das Bauwerk selbst und an der Schornsteinmündung auftreten sowie die damit verbundenen Druckverhältnisse verantwortlich.

Bild 4: Definition von Anströmwinkeln (links frontal, rechts über Eck der Schornsteine).

Grundsätzlich entsteht bei der horizontalen Anströmung der Schornsteinkrone eine örtliche Beschleunigung, die einen (erwünschten) Unterdruck hervorruft. Deshalb sollten Schornsteine immer in freiem Windstrom münden. Dies ist im innerstädtischen Gebäudeverband jedoch nicht immer für alle Windrichtungen zu realisieren.

Je nach Anordnung der Schornsteine am Gebäude und der Gebäude untereinander sind unterschiedliche vertikale Anströmrichtungen möglich (Bild 4). Dabei bezeichnet ein negativer Anströmwinkel b eine Anströmung von unten, ein positiver Winkel einen Windeinfall von oben auf die Schornsteinmündung.

Während im letzteren Fall Überdruck auftritt, wird bei negativem Anströmwinkel der Unterdruck im Schornstein stark erhöht. Beide Effekte sind nicht erwünscht. Hoher Zug führt zu Wirkungsgradeinbußen (siehe oben); Überdruck im Schornstein beeinflußt die Verbrennungsgüte und bewirkt die Rückströmung von Abgasen in den Aufstellraum der Feuerstätte.

Bild 5: Aufsätze zur Verbesserung des Schornsteinzugs. (Bild: Raab)

8.8.1 Schornsteinaufsätze

Abhilfe können hier Schornsteinaufsätze schaffen, die für eine möglichst gleichmäßige, von der Windrichtung unabhängige Zugstärke unter Vermeidung von Überdruck im Schornstein sorgen (Bild 5). Dabei soll ihre Wirkung von der Windstärke weitgehend unbeeinflußt bleiben. Aerodynamisch gut geformte Aufsätze wirken bei starkem Wind drosselnd und damit zugregulierend.

Neben der Beeinflussung der Druckverhältnisse können Schornsteinaufsätze folgende Aufgaben haben:

Verbesserte Ablösung der Abgasströmung
Überhöhung der Abgasfahnen
Witterungsschutz (Regenschutz)

Verbesserte Ablösung der Abgasströmung: Bei modernen Feuerstätten mit kleiner Wärmeleistung treten im Bereich der Schornsteinmündung häufig niedrige Abgastemperaturen und geringe Strömungsgeschwindigkeiten der Abgase (w = 0,5 . . . 1,0 m/s) auf. Um trotzdem eine einwandfreie Ablösung der Abgase an der Schornsteinmündung zu erreichen, wird ein dünnwandiges Abströmrohr aus Edelstahl eingesetzt, das die Abdeckplatte um die Höhe des Schornsteindurchmessers überragt (Bild 6).

Bild 6: Abströmrohr zur verbesserten Ablösung der Abgase. (Bild: Schiedel)

Überhöhung der Abgasfahnen: Die Immissionsbelastung, die ein Emittent in seiner Umgebung verursacht, liegt um so niedriger, je höher die Abgasfahne emporsteigt. Die Höhe, welche die Abgasfahnenachse in ebenem Gelände über der Schornsteinmündung erreicht, wird als Abgasfahnenüberhöhung bezeichnet (Bild 7). Sie hängt vom Auftrieb und der Abgasgeschwindigkeit ab.

Durch Aufsatz einer Düse kann die Abgasgeschwindigkeit im Mündungsbereich erhöht werden. Solche Düsen dürfen nur angebracht werden, wenn dadurch im Schornstein und im Verbindungsstück kein Überdruck gegenüber den angrenzenden Räumen entsteht oder wenn Überdruck zulässig ist.

Bild 7: Abgasfahnenüberhöhung.

Witterungsschutz: Abdeckhauben aus Edelstahl, Kupferblech oder Beton dienen als Witterungsschutz. Vielfach werden damit selten benutzte offene Kamine abgedeckt, da sonst die Gefahr besteht, daß Feuchtigkeit bis zur Schornsteinsohle dringt und an der unteren Reinigungstür austritt. Schornsteine, an die normal betriebene Feuerstätten angeschlossen sind, benötigen keinen Witterungsschutz. Hier wirkt sich die Abdeckung vielfach negativ auf das Abströmen der Abgase aus. (Fortsetzung folgt)

B i l d e r , wenn nicht extra angegeben: Information Erdgas, Essen.

L i t e r a t u r :

[1] Schäfer, W.: Schornsteinfragen in der Heizungstechnik. Krammer-Verlag, Düsseldorf; 1994.

[Zurück] [Übersicht] [www.ikz.de]