IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 7/1998, Seite 42 ff.

HEIZUNGSTECHNIK

Hausschornsteine und Abgasleitungen aus rostfreien Edelstahlrohren

Bruno Kohl*

Zur Querschnittsanpassung, bei der Schornsteinsanierung und beim Bau neuer Hausschornsteine werden neben Systemen aus Schamotterohren, Leichtbeton-Innenschalen u.a. immer häufiger Schornstein- und Abgasleitungssysteme aus korrosionsbeständigem Edelstahl eingesetzt. Im folgenden werden die Voraussetzungen und Möglichkeiten zum Einsatz von Edelstahl-Rohrsystemen beschrieben.

Rechtliche und technische Grundlagen

Jede Veränderung bzw. jeder Bau von Abgasanlagen unterliegt dem Baurecht und ist deshalb anzeigepflichtig. Die Regelwerke zu Bau und Sanierung von Hausschornsteinen waren dabei schon immer Sache der Bundesländer. Neben den bundesweit geltenden DIN-Normen sorgen deshalb noch bis heute die unterschiedlichen Bau- und Feuerungsverordnungen der 16 Länder für uneinheitliche Grundlagen in Deutschland. Ziel bei der Ausarbeitung der Muster-Feuerungsverordnung (MFeuVO) im Jahre 1995 war es deshalb, Grundlagen für ein bundesweit gültiges Regelwerk zu schaffen. Die MFeuVO als unverbindliche Empfehlung wurde seitdem nur von einigen Bundesländern als Basis der jeweiligen Länder-Feuerungsverordnungen übernommen - eine einheitliche Regellandschaft in Deutschland ist noch immer nicht in Sicht.

Als Regelwerke gelten heute die MFeuVO, die Musterbauordnung (MBO), die Feuerungsverordnungen der Bundesländer (FeuVO) sowie die Landesbauordnungen (LBO). Wichtige technische Grundlagen werden u.a. von den DIN-Normen 18160 (allgemeine Anforderungen an Schornsteine) sowie DIN 4705 (Dimensionierung von Hausschornsteinen) geregelt. Europäische Normen sind vereinzelt vorhanden (z.B. DIN EN 1443 zu allgemeinen Anforderungen an Schornsteinen) oder befinden sich - unter maßgeblicher deutscher Beteiligung - in Vorbereitung.

Bild 1: Die MFeuVO unterscheidet Schornsteine von Abgasleitungen.

Schornstein oder Abgasleitung?

Die gesetzlich bindende Bauordnung definiert "Schornsteine" als dichte Schächte, die Abgase über Dach sicher ins Freie abführen. Sie sind feuer- und rußbrandbeständig und durchlaufen Brandabschnitte im Gebäude. Die MFeuVO legt weitergehend fest, daß Schornsteine ausschließlich mit Unterdruck betrieben werden und für feste, gasförmige und flüssige Brennstoffe zugelassen sind (Bild 1).

Abgasleitungen sind nach der europäischen Norm Abgasführungen, die durch Räume und über feuerbeständige Schächte Abgas sicher ins Freie führen. Sie können allein keine Brandabschnitte durchlaufen und werden vorzugsweise an der Gebäudeaußenwand installiert. Nach der MFeuVO müssen sie außerdem nicht rußbrandbeständig sein, können mit Über- oder Unterdruck betrieben werden und sind für gasförmige und flüssige Brennstoffe zugelassen.

Die MFeuVO legt ferner für beide Abgasanlagenarten detaillierte bautechnische Vorschriften fest (vgl. MFeuVO, Fassung Februar 1995).

Werkstoff Edelstahl

Die Einführung des Werkstoffes Edelstahl für Schornsteine in den 60er Jahren war kein Zufallsprodukt, sondern die zwangsläufige Folge einschneidender Veränderungen: Brennstoffe wie Heizöl und Gas lösten Kohle und Koks ab und stellten damit neue Anforderungen an Säurebeständigkeit, Feuchteunempfindlichkeit und Gasdichtheit der Schornsteine. Die Umstellung der Brennstoffe, niedrigere Emissionsgrenzwerte, innovative Wärmeerzeugungstechniken sowie verbesserte bauphysikalische Ausführungen (z.B. Wärmedämmung, Fenster) bewirkten darüber hinaus eine deutliche Reduzierung der Abgasmengen und -temperaturen. Durch die geringen Abgasmengen und damit sinkende Temperaturen heizten sich die damaligen Schornsteine mit meist großen Querschnitten nicht mehr ausreichend auf - Feuchtigkeitsbildung, Korrosion und Versottung waren vielfach die Folge. Die notwendige Konsequenz: Geringere Schornsteinquerschnitte und Materialien mit optimaler Korrosionsbeständigkeit und geringer Wärmeaufnahme waren gefragt.

Dünnwandige rostfreie Edelstahlrohre waren und sind hierfür die ideale Lösung. Gegenüber keramischen Werkstoffen benötigen sie zur Aufheizung nur etwa 1/20 der Wärmemenge, womit sich die Aufheizzeit der Abgasführung bei minimaler Auskühlung der Abgase beträchtlich verkürzt. Sie sind für den Feuchtebetrieb zugelassen und beständig gegen Kondensate und andere aggressive Bestandteile in den Abgasen.

Bild 2: Das Ü-Zeichen für überwachte Produktqualität.

Bei der Produktion von rostfreien Edelstahlrohren kommen heute ausschließlich DIN-genormte Werkstoffqualitäten zum Einsatz. Die Rohre werden vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) in Berlin hinsichtlich Qualität und Einsatzfunktionalität geprüft und bei Erfüllung der Kriterien zugelassen. Die Hersteller verpflichten sich zu Eigen- und Fremdüberwachung ihrer Produkte. Nur wenn alle festgelegten Qualitätskriterien erfüllt sind, erteilt das DIBt eine Zulassung, die zwingend für die Produkte vorgeschrieben ist. Die Vergabe des Ü-Zeichens (Übereinstimmungszertifikat) durch das beauftragte Überwachungsinstitut berechtigt den Hersteller zur Kennzeichnung seiner Produkte mit diesem Zeichen (Bild 2).

Darüber hinaus haben sich namhafte Hersteller von nichtrostenden Stählen zur freiwilligen RAL-Gütesicherung RAL GZ 600 mit entsprechender Eigen- und Fremdüberwachung zusammengeschlossen. Dies garantiert die bestmögliche Produktqualität und ein Höchstmaß an Sicherheit für Anwender und Benutzer.

Schornsteinsanierung/Querschnittsverminderung

Nichtrostende Edelstahlrohre bieten eine Vielzahl an Eigenschaften, die sie zur idealen Lösung für die Querschnittsverminderung und Schornsteinsanierung machen:

Zur Schornsteinsanierung oder Querschnittsanpassung können sowohl starre als auch flexible Edelstahlrohre zum Einsatz kommen.

Die wichtigsten Parameter bei der Berechnung eines neuen Schornsteins mit vermindertem Querschnitt sind der CO2-Gehalt der Abgase sowie die zukünftige Abgastemperatur im Schornstein. Diese und andere Angaben wie der notwendige Förderdruck, benötigte Leitungslängen etc. bilden die Grundlagen, auf denen sich die Berechnung der Dimensionierung nach DIN 4705 Teil 1 stützt.

Bild 3: Bei einem starren Rohrsystem müssen alle notwendigen Bauteile formgenau aufeinander abgestimmt sein.

Starre Schornsteineinsatzrohre

Starre Schornsteineinsatzrohre sind die häufigste Lösung zur Querschnittsverminderung. Hier werden meist komplette Schornsteinsysteme aus maßgenau aufeinander abgestimmten Edelstahlrohren verwendet, die in der Regel über Innen-/Außensteckverbindungen miteinander gekoppelt sind und ein komplettes Schornsteinrohr ergeben (Bild 3). Dies garantiert die sichere Funktion der Anlage und vereinfacht die Montage des Systems. Zum Einsatz kommen hier nach DIN EN 10008-1 genormte Werkstoffe:

Während der Planung des Schornsteins ist zu beachten, daß bei Rohrführungen über 10 m Länge und eventuell benötigter zweiter oberer Prüföffnung im Schornsteinschacht eine Zwischenstütze mit Dehnungsausgleich montiert werden muß. Damit werden Dehnungen und Kontraktionen aufgrund von Erwärmung bzw. Abkühlung des Rohres spannungsfrei abgebaut. Soweit möglich, sollten Abstandhalter eingeplant werden, die die Rohre zentrisch im Schacht halten. Am Schornsteinkopf sollten Dehnungsbleche mit einem Mindestschiebeweg von 80 bis 120 mm verwendet werden, die Wärmedehnungen ausgleichen. Eine geringe Ringspaltöffnung zwischen Abdeckung und Abgasrohr ermöglicht das Entweichen von Restfeuchtigkeit. Bei festen Brennstoffen wird ein 25 mm dickes Mineralfaser-Dämmrohr mit einem Raumgewicht von 90 bis 125 kg/m3 zur Isolation benötigt.

Vor der Montage sollte der Schacht gereinigt und auf seine Dichtheit überprüft werden. Anschließend wird er im Bereich der Reinigungs- und Prüföffnungen sowie der Einlaßstücke aufgebrochen und die entsprechenden Bauteile eingepaßt. Dann werden die Rohre entweder von oben abgelassen bzw. von unten zusammengesteckt und nach oben geschoben. Wenn die Rohre eingelassen sind, werden die aufgebrochenen Schachtöffnungen wieder verschlossen. Für die Einlaßstücke sollten Führungsstutzen verwendet werden. Zu guter Letzt wird die Dehnungsausgleichsplatte am Schornsteinkopf montiert. Der Schornstein ist damit in wenigen Stunden installiert und einsatzbereit - die Ausfallzeiten der Anlage sind auf ein Minimum beschränkt.

Bild 4: System mit flexiblen Schornsteineinsatzrohren.

Flexible Schornsteineinsatzrohre

Flexible Edelstahlrohre eignen sich hervorragend zum Einsatz bei geschweiften oder versetzten Schachtführungen (Bild 4). Bei flexiblen Rohren ist nach der Norm die Verwendung der folgenden Werkstoffe erlaubt:

Seit 1994 sind flexible Schornsteineinsatzrohre auch zur feuchteunempfindlichen Betriebsweise zugelassen (für Öl- und Gasbrennstoffe). Hier müssen Bauteile mit optimal abgestimmter Verbindungstechnik verwendet werden.

Bei flexiblen Rohren entfällt die Montage zusätzlicher Dehnungsausgleichsstücke, da die Wellform des Rohrs Wärmeausdehnungen wirkungsvoll auffängt. Es ist allerdings darauf zu achten, die Verbindungsstellen zwischen Rohr und Formteilen mittels Halteschellen zu sichern. Damit wird vermieden, daß bei der Wartung das Rohr durch das Reinigungsgerät aus den Formteilen gezogen wird. Im Gegensatz zu starren Rohren kann zur Isolierung von flexiblen Edelstahlrohren gebundener, formstabiler Schütt-Dämmstoff aus Perlite oder Vermekulit verwendet werden. Dieses feuchte Material weist nach dem Austrocknen eine hohe Formstabilität auf und verbessert den Wärmedurchlaßwert - und damit den Wirkungsgrad - des Schornsteins erheblich.

Die Flexibilität der Rohre und die damit verbundene Montagefreundlichkeit und Verwendbarkeit auch bei schwierigen Schornsteinsanierungen machen gemeinsam mit der Langlebigkeit und den niedrigen Kosten flexible Schornsteineinsatzrohre zu einer hervorragenden Systemlösung.

Abgasleitungen für Brennwertgeräte

Die Einführung der Brennwerttechnik brachte neue technische Rahmenbedingungen für Abgasanlagen. Bei der Brennwerttechnik werden die Abgase unter den Taupunkt gekühlt. Dadurch kann auch die Wärmemenge genutzt werden, die bei der Kondensation des Wasserdampfes frei wird. Da das Abgas auf diese Weise um 35 bis 40°C abgekühlt wird, sinkt der thermische Auftrieb erheblich. Die Abgase müssen deshalb mittels eines Gebläses abgeführt werden.

Bild 5: Edelstahl-Abgasleitungssystem für Brennwertgeräte mit Hinterlüftung.

Diese Besonderheit erfordert eine deutlich höhere Dichtheit als bei Unterdruck-Abgasanlagen. Abgasleitungen aus flexiblen oder starren Edelstahlrohren (Bild 5) erfüllen diese Bedingung problemlos. Die Dichtheit der Rohrverbindungen ist ca. 100 mal höher als nach DIN EN 1443 vorgeschrieben. Damit werden Leckagen, die eventuell zu einer Gefährdung von Menschen führen könnten, bei richtiger Montage ausgeschlossen. Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme muß die Abgasleitung in hinterlüfteten Schächten geführt werden, um eine permanente Frischluftumspülung zu gewährleisten.

Besonders wichtig ist auch die Kopfausbildung des Schornsteins: Sie muß verhindern, daß sich der Wasserdampf bei Auskondensierung auf den Hinterlüftungsschacht legt, ihn eventuell zufrieren läßt oder daß die Abgase auf ihn zurückfallen (auch bei raumluftunabhängiger Betriebsweise im Gegenstromprinzip).

Die Installation der Abgasleitung erfolgt auf ähnliche Weise wie bei der normalen Schornsteinsanierung. Die Rohre werden mit entsprechenden Dichtungen und Halteschellen versehen und bis über Dach geführt. Bei der Abgasabführung an der Außenwand muß beachtet werden, daß das Kondensat sicher abgeführt wird und ein Einfrieren des Kondensats nicht erfolgen kann.

Zur Reinigung und Wartung sind entsprechende Prüföffnungen an zentral liegenden Umlenkungen einzubauen und zu verschließen. Der Einbau einer rückstaufreien Kondensatabführung ist ebenfalls vorgeschrieben. Wichtig ist hier, daß ein Abströmen von Abgasen mittels eines mindestens 120 mm hohen Siphons verhindert wird. Die Entsorgung des Kondensats ist im Arbeitsblatt M 251 zur Abwassereinleitung geregelt.

Neue Hausschornsteine an bestehenden Gebäuden

In der Regel werden neue Hausschornsteine an der Gebäudeaußenwand montiert. Bei der Planung sollte darauf geachtet werden, ob die Rohre an brennbaren Baustoffen vorbeigeführt werden. Ist das der Fall, muß ein Abstand von mindestens 100 mm und zu leicht entzündbaren Stoffen von 200 mm eingehalten werden. Ist dies nicht möglich, so ist ein Schutzrohr bzw. eine feuerhemmende Isolation (z.B. 20 bis 40 mm dicke Promatec-Platten) vorzusehen. Die Verankerung an der Gebäudewand ist mit systemzugelassenen, rostfreien Edelstahlhaltern durchzuführen, die eine Standfestigkeit von mindestens 1,5 kN/m2 garantieren. Die Lage und Zugänglichkeit von Wartungs- und Prüföffnungen ist festzulegen, gegebenenfalls sind Steig- und Sicherungseinrichtungen einzuplanen.

Bild 6: Fertig montiertes Schornsteinelement mit formschlüssigen Sicherungselementen.

Bei neuen Hausschornsteinen kommen meist doppelwandige Systemschornsteine zum Einsatz, die über Steckverbindungen mit formschlüssiger Sicherung miteinander gekoppelt sind (Bild 6). Zwischen Innen- und Außenrohr sorgt eine Wärmedämmschicht aus Mineralwolle für die nötige Isolation. Die Konstruktion ist so zu wählen, daß keine Wärmebrücke entsteht.

Fazit

Ob zur Schornsteinsanierung, Querschnittsverminderung oder zum Einbau neuer Schornsteine: Abgasanlagen aus rostfreiem Edelstahl erfüllen alle Voraussetzungen hinsichtlich Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und Langlebigkeit. Hochwertige, regelmäßig geprüfte Produktqualitäten sorgen für dauerhaften, sicheren Betrieb. Kurze Aufheiz- und Abkühlungszeiten optimieren die Wirksamkeit. Das geringe Gewicht und die Flexibilität beschleunigen die Montage und minimieren dadurch Ausfallzeiten. Diese Vorteile machen rostfreie Edelstahlrohre zu einer beispielhaften Systemlösung für Abgasanlagen.

*) Bruno Kohl, Leiter Technik bei der WRB Witzenmann Rohr- und Bauelemente GmbH, Pforzheim. Dort ist er u.a. zuständig für die Planung und Entwicklung neuer Produkte. Als Tochterunternehmen der Witzenmann-Gruppe bietet WRB Komplettsysteme zur Abgas- und Lüftungstechnik.

B i l d e r : WRB Witzenmann Rohr- und Bauelemente GmbH, Pforzheim

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