IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 6/1999, Seite 120 ff.
HAUS DER TECHNIK
Luft-/Abgasführung für Gasthermen und Gasbrennwertthermen
Ausführung und Installation
Dipl.-Ing. Peter Eigl*
Für wandhängende Gasthermen und Gasbrennwertthermen gibt es spezielle Abgas- und Verbrennungsluftleitungen, die als Systemeinheit geprüft und zugelassen sind. Diese können aus Bausätzen und Einzelkomponenten individuell für jede Installationsart maßgeschneidert ausgewählt werden. Die konzentrische Luft-/Abgasführung ermöglicht eine problemlose raumluftunabhängige Betriebsweise und eine deutliche Einsparung bei den Bau- und Montagekosten. Ziel ist es, die Planung unter den bestehenden baulichen Gegebenheiten zu erleichtern, auf neue Konzepte hinzuweisen und damit eine optimale Ausführung zu erreichen.
Allgemeines
Neuentwickelte Gasthermen und Gasbrennwertthermen bieten sich bei geringstem Installationsaufwand als platz- und energiesparende Wärmeerzeuger für Neubauten und insbesondere für die Sanierung an. Diese kompakten Gas-Heizzentralen an der Wand versorgen als sogenannte Kombigeräte Etagenwohnungen, Einfamilien- oder Reihenhäuser und sogar Mehrfamilienhäuser mit Heizenergie und Warmwasser.
Die individuelle Wärmeversorgung ermöglicht jedem Wohnungsnutzer die eigenverantwortliche Entscheidung, wann und wie er heizen möchte sowie die direkte Abrechnung der verbrauchten Energie mit dem Gasversorgungsunternehmen. Nach Art der Aufstellung kann grundsätzlich in raumluftabhängig und raumluftunabhängig unterschieden werden. Weil bei raumluftunabhängigem Betrieb die Verbrennungsluft über eine Leitung aus dem Freien und nicht wie bei raumluftabhängigem Betrieb dem Aufstellraum entnommen wird, können diese an jedem beliebigen Platz im Gebäude und ohne herkömmlichen Schornstein installiert werden. Ein Einbau im Abstellraum, im Badezimmer, in einer Dachschräge oder Nische, in der Küche, im Flur, in einem Einbauschrank oder auch nach klassischer Art im Keller sind nur einige Beispiele (Bild 1).
| Bild 1: Beispiel für den Einbau einer Gasbrennwerttherme. |
Der Trend
In deutschen Haushalten sind derzeit ca. 800.000 überalterte Heizungsanlagen im Einsatz. Mehr als ein Drittel der eingesetzten Energie geht dadurch ungenutzt verloren, und die Umwelt wird übermäßig mit Schadstoffen belastet. Eine Gasbrennwerttherme spart gegenüber einer herkömmlichen Gastherme bereits bis 10% Energie durch Nutzung der Kondensationswärme und weit niedrigeren Abgastemperaturen. Gegenüber alten Anlagen lassen sich sogar bis zu 30% einsparen.
Von den 35,7 Millionen Haushalten in Deutschland heizten 1998 etwa 14,6 Millionen mit Erdgas, jährlich kommen ca. 500.000 Wohnungen hinzu. Insbesondere energiesparende Gas-Brennwertgeräte haben eine beeindruckende Marktentwicklung gezeigt.
Während 1990 erst 8000 Stück verkauft worden sind, hat sich der Absatz auf etwa 160.000 Geräte erhöht, was einem Marktanteil bei Gas-Brennwertgeräten von 23% entspricht. Von allen Modernisierungsmaßnahmen zur Energieeinsparung machen sich Gas-Brennwertgeräte am schnellsten bezahlt. Mit rund 23% sind sie überproportional an der Reduzierung der Kohlendioxid-Emissionen der Haushalte und Kleinverbraucher aus dem Erdgaseinsatz beteiligt. Bei einem derzeit sinkenden Gaspreis wird der Trend zu Gasthermen und Gasbrennwertthermen weiter anhalten.
Gasthermen ohne Brennwertnutzung, die günstiger in der Anschaffung sind, werden die konventionellen bodenstehenden Heizkessel, die mehr Platz verbrauchen, weiter verdrängen. Ein Grund für die steigende Beliebtheit sind auch die vielfältigen und kostengünstigen Aufstellvarianten, die eine raumluftunabhängige Installation bietet.
Vorteile der raumluftunabhängigen Aufstellung
Werden Gasgeräte in der Wohnung aufgestellt, sind bestimmte Dinge zu beachten. Die für die Verbrennung erforderliche Luftzufuhr von außen muß gewährleistet sein.
Bei der in der Vergangenheit vorherrschenden raumluftabhängigen Betriebsweise erfolgte die Verbrennungsluftversorgung über Fugen an Fenstern und Türen oder über Öffnungen ins Freie. Aus Gründen der Energieeinsparung ist heute diese unkontrollierte Luftzuströmung für den Wohnbereich nicht mehr Stand der Technik.
| Bild 2: Gasbrennwerttherme mit luftumspülter Brennkammer. |
Bei raumluftunabhängiger Betriebsweise wird die Verbrennungsluft nicht dem Aufstellraum entnommen, sondern mit Hilfe des im Gerät eingebauten Gebläses direkt über eine Luftzuleitung kontrolliert aus dem Freien angesaugt (Bilder 2 und 3). Damit entfallen Anforderungen an den Aufstellraum wie z.B. Zuluftöffnungen zur Verbrennungsluftversorgung von außen oder die Größe des Raumes bzw. eines Raumluftverbundes. Wenn gleichzeitig andere Geräte betrieben werden, die aus der Wohnung Luft entnehmen, z.B. Dunstabzüge, Badentlüftung, offener Kamin, entfallen bei raumluftunabhängiger Betriebsweise teure Sicherungsmaßnahmen. Verunreinigungen des Gasgeräts durch Küchendunst oder Fett treten nicht auf.
| Bild 3: Gastherme mit konzentrischer Luft-/Abgasführung nach Art C32x. |
Die Anschaffungs- und Montagekosten des konzentrischen Luft-/Abgassystems für raumluftunabhängige Betriebsweise liegen zwischen 600 und 900 DM, für einen Schornstein inkl. Montage muß mehr als der 10fache Betrag veranschlagt werden. Die Ausführung mit Luft-/Abgasführung senkrecht (Bild 3) erspart die Installation eines Schornsteins und bringt somit besonders im Neubaubereich eine erhebliche Kosteneinsparung ohne Reduzierung der Wohnqualität.
Besonders vorteilhaft sind die vielfältigen und kostengünstigen Aufstellvarianten, die insbesondere durch die konzentrische Luft-/Abgasführung (kurz LAF) die raumluftunabhängige Installation an jedem beliebigen Platz ermöglichen.
Was ist eine konzentrische Luft-/Abgasführung (LAF)?
Bei einer konzentrischen LAF wird das kleinere Abgasrohr durch das größere Luftrohr umhüllt (Bild 2) und bildet ein Rohr-in-Rohr System. Damit ist das abgasführende Rohr immer mit Verbrennungsluft umspült. Auch bei der Gasbrennwerttherme und der Gastherme mit Abgasgebläse ist die Brennkammer durch ein zusätzliches Brennraumgehäuse eingeschlossen. Dieses geschlossene Gesamtsystem erfüllt damit den höchsten Sicherheitsanspruch gegen ungewollten Abgasaustritt. Bei einer Leckage innerhalb der Abgasführung kann das Abgas deshalb nie in den Aufstellraum gelangen.
Ein positiver Nebeneffekt dieses Rohr-in-Rohr Systems ist die Wärmetauscherwirkung, die je nach Länge eine zusätzliche Erhöhung des Wirkungsgrades bewirkt. Bei der Brennwerttherme sind bei einer Rohrlänge von z.B. 6 m und niedrigen Außenlufttemperaturen Abgastemperaturen von ca. 20°C an der Mündung der LAF die Regel. Abstände zu brennbaren Bauteilen sind mit einer konzentrischen LAF nicht erforderlich, weil bei Nennwärmeleistung die nach den Technischen Regeln für die Gasinstallation (DVGW-TRGI) zulässige Oberflächentemperatur von 85°C weit unterschritten wird. Da die Abgasabführung verbrennungsluftumspült ist, werden die im Wohnbereich einzuhaltenden Dichtigkeitsanforderungen immer erfüllt.
Wie unterscheiden sich Luft-/Abgasführungen für Gasthermen und Gasbrennwertthermen?
Während für die Abgasleitung der Gasbrennwerttherme die Temperaturbeanspruchung gering ist, muß die Dichtigkeit des Abgassystems wesentlich höhere Anforderungen als bei konventionellen Gasthermen erfüllen (Tabelle 1). Außerdem kann im Mündungsbereich der Abgasleitung ein Wind- und Wetterschutz entfallen, da eindringendes Regenwasser mit dem Kondensat in die Gasbrennwerttherme zurückfließen darf und von dort in die Kanalisation abgeleitet wird.
Tabelle 1: Anforderungen an die Abgasleitung
Beanspruchung durch | Gasbrennwerttherme | Gastherme |
Temperatur | bis 75°C: Kunststoff wie z.B. Polypropylen möglich, dickwandiges Aluminium marktüblich | bis 170°C: Aluminium marktüblich, Dachdurchführung alternativ in Edelstahl |
Druck | bis 100 Pa: umlaufende Lippendichtung | bis 20 Pa: formschlüssige Dichtung |
Kondensat | hoch | gering (nur im kalten Zustand) |
Konventionelle Gasthermen sind nicht für eindringendes Regenwasser ausgelegt und benötigen deshalb einen Witterungsschutz an der Abgasmündung, z.B. die dreischalige Dachdurchführung mit Edelstahlabgasrohr und zusätzlichem Wärmeschutzrohr (Bild 3). Diese Neuentwicklung ist besonders bei längeren Abgasleitungen und im Niedrigenergiehaus vorteilhaft, weil eine unerwünschte Auskühlung des Abgasrohres in Betriebspausen eingeschränkt und die damit verbundenen Verluste reduziert werden.
Welche Abgassystemvarianten werden unterschieden?
In den "Technischen Regeln für die Gasinstallation" (DVGW-TRGI) ist die Aufstellung und Zulassung von Gasfeuerstätten einschließlich der Abgasabführung und Verbrennungsluftzuführung eingearbeitet. Berücksichtigt sind in der derzeit gültigen Fassung die Anforderungen der Muster-Feuerungsverordnung, die bereits weitgehend in entsprechende Verordnungen der einzelnen Bundesländer umgesetzt worden ist sowie auch europäische Richtlinien und Normen, wie z.B. die Gasgeräterichtlinie.
Durch die europaweite Geräteartenklassifizierung liegt ein übersichtliches Schema für Gasgeräte in Abhängigkeit der Luft-/Abgasführung vor. Beispiele finden sich in Tabelle 2).
Es erfolgt eine grundlegende Einteilung in die 3 Gerätearten:
A >
Geräte ohne Abgasführung,
B >
raumluftabhängige Geräte mit Abgasführung
C >
raumluftunabhängige Gasgeräte mit Abgasführung
Eine raumluftunabhängige Gasbrennwerttherme mit konzentrischer Luft-/Abgasführung über Dach, deren Gasgebläse vor dem Brenner angeordnet ist, wird der Gasgeräteart Art C33x zugeordnet (s. Bild 4).
C > | raumluftunabhängig |
3 > | LAF über Dach |
3 > | Gebläse vor dem Brenner |
x > | Abgasführung verbrennungsluftumspült |
Während die erste Ziffer die Art der Luft-/Abgasführung beschreibt, gibt die zweite Ziffer das Vorhandensein und die Anordnung eines Gebläses an. Mit dem angehängten "x" ist festgelegt, daß die Abgasführung verbrennungsluftumspült ist oder erhöhte Dichtigkeitsanforderungen erfüllt.
Bei konventionellen Gasthermen sitzt das Gebläse in der Regel nach dem Brenner im Abgasweg und entspricht damit Anschlußart C32x. Die Ausführungen C32x für konventionelle Gasthermen und C33x für Gasbrennwertthermen sind die am meisten installierten Anschlußarten.
| Bild 4: Gasbrennwerttherme mit konzentrischer Luft-/Abgasführung senkrecht (Art C33x) und waagerecht durch Außenwand (Art C13x). |
Brennwerttherme und Luft-/Abgasführung als Baueinheit
Die Prüfung und Zulassung von Gasbrennwert- und konventionellen Gasthermen erstreckt sich auch auf alle Komponenten der Luft-/Abgasführung und wird durch die CE-Baumusterprüfbescheinigung dokumentiert. In diese Systemzertifizierung werden alle Zubehörteile, die der Hersteller im Lieferumfang bereithält, mit einbezogen. Für welche Anschlußarten die LAF geprüft und zugelassen ist, läßt sich aus der CE-Baumusterprüfbescheinigung, den Angaben auf dem Typenschild oder aus den Herstellerunterlagen ermitteln (Tabelle 2).
Tabelle 2: Gängige Anschlußarten
Anschlußart für Gasbrennwerttherme / Gastherme | |
C13x/C12x | mit waagerechter Luft/Abgasführung durch Außenwand |
C33x/C32x | mit senkrechter Luft-/Abgasführung über Dach |
C43x/C42x | mit LAF zum Anschluß an ein Luft-/Abgassystem (LAS) |
C63x/C63x | mit Anschluß an eine Luft-/Abgasführung, die nach Baurecht eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung besitzt |
B33/B32 | mit Anschluß an (feuchteunempfindliche) Abgasleitung / Schornstein, mit allgemeiner bauaufsichtlichen Zulassung nach Baurecht - alle Teile des Abgasweges im Aufstellraum sind verbrennungsluftumspült, raumluftabhängig |
Diese Angaben sind für den Bezirksschornsteinfegermeister vor Ort wichtig, da er bei der Planung oder Änderung einer Anlage vom Installateur als Sachverständiger hinzugezogen wird. Im Rahmen der Kehr- und Überprüfungspflicht der Bundesländer überprüft er die Luft-/Abgasführung bei Inbetriebnahme und später in regelmäßigen Abständen. Gemäß Kleinfeuerungsanlagen-Verordnung (1. BImSchV) muß er bei herkömmlichen Gasthermen die Abgasverluste bei Inbetriebnahme und dann in jährlichen Abständen messen. Bei Gasbrennwertthermen entfällt diese Feststellung der Abgasverluste durch den Bezirksschornsteinfeger.
| Bild 5: Gasbrennwerttherme mit konzentrischem Anschluß und Abgasleitung im Schacht, Art C63x; Abgasleitung im Schacht, raumluftabhängig, Art B33. |
In dem separaten Kasten "Die wichtigsten Anschlußarten" sind die grundlegenden Anforderungen zur Planung beschrieben. Sie decken ca. 90% aller Anwendungsfälle ab.
Detaillierte Planungshinweise können der DVGW-TRGI, den länderrechtlichen Vorschriften sowie örtlichen Bauvorschriften entnommen werden. In der Planungsphase sollte der zuständige Bezirksschornsteinfegermeister als Sachverständiger vor Ort mit einbezogen werden.
Die wichtigsten Anschlußarten
C1_x: | Waagerechte konzentrische Luft-/Abgasführung durch die Außenwand (Bild 4)
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C3_x: | Konzentrische Luft-/Abgasführung über Dach (Bilder 3 und 4)
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C63x: | Konzentrischer Anschluß an eine Abgasleitung im Schacht, raumluftunabhängig (Bild 5 links); diese Anschlußart ist v.a. für Gasbrennwertgeräte maßgebend
|
B33: | Konzentrischer Anschluß an eine Abgasleitung im Schacht (Bild 5 rechts); Aufbau und Verwendung wie Art C6.. , aber raumluftabhängig,
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raumluftunabhängiger Betrieb
die Heizleistung muß auf 11 kW begrenzt werdenLuft-/Abgasschornsteine (LAS) aus Keramik für raumluftunabhängigen Betrieb sind aufgrund der hohen Erstellungskosten von relativ geringer Bedeutung. LAS-Systeme haben einen Schacht für das Abgas und einen zweiten für die Verbrennungsluft. Weil bis zu 10 Gasgeräte an ein System angeschlossen werden können (Mehrfachbelegung), ist diese Anwendung für Mehrfamilienhäuser interessant.
Mit Schornsteinen einzügiger Bauart läßt sich lediglich ein raumluftabhängiger Betrieb realisieren. Beim Anschluß an einen einzügigen Schornstein müssen deshalb bei einer Aufstellung im Wohnbereich die Anforderungen an die Raumbelüftung und ggf. weitere Bedingungen zur Betriebssicherheit erfüllt werden.
| Bild 6: Gasbrennwerttherme mit Anschluß an Abgasleitung an der Fassade. |
Kann keine der beschriebenen Varianten installiert werden, bietet sich der Anschluß an eine Abgasleitung an der Außenfassade mit Abgasmündung über Dach an (Bild 6). Die Verbrennungsluft wird bei diesem raumluftunabhängigen System an Öffnungen im Außenbereich angesaugt und über den Ringspalt der konzentrischen Luft-/Abgasführung zum Gerät geleitet. Da die senkrechte Abgasleitung isoliert ist, kann bei einem Durchmesser von 80 mm mit einer Gasbrennwerttherme eine wirksame Höhe von 20 m erreicht werden.
Fazit
Dem Heizungsfachmann, Planer und Bauherrn stehen damit wandhängende Gasgeräte mit einer Vielzahl von raumluftunabhängigen Luft-/Abgassystemen für den Neubau oder die Sanierung zur Verfügung. Diese sind kostengünstig in der Anschaffung und Installation und kommen im Gegensatz zu raumluftabhängigen Systemen ohne sicherheitstechnischen Mehraufwand bei der Verbrennungsluftversorgung aus.
*) Dipl.-Ing. Peter Eigl, Abteilung "Entwicklung Gasbrennwertthermen" bei Wolf GmbH, Mainburg
B i l d e r : Wolf GmbH, Mainburg
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