IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 01/02/2001, Seite 32 ff.

HEIZUNGSTECHNIK

Heizungsanlagen mit Niedertemperatur- oder Brennwert-Kesseln

Teil 2: Bauliche Anforderungen

Dipl.-Ing. Wolfgang Diebel*

Nachdem im ersten Teil des Fachbeitrages die grundlegenden sicherheitstechnischen Anforderungen bei geschlossenen Wasserheizungsanlagen nach DIN 4751 Teil 2 erläutert wurden, beschreibt der folgende zweite Teil ergänzend dazu die baulichen Anforderungen. Hinweise zu Prüfung und Betrieb runden das Thema ab.

Die baulichen Anforderungen an die Aufstellung von Feuerstätten werden primär beschrieben in den jeweiligen Landes-Feuerungsverordnungen. Eine übergeordnete, aber nicht rechtswirksame Grundlage stellt die Muster-Feuerungsverordnung in der Fassung vom Februar 1995 dar. In den aus der Muster-Feuerungsverordnung abgeleiteten rechtswirksamen Landes-Feuerungsverordnungen werden unter anderem die Anforderungen an die Verbrennungsluftversorgung, die Aufstellung von Feuerstätten, die Abgasabführung und die Brennstofflagerung beschrieben. Die wesentlichsten Änderungen werden nachfolgend erläutert.

Thermisches Gas-Absperrventil

Eine Anforderung an Gasfeuerstätten besteht in dem Einbau von thermischen Gas-Absperrventilen vor jeder Gas-Verbrauchseinrichtung. Obwohl Gasanlagen heute über einen sehr hohen Sicherheitsstandard verfügen, soll im Brandfall ausgeschlossen werden, dass unverbranntes Gas ausströmen kann und eine latente Explosionsgefahr schafft. Die thermischen Absperrventile müssen bei einer äußeren thermischen Beanspruchung von über 100 °C die Gaszufuhr absperren und bis zu einer Temperatur von 650 °C über mindestens 30 Minuten eine ausreichende Dichtheit gewährleisten.

Thermische Absperrventile bestehen z. B. aus einem Schließkörper, einem Schmelzeinsatz und einer Schließfeder (Bild 7). Bei einer äußeren thermischen Belastung von über 100 °C löst sich der Schmelzeinsatz, sodass der Schließkörper mittels Federkraft die Gaszufuhr absperrt. Thermische Gas-Absperrventile werden in den gebräuchlichsten Nennweiten angeboten. Wahlweise sind sie als autarke thermische Absperrventile, wie auch in Kombination mit einem Gas-Kugelhahn als Kompaktbauteil erhältlich.

Bild 7: Schnittbild eines Thermischen Gas-Absperrventils.

Aufstellräume

Bei Öl- und Gasheizkesseln sind unabhängig von der Leistung keine speziellen Heizräume mehr erforderlich. Die Aufstellräume unterliegen damit keinen besonderen Brandschutzanforderungen, außer der Einhaltung von Mindestabständen zu brennbaren Bauteilen. Hierbei sind Mindestabstände von 40 cm erforderlich oder es muss der Nachweis erbracht werden, dass die Oberflächentemperatur an den brennbaren Bauteilen nicht höher als 85 °C ist. Bei Öl- und Gasheizkesseln über 50 kW ist zu beachten, dass der Aufstellraum nicht anderweitig genutzt werden darf, außer zur Aufstellung von Wärmepumpen, Blockheizkraftwerken oder ortsfesten Verbrennungsmotoren. Die Türen von Aufstellräumen mit Öl- und Gasheizkesseln über 50 kW müssen dicht- und selbstschließend sein. Weiterhin erforderlich sind Lüftungsmöglichkeiten, eine ausreichende Zuluftöffnung und ein Notschalter für die Feuerung.

Verbrennungsluftversorgung

Feuerstätten brauchen ausreichend Verbrennungsluft. Technisch betrachtet kann die Verbrennungsluft auch über Gebäudeundichtheiten (Fugen) nachströmen. Dichte Bauweise oder Lüftungseinrichtungen können jedoch die Verbrennungsluftzufuhr beeinträchtigen. Die Landes-Feuerungsverordnungen sowie die TRGI (Technische Regeln Gasinstallation) beschreiben die Anforderungen an die Verbrennungsluftversorgung. Bei der Betriebsweise von modernen Niedertemperatur- und Brennwertkesseln wird unterschieden zwischen einer raumluftabhängigen und einer raumluftunabhängigen Verbrennungsluftversorgung. Bei der raumluftabhängigen Betriebsweise ist auf die Verbrennungsluftversorgung bei der Anlagenplanung und -erstellung besonders zu achten.

Generell gilt, dass für Kesselleistungen von bis zu 50 kW eine Zuluftöffnung von 150 cm2 und über 50 kW eine Zuluftöffnung von 150 cm2 + 2 cm2 für jedes über 50 kW hinausgehende kW Kesselleistung in der Regel ausreichend ist. Verbrennungsluftöffnungen dürfen bei Brennerbetrieb nicht verschlossen werden und die Mindestquerschnitte dürfen sich durch Gitter nicht verringern. Bei Verbrennungsluftleitungen müssen in Abhängigkeit von der Länge und der Bogenanzahl die Leitungsquerschnitte größer, wie die vorgenannten Mindestquerschnitte, dimensioniert werden.

Bis zu einer Kesselleistung von 35 kW besteht auch die Möglichkeit auf eine separate Zuluftöffnung zu verzichten. Die Verbrennungsluftversorgung erfolgt dann über die Außenfugen des Aufstellraumes (Fenster/Türen). Hierbei müssen jedoch Mindest-Rauminhalte von 4 m3 pro kW Kesselleistung und eine Tür bzw. Fenster, das geöffnet werden kann, zur Verfügung stehen. Bei raumluftabhängigen Gasfeuerstätten mit Strömungssicherung ist ein Mindest-Rauminhalt von 1m3/kW Kesselleistung zu beachten. Besitzt der Aufstellraum nicht den Mindest-Rauminhalt, so kann der erforderliche Mindest-Rauminhalt über einen mittelbaren oder unmittelbaren Verbrennungsluftverbund mit entsprechend ausreichend dimensionierten Öffnungen zu den Nachbarräumen hergestellt werden.

Für Gasgeräte der Gruppe B1 (raumluftabhängige Gasfeuerstätten mit Strömungssicherung) mit einer Nennwärmeleistung von mehr als 7 kW ist eine Abgasüberwachungseinrichtung erforderlich, sofern der Aufstellraum dem Aufenthalt von Menschen dient (z.B. Hobbyraum, Wirtschaftsraum, etc.). Eine Abgasüberwachungseinrichtung kann entfallen, wenn die Aufstellräume über eine Öffnung ins Freie ausreichend gelüftet sind, gegenüber anderen Räumen keine Öffnungen außer Türen haben, welche dicht- und selbstschließend sind, und nicht dem Aufenthalt von Menschen dienen.

Abgasabführung

Abgasanlagen müssen nach dem lichten Querschnitt und der Höhe, soweit erforderlich auch nach dem Wärmedurchlasswiderstand und der inneren Oberfläche, so bemessen sein, dass das Abgas bei allen bestimmungsgemäßen Betriebszuständen ins Freie abgeführt wird und gegenüber Räumen kein gefährlicher Überdruck auftreten kann. Basis für die Funktionssicherheit einer Abgasanlage ist die sachgerechte Dimensionierung nach DIN 4705, welche mittels EDV-Programm durchgeführt werden kann. Primär werden bei der Berechnung der Abgasführung die Druck- und Temperaturparameter überprüft.

Für die Ableitung der Abgase aus Feuerstätten kann je nach Wärmeerzeuger, Brennstoff und Betriebsweise entweder ein Schornstein oder eine Abgasleitung eingesetzt werden. Schornsteine sind geeignet für Unterdruckbetrieb von festen, flüssigen und gasförmigen Brennstoffen. Sie müssen eine Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten besitzen und rußbrandbeständig sein. Abgasleitungen sind geeignet für Über- und Unterdruckbetrieb und können ausschließlich für flüssige und gasförmige Brennstoffe eingesetzt werden. Abgasleitungen die mit Überdruck betrieben werden, müssen innerhalb von Gebäuden so beschaffen sein, dass Abgase nicht in gefahrdrohender Menge austreten können. Aus diesem Grunde werden Abgasleitungen in Gebäuden über die gesamte Länge hinterlüftet (z.B. Abgasleitung im Schacht eingebaut). Hierbei sind Mindestmaße für die Hinterlüftung zwischen der Abgasleitung und der Schachtinnenwand einzuhalten (Tabelle 5).

Tabelle 5: Mindestabstand im Ringspalt zwischen Abgasleitung (einschließlich Muffen) und Schacht.

Zusätzlich erfolgt bei Überdruckbetrieb vor der Inbetriebnahme des Heizkessels eine Dichtheitsprüfung der Abgasleitung durch den Bezirks-Schornsteinfegermeister. Bei der Auswahl der Abgasleitung ist darauf zu achten, dass die max. mögliche Abgastemperatur des Heizkessels nicht die zulässige maximale Temperatur der Abgasleitung überschreitet. Abgasleitungen werden in der Regel je nach Werkstoffwahl in 4 Temperaturklassen unterteilt: 80 °C, 120 °C, 160 °C und 200 °C.

Prüfung und Betrieb von heiztechnischen Anlagen

Prüfung der Ausstattung und Funktion bei der Inbetriebnahme

Die DIN 4751-2 regelt für geschlossene, thermostatisch abgesicherte Wärmeerzeugungsanlagen auch die Anforderungen an die erstmalige Inbetriebnahme. Dabei ist vor der erstmaligen Inbetriebnahme die Wärmeerzeugungsanlage auf den ordnungsgemäßen Zustand und auf Übereinstimmung mit den Anforderungen der Normen zu überprüfen. Mit der Erstinbetriebnahme muss die Funktion der gesamten sicherheitstechnischen Ausrüstung überprüft und bescheinigt werden. Eine Checkliste für die Überprüfung und die Beschreibung der Wärmeerzeugungsanlage einschl. der sicherheitstechnischen Ausstattung bietet die DIN 4751-2 mit dem Anhang B.

Die Anlagenprüfung von Warmwassererzeugungsanlagen (STB < 100 °C) kann, sofern nicht anders gefordert, durch einen Sachkundigen* der Erstellerfirma erfolgen. Die Prüfung von Heißwasseranlagen (STB > 100 °C) erfolgt nach den Maßgaben der Dampfkesselverordnung, welche auszugsweise für Heizkessel der Gruppe II in Tabelle 6 dargestellt sind.

Tabelle 6: Vorschriften entsprechend den Anforderungen der Dampfkesselverordnung (Auszug).
1) Wasserdruckprüfung des Heizkessels im Werk
2) Installationsbescheinigung

Eine Grundlage für die Prüfung und Abnahme von heiztechnischen Anlagen bietet auch die VDI 3809. Mittels ausführlicher Musterprotokolle können die Anlagenteile beschrieben und auf ihren ordnungsgemäßen Zustand überprüft werden. Eventuelle Mängel werden in den Protokollen festgehalten. Bestandteil der VDI 3809 sind Musterprotokolle für die Prüfung und Beschreibung der

Mit dieser Richtlinie bietet sich für Auftragnehmer und Auftraggeber die Basis für eine gemeinsam dokumentierte Anlagenabnahme.

...im Rahmen der Wartung

Die im Rahmen der Erstinbetriebnahme geprüfte sichere und wirtschaftliche Betriebsweise einer Wärmeerzeugungsanlage, muss auch im Rahmen von regelmäßigen Wartungsintervallen überprüft werden. Ebenso wie im Rahmen der jährlichen Abgasverlustprüfung ein Teilaspekt der Wirtschaftlichkeit überprüft wird, so ist die Betriebssicherheit durch die Wartung bzw. Inspektion der Anlage sicherzustellen.

Zu den Aufgaben einer Wartung und zur Prüfung der Betriebssicherheit gehören u.a. die Überprüfung der Mess-, Regel- und Sicherheitsgeräte und ggf. ein Austausch von schadhaften Teilen. Auch die Überprüfung des Sicherheitstemperaturbegrenzers gehört in dieses Prüfprogramm. Aus diesem Grund schreibt die DIN 4751-2 eine Überbrückungsmöglichkeit für den Temperaturregler vor. Weiterhin sind die Sicherheitseinrichtungen gegen Drucküberschreitung und die Sicherheitsmaßnahme zum Schutz vor Wassermangel zu prüfen. Entsprechend DIN 4807 gehört auch die Prüfung des Ausdehnungsgefäßes zu den Pflichtaufgaben einer Wartung.

*) Dipl.-Ing. Wolfgang Diebel, Produktmanagement, Buderus Heiztechnik GmbH, Lollar

L i t e r a t u r :

DIN 4751-2, 10.94, Geschlossene, thermostatisch abgesicherte Wärmeerzeugungsanlagen mit Vorlauftemperaturen bis 120°C - Sicherheitstechnische Ausstattung

*) Als Sachkundige gelten z.B. Ingenieure/Techniker der Fachrichtung Heizung/Klima oder Meister aus dem Zentralheizungs- und Lüftungsbauerhandwerk.

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