Schornstein und Förderdruck – nicht immer liegt es am Kaminofen

Nehmen wir an, Sie haben alles nach Betriebsanleitung korrekt ausgeführt, doch der Kaminofen kann sein volles Potenzial nur bedingt ausschöpfen. Vielleicht ist auch die Sichtscheibe allzu schnell verrußt, obgleich gemäß Bedienung kein Grund vorliegt. Dann kann die Ursache von ganz anderer Richtung her kommen, nämlich direkt vom Schornstein bzw. durch dessen fehlerhaften Förderdruck.

Förderdruck

Unter Förderdruck – auch Schornsteinzug oder Schornsteinauftrieb genannt – ist der Druck gemeint, der den Abgasstrom aus dem Feuerraum über das Ofenrohr in den Schornstein fördert, wo dieser anschließend am Ende des Schornsteins hinausströmt. Erzeugt wird Druck durch die unterschiedliche Dichte bzw. Temperatur zwischen zwei Bereichen, in diesem Fall: Feuerraum und Schornsteinmündung. Beim Brennvorgang (Temperaturanstieg) verdichten sich die Gase im Feuerraum. Der Druck steigt an, die Dichte nimmt ab. Warme Luft steigt aufgrund seiner geringeren Dichte nach oben.  Damit der Kaminofen nicht explodiert, muss Druckausgleich geschaffen werden. Ein solcher Ausgleich entsteht, wenn sich die Gase einen Weg aus dem Feuerraum suchen. Das kann im ungünstigsten Fall Ihr Aufstellraum sein (siehe Beitrag Kaminofen und Unterdruck), im Idealfall finden die Gase bzw. der Abgasstrom den Weg über den Schornstein ins Freie.

Damit der Idealfall eintritt, muss zwischen Feuerraum und Schornstein ein bestimmter Förderdruck herrschen. Dieser wird wie alle Drücke in Pascal (Pa) oder bar angegeben, in diesem Fall: mbar (Millibar). Welcher Förderdruck für welche Feuerstätte erforderlich ist, sehen Sie in den technischen Daten der entsprechenden Feuerstätte.

Hier ein Beispiel:

In der Regel sollte der Förderdruck min. 12 Pascal bzw. 0,12 mbar und max. 18 Pascal bzw. 0,18 mbar betragen.

Modifiziert wird der Förderdruck durch folgende Faktoren:

• Abgastemperatur
• Schornstein-Durchmesser (-Querschnitt), -Form, -Länge

Ein großer Feuerraum erzeugt eine hohe Abgastemperatur und erfordert einen größeren Förderdruck, der durch einen entsprechend dimensionierten Schornstein gewährleistet werden muss. Für einen kleineren Feuerraum reicht ein entsprechend geringer dimensionierter Schornstein aus. In Bezug auf die Ofenrohrgröße sei noch gesagt: Länge und Durchmesser sollten so gewählt sein, dass die Abgase zügig den Schornstein erreichen. Je länger und verwinkelter (zum Beispiel durch Kniebögen) das Rohrsystem  ist, umso mehr Zeit benötigen die Abgase vom Feuerraum in den Schornstein (siehe auch Taupunkt unter Förderdruck zu gering).

Da ein falsch erwirkter Förderdruck lebensgefährlich sein und die Umwelt über lange Zeit belasten kann, muss der Anschluss an eine Feuerstätte vom Schornsteinfeger abgenommen werden. Spätestens zu diesem Zeitpunkt werden Sie das erste Mal mit dem Begriff „Förderdruck“ oder „Schornsteinzug“ bzw. „Kaminzug“ konfrontiert werden. Aber auch nach der Abnahme kann sich der Förderdruck verschlechtern. Im Folgenden lernen Sie einige Beispiele kennen und welche Lösungen Sie hier anwenden könnten.

Förderdruck zu hoch

1. Beispiel: Das Holz in einem Kaminofen ist in der Regel nach etwa 45 bis 60 min. abgebrannt. In Ihrem Kaminofen erfolgt der Abbrand aber bereits nach 30 bis 35 min. Das Holz wird also schneller verbraucht, vergast schneller, es bilden sich mehr Emissionen und der Abgasstrom zieht schneller durch den Schornstein. Hier kann der Grund, neben einer unsachgemäßen Nutzung der Luftzuführungen, ein zu hoher Förderdruck sein.

Ein erhöhter Förderdruck führt zu einem stärkeren Abbrand und somit ungesund hohen Temperaturen in Ihrem Kaminofen. Entsteht das sogenannte Schmiedefeuer, kann es zu Schäden an Ihrer Feuerstätte kommen.

Problem: Durch den schnelleren Abgasstrom muss der Schornstein in einer kürzeren Zeit mehr aufnehmen als vorgesehen. Ist eine Grenze erreicht, sinkt der Schornsteinauftrieb, sodass der Abgasstrom nicht mehr in den Schornstein befördert wird. Die Abgase bleiben im Feuerraum. Wenn Sie jetzt die Feuerraumtür öffnen, kann Ihnen Qualm und Asche entgegenkommen.

2. Beispiel: Haben Sie einen Kaminofen mit Scheibenspülung, passiert bei einem zu hohen Förderdruck Folgendes: Die erhöhte Geschwindigkeit vom Abgasstrom führt zu einer geringeren Dichte im Feuerraum, sodass ein Sog entsteht (bzw. ein Druckausgleich erzeugt wird), aufgrund dessen sich die Luft der externen Luftzuführungen viel zu schnell in den Brennraum hineindrückt. Sie wird also nicht mehr sachgemäß am Brennraum entlang geführt und schließlich über der Scheibe zugegeben, sondern strömt direkt in den Brennraum. Die Scheibenspülung kann nicht erwirkt werden und die Scheibe wird rußschwarz.

Was kann also passieren?

• Brennstoff brennt zu schnell ab, Wirkungsgrad entsprechend gering
• Schmiedefeuer schädigt Feuerstätte
• Scheibenspülung außer Funktion
• Schornsteinauftrieb wird nach und nach reduziert, Gase gelangen nicht mehr aus dem Schornstein hinaus

Was ist zu tun?

Um einen zu hohen Förderdruck auszugleichen, hilft in vielen Fällen bereits der Einsatz eines Zugbegrenzers. Der Zugbegrenzer wird nahe der Feuerstätte ins Ofenrohr oder in die Schornsteinwand (Schornsteinwange) montiert. Erhöht sich der Schornsteinzug über das Maß, öffnet sich die Klappe am Zugbegrenzer, durch die kalte Außenluft zuströmt. Sie kühlt den Abgasstrom soweit herunter, dass sich der Förderdruck wieder auf das Normalmaß senkt, und schließt sich anschließend automatisch (mechanisch oder über Motor). Man spricht bei einem Zugbegrenzer auch von einer Nebenluftvorrichtung.

Hinweis: Beachten sollten Sie beim Einbau die FeuVo, da sich die Vorschriften in diesem Fall von Bundesland zu Bundesland unterscheiden können. Im Idealfall befragen Sie Ihren Schornsteinfeger.

Förderdruck zu niedrig

Beim einem zu niedrigen Förderdruck reicht dieser nicht aus, um den Abgasstrom sachgemäß über den Schornstein ins Freie zu befördern, die Abgasstrom-Geschwindigkeit ist also zu gering. Folge: Auf dem Weg zum Schornstein kühlen die Abgase schneller ab, im ungünstigsten Fall bis zum Taupunkt. Ist dieser Punkt erreicht, ändert sich der Aggregatzustand, aus Gasen wird Kondensat. Das setzt sich an den Schornsteinwänden ab und gelangt gar nicht erst über die Schornsteinmündung hinaus ins Freie. Flüssiger Ruß (nicht vergaste Kohlenstoffe) in Form von Teer und ähnliche Schadstoffe versotten auf lange Sicht den Schornstein und mindern seine Leistungsfähigkeit sowie seine Haltbarkeit. Einem Schornsteinbrand geht in vielen Fällen ein zu geringer Förderdruck voraus, denn zu einem solchen Brand kommt es, wenn sich Ablagerungen auf der Schornstein-Innenseite bilden und sich bei entsprechenden Temperaturen entzünden.

Auch der Wirkungsgrad ist deutlich geringer als bei einem sachgemäßen Förderdruck. Wenn der Abgasstrom ins Stocken gerät, verbleibt die Menge an Abgasen im Kaminofen bzw. im Rauchrohr oder Schornstein. Die für den Brennvorgang essentielle Frischluft kann aber nur zugegeben werden, wenn genug Platz vorhanden ist. Besetzen die alten Abgase diesen Platz, kann die Frischluft nicht nachströmen. Auch die Scheibenspülung kann ohne Frischluft nicht erfolgen, die Scheibe wird schwarz.

Erbringt der Schornstein seine Funktion aufgrund des zu geringen Förderdruckes nicht mehr, können sich die Gase einen anderen Weg „suchen, um „ins Freie“ zu gelangen. Wie oben schon erwähnt, kann das auch Ihr Aufstellraum sein.

Auch das Atemgift Kohlenmonoxid gehört zu diesen Abgasen. Nur ein hermetisch abgeriegelter Feuerraum (doppelt gesicherte Feuerraumtür) kann vor Abgasautritt aus dem Brennraum bewahren. Öfen, die darüber verfügen, sind entsprechend DIBT-geprüft.

Was kann also passieren?

• Abgasstromgeschwindigkeit sinkt bis zum Taupunkt, Gase kondensieren und setzen sich an der Innenseite des Schornsteins ab, Voraussetzung für einen Schornsteinbrand und Versottung des Schornsteins
• stockt der Abgasstrom, bleibt kein Platz für neue Verbrennungsluft, Wirkungsgrad verschlechtert sich, Scheibe wird rußschwarz, Scheibenspülung kann nicht erfolgen
• die Gase suchen sich einen anderen Weg, das kann auch der Aufstellraum sein

Was ist zu tun?

In vielen Fällen liegt ein zu geringer Förderdruck an einer falschen Dimensionierung des Schornsteins.

1. Beispiel: Ist der Querschnitt des Schornsteins zu groß, können Sie sich mit einer Verkleinerung behelfen. Dazu platzieren Sie beispielsweise ein Abgasrohr im Schornstein. Nutzen Sie bei einem solchen Projekt das Metall Edelstahl, denn durch die glatte Oberfläche verringert sich die Gefahr einer Versottung deutlich. Sie haben bei dem Einlassen eine Edelstahlrohres die Wahl zwischen ovaler Form und runder Form. Strömungsfördernder ist dabei die ovale Form. Sie ist jedoch preisintensiver.

Auch eine Verkürzung des Schornsteins führt zu einem erhöhten Förderdruck, wenn der Durchmesser des Schornsteins zu groß ist. Hierbei kann auch eine Versottung verhindert werden. Die Abgase legen einen kürzeren Weg ins Freie zurück, sodass sich die Gefahr, noch im Schornstein den Taupunkt zu erreichen, reduziert.

2. Beispiel: Ist der Schornstein zu kurz, kann der Förderdruck ebenfalls verringert sein. Dieser Fall tritt beispielsweise ein, wenn am selben Schornstein eine weitere Feuerstätte angeschlossen wird. Der Förderdruck muss nun ca. doppelt so hoch sein, der Schornstein entsprechend mehr Leistung erbringen. Hier können Sie mit einer Schornsteinverlängerung gegensteuern. Eine Schornsteinverlängerung besteht aus einem Übergangsstück mit Grundplatte, dem eigentlichen Längenelement sowie dem Mündungsabschluss, auf dem Sie zum Beispiel einen Windkat setzen können.

Hinweis: Informieren Sie Ihren Schornsteinfeger vor dem geplanten Umbau. Er kann Ihnen die optimalen Maße nennen. Außerdem kommen Sie mit einem solchen Eingriff in den Schornstein um eine zweite Anschlussprüfung nicht drum herum.

3. Beispiel: Genügt eine kleine Änderung bereits für einen erhöhten Förderdruck, können Sie sich mit einem Rauchsauger behelfen. Angebracht an der Schornsteinmündung, sorgt er für den nötigen Unterdruck im Schornstein, was eine Erhöhung der Abgasstrom-Geschwindigkeit zur Folge hat. Unterdruck wird durch ein elektrisches Gebläse erzeugt, sprich: einen Ventilator. Sie benötigen für den Betrieb daher Strom, Hausstrom (230 Volt).

Rauchsauger sind wie Windkats auch Schornsteinaufsätze. Sie werden, wie schon erwähnt, auf der Schornsteinmündung angebracht. Je nach Gerät kann dies bedeuten, dass Sie den Korpus über den Schornstein stülpen oder ein vorbestimmtes Stück (Halterungsschienen/Einsteckstutzen) hineinschieben. Montiert ist der Rauchsauger auf einer Metallplatte, diese sitzt auf der Schornsteinmündung auf. Gesichert wird der Rauchsauger über Sicherheitsdraht, Anziehschrauben und ähnliches. Gesteuert wird er in der Regel über ein Bedienelement, kabelgebunden oder über Funk. Per Tastendruck vor Ihrem Kaminofen starten Sie das elektrische Gebläse auf Ihrem Schornstein.

Hinweis: Der Rauchsauger ist nur als temporäre Lösung gedacht. Seine Aufgabe besteht darin, durch das Ansaugen der Altluft aus dem Schornstein Unterdruck zu erzeugen, sodass sich für diese Zeit der Förderdruck erhöht und der Abgasstrom an Fahrt aufnimmt. So kann die Anheizphase optimiert werden, die wichtigste Phase für eine sachgemäße Verbrennung.

Faktor: Wind

Wenn der Wind (Fallwind) durch den Schornstein pfeift, kühlt sich der Abgasstrom schneller ab und der Druck auf die Abgase kann sich soweit erhöhen, dass die Abgase in den Feuerraum zurückgedrückt werden. Folglich ändert sich der Förderdruck und der Wirkungsgrad ins Negative. Asche wird im Feuerraum durchgewirbelt, die Scheibe verrußt, der Brennvorgang gerät ins Stocken.

Um dieses Szenario zu verhindern, können Sie die Schornsteinmündung mit einer Schornsteinabdeckung schützen. Die ältesten Abdeckungen sind die Meidinger-Scheibe (flach) oder Napoleon-Haube (spitz). Heutzutage lassen sich Lösungen finden wie den Kaminaufsatz Windkat mit Injektionsdüsen des Würzburger Herstellers Euro Windkat. Auch rotierende Kaminaufsätze gibt es von anderen Herstellern. Die Funktion bleibt jedoch dieselbe: Kaminzug bei ungünstigen Witterungsverhältnissen konstant zu halten. Da der Kaminaufsatz eine Erhöhung des Schornsteins darstellt, kann sich  mit einem solchen Aufsatz zugleich der Schornsteinauftrieb erhöhen.