Unter einem Schornstein versteht man eine meist senkrecht verlaufende Leitung in oder an Gebäuden, technischen Anlagen oder Schiffen (in früheren Zeiten auch Lokomotiven). Seine Aufgabe besteht darin, entstehenden Rauch ins Freie abzuführen. Konkret handelt es sich dabei um ein durch Verbrennung entstandenes Aerosol, also ein Gemisch aus Feststoffen und Flüssigkeiten innerhalb eines Gases.
Im Falle von Rauch sind die festen Bestandteile diverse Staubpartikel und die flüssigen die Tröpfchen unterschiedlicher Flüssigkeiten. Das Gas ist ein Gemisch verschiedener Abgase.
Den von außen sichtbaren über die jeweilige Dachfläche herausragenden Teil eines Schornsteins nennt man Schornsteinkopf.
Welche Schornsteine gibt es?
In Bezug auf Gebäude gibt es unterschiedliche Arten von Schornsteinen. Für welche man sich entscheidet, hängt von der Art der Feuerstelle ab. Als Klassiker kann sicherlich der gemauerte Schornstein angesehen werden. Über lange Zeit wurde er am häufigsten verwendet. Eine Alternative hierzu stellen Schornsteine dar, welche sich aus verschiedenen Keramikelementen
zusammensetzen. Auch gibt es sogenannte Leichtbauschornsteine. Sie sind aus mehreren Schalen aufgebaut. Während die Außenschale aus feuerfestem Material besteht, verläuft innen ein Schornsteinrohr aus Edelstahl.
Manche Schornsteine sind auch aus Kunststoff, genauer gesagt Polypropylen, gefertigt. Die modernsten Schornsteine sind jedoch aus Edelstahl. Für den Innenbereich werden sie in der Regel einwandig, für den Außenbereich hingegen mit einer Dämmschicht, also doppelwandig, produziert.
Feuerstätte und Heizsystem
Ein Schornstein muss grundsätzlich zu der jeweiligen Feuerstätte passen. Diesbezüglich gibt es ein paar entscheidende Parameter zu beachten. Einer davon ist die maximale Temperatur, welche Abgase beim Eintritt in den Schornstein haben dürfen. Sie kann dem Typenschild des Schornsteins entnommen werden. Beispielsweise steht „T600“ für eine Maximaltemperatur von 600 °C. Ein anderes Thema ist die sogenannte Gasdichtheitsklasse.
Grundsätzlich braucht jeder Schornstein ein gewisses Maß an Dichtheit, welches sicherstellt, dass keine gefährlich hohen Mengen an Abgasen austreten können.
Wie die Dichtheit ausgeprägt sein muss, hängt jedoch von der Betriebsart der jeweiligen Feuerstätte ab. Daher teilt man Schornsteine in verschiedene Gasdichtheitsklassen ein. Diese werden durch Norm DIN 18160-1 festgelegt. Für Hausbesitzerinnen und Hausbesitzer sind üblicherweise nur die Klassen N1 und N2 sowie P1 und P2 von Bedeutung. N1 und N2 beziehen sich auf Feuerstätten, die mit sogenannten Festbrennstoffen, also Kohle und Holz, mit Öl oder mit Gas betrieben werden. P1 und P2 beziehen sich hingegen auf Niedertemperaturheizungen, welche ebenfalls mit Öl oder Gas betrieben werden.
Eine weitere Frage lautet, wie viel Feuchtigkeit der Rauch enthalten darf. Dieser kann nämlich teilweise kondensieren, also vom gasförmigen in den flüssigen Zustand übergehen, was sich bei Schornsteinen, welche hierfür weniger geeignet sind, negativ auswirkt. Aus diesem Grund werden Schornsteine in sogenannte Kondensatbeständigkeitsklassen eingeteilt. Bei Feuerstätten mit hohen Temperaturen kommt es zu deutlich weniger Kondensation. Hierfür geeignete Schornsteine sind mit einem „D“ gekennzeichnet. Werden jedoch nur geringe Temperaturen erreicht und außerdem
Brennstoffe wie Öl oder Gas verwendet, die viel Feuchtigkeit enthalten, begünstigt das die Kondensatbildung an der Innenwand des Schornsteins.
Hierfür geeignete Schornsteine sind mit einem „W“ gekennzeichnet. Der Begriff bezeichnet das Ansetzen von Rost. Um klare Aussagen darüber treffen zu können, wie anfällig Schornsteine demgegenüber sind, teilt man sie in verschiedene Korrosionswiderstandsklassen ein. Modelle, welcher der Klasse 1 angehören, eignen sich für gasförmige Brennstoffe, die aus Klasse 2 für gasförmige und flüssige. Sollen neben gasförmigen und flüssigen Brennstoffen auch noch Festbrennstoffe zum Einsatz kommen können, ist ein Schornstein der Klasse 3 erforderlich.
Bei der Verbrennung fester Brennstoffe entsteht Ruß, welcher sich an den Innenwänden eines Schornsteins absetzt. Entzündet sich dieser, kommt es zu einem sogenannten Schornsteinbrand, Kaminbrand oder Rußbrand.
Die dabei herrschende Temperatur kann bis zu 1.200 °C betragen. Eine solche thermische Belastung muss der Schornstein nicht nur selbst aushalten, sondern auch andere Bauteile hiervor abschirmen. Ist dies möglich, bezeichnet man diese Eigenschaft als Rußbrandbeständigkeit. Rußbrandbeständige Schornsteine sind mit einem „G##“ gekennzeichnet, solche, auf die das nicht zutrifft, mit einem „O##“. Bezüglich der Angabe „##“ sind weitere Varianten möglich. Über sie wird der Mindestabstand zu brennbaren Bauteilen in Zentimetern angegeben.
Zudem werden Schornsteine danach klassifiziert, wie lange sie einem Feuer widerstehen können. Schornsteine, die innerhalb eines Gebäudes mehrere Stockwerke überbrücken, müssen der Feuerwiderstandsklasse „F90“ angehören, welche manchmal auch „L90“ genannt wird. Alternativ können sie auch in durchgehende Schächte verbaut werden, welche dieser Klasse angehören. Entsprechende Schornsteine bzw. durchgehende Schächte können 90 Minuten lang einem Feuer standhalten.
Wann müssen Schornsteine nachgerüstet/eingebaut werden?
Wenn neue Feuerstätten oder Heizsysteme an einen bereits vorhandenen Schornstein angeschlossen werden, muss dieser häufig nachgerüstet werden. Nur so kann ein Maximum an Effizienz und Sicherheit nach wie vor gewährleistet werden. Die Vorgaben sind der Landesbauordnung (kurz: LBO) und der Verordnung über Feuerungsanlagen und Brennstofflagerung (kurz: Feuerungsverordnung) des jeweiligen Bundeslandes zu entnehmen.
Ist ein Heizsystem vorhanden, welches durch Verbrennung Wärme erzeugt, muss häufig auch ein Schornstein eingebaut werden. Sollen feste Brennstoffe, also Kohle und Holz, verfeuert werden, muss es sich, wie bereits erwähnt, auch um ein Modell handeln, das rußbrandbeständig ist. Durch die Verbrennung von Festbrennstoffen kann sich Ruß innerhalb des Kamins absetzen, welcher angesichts hoher Temperaturen leicht Feuer fängt. Ein Nachrüsten wird üblicherweise erforderlich, wenn sich Hausbesitzerinnen und Hausbesitzer einen Kamin oder Pelletofen zulegen wollen. Hierbei geht es darum, den bereits vorhandenen Schornstein sowohl an die Art des Brennstoffs als auch an die jeweilige LBO und die Feuerungsverordnung anzupassen.
Zum Einbau oder Nachrüsten eines Schornsteins empfiehlt es sich, eine entsprechenden Fachbetrieb zu konsultieren. Das sind z. B. Luftheizungs- oder Ofenbauer. Außerdem ist es ratsam, den zuständigen Schornsteinfeger von Anfang an in den Prozess einzubeziehen.
Abgastemperatur
Grundsätzlich muss man zwischen der Temperatur im Brennraum und der Abgastemperatur innerhalb des Schornsteins unterscheiden. Bei der Konstruktion moderner Öfen versucht man zu gewährleisten, dass die Luft während einer Benutzung möglichst lange innerhalb des Brennraums zirkuliert. Dadurch soll so viel Wärme wie möglich an den jeweiligen Raum abgegeben werden und so wenig wie möglich über den Schornstein verloren gehen. So möchte man die Wirksamkeit des Ofens maximieren. Durch die langandauernde Zirkulation kühlt die Luft ab, was auch zu niedrigeren Abgastemperaturen innerhalb des Schornsteins führt.
Bei modernen Öfen liegen diese meist zwischen 150 und 300 °C.
Diese moderne Herangehensweise kann sich jedoch auch nachteilig auswirken. Klassisch funktioniert ein Kamin so, dass sich die Luft über der Feuerstelle in hohem Maße erwärmt, nach oben steigt und über den Schornstein nach draußen abgegeben wird. Durch diesen Austritt von warmer Luft entsteht im Inneren des Schornsteins Unterdruck. Um diesen auszugleichen, strömt kältere Luft von außen nach. Der darin enthaltene Sauerstoff schürt wiederum das Feuer im Ofen.
Wissenschaftlich wird dieser gesamte Vorgang als Kamineffekt bezeichnet. Handelt es sich jedoch um einen moderneren, in dem die Luft erst zirkuliert und dadurch abkühlt, wird dieser Effekt gestört. Dem lässt sich jedoch durch Verwendung eines Schornsteins mit geringerem Durchmesser begegnen. Aufgrund des geringeren Volumens gibt es auch nur eine geringe Menge Luft, welche erwärmt werden muss, damit der Kamineffekt seine Wirkung entfaltet. Weil also weniger Wärme zur Verfügung steht, muss es innerhalb des Systems auch weniger Luft geben. Aus diesem Grund sind klassische gemauerte Schornsteine, welche über einen großen Innenraum verfügen, mit modernen Kaminen häufig nicht mehr kompatibel.
Mindesthöhe
Die minimale Höhe eines Schornsteins wird durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz (kurz: BImSchG) festgelegt. Ausschlaggebende Kriterien sind dafür die Lage des Kamins, die Neigung des Daches, die von der Feuerstätte erbrachte Leistung, die verwendeten Brennstoffe und die Gegend um das jeweilige Gebäude. Liegt beispielsweise die Neigung des Daches bei weniger als 20 Grad und die Leistung der Feuerstätte bei bis zu 50 Kilowatt, muss die Höhe des Schornsteinkopfes mindestens 100 Zentimeter über dem Dachfirst betragen. In Bezug auf Reet- und Strohdächer sind 80 Zentimeter vorgeschrieben.
Befindet sich der Schornstein in unmittelbarer Nähe des Dachfirsts, so ist vorgeschrieben, dass er diesen um mindestens 40 Zentimeter überragt.
Dasselbe gilt für Dächer deren Neigungswinkel 20 Grad oder mehr beträgt. Hinsichtlich des horizontalen Abstands zwischen Schornstein und Dachoberfläche sind mindestens 2,3 Meter vorgeschrieben. Für weitergehende Informationen empfiehlt es sich, den zuständigen Schornsteinfeger zu Rate zu ziehen.
Platzierung
Ein Schornstein ist so zu platzieren, dass er möglichst senkrecht steht und dabei die notwendigen Mindestabstände zu brennbaren Bauteilen eingehalten werden. Idealerweise befindet er sich genau in oder hinter der Wand, an welcher der entsprechende Kamin steht. Der Weg zum sogenannten Feuerungsanschluss sollte möglichst kurz sein. Hierunter versteht man den Punkt, an dem das Ofenrohr in das System des Schornsteins mündet. Auf diese Weise lässt sich der bereits erläuterte Kamineffekt verstärken.
Ein anderes bedeutsames Thema ist die Konstruktion der Wand und des Daches, durch die der Schornstein verlaufen soll. Bestehen diese aus leicht entflammbaren Baustoffen wie z. B. Holzfachwerk, kann das eine spezielle Wanddurchführung zwecks Wärmedämmung erforderlich
machen.
Bestenfalls befindet sich die Mündung des Schornsteins in der Nähe des Dachfirsts. So lässt sich gewährleisten, dass der Rauch problemlos in den dortigen Windstrom überführ werden kann und der Einzug von Außenluft nicht durch Fallwinde gestört wird.
Außerdem sollte man einen Schornstein so platzieren, dass er stabil steht und nicht aufgrund von Windeinwirkung zu Fall gebracht werden kann.
Gesetzliche Regelungen
In Bezug auf Schornsteine sind verschiedene Gesetze zu beachten. Eines davon ist die jeweilige Landesbauordnung (kurz: LBO). Die LBOs der verschiedenen Bundesländer basieren zwar auf einer gemeinsamen Musterordnung, können sich teileweise jedoch stark voneinander unterscheiden. Will man in seinem Eigenheim eine Feuerungsanlage installieren, ist hierfür üblicherweise keine Baugenehmigung erforderlich. Manchmal muss jedoch der zuständige Schornsteinfeger dem Projekt vorab zustimmen.
Überdies verfügt jedes Bundesland über seine eigene Verordnung für Feuerungsanlagen und Brennstofflagerung (kurz: Feuerungsverordnung). Auch diese beruhen zwar auf einer gemeinsamen Musterverordnung, können jedoch erheblich voneinander abweichen. Sie alle stellen jedoch sehr konkrete Anforderungen, sowohl hinsichtlich des Baus als auch bezüglich der Nutzung von Feuerungsanlagen.
Ebenfalls von großer Bedeutung ist das Bundes-Immissionsschutzgesetz (kurz: BImSchG).
Durch dieses Gesetzt soll sichergestellt werden, dass es aufgrund von über Schornsteine abgeleitetem Rauch nicht zu einer Beeinträchtigung unbeteiligter Personen kommt. In jedem Fall muss ein Schornstein durch den hierfür zuständigen Schornsteinfeger abgenommen werden. Die baurechtliche Abnahme erfolgt, sobald der Rohbau fertiggestellt ist. Nach endgültiger Fertigstellung des Schornsteins muss er außerdem dessen Betriebssicherheit offiziell bescheinigen. Um eventuelle Komplikationen zu vermeiden, empfiehlt es sich, den Schornsteinfeger gleich von Anfang
an in das Projekt einzubeziehen.
Fazit zum Schornstein
Schornsteine stellen sicherlich etwas dar, das von vielen Menschen als selbstverständlich wahrgenommen und daher kaum beachtet wird. Hiermit wird man jedoch der enormen Komplexität dieses Themas kaum gerecht, welche durch die Vielzahl an unterschiedlichen Fassetten entsteht. Eine davon ist die Bauweise, derer es verschiedene gibt und von denen jede ihre Vor- und Nachteile hat. Ein Grund, warum moderne Schornsteine ein derartig komplexes Thema darstellen, ist sicherlich, dass sich Feuerstellen und Heizsysteme mittlerweile durch ein hohes Maß an Komplexität auszeichnen.
Schließlich bilden beide Faktoren eine untrennbare Einheit, was dazu führen kann, dass Schornsteine nachgerüstet werden müssen, wenn sie nicht mehr den Anforderungen der Feuerstelle oder des Heizsystems entsprechen. Insbesondere beim Thema Abgastemperatur zeigt sich: Die Öfen haben sich weiterentwickelt, und die Schornsteine mussten sich dementsprechend ebenfalls verändern. Andere Faktoren wie Mindesthöhe oder Platzierung müssen hingegen beachtet werden, um sowohl den generellen physikalischen als auch den Bedingungen vor Ort Rechnung zu tragen.