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Schornstein

Funktionsweise eines Schornsteins

Von Johanna Bauer | 21. Juni 2022
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Bereits gewusst, dass der so oft gesehene Schornstein auf physikalischen Prinzipien wie dem Kamineffekt und dem Bernoulli-Effekt basiert? In diesem Artikel erklären wir, wie ein Schornstein funktioniert und wieso die richtige Dimensionierung entscheidend ist. Entdecken Sie, wie die Abgase in die Luft geleitet werden und warum Niedertemperatur-Heizungsanlagen andere Schornsteindimensionen benötigen.

Funktionsweise eines Schornsteins
AUF EINEN BLICK
Wie funktioniert ein Schornstein physikalisch?
Ein Schornstein funktioniert durch den Kamineffekt und den Bernoulli-Effekt: Die warme, leichtere Luft aus der Heizung steigt aufgrund der Konvektion nach oben und erzeugt einen Unterdruck im Schornstein, der weitere Luftmengen nach oben zieht. Dadurch werden Abgase nach außen transportiert. Eine korrekte Schornsteindimensionierung ist entscheidend für eine optimale Funktionsweise.

Der Kamineffekt

Der Kamineffekt ist das physikalische Prinzip, das beim Schornstein dafür sorgt, dass die Abgase nach oben hin abgezogen werden.

Bei Gasen unterschiedlicher Dichte entstehen natürliche Luftströmungen. Das wird auch Konvektion genannt. Die warme Luft, die beispielsweise aus dem Kaminofen kommt, hat eine geringere Dichte als die kalte Luft im Schornstein.

Konvektionsprinzip innerhalb des Kamins

Nach den Prinzipien der Konvektion entsteht dadurch ein vertikal nach oben gerichteter Luftstrom, weil die weniger dichte warme Luft das Bestreben hat, nach oben zu steigen. Das tut sie auch innerhalb des Kamins – damit werden die Abgase automatisch durch den Kamin nach außen geleitet.

Das Konvektionsprinzip ist ein natürliches physikalisches Prinzip, das auch an der Thermik deutlich zu beobachten ist: Vögel oder Segelflugzeuge lassen sich beispielsweise von den wärmeren Luftströmen in der Umgebungsluft nach oben tragen.

Bernoulli-Effekt

Der Bernoulli-Effekt ist das zweite wichtige physikalische Gesetz, das beim Kamin zum Tragen kommt. Die Theorie ist komplex – im Kamin gilt aber ganz einfach: die nach oben steigende warme Luft erzeugt einen Unterdruck im inneren des Kamins, der weitere Luftmengen nach oben zieht.

Auf diese Art und Weise werden die Abgase und Verbrennungsgase aus Öfen und Heizungsanlagen durch den Kamin nach oben gezogen (Sogwirkung).

Nach dem ersten Effekt (dem Kamineffekt), der nur durch nach oben strömende Luft hervorgerufen wird, setzt also der zweite Effekt (der Bernoulli-Effekt) ein: die nach oben strömende warme Luft erzeugt hinter sich einen Sog, der die Abgase des Ofens durch den Kamins dann nachfolgend nach oben „saugt“.

Bedeutung der korrekten Dimensionierung

Für die Wirkung des Bernoulli-Effekts ist die lichte Weite des Schornsteins maßgeblich, für den Kamineffekt die Temperatur der Abgase.

Je niedriger die Abgastemperatur, desto geringer der Dichteunterschied zwischen warmer und kalter Luft, und desto geringer die Luftmenge, die im Kamin aufsteigt. Dadurch entsteht wiederum weniger „Sog“.

Je größer die lichte Weite des Kamins, desto größer die Fläche, auf die sich der nach oben gerichtete Sog richtet – damit wird der Druck gemindert, weil er sich auf eine größere Fläche verteilt und der „Schornsteinzug“ verringert sich.

Aus diesem Grund benötigen Niedertemperatur-Heizungsanlagen andere Schornsteindimensionen als Hochtemperatur-Heizungen (etwa eine offene Feuerstelle).

Artikelbild: Mr_Twister/iStockphoto