Kehren Sie zurück
Schornstein

So funktioniert ein Schornstein: Alles Wichtige im Überblick

Von Torsten Eckert | 1. Januar 2025
Artikel zitieren

Der Schornstein leitet Rauchgase sicher ab. Dieser Artikel erklärt die Funktionsweise, Bauarten, Materialien und Sicherheitsaspekte.

Funktionsweise eines Schornsteins

Die Funktionsweise eines Schornsteins

Ein Schornstein ist ein wesentlicher Bestandteil jeder Feuerungsanlage, der die Aufgabe hat, Verbrennungsabgase sicher ins Freie abzuleiten. Seine Funktionsweise beruht auf dem Kamineffekt, der durch physikalische Gesetze der Thermodynamik und Strömungsmechanik bestimmt wird. Dieser Effekt sorgt für die notwendige Zugkraft im Schornstein. Im Folgenden sind die Schritte der Funktionsweise eines Schornsteins erläutert:

  1. Erwärmung der Luft: Bei Entzünden eines Feuers in einem Kamin oder einer Heizanlage steigen heiße Rauchgase auf. Diese warme Luft hat eine geringere Dichte als die kältere Außenluft und steigt somit nach oben.
  2. Dichteunterschied: Durch den Dichteunterschied zwischen der heißen Luft im Schornstein und der kälteren Außenluft entsteht ein Auftrieb. Die warme Luft bewegt sich aufwärts und transportiert die Rauchgase nach außen.
  3. Unterdruckerzeugung: Während die erhitzte Luft aufsteigt, entsteht am unteren Ende des Schornsteins ein Unterdruck. Dieser Unterdruck zieht frische Luft nach, die Sauerstoff für die Verbrennung liefert.
  4. Rauchgaseablauf: Die aufsteigenden Rauchgase werden durch den oberen Schornsteinabschnitt ins Freie abgeleitet. Damit wird sichergestellt, dass keine giftigen Abgase in die Wohnräume gelangen und die Feuerstätte kontinuierlich mit Sauerstoff versorgt wird.

Um die Effizienz und Sicherheit der Feuerstätte zu gewährleisten, müssen die Abmessungen und Materialien des Schornsteins auf die spezifischen Anforderungen der Feuerstätte abgestimmt sein. Abhängig von der Bauart und den spezifischen Anforderungen kann es notwendig sein, zusätzliche Maßnahmen gegen Kondensatbildung oder Vereisung zu ergreifen.

Schornsteinbauarten

Die Wahl der geeigneten Schornsteinbauart hängt von den spezifischen Anforderungen Ihrer Feuerstätte und den baulichen Gegebenheiten ab. Im Folgenden erhalten Sie einen Überblick über die gängigsten Bauarten von Schornsteinen:

Einschalige Schornsteine

Einschalige Schornsteine bestehen aus einem einzigen vertikalen Schacht, der üblicherweise aus mineralischen Baustoffen wie Ziegeln oder Formsteinen gefertigt ist. Diese Bauart eignet sich besonders für Häuser, in denen der Schornstein in das bestehende Mauerwerk integriert wird. Der einfache Aufbau macht diese Variante kostengünstig, jedoch kann die Wärmedämmung gegenüber mehrschaligen Systemen weniger effektiv sein.

Zweischalige Schornsteine

Zweischalige Schornsteine bestehen aus einem mineralischen Außenschacht und einem Innenrohr. Diese Bauweise bietet eine zusätzliche Stabilität und ist auch für modernere Heizsysteme geeignet. Ein spezieller Vorteil ist der mögliche Zwischenraum, der nicht nur als Wärmedämmung, sondern auch zur Verbrennungsluftzufuhr genutzt werden kann. Diese Art von Schornsteinen wird oft als LAS-Schornstein (Luft-Abgas-System) bezeichnet und eignet sich für raumluftunabhängige Feuerstätten.

Dreischalige Schornsteine

Für besonders anspruchsvolle Anforderungen sind dreischalige Schornsteine ideal. Diese bestehen aus einem Schacht, einer Dämmung und einem Innenrohr. Die zusätzliche Dämmschicht zwischen Schacht und Innenrohr sorgt dafür, dass die Abgaswärme im System gehalten wird, was den Zug verbessert und die Gefahr der Kondensatbildung minimiert. Dreischalige Schornsteine sind besonders geeignet für Außenanlagen, da sie durch die verbesserte Dämmung weniger anfällig für vereisungsbedingte Funktionsstörungen sind.

Sonderbauarten

Neben den herkömmlichen Bauarten gibt es auch spezielle Varianten wie doppelwandige Schornsteine aus rostfreiem Stahl, die sowohl in zwei- als auch in dreischaliger Ausführung erhältlich sind. Diese robusten Schornsteine eignen sich besonders für wetterexponierte Standorte und moderne Heizsysteme mit niedrigen Abgastemperaturen.

Materialien für Schornsteine

Die Wahl des richtigen Materials für Ihren Schornstein spielt eine entscheidende Rolle für die Lebensdauer und Effizienz Ihrer Feuerstätte. Abhängig von den spezifischen Anforderungen Ihrer Heizungsanlage und den baulichen Gegebenheiten stehen mehrere Materialien zur Verfügung:

  1. Edelstahl: Edelstahl bietet eine hohe Korrosionsbeständigkeit und ist besonders langlebig. Er eignet sich insbesondere für Schornsteine von Heizungen, die mit Gas oder leichtem Heizöl betrieben werden. Edelstahlkomponenten sind oft leicht zu installieren und können auch bei Sanierungsprojekten verwendet werden.
  2. Keramik und Ton: Diese Materialien sind äußerst hitzebeständig und korrosionsresistent. Keramik- und Tonschornsteine eignen sich gut für Feuerstätten, die mit festen Brennstoffen wie Holz oder Kohle betrieben werden. Sie sind zwar schwerer und erfordern eine fundierte Bauweise, bieten jedoch durch ihre Langlebigkeit und Hitzebeständigkeit eine hohe Sicherheit.
  3. Kunststoff: Kunststoffschornsteine bestehen meist aus hochtemperaturbeständigem Kunststoff und sind nur für Niedertemperaturanwendungen geeignet, wie zum Beispiel bei Brennwertkesseln. Sie sind leicht und feuchtigkeitsbeständig, jedoch nicht für traditionelle Feuerstätten geeignet.
  4. Bimsstein und Beton: Diese Materialien sind hitzebeständig und können für gemauerte Schornsteine verwendet werden. Besonders Bimsstein hat gute Isoliereigenschaften und wird für bestimmte Schornsteinarten im Neubau bevorzugt. Schornsteine aus Beton und Bimsstein sind robust und bieten eine gute Wärmespeicherung.

Jedes Material hat spezifische Vor- und Nachteile. Es ist daher ratsam, bei der Auswahl den jeweiligen Einsatzzweck und die bauphysikalischen Anforderungen zu berücksichtigen. Lassen Sie sich bei der Entscheidung und Installation am besten von einem Fachbetrieb beraten. Dies gewährleistet sowohl die Sicherheit als auch die Effizienz Ihrer Feuerstätte.

Besondere Anforderungen an Schornsteine

Schornsteine müssen besonderen Anforderungen genügen, um einen sicheren und effizienten Betrieb sicherzustellen. Diese Anforderungen sind sowohl baulich als auch technisch.

  1. Brandschutz und Standsicherheit: Der Brandschutz ist von höchster Wichtigkeit, da ein nicht ordnungsgemäß ausgeführter Schornstein eine erhebliche Gefahrenquelle darstellen kann. Materialien und Konstruktionen müssen daher so gewählt werden, dass sie hohe Temperaturbelastungen aushalten und brandbeständig sind. Es ist notwendig, die genauen Anforderungen der DIN 18160 und weiteren Feuerungsverordnungen der entsprechenden Bundesländer zu beachten.
  2. Wärmeschutz und Energieeffizienz: Moderne Anforderungen legen Wert auf eine hohe Energieeffizienz. Das bedeutet, dass der Schornstein so konstruiert sein muss, dass Wärmeverluste minimiert und die Verbrennungseffizienz maximiert werden. Die richtige Materialwahl und Dämmung spielen hierbei eine wesentliche Rolle.
  3. Vermeidung von Taupunktunterschreitung: Niedrige Abgastemperaturen in modernen Brennwertkesseln und Heizungen erhöhen das Risiko der Kondensatbildung. Um Schäden durch Feuchtigkeit zu vermeiden, sollten Schornsteinsysteme aus feuchtebeständigen Materialien wie Kunststoff, Keramik oder rostfreiem Edelstahl bestehen. Diese Systeme sind oft nach der Klassifikation „W3G“ zertifiziert.
  4. Raumluftunabhängige Systeme: In modernen, luftdichten Gebäuden sind raumluftabhängige Feuerstätten nicht zulässig. Hier benötigen Sie raumluftunabhängige Schornsteinsysteme, welche die Verbrennungsluft direkt von außen zuführen. Dies kann über spezielle Luft-Abgas-Systeme (LAS) oder Zuluftschächte realisiert werden.
  5. Erforderliche Abstände und Dämmung: Die Einhaltung des Mindestabstands zu brennbaren Materialien ist essenziell, um Brände zu verhindern. Dies betrifft insbesondere Durchführungen durch Decken und Wände. Eine zusätzliche Dämmung kann nötig sein, um die Außenseite des Schornsteins und angrenzende Bauteile vor Überhitzung zu schützen.
  6. Sicherheitsüberprüfungen: Da der Schornstein ein sicherheitsrelevantes Bauteil ist, unterliegt er regelmäßigen Sicherheitsüberprüfungen durch den Schornsteinfeger. Diese Überprüfungen gewährleisten die Betriebssicherheit und die Erfüllung der gesetzlichen Auflagen.

Durch die Beachtung dieser speziellen Anforderungen kann der Schornstein langfristig sicher und effizient betrieben werden. Lassen Sie sich daher bei der Planung und Installation Ihres Schornsteinsystems von einem Fachbetrieb beraten, um die gesetzlichen Vorgaben und die optimalen baulichen Maßnahmen umzusetzen.

Schornsteinquerschnittsberechnung

Die richtige Dimensionierung des Schornsteinquerschnitts ist essenziell für die optimale Funktion Ihrer Feuerstätte. Diese Berechnung erfolgt nach der DIN EN 13384 und berücksichtigt eine Vielzahl von Faktoren. Eine sorgfältige Querschnittsberechnung stellt sicher, dass die Abgase effizient abgeführt werden, um sowohl den sicheren Betrieb als auch die langfristige Haltbarkeit der Abgasanlage zu gewährleisten.

Wichtige Eingangsgrößen

Für die Berechnung des Schornsteinquerschnitts werden verschiedene Parameter herangezogen:

1. Art der Feuerstätte:

Die Art der Feuerstätte bestimmt maßgeblich die Anforderungen an den Schornstein. Unterschiede bestehen beispielsweise zwischen Holzöfen, Gasheizungen und Pelletöfen.

2. Abgasmenge und Abgastemperatur:

Diese Werte hängen stark von der Leistung und der Brennstoffart der Feuerstätte ab. Sie beeinflussen den notwendigen Querschnitt und die Höhe des Schornsteins.

3. Geodätische Höhe und Lage:

Die geografische Lage, insbesondere die Höhe über dem Meeresspiegel, sowie die Lage im Inland oder an der Küste können die Berechnung beeinflussen.

4. Material und Konstruktion des Schornsteins:

Materialien wie Edelstahl, Keramik oder Kunststoff sowie die Bauweise (einschalig, zweischalig, dreischalig) müssen berücksichtigt werden.

5. Abgasanlage und Abgasführung:

Die Art der Verbindungsstücke zwischen Feuerstätte und Schornstein sowie die Konstruktion der Schornsteinmündung (Haube, Gitter) sind von Bedeutung.

Berechnungsschritte

Die Berechnungssoftware führt mehrere Schritte durch, um die optimale Dimensionierung sicherzustellen:

1. Erhebung der Grunddaten:

Aufnahme aller relevanten Daten zur Feuerstätte und zu den baulichen Gegebenheiten.

2. Druckprüfung:

Sicherstellung, dass die Abgase bei verschiedenen Betriebsbedingungen sicher abgeleitet werden.

3. Temperaturprüfung:

Vermeidung von Kondensatbildung, um Feuchtigkeitsschäden zu verhindern.

4. Optimierung:

Das Programm prüft und optimiert die eingegebenen Daten und schlägt gegebenenfalls Anpassungen vor, um die Funktionalität zu gewährleisten.

Fachkundige Berechnung

Es wird empfohlen, die Querschnittsberechnung durch einen erfahrenen Fachmann durchführen zu lassen, um die optimale Dimensionierung sicherzustellen. Schornsteinfeger, Heizungsbauer und spezialisierte Ingenieure sind hierfür die richtigen Ansprechpartner.

Durch die sorgfältige Beachtung dieser Aspekte können Sie einen sicheren und effizienten Betrieb Ihrer Feuerstätte sicherstellen.

Schornstein und Sicherheit

Ein sicherer und funktioneller Schornstein ist entscheidend für den reibungslosen Betrieb Ihrer Feuerstätte und den Schutz der Bewohner vor gesundheitlichen Gefahren. Um die Sicherheit zu gewährleisten, sollten mehrere Aspekte berücksichtigt werden:

  1. Regelmäßige Inspektionen und Wartung: Schornsteine müssen regelmäßig durch einen Schornsteinfeger überprüft werden. Diese Inspektionen tragen dazu bei, Verstopfungen, Beschädigungen oder andere sicherheitsrelevante Mängel rechtzeitig zu erkennen und zu beheben. Neben der gesetzlichen Verpflichtung tragen diese Inspektionen wesentlich zur Betriebssicherheit bei.
  2. Korrekte Dimensionierung: Ein optimal dimensionierter Schornstein leitet Abgase und Rauch effizient ab und minimiert das Risiko von Rauchaustritt in Wohnräume. Die Berechnung des Querschnitts anhand der DIN EN 13384 ist essenziell, um die Abgasmenge, Abgastemperatur und die Höhe der Anlage zu berücksichtigen und somit einen sicheren Betrieb zu ermöglichen.
  3. Brandschutzmaßnahmen: Die Einhaltung von Brandschutzabständen zu benachbarten brennbaren Materialien ist unverzichtbar. Dies betrifft vor allem Schornsteindurchführungen durch Decken und Wände. Auch die richtige Wahl der Materialien spielt hierbei eine Rolle. Feuchtebeständige und hitzebeständige Materialien wie Edelstahl oder Keramik sollten bevorzugt werden, um Brände und Feuchtigkeitsschäden zu verhindern.
  4. Absicherung gegen Winddruck: Der Standort des Schornsteins sollte so gewählt werden, dass er dem vorherrschenden Winddruck nicht zu stark ausgesetzt ist. Dies verhindert, dass Wind in den Schornstein drückt und die Abgasführung beeinträchtigt. Schutzvorrichtungen wie Schornsteinabdeckungen können zusätzlich zur Sicherheit beitragen.
  5. Technische Sicherheitsfunktionen: Moderne Schornsteinsysteme sind oft mit technischen Sicherheitsfunktionen ausgestattet, wie Überhitzungsschutz und selbstschließenden Feuerraumtüren. Diese Funktionen verhindern eine Überhitzung und sorgen dafür, dass die Feuerstelle selbstständig gesichert ist, sollte der Nutzer dies vergessen.
  6. Vermeidung von Kohlenmonoxidvergiftungen: Insbesondere in Haushalten mit Lüftungssystemen (z.B. Dunstabzugshauben oder Badlüftern) ist darauf zu achten, dass keine Abgase aufgrund des entstehenden Unterdrucks in die Wohnräume rückgeführt werden. Dies kann durch den Einsatz von raumluftunabhängigen Schornsteinsystemen oder geeignete Belüftungstechniken sichergestellt werden.

Durch eine sorgfältige Planung, regelmäßige Wartung und die Einhaltung von Sicherheitsvorschriften können Sie die Sicherheit Ihres Schornsteins und damit auch die Gesundheit der Bewohner Ihres Hauses langfristig gewährleisten. Lassen Sie sich hierbei stets von einem Fachbetrieb beraten, um den vielfältigen gesetzlichen und technischen Anforderungen gerecht zu werden.

Artikelbild: Mr_Twister/iStockphoto