125 Jahre IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 17/1997, Seite 38 ff.


SCHORNSTEINTECHNIK


Abgasanlagen - Maßgeschneidert aus Spezialglas

Dipl.-Ing. Walter Reuter*

Mit den Veränderungen in der Heiztechnik in den achtziger Jahren hin zu modernsten Niedertemperatur- und Brennwertkesseln änderten sich auch die Anforderungen an die Schornsteine ganz massiv. Wurden bis dahin die vom Kessel kommenden Rauchgase ausschließlich trocken (Temperaturen ab ca. 200C) und mit "Zug" (also im Unterdruck) ins Freie befördert, mußten erstmals die Schornsteine Feuchtigkeit und Kondensat ertragen, was damals bei vielen Anlagen, die darauf nicht ausgelegt waren, zu massiven Schäden führte.

In der nachfolgenden Betrachtung wird das Recusist-System aus Spezialglas als maßgeschneiderte Problemlösung für Abgasanlagen vorgestellt.

Bild 1: Moderne Schornsteine sind vielfältigen Belastungen ausgesetzt.

Mittlerweile werden in Neubauten wie auch beim Austausch von Heizungsanlagen fast ausschließlich moderne Niedertemperaturkessel eingesetzt. Bei Abgastemperaturen bis unter 100C fällt dann im Abgassystem Feuchtigkeit und Kondensat an, gegen welches die verwendeten Materialien und Systeme resistent sein sollten. Die Schornsteinkonstruktionen müssen auch eine Abführung und ggf. Behandlung des Kondensates sicherstellen. Heute sollten daher bei neuen Heizungsanlagen ausschließlich feuchtigkeitsunempfindliche Abgassysteme zum Einsatz kommen. Mit dem Einsatz der ersten Brennwertkessel wurden die Anforderungen an Abgassysteme hinsichtlich Druckdichtheit nochmals erhöht. Brennwertkessel nutzen zusätzlich die Kondensationswärme der Abgase aus. Es werden Abgastemperaturen von nur noch 30 bis 60C erzielt. Diese kalten Abgase besitzen keinen thermischen Auftrieb mehr und müssen daher durch Gebläse über das Abgassystem abgeführt werden. Für Überdruckbetrieb sind Schornsteine jedoch nicht ausgelegt. Daher werden bei Kesseln, wo am Schornsteineintritt Überdruck herrscht, überdruckdichte Abgasleitungen verlangt.

Moderne Heiztechnik benötigt auch innovative Abgastechnologie

Trotz dieser Entwicklung bleiben die grundsätzlichen Anforderungen an Schornsteine und Abgassysteme weiterhin bestehen, sie werden nur durch zusätzliche Anforderungen ergänzt. Bild 1 zeigt Anforderungen, wie sie heute an moderne Abgassysteme gestellt werden.

Tabelle1: Zusammensetzung Borosilicatglas 3.3

Chemische Zusammensetzung von Borosilicatglas
3.3 in Gewichtsprozent

SiO2

81%

Quarzsand

B2O3

13%

Boroxid

Na2O + K2O

4%

Natriumoxid

Al2O3

2%

Aluminiumoxid

Das Produkt - Entwicklung/Fertigung

Ausgehend von den Anforderungen, die an einen optimalen Werkstoff für Abgassysteme gestellt werden, wurde bei Schott aus der Vielzahl von zur Verfügung stehenden Spezialglastypen das Borosilicatglas 3.3 nach DIN/ISO 3585 für die Fertigung von Rohren und Formteilen für Abgasanlagen ausgewählt. Die Hauptbestandteile dieses, durch die Verwendung von natürlichen Rohstoffen umweltfreundlichen Werkstoffes sind in Tabelle 1 aufgeführt. Die Namensgebung Borosilicatglas erfolgt durch die beiden Hauptbestandteile Bor und Silizium (Quarzsand).

Nachfolgende Eigenschaften machen das Borosilicatglas 3.3 zu einem hervorragenden Ausgangsmaterial für die Fertigung von Abgasanlagen für alle modernen Heizungsanlagen, wie Nieder- und Tieftemperaturkessel, Brennwertkessel und auch für Verbrennungsmotoren bei Blockheizkraftwerken.

Bild 2: Gleichlaufbank mit Feuer.

Höchste chemische Beständigkeit gegenüber allen in den bestimmungsgemäß verwendeten Abgasanlagen anfallenden Rauchgasen und Kondensaten.

Als beeindruckende Referenz soll hier nur der Bereich des chemischen Apparatebaus genannt sein, wo sich Glasbehälter und Rohrleitungen in größten Dimensionen seit Jahrzehnten unter höchsten Sicherheitsanforderungen bewähren.

Der Einsatz von Borosilicatglas im Labor z.B. in Form von Reagenzgläsern oder Erlenmeyerkolben ist jedem bekannt.

Hohe Temperaturbeständigkeit beim Einsatz als Abgasanlage, Dauertemperatur bis über 500C, Temperaturwechselbeständigkeit 200C.

Referenzen finden sich in der langjährigen Anwendung von Spezialglas als Brandschutzverglasung in Gebäuden als F- und G-Verglasung.

Borosilicatglas ist ein nichtbrennbares Material

Bei Brand oder Störfall kein Freisetzen von schädlichen Substanzen.

Borosilicatglas ist im vorgesehenen Temperaturbereich ein elektrischer Isolator.

Borosilicatglas weist eine technisch glatte Oberfläche auf.

Ein transparenter Werkstoff

Bild 3: Heizkessel mit Recusist und Neutralisator.

Im Produktionswerk für Spezialglasröhren werden die Glasrohre und Formteile für das Abgassystem Recusist in einem drei Schritte umfassenden Prozeß hergestellt.

Im ersten Prozeßschritt wird das Gemenge in einer sogenannten Schmelzwanne bei Temperaturen von ca. 1600C zu einer homogenen Flüssigkeit erschmolzen.

Im nächsten Schritt werden aus dieser Glasschmelze über ein definiertes Produktionsverfahren (Abwärtszug) Glasrohre hergestellt. Die Rohre mit Außendurchmessern im Bereich von 60 mm bis 415 mm haben eine Wanddicke von 5 bzw. 7 mm und weisen eine "Rohlänge" von 1500 mm auf.

Das Glasrohrziehen läuft in einem vollkontinuierlichen Prozeß ab, d.h. ein Schmelz- und Ziehaggregat produziert 24 Stunden am Tag Glasrohre und läuft über das ganze Jahr hinweg. Bild 2 zeigt die Schnittdarstellung eines Schmelzaggregates zur Glasrohrproduktion.

Der dritte, abschließende Fertigungsschritt ist die Verarbeitung der Rohrohre zu Rohrelementen und Formteilen. Hierbei werden im Nachbearbeitungszentrum für Glasrohre die Rohrabschnitte auf Endlängen abgesprengt (Thermoschockverfahren), in Formen geblasen, Rohrenden bearbeitet (Verschmelzung), Konturen angeformt und Scheiben sowie Rohrstücke angeschmolzen. Diese Arbeitsschritte werden vorwiegend auf sogenannten Gleichlaufbänken vollzogen. Gleichlaufbänke sind ähnlich der Drehbank für die Metallbearbeitung aufgebaut. Zusätzlich ist jedoch ein Brennersystem für die Erwärmung der eingespannten Glasrohre eingebaut. Bild 2 zeigt die Bearbeitung eines Glasrohrendes zu einer Muffenkontur auf der Gleichlaufbank. Die Umformung erfolgt bei Temperaturen von ca. 1100C.

Bild 4: Schnittdarstellung Recusist im Schacht.

Abschließend werden alle Glasteile in einem Kühlofen entspannt, mit entsprechenden Zubehörteilen versehen und verpackt. Die Qualitätskontrolle erfolgt im Rahmen des nach DIN 9001 zertifizierten Qualitätssicherungssystems.

Insgesamt handelt es sich um einen industriellen Fertigungsprozeß, bei dem auch der Umweltschutz stark im Vordergrund steht. Die Glasschmelzwannen sind nach dem Bundesimmissionsschutzgesetz genehmigt. Für Maßnahmen zur Luftreinhaltung wurden seit 1981 hohe Investitionen getätigt, vor allem im Bereich der Rauchgasreinigung mit modernster Filtertechnik sowie bei der Stickoxidreduktion. Die nötigen Kühlwässer für die Schmelzwannen werden nicht den kommunalen Netzen entnommen sondern in geschlossenen Kühlwasserkreisläufen geführt, dadurch werden mehrere Millionen m3 Frischwasser eingespart. Für den gesamten Werksbereich und alle Produktionsabläufe gilt grundsätzlich: Abfallvermeidung vor Wiederverwertung vor Entsorgung. Seit 1993 wird eine konsequente Abfalltrennung verfolgt, auf dem Werksgelände ist ein Wertstoffhof eingerichtet.

Glas als natürlicher und als umweltfreundlich anerkannter Werkstoff bietet somit alle Argumente für einen Einsatz als Abgassystem für umweltfreundliche, moderne Heizungsanlagen.

Schott als führender Hersteller von Spezialglas hat sich in seinen Unternehmensleitlinien auf die konsequente Umsetzung von Umweltschutzzielen bei Entwicklung, Produktion und Vermarktung von Spezialgläsern ausgerichtet.

Einsatzbereiche für Abgassysteme aus Spezialglas öl- und gasbefeuerte Heizungsanlagen und Energieerzeuger

Die Planung einer Abgasanlage sollte sich immer an den baulichen Gegebenheiten, dem vorhandenen bzw. vorgesehenen Wärme- oder Energieerzeuger mit seinen Kenngrößen sowie den Anforderungen des Bauherrn bezüglich Komfort, Lebensdauer, Ästhetik, Umweltaspekten usw. orientieren. Die entsprechend gültigen Gesetze und Vorschriften müssen selbstverständlich erfüllt werden, dies sind für Abgasanlagen insbesondere die Länderbauordnungen, die Feuerungsverordnungen sowie die einschlägigen DIN-Normen, Technische Regeln und Richtlinien.

Bild 5: Montage am Schornsteinkopf.

Besteht in einem Gebäude bereits ein Schornstein oder Schacht und wird der Kessel ausgetauscht, so genügt meist die Anpassung des Schornsteinquerschnitts an die Erfordernisse des neuen Kessels. Die Querschnitts-Anpassung kann mit einem Recusist-Innenrohr vom Schornsteinkopf aus erfolgen. Vorteilhaft beim Recusist-System ist, daß in einem System alle Anforderungen abgedeckt werden, d.h. an das Recusist-System können alle Arten von Heizkesseln angeschlossen werden, wie z.B. Niedertemperaturkessel oder Brennwertkessel.

Niedertemperaturheizkessel arbeiten abgasseitig mit Zug, d.h. im gesamten Abgassystem herrscht noch Unterdruck, die Abgassysteme müssen daher nur "bedingt" dicht sein. Ein Brennwertkessel nutzt die Energie des Brennstoffes noch konsequenter aus, wodurch die Abgastemperaturen weiter sinken. Dadurch entfällt der thermische Auftrieb im Abgassystem. Die Abgase müssen z.B. mit einem Gebläse über Dach abgeführt werden, wobei in der gesamten Rohrsäule Überdruck herrscht. Für diesen Fall muß das Abgasrohrsystem überdruckdicht sein. Natürlich bewirken die kühlen Abgase einen erhöhten Anfall von Kondensat. Auch diese Belastung wird durch das universelle Recusist-System bewältigt. Eine 20jährige Herstellergarantie auf die Korrosionsbeständigkeit gibt dem einbauenden Betrieb die Gewähr einer guten Empfehlung für seinen Kunden und dem Anlagenbetreiber die Sicherheit einer rentablen Investition auf die Lebensdauer.

Recusist deckt somit im Bereich der Abgastechnik die Entwicklungen in den nächsten zwei Jahrzehnten ab, welche durch den vermehrten Übergang von herkömmlichen Heizungskesseln und Niedertemperaturkesseln zu Brennwertkesseln vorgegeben werden und garantiert durch die Werkstoffeigenschaften eine darüber hinausgehende Lebensdauer des Abgassystems. Bilder 3, 4 und 5 zeigen typische Einsatzfälle von Recusist-Anlagen in bestehende Schornsteine und Schächte.

Sollte in Gebäuden kein Schornstein oder Schacht vorhanden bzw. nicht geplant sein, so kann die Recusist-Glasanlage an der Außenwand angebracht werden. Sie bietet somit eine funktionelle, optisch ansprechende und architektonische Komponente an Gebäuden (Bild 6). Außenwandanlagen für größere Bauobjekte mit Kesselleistungen bis 1 MW können bis zur Nennweite 400 mm ausgeführt werden.

Freistehende Schornsteinanlagen mit Tragmasten als statische Elemente und angebauten Recusist-Glasanlagen lassen sich als architektonisch attraktive Gestaltungselemente einsetzen (Bild 7). Die Kosten für solche Lösungen bewegen sich im Rahmen bestehender Systeme.

Bild 6: Neubauobjekt

Für den Einsatz im Neubau ist Recusist gleichermaßen attraktiv wie geeignet. Beim Einbau einer modernen und umweltfreundlichen Heizung mit dem Heizkessel eines renommierten Kesselherstellers stellt Recusist immer die beste Empfehlung für das Abgassystem des neuen Gebäudes dar.

Im Rahmen der Rohbauarbeiten ist ein feuerbeständiger Schacht (z.B. Formsteine nach DIN 18150) vorzusehen. In diesen Schacht wird dann das Abgassystem eingebaut. Konkrete Empfehlungen für Formsteine im Neubau werden vom Hersteller den Fachbetrieben zur Verfügung gestellt.

Bei ökologisch angelegten Gebäudekonzepten mit effizientester Energieumsetzung durch moderne Heizsysteme (Fußbodenheizung mit Brennwertkessel) und Einsatz von regenerativen Energieerzeugungssystemen (Sonnenenergienutzung) stellt ein Recusist-Abgassystem aus Spezialglas die konsequente Lösung im Abgasbereich dar.

Das modular aufgebaute System bietet für die meisten Einsatzfälle passende Lösungen für den Fachhandwerker. Individuelle Objekte werden in Zusammenarbeit zwischen Hersteller und Fachbetrieb geplant, Sonderteile im Werk hergestellt und die Standardkomponenten termingetreu geliefert. Bei Genehmigungsverfahren und Abnahmen bietet der Hersteller entsprechende Unterstützung.

Recusist-Anlagen werden bezüglich des erforderlichen Querschnitts nach DIN 4705 berechnet, hierzu steht den Fachbetrieben auf Wunsch ein EDV-Berechnungsprogramm zur Verfügung, mit dem auch die Massenauszüge erstellt werden. Grundsätzlich sollen die baulichen Maßnahmen am Abgassystem mit dem zuständigen Bezirksschornsteinfegermeister abgestimmt werden, damit offene Fragen bezüglich Abnahme, Betrieb und Wartung im Vorfeld geklärt werden können. Ein solches Vorgehen dient auch immer den Interessen des Anlagenbetreibers und dessen Akzeptanz für das Gesamtsystem Heizung mit fossilen Brennstoffen.

Bild 7: Objekt Eissporthalle Mitterteich.

Die Montage der Recusist-Systeme im Schacht erfolgt vom Schornsteinkopf mit einer Montagevorrichtung. Die Seilwinde gewährleistet einen sicheren, sauberen und fachmännischen Einbau.

Die Glasrohre und Formteile haben sich in nunmehr 10000fachem Einsatz auf Baustellen bewährt. Sie weisen die notwendige Robustheit auf, um den Anforderungen bezüglich Transport und Handling zu genügen. Die ingenieurtechnischen Festigkeitswerte sind mit anderen am Bau erprobten mineralischen Materialien vergleichbar. Die Recusist-Komponenten werden werksseitig hergestellt, d.h. eine unsachgemäße Bearbeitung auf der Baustelle ist nicht gegeben und führt in diesem Punkt auch nicht zu Beanstandungen und zur Beeinträchtigung der Lebensdauer. Die für die Planung und Ermittlung der zu bestellenden Teile nötige Zeit und Kompetenz wird von seriösen und etablierten Fachbetrieben gerne aufgewendet, da sich auf Dauer bewahrheitet: "Gut überlegt und geplant spart Zeit und Geld bei der Ausführung".

Alle eingebauten Rohre und Formteile müssen durch das Institut für Bautechnik zugelassen sein. Die Teile unterliegen einer ständigen Qualitätskontrolle und Überwachung durch den TÜV.

Vertrieb / Kundendienst

Der Vertrieb von Recusist erfolgt an handwerklich kompetente und etablierte Marktpartner in Deutschland und in der Schweiz. Die interessierten Partnerbetriebe werden durch die Außendienstmitarbeiter geschult und erhalten auf Wunsch eine umfangreiche Einweisung im Produktionswerk mit praktischen Vorführungen und Übungen. Die Verkaufsargumentation gegenüber den Endkunden nimmt dabei einen breiten Rahmen ein. Beim Ersteinbau einer Recusist-Anlage steht dem Fachbetrieb ein Monteur des Herstellers für technisch handwerkliche Unterstützung am konkreten Objekt zur Verfügung. Somit wird ein umfangreiches und vielschichtiges Informationspaket angeboten, welches die Fachbetriebe bezüglich Recusist qualifiziert. Ausdruck der erworbenen Recusist-Kompetenz hinsichtlich Argumentation, Verkauf, Montage, Anlagen- bzw. Kundenbetreuung ist die Erteilung der werksseitigen Autorisierungsurkunde. Die Urkunde ermöglicht auch eine Nutzung innerhalb der Marketingaktivitäten der Fachbetriebe, wobei zusätzliche Kompetenz in einem innovativen Bereich der Abgastechnik gegenüber Kunden und Interessenten dargestellt werden kann. Die Urkunde wird nur nach der Teilnahme an den Schulungen und dem Ersteinbau unter Beisein eines Recusist-Monteurs ausgestellt.

Tabelle 2: Röhrengewichte

Nennweite
mm

Gewicht pro m
kg

80

3,0

100

3,7

110

4,0

120

4,4

130

4,7

150

5,4

190

6,8

240

8,6

290

10,3

400

21,0

Mit diesem System von autorisierten Partnerbetrieben wird der Markt mit Recusist-Abgassystemen versorgt. Die Unterstützung der Partnerbetriebe umfaßt neben der Betreuung durch einen qualifizierten technischen Außendienst vor Ort auch die Ansprechpartner beim Hersteller im Bereich

Im werkseigenen Schornsteintechnikum können gemeinsam mit Kunden neue Lösungen getestet und verschiedene Betriebszustände an Heizkesseln simuliert werden. Nach den Vorstellungen des Herstellers sind Entwicklungsaktivitäten ohne Einbeziehung der Kunden nicht sinnvoll und daher auch nicht erfolgversprechend.

Das Recusist-Abgassystem - Daten und Kennwerte

Nennweitenbereich:

50 mm bis 400 mm
fein abgestuft z.T. in 10 mm Schritten

Wanddicke:

Bis Nennweite 290: 5 mm
ab Nennweite 350: 7 mm

Rohrlängen:

Standard 1,5 m mit Muffen.
Kürzere Längen zu 100 mm, 200 mm,
250 mm, 300 mm, 500 mm und 1000 mm.
Rohre mit Längen über 1,5 m werden als
Sonderanfertigung hergestellt,
die maximale Länge beträgt 6 m.

Formteile:

Es werden alle nötigen Formteile wie Feuerstättenanschluß, Reinigungsöffnung, Bogen, Abzweige usw. im Lieferprogramm angeboten.

Bauhöhen:

Abgaszüge bis maximal 30 m,
mit Zwischenabstützungen auch höher.

Gewicht:

Das spezifische Gewicht von Borosilicatglas beträgt 2,23 kg/dm3. Abhängig von der Nennweite ergibt sich ein lfd. Metergewicht gemäß Tabelle 2.

Temperaturbeständigkeit des Abgassystems:

Abgastemperatur bis 500C im Dauerbetrieb,
kurzzeitig höher.

Für die Vermarktungsaktivitäten von Recusist bietet der Hersteller ein zweistufiges Konzept an.

Auf Herstellerseite werden übergreifende Maßnahmen durchgeführt:

Zur Unterstützung der Fachbetriebe bei ihrer Marktarbeit werden umfangreiche, zielorientierte Maßnahmen und Mittel angeboten. Auf Wunsch erhält der Fachbetrieb auch konzeptionelle Vorschläge für eine erfolgversprechende Recusist-Präsentation.

Entwicklungen und Marktchancen

In einem enger werdenden Heizungsmarkt müssen Hersteller und Verarbeiter in zunehmendem Maße versuchen, durch attraktive Produkte und Leistungen mit fairen Preisen ihre Marktstellung zu behaupten. Die Entwicklung hin zu Billigprodukten und ausschließlich auf den geringsten Preis abgestellten Leistungen ist momentan ein Weg, der einfach zu gehen ist, jedoch auch in eine noch ungewisse Zukunft führen kann. Gut geführte, kompetente, innovative und auch ertragsstarke Unternehmen sind jedoch vielmehr daran interessiert, mit hochwertigen Produkten und entsprechender Beratungs- und Handwerkskompetenz ihren Kunden optimale und dauerhafte Lösungen anzubieten. Für den Bereich der Abgasführung bei modernen Heizungsanlagen bietet das Recusist-System aus Spezialglas dahingehend sicher höchste Attraktivität. Durch Recusist hat der Fachbetrieb die Möglichkeit, sich in seiner Angebotspalette bei Abgassystemen abzuheben, bietet er doch ein hochwertiges und garantiert langlebiges System an, welches mit seiner handwerklichen Kompetenz verarbeitet, den Endkunden höchsten wirtschaftlichen Nutzen bringt. Die einzigartigen Werkstoff- und Systemeigenschaften von Spezialglas bieten gegenüber anderen Werkstoffen und Systemen daher auch höchst erfolgversprechende Vermarktungschanchen, die es zu nutzen gilt.


B i l d e r : Schott Rohrglas GmbH


*) Dipl.-Ing. Walter Reuter, Leiter Vertrieb Schornsteinsysteme, Schott-Rohrglas, Bayreuth.


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