IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 8/2002, Seite 56 ff


HEIZUNGSTECHNIK


Abgasabführung im Niedrigenergiehaus

Dipl.-Ing. Rolf Krentz*

In konventionellen Gebäuden spielte die Zuführung der Verbrennungsluft für Heizgeräte eher eine Nebenrolle. Die undichte Gebäudehülle oder eine Öffnung im Aufstellraum stellte den notwendigen Luftbedarf sicher. In Niedrigenergiehäusern und Neubauten nach der Energie-Einsparverordnung sieht das ganz anders aus. Diese Art der Gebäude sind so dicht gebaut, dass sich der Heizungsfachmann über die Zuführung der Verbrennungsluft genauso Gedanken machen muss wie über die Abführung der Abgase.

Verordnungspolitische Rahmenbedingungen

Mit der neuen Energie-Einsparverordnung (EnEV) haben von Anfang 2002 an die Wärmeschutz- und die Heizungsanlagenverordnung ausgedient. Die EnEV beurteilt ein Haus oder eine Wohnung konkret danach, wie viel Primärenergie es verbraucht. Sie regelt künftig also nicht nur den Heizwärmebedarf, sondern den Primärenergiebedarf, der für die Gebäudebeheizung und -belüftung sowie für die Trinkwassererwärmung erforderlich ist. In diese Werte fließen sowohl Wärmedämm- als auch anlagentechnische Maßnahmen ein.

Für Bau- und Modernisierungsmaßnahmen an Gebäuden und für die Ausführung eines Heizungssystems hat das Folgen. Künftig steht die Art der Heizungsanlage in direktem Zusammenhang mit den baulichen Maßnahmen, der Wärmedämmung und der Luftdichtheit eines Gebäudes. Damit ist eine sinnvolle Verbindung zwischen der Wärmeerzeugung, dem Energieverbrauch und der Einsparung von Energie hergestellt. Die neuen Anforderungen im Hausbau wirken sich auch auf die Art der Abgasabführung und damit auf die Wahl des Wärmeerzeugers aus. Energie und damit Kosten können Bauherren mit modernen Gas-Heizgeräten sparen.

Baukörper und Heizungsanlage gehören zusammen

Der sich in der Vergangenheit abzeichnende Trend zur Reduzierung des Wärmebedarfs hält weiter an. Nur mit einer aufwendigen Wärmedämmung der Bausubstanz können Bauherren und Modernisierer ihren Wunsch, Energie zu sparen, jedoch nicht wirtschaftlich realisieren. Damit rücken die Anforderungen an die Luftdichtheit eines Hauses und dem damit verbundenen Luftwechsel stärker in den Vordergrund. Das wirkt sich auch auf die Abgasanlage für den Wärmeerzeuger aus. Bislang übliche schornsteingebundene und raumluftabhängige Heizungsanlagen (Art B nach Technische Regel für Gasinstallation - TRGI - Geräte mit Strömungssicherung) scheiden künftig aus zwei Gründen aus: Zum einen muss bei schornsteingebundenen Geräten der Luftverbund gesichert sein. Und auch der geringere Wärmebedarf von Heizwertgeräten mit konventioneller Verbrennungstechnik stellt in Bezug auf Abgastemperatur und -massenstrom für den Schornstein ein unlösbares Problem dar.

Bild 1: Funktionsschema Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung.

Der in der TRGI beschriebene Luftverbund schreibt eine Verbindung zwischen dem Wärmerzeuger und der Außenluft über die Außenfugen, einen Verbrennungsluftverbund über andere Räume oder über eine direkte Öffnung ins Freie vor. Dabei geht die TRGI von gewissen Undichtheiten bei Fenstern und Türen aus. Diese ermöglichen erst die Zuführung der zur Verbrennung benötigten Luft und gewährleisten damit die sichere Abführung der entstehenden Abgase über den Schornstein. In einem Niedrigenergiehaus mit dichter Gebäudehülle funktioniert dieses Prinzip jedoch nicht mehr. Für den benötigten Luftwechsel und den gewünschten Komfort in einem Niedrigenergiehaus empfehlen Fachleute daher, ein Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung zu installieren (Bild 1).

Gasgeräte für einen raumluftunabhängigen Betrieb

Aber auch ein solches Lüftungssystem stört die Druckverhältnisse, die beim Betrieb eines schornsteingebundenen Wärmeerzeugers und für den Auftrieb der Abgase im Schornstein vorhanden sein müssen. Abhilfe könnte ein vom übrigen Gebäude abgeschlossener und mit einer Zuluftöffnung nach außen versehener Aufstellraum für das Lüftungsgerät schaffen. Das ändert aber nichts an dem großen Platzbedarf für diese Lösung, den Auskühlverlusten, der Notwendigkeit eines Schornsteins und an der mit dem geringen Wärmebedarf verbundenen Verbrennungs- und Abgasproblematik. Daher kommen eigentlich nur noch Wärmeerzeuger der Art C nach TRGI in Frage, die sich alle durch eine raumluftunabhängige Betriebsweise kennzeichnen. Ein im Heizgerät integriertes Gebläse saugt die Außenluft an, führt sie der Verbrennung zu und leitet die entstehenden Abgase ins Freie. Die TRGI unterscheidet dabei die Varianten C1 bis C8, die teilweise einen speziellen Schornstein benötigen, größtenteils aber mit einem separaten Abgaszubehör auskommen. Bewährt haben sich dabei konzentrische Doppelrohre, über deren Ringspalt die Zuluft zugeführt und das Abgas über das innere Rohr ins Freie geleitet wird.

Durch einen niedrigen Wärmebedarf und eine Nennleistung, die auch eine komfortable Warmwasserbereitung sicherstellt, bildet sich Kondensat, was für feuchteempfindliche Schornsteine zum Problem werden kann. Im Heizwertgerät selbst sollte die Kondensatbildung unbedingt vermieden werden. Daraus ergibt sich ein geringes Modulationsvermögen von Wärmeerzeugern der Art B. Dieses steht allerdings im Widerspruch zu den energiesparenden langen Laufzeiten im Teil- und Mindestlastbereich in einem Niedrigenergiehaus.

Bild 2: Luft-/Abgasführung senkrecht über Dach.

Die Lösung: raumluftunabhängiges Gas-Brennwertgerät

Unter diesen Bedingungen ist die Brennwerttechnik die sinnvollste Lösung. Mit dem umweltschonenden Energieträger Gas haben die Heizgerätehersteller platzsparende Brennwertlösungen im Programm, die ohne einen Schornstein auskommen, über einen großen Modulationsbereich verfügen und durch einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad den konventionellen Geräten in punkto Sparsamkeit deutlich überlegen sind (Bild 2).

Der Markt tendiert mehr und mehr zur raumluftunabhängigen Betriebsweise und zur Brennwerttechnik. Für den Heizungsfachmann stellt sich dadurch die Frage, welche Abgasabführung sich für solche Systeme am besten eignet. Bei mehr als 60 Prozent der in Deutschland betriebenen Brennwertanlagen wird die Abgasabführung senkrecht über Dach nach C3 installiert (Bild 3). Für die Abgasabführung montiert der Installateur ein konzentrisches Doppelrohr vom Brennwertgerät bis über Dach.

Bild 3: Ausführungsbeispiele für die waagrechte und senkrechte Führung der Leitung für die Verbrennungsluftzu- und Abgasabführung über Dach für raumluftunabhängige Gasfeuerstätten mit Gebläse und einer Nennwärmeleistung kleiner 50 kW.

Die Dachdurchführungen sind in den unterschiedlichsten Varianten erhältlich. Dabei kommt es auf die Funktionssicherheit und auch auf optische Belange je nach Ausführung des Daches an. Ein besonderes Augenmerk muss dabei auf Luftdichtheit der Dachdurchführung gelegt werden. Die heute meist ausgeführte Vollsparrendämmung mit Mineral- oder Steinwolle bedarf einer so genannten dampfdiffusionsdichten Unterspannbahn (meist eine Kunststofffolie). Wird sie von Abgasanlagen durchfahren, muss der Anschluss wieder absolut luftdicht hergestellt werden. Aus Gründen der Gewährleistung sollte diese Arbeit besser derjenige übernehmen, der die Unterspannbahn angebracht hat. Das Gleiche gilt für die Wärmedämmung.

Da bei Brennwertgeräten aufgrund der geringen Abgastemperatur die Oberflächentemperatur von Heizgerät und Doppelrohrsystem 85 Grad Celsius in der Regel nicht überschreitet, muss der Handwerker beim Einbau der Abgasabführung keinen bestimmten Abstand zu brennbaren Materialien einhalten. Auskunft darüber gibt auch die Einbauanleitung des Herstellers. Die Abgasmündungen müssen dabei einen senkrechten Abstand zur Dachfläche von mindestens 40 Zentimetern aufweisen (bei Leistungen kleiner 50 kW).

Abgassysteme, die Geschossdecken durchstoßen, müssen ab dem Stockwerk über dem Heizgerät feuerfest verkleidet werden. Ausschlaggebend dabei ist die Feuerwiderstandsdauer der Decke, die die Brandübertragung zwischen den Geschossen verzögert. Bei den meisten Gebäuden beträgt die Feuerwiderstandsdauer F90 (90 Minuten), bei Häusern mit geringerer Höhe reicht F30. Materialien und übliche Branchenlösungen für eine feuerfeste Verkleidung gibt es im Fachhandel, im Zweifelsfall gibt auch der Schornsteinfeger Auskunft.

Bild 4: Abgasleitung über Fassade, Verbrennungszuluft von außen.

Sonderfall C6-Geräte

Mit Ausnahme der C6-Lösung**, bieten die Heizgerätehersteller die passenden Abgaslösungen zusammen mit dem Heizgerät an. Die Systemzulassung liefert dabei den Nachweis, dass alle Auflagen und die Anforderungen an die Betriebs- bzw. Funktionssicherheit erfüllt sind. Bei den C6-Lösungen handelt es sich um Abgassysteme anderer Hersteller, die eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung benötigen. Auch das Heizgerät muss eine Zulassung nach C6 haben. Zudem sollte der Installateur die Funktionstauglichkeit und Betriebssicherheit zusammen mit dem jeweiligen Abgaszubehör prüfen, gegebenenfalls mit Unterstützung des Schornsteinfegers. Wird das Brennwertgerät im Keller eines Niedrigenergiehauses installiert und scheidet für die Bewohner die Möglichkeit einer hausinternen Abgasabführung über Dach aus, lässt sich eine optisch ansprechende Edelstahllösung vor der Fassade anbringen (Bild 4). Die Verbindung wird über ein konzentrisches Doppelrohr hergestellt, wobei die Zuluft im Freien angesaugt wird. Wie bei der Dachhaut ist auch hier zu beachten, dass die Luftdichtheit des Gebäudes später wieder gegeben sein muss.

Bild 5: Abgas und Verbrennungszuluft über Schacht im Gegenstrom.

Abgasabführung mit Schacht

Neben der senkrechten konzentrischen Abgasabführung nach C3 hat sich die Abgasabführung im Schacht (ebenfalls C3, C4 oder C5 bei getrennter Zuluftführung) etabliert - vorausgesetzt, ein Schornstein oder ein Schacht bis über das Dach sind vorhanden (Bild 5). Diese Lösung eignet sich im Niedrigenergiehaus besonders dann, wenn das Brennwertgerät im unteren Bereich des Hauses installiert werden soll und/oder eine offene Feuerstelle geplant ist. Dafür bieten Schornsteinhersteller Kombischächte, die über zwei Züge verfügen. Speziell im Neubau sollten, aufgrund der unterschiedlichen Bauvorschriften der Bundesländer, die Systeme der Schornsteinhersteller eingesetzt werden. So kann der Abgasbereich des Kombischachts sowohl im Unterdruck als auch im Überdruck betrieben werden. Eine raumluftunabhängige Betriebsweise ist auch bei dieser Lösung möglich.

Bild 6: Gas-Brennwert-Wärmezentrale Cerasmart-Modul mit Schichtladetechnik für hohen Warmwasserkomfort.

Bei der Gestaltung des Kombischacht-Kopfes legen die Hersteller auf einen sicheren Betrieb Wert. Verzichten die Bewohner auf eine zusätzliche Feuerstätte für feste Brennstoffe, hat sich der Einsatz einer Abgasleitung im Schacht bewährt. Der Fachmann verlegt das Abgaszubehör, das üblicherweise aus Kunststoff hergestellt ist, im Schacht und fixiert es am oberen Ende. Ein Abstandshalter hält die wahlweise starre oder flexible Abgasleitung konzentrisch im Schacht, die Zuluft wird aus dem Ringspalt zwischen Schachtwand und Abgasleitung angesaugt oder über eine separate Zuluftleitung dem Gerät zugeführt. Mit einer konzentrischen Doppelrohrlösung wird das Brennwertgerät an den Schacht angeschlossen, die dann in die einfache Abgasleitung übergeht. Um zu vermeiden, dass Rauchgase des Feststoffkaminzugs angesaugt werden, müssen die Schachtmündungen bei diesen Kombischächten eine unterschiedliche Höhe aufweisen. Vorgefertigte Systeme haben die Schornsteinhersteller im Programm.

Zusammenfassung

Für die Versorgung eines Niedrigenergiehauses mit Wärme und warmem Wasser bei Nutzung des Energieträgers Gas, eignen sich Brennwertgeräte in raumluftunabhängiger Betriebsweise besonders gut. Die Brennwerttechnik kommt nicht nur den Anforderungen der EnEV entgegen. Ihr Einsatz schont zudem die Ressourcen und leistet durch geringe Schadstoffemissionen einen wertvollen Beitrag zum Umweltschutz. Auch bei niedrigem Wärmebedarf ermöglicht die geringe Mindestlast von Gas-Brennwertgeräten gute Laufzeiten.

Wer auf einen hohen Warmwasserkomfort Wert legt, kann solare Warmwasserbereitung oder moderne Schichtladetechnik wählen (Bild 6). Letztere ist im Anschaffungspreis vergleichsweise günstig und weist einen besseren Wirkungsgrad auf. Grundsätzlich ist die sorgfältige Planung und Absprache mit den beteiligten Fachgewerken empfehlenswert. So lassen sich eventuelle Mängel oder Reklamationen von Anfang an vermeiden - und der Endkunde ist zufrieden.


B i l d e r :   Robert Bosch GmbH, Geschäftsbereich Thermotechnik (Junkers), 73243 Wernau


*) Dipl.-Ing. Rolf Krentz, Produktmanager Brennwerttechnik bei Junkers/Bosch-Thermotechnik, Wernau

**) C6: Gasfeuerstätten für den Anschluss an eine nicht mit der Gasfeuerstätte geprüfte Verbrennungsluftzu- und Abgasabführung.