Ein Sanierungsfall mit Anspruch

Querschnittsanpassung von Hausschornsteinen

Dipl.-Ing. (FH) Dirk Böhringer*

Bei bestehenden Schornsteinen ist es mit zunehmendem Alter in der Regel notwendig, das rauchgasführende "Innenleben" mit einer neuen Rohrsäule zu versehen. Derartige Arbeiten können durch den Wechsel des Wärmeerzeugers oder bereits eingetretene Schadensfälle wie Durchfeuchtungen und so genannte Versottungen notwendig werden. Moderne Niedertemperatur- und Brennwertanlagen benötigen außerdem Abgasleitungen, die speziell auf deren Anforderungen abgestimmt und dimensioniert worden sind.

Vom Schornstein zur Abgasleitung

Abgasführungen werden heute aus Aluminium, Edelstahl, Keramik und Kunststoff angeboten. Darüber hinaus wird bei gasförmigen Brennstoffen verstärkt die Möglichkeit genutzt, mit Luft-Abgas-Systemen die Verbrennungsluft von der Mündung über Dach direkt zum Heizgerät zu führen. Eine besonders betriebssichere Variante, die mit der Einführung der Energieeinsparungsverordnung (EnEV) weitere Marktanteile gewinnen dürfte.

Baurechtlich änderten sich mit der Muster-Feuerungsverordnung (MFeuVO) von 1995 nahezu alle Begriffsbestimmungen rund um den Schornstein. Das Wort Abgasanlagen wurde zum Überbegriff. Abgasanlagen von öl- und gasbetriebenen Feuerstätten werden generell als Abgasleitungen bezeichnet, egal ob sie im Über- oder Unterdruck arbeiten. Bei Wärmeerzeugern, die mit festen Brennstoffen betrieben werden, spricht man weiterhin von einem Schornstein, wobei eine Feuerbeständigkeit der Außenschale von mind. 90 Minuten gegeben sein muss.

Im Zuge der weitreichenden Harmonisierungsbestrebungen bei den europäischen Normen und Richtlinien wurde mit der TRGI 1986/1996 eine Reihe von Veränderungen im Bereich der Aufstellung und Zulassung von Gasfeuerstätten einschließlich der Abgasführung ermöglicht. Gerätegebundene Abgasleitungen - die i.d.R. im Überdruck betrieben werden - lassen sich seitdem gemäß der europäischen Gasgeräterichtlinie zusammen mit dem Wärmeerzeuger prüfen und systemzertifizieren. Sie tragen dann gemeinsam das CE-Zeichen. Abgasleitungen und Schornsteinsysteme, die frei im Markt zu beziehen sind, müssen eine bauaufsichtliche Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) vorweisen. Der Vorteil dieser Systeme liegt in der freien Verwendung an allen Feuerstätten; ein Aspekt der beim späteren Austausch des Gerätes (z.B. im Schadensfall) oder einem Brennstoffwechsel häufig zum Tragen kommt.

Taupunktunterschreitung in der Abgasstrecke

Die Abgassysteme zur Querschnittsverminderung oder Sanierung von bestehenden Hausschornsteinen haben mit der kondensierenden Betriebsweise der heute eingesetzten Heizungsanlagen keine Probleme. Man spricht von einer feuchteunempfindlichen Betriebsweise. Bei Abgastemperaturen von etwa 40°C und darunter kommt es zur beabsichtigten Bildung von Kondensat in der Abgasstrecke. Diese Feuchtigkeit sammelt sich an der Schornsteinsohle und wird über einen Siphon, eine Neutralisationseinrichtung oder direkt über den Wärmeerzeuger abgeführt. Das Merkblatt der Abwassertechnischen Vereinigung, M 251, regelt das Einleiten von Kondensaten aus öl- und gasbetriebenen Feuerungsanlagen in das öffentliche Abwassernetz. Die (neue) innere Rohrsäule aus Metall, Keramik oder Kunststoff hat somit die Aufgabe, den vorhandenen Schacht aus mineralischen Baustoffen vor den sauren und aggressiven Bestandteilen der Abgase zu schützen.

Bausubstanz muss in Ordnung sein

Voraussetzung für eine Anpassung des Schornsteinquerschnitts ist die Stand- und Brandsicherheit des vorhandenen Schachtes. Vor allem der Schornsteinkopf ist vor Durchführung der Maßnahme zu überprüfen. Lose Abdeckungen oder Mauersteine sind abzutragen und ggf. zu ersetzten. Gute Ergebnisse lassen sich auch durch den Einsatz von Schornstein-Kopfverkleidungen im Baukastensystem erzielen.

Bild 1: Einwandiges Sanierungssystem aus Edelstahl.

Die richtige Materialwahl

Edelstahl

Hochwertige rostfreie Edelstähle finden seit über 25 Jahren in der Abgastechnik Verwendung. Der Vorteil des Materials liegt in der hohen Korrosionsbeständigkeit, der damit verbundenen Langlebigkeit sowie dem geringen Gewicht. Darüber hinaus kann rostfreier Edelstahl mit handelsüblichen Werkzeugen an der Baustelle bearbeitet (z.B. geschnitten oder verformt) werden. Eine Eignung besteht - je nach verwandter Werkstoffgüte - für alle zugelassenen Brennstoffe und Feuerstätten. Die Rohrelemente haben Wandstärken von 0,4 bis 2,0 mm und gewährleisten eine problemlose Montage an der Baustelle (Bild 1).

Ovale Rohrsäulen werden ebenso eingesetzt wie flexible Systeme. Diese Einsatzrohre werden z.T. doppellagig gefertigt, wodurch sich ein besonders geringer Strömungswiderstand ergibt. Mit Hilfe einer speziellen Falz- und Fügetechnik wird außerdem eine außerordentlich sichere und dennoch flexible Rohrführung in schräggeführten (gezogenen) Schornsteinen ermöglicht (Bild 2).

Bild 2: Flexible Einsatzrohre eignen sich besonders zur Querschnittsverminderung in schräggeführten (verzogenen) Schächten.

Keramik

Die heute eingesetzten Systeme aus Keramik haben mit den bekannten Schamotte-Tonrohren der vergangenen Jahre kaum noch etwas gemeinsam. Je nach Hersteller sind die Keramikrohre heute nur noch 8 mm dünn und damit leichter als früher. Sie sind resistent gegen aggressive Bestandteile. Keramische Werkstoffe zeichnen sich durch eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit und hohe mechanische Belastbarkeit aus. Außerdem gelten sie als außerordentlich langlebig (Bild 3).

Bild 3: Leicht, dünnwandig, maßgenau und äußerst widerstandsfähig: Hochwertige Keramiksysteme (rechts) haben mit den alten Schamotte-Tonrohren kaum noch etwas gemeinsam.

Kunststoff

Neben dem Werkstoff PVDF (Polyvinylidenfluorid) stehen Kunststoffsysteme aus Polypropylen (PP) zur Verfügung. Sie zeichnen sich durch ihr geringes Gewicht und die daraus resultierende einfache Handhabung aus. Kunststoffsysteme gibt es in starrer wie flexibler Ausführung oder als einwandiges und doppelwandiges Luft-Abgas-System für alle gängigen Brennwertgeräte.

Die Montage der einzelnen Rohrkomponenten erfolgt mittels einfacher Steckmuffenverbindungen. Alle PP-Rohre zur Abgas- und Verbrennungsluftführung lassen sich problemlos mit einem Rohrschneider oder einer Säge kürzen und können so an die örtlichen Gegebenheiten angepasst werden. Die heute erhältlichen Kunststoffabgassysteme sind in aller Regel für den Betrieb an gas- und ölbefeuerten Wärmeerzeugern zugelassen, sofern die Abgastemperaturen 120°C nicht übersteigen. Die Begrenzung der Abgastemperatur wird entweder in dem angeschlossenen Wärmeerzeuger, oder über einen externen Sicherheitstemperaturbegrenzer vorgenommen (Bild 4).

Bild 4: Abgasleitung aus Polypropylen: Für den Betrieb an gas- und ölbefeuerten Wärmeerzeugern zugelassen, sofern sie Abgastemperaturen von 120 °C nicht übersteigen.

Aluminium

Abgasleitungen aus diesem Material werden fast immer gemeinsam mit einem Gasgerät geprüft und systemzertifiziert. Sie sind dann nur in Verbindung mit diesen Wärmeerzeugern zugelassen und müssen im Fall eines Gerätetausches ebenfalls ausgewechselt werden. Eine Eignung für feste oder flüssige Brennstoffe besteht i.d.R. nicht. Außerdem sollten die Dichtungen nicht direkt dem Kondensatwasserstrom ausgesetzt sein; ein entsprechendes Gefälle in waagerechten Leitungsabschnitten ist deshalb zu berücksichtigen.

Vorbereitung zur Querschnittsanpassung

Ein großer Teil aller Maßnahmen zur Sanierung von Hausschornsteinen besteht in der Verminderung des vorhandenen Querschnitts. Zur richtigen Dimensionierung der neuen Abgasleitung wird zu diesem Zweck eine Berechnung gemäß DIN 4705 Teil 1 (Einzelbelegung) oder 3 (bei Mehrfachbelegung) durchgeführt. Nach Auswertung des Ergebnisses ist dann zu entscheiden, ob die Rohrsäule mit einer Wärmedämmung zu versehen ist.

Bild 5: Der Einsatz einer speziellen Wärmedämmschale führt auch zur Geräuschdämpfung.

Aus Gründen der Geräuschdämpfung (Schallquellen im System) empfiehlt es sich besonders bei dünnwandigen Rohrsystemen eine mineralische Dämmschale einzusetzen. Entsprechende Materialien werden gemäß DIN 4102 ohne Kaschierung in nicht brennbarer Ausführung angeboten (Bild 5). Um auftretenden Übertragungsschall zu vermeiden, kann es sinnvoll sein, eine Systemtrennung zwischen Wärmeerzeuger und Abgasstrecke vorzunehmen (Bild 6).

Bild 6: Schallabsorber können zur Systemtrennung eingesetzt werden.

Montage

Vor der Montage sind alle Aussparungen für Reinigungsöffnungen und Feuerstättenanschlüsse in den Schornsteinwangen anzubringen. Weitere Öffnungen für Zugbegrenzer, andere Wärmeerzeuger oder zum Einbau eventueller Richtungsänderungen gilt es zu berücksichtigen. Der eigentliche Montagevorgang erfolgt vom Dach aus mit Hilfe einer Ablasswinde oder - bei leichten Systemen - eines geeigneten Seils. Die einzelnen Rohrelemente sind zwischen einem halben und drei Meter lang. Sie werden miteinander verbunden und dann Schritt für Schritt in den Schacht abgelassen.

Bild 7: Sinnvolle Lösungen für den Mündungsbereich verbinden Hinterlüftung und Witterungsschutz.

Je nach eingesetztem Material sind die Rohrverbindungen systemspezifisch über Dach zu erstellen. Für die Revisionsöffnungen und den Feuerstättenanschluss finden entsprechende Formteile Verwendung.

Spezielle Abstandhalter zentrieren die Rohrsäule. An der Schornsteinmündung wird bei fast allen Systemen eine Schachtabdeckung sowie ein Regenkragen montiert (Bild 7). Diese Konstruktionselemente verhindern ein Eindringen von Niederschlagswasser in den Ringspalt zwischen Rohrsäule und Mauerwerk. Gleichzeitig wird eine Hinterlüftung der Abgasstrecke sichergestellt. Nach dem Anschluss der Verbindungsleitung des Wärmeerzeugers sind die Öffnungen in den Schornsteinwangen wieder fachmännisch zu vermauern.

*) Dipl.-Ing. (FH) Dirk Böhringer, Leiter des Bereichs Entwicklung Abgastechnik bei der Joseph Raab GmbH & Cie. KG, Neuwied

B i l d e r : Joseph Raab GmbH & Cie. KG, Neuwied

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