DE102007010910B4

DE102007010910B4 - Vorrichtung zur Ableitung von Verbrennungsabgasen aus einem Gebäude

Info

Publication number: DE102007010910B4
Application number: DE200710010910
Authority: DE
Inventors: Volker Albrecht; Jürgen Böhm; Claus Dr. Bissinger
Original assignee: EKA EDELSTAHLKAMINE GmbH; Saint Gobain Isover G+H AG
Current assignee: EKA EDELSTAHLKAMINE GmbH; Saint Gobain Isover G+H AG
Priority date: 2007-03-05
Filing date: 2007-03-05
Publication date: 2009-08-20
Anticipated expiration: 2027-03-06
Also published as: DE102007010910A1

Abstract

Vorrichtung zur Ableitung von Verbrennungsabgasen aus einem Gebäude, mit einer doppelwandigen Abgasanlage, deren Wandungen von einem Innenrohr und einen das Innenrohr umgebenden metallischen Mantelrohr gebildet sind, wobei die Abgasanlage mindestens einen Durchbruch in einer Wand- und/oder einer Decke des Gebäudes durchdringt, wobei in einem Durchdringungsbereich (13) der Abgasanlage (1) im Durchbruch (2) das Mantelrohr (5) eine oder mehrere Mantelausnehmungen (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr (5) im Durchdringungsbereich (13) von einer Dichtungshülle (15) aus elastischem und wärmedämmendem Material umfasst ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ableitung von Verbrennungsabgasen aus einem Gebäude, mit einer doppelwandigen Abgasanlage, deren Wandungen von einem Innenrohr und einen das Innenrohr umgebenden metallischen Mantelrohr gebildet sind, wobei die Abgasanlage mindestens einen Durchbruch in einer Wand- und/oder einer Decke des Gebäudes durchdringt.
Aus der DE 102 28 001 A1 ist eine Abluftvorrichtung bekannt speziell für die nachträgliche Integration in ein bestehendes Gebäude.
Die DE 93 08 083 U1 zeigt eine Durchführung eines unbrennbaren Rohres durch eine Brandabschnittsbegrenzung wie z. B. eine Wand oder eine Decke, bei der innerhalb der Brandabschnittsbegrenzung ein Mantelrohr angeordnet ist, welches das unbrennbare Rohr umgibt. Durch die Wahl einer Lochblechhülse zur Ummantelung des Rohres im Bereich der Brandabschnittsbegrenzung wird darüber hinaus der Luftzutritt zum Rohr nicht behindert, so dass dadurch gekühlt werden kann.
Abgasanlagen mit doppelwandigen Abgas- oder Kaminrohr, bekannt auch als Schornstein- oder Kaminanlagen führen vornehmlich Verbrennungsabgase (Rauchgase) von in Gebäude installierten offenen oder geschlossenen Feuerungsstätten, wie Heizkessel oder Kamine, aus dem Gebäude ab. Die Doppelwandigkeit der Abgasanlage der Vorrichtung wird aus einem Innenrohr, das die heißen Abgase mit Tempera turen bis zu 1000°C führt, und aus einem das Innenrohr umgebenden Mantelrohr realisiert. Bevorzugt sind das Innenrohr und häufig auch das Mantelrohr aus Edelstahlblech gefertigt, alternativ kann das Mantelrohr auch aus anderen metallischen Stoffen bestehen. Zwischen dem Innenrohr und dem Mantelrohr ist meist ein Wärmedämmmaterial angeordnet, um das Mantelrohr gegenüber dem Innenrohr thermisch zu isolieren und die notwendige Abgastemperatur für den wirksamen Schornsteinzug aufrechtzuerhalten. Die Rauchgase werden mittels der Abgasanlage vorwiegend vertikal und nur in kurzen Abschnitten horizontal von der Feuerstätte abgeleitet, wobei die Abgasanlage innerhalb des Gebäudes Durchbrüche durch Geschossdecken und/oder Wände des Gebäudes durchdringt oder außerhalb des Gebäudes an der Außenwand des Gebäudes bis in eine bestimmte Höhe über das Dach geführt wird, wo dann Rauchgase gefahrenfrei in die Atmosphäre abgeleitet werden.
Die übliche Bezeichnung Innenrohr und Mantelrohr umfasst nicht nur kreisrunde Querschnitte der Abgasanlage, sondern meint im Weiteren Sinne alle möglichen Leitungsquerschnitte, die z. B. auch rechteckig, quadratisch, oval oder vieleckig beschaffen sein können.
Aus der US 4,608,963 ist auch eine dreiwandige Metallschornsteinkonstruktion zur Ableitung von Verbrennungsabgasen aus einem Gebäude bekannt. Der Bereich zwischen dem Innenrohr und einem Mittelrohr ist mit Isoliermaterial aufgefüllt, wohingegen den Bereich zwischen dem Mittelrohr und dem Außenrohr ein Luftströmkanal ausfüllt, durch welchen eine durch die Isolierschicht zwischen Innen- und Mittelrohr durchtretende Restwärme abgeführt wird. Um das Mantelrohr ist ein weiterer Kanal, durch welchen ein Luftstrom vom Dach aus zugeführt wird, vorgesehen. Die zugeführte Luft kann durch Öffnungen in dem Mantelrohr in den Luftströmkanal eintreten.
Nach brandschutztechnischen Vorschriften darf eine Abgasanlage mit einem metallischen Mantelrohr innerhalb eines Gebäudes bei Überbrückung von Geschossen, die als eigenständige Brandabschnitte ausgelegt sind, nur in einem gesonderten, feuerbeständigen Schacht, der die Feuerwiderstandsklasse F90 erfüllt, angeordnet werden oder muss mit einer gesonderten feuerbeständigen Isolierung in F90-Qualität versehen werden und anschließend verkleidet werden.
Abgasanlagen dieser Art müssen innerhalb von Gebäuden die Feuerwiderstandsklasse F90 (für Bauteile) bzw. L90 (für Leitungsteile) erfüllen, was bedeutet, dass die Bauteile bzw. die Leitungsteile unter Normprüfbedingungen einer Brandtemperatur von bis zu 1000°C für eine Dauer von mindestens 90 min widerstehen müssen, ohne einen Branddurchschlag zu verursachen. Diese Brandschutzqualität wird auch als Feuerbeständigkeit bezeichnet. Insbesondere besteht dieses Brandschutzerfordernis bei Wand- und Deckendurchgängen dieser Abgasanlagen von einem Gebäudeabschnitt zum anderen. Zur Prüfung der Brandschutzqualität der Bauteile bzw. Leitungsteile durch Decken oder Wände wird in einer Prüfanordnung ein Deckendurchgang der zu prüfenden Abgasanlage zwischen dem Brandraum, in dem die hohe Prüftemperatur angelegt wird, und dem Beobachtungsraum untersucht, wobei die Prüfvorgaben verlangen, dass eine kritische Entzündungstemperatur der Prüfteile der Abgasanlage im Beobachtungsraum nicht erreicht oder überschritten wird.
Da eine metallische Abgasanlage der gattungsgemäßen Art bisher den Anforderungen der Feuerwiderstandsklasse L90 nicht genügt, muss diese gemäß den brandschutztechnischen Vorschriften wie oben beschrieben, gesondert feuerbeständig verkleidet werden. Das Problem stellt die hohe Wärmeleitfähigkeit des metallischen Mantelrohres dar, infolge derer im Brandfall die Wärme entlang des Mantelrohres und somit durch die Wand- und Deckendurchführung im hohem Maße übertragen wird. Bei einer Geschossdurchführung der doppelwandigen Abgasanlage ohne gesonderte Schutzvorkehrungen besteht die Gefahr, dass im Falle eines Brandes in einem Geschoss sehr schnell eine kritische Entzündungstemperatur des Mantelrohres im sich anschließenden Geschoss erreicht wird und somit der Brand auch in diesem Geschoss ausbrechen kann.
Aus der EP 1 532 397 B1 ist eine Vorrichtung zur Ableitung von Verbrennungsgasen aus einem Gebäude bekannt, bei der eine das Verbrennungsgas führende Leitung durch die Geschossdecken geführt wird und geschossweise von einer Wärmedämmeinrichtung und einer Außenschale umgeben ist. Die Leitung besteht vorzugsweise aus gasdichten ein- oder zweiwandigen Edelstahlabgasrohren. Die Wärmedämmeinrichtung und die Außenschale sind im Bereich der Geschossdecke im Gegensatz zur Leitung unterbrochen, wobei der Spaltraum zwischen der Leitung und der Geschossdecke mit einem dichtenden Dämmelement ausgefüllt ist. Bei einer derartigen Vorrichtung wird zunächst die Leitung in ihrem vorgesehenen Verlauf durch die Geschossdecken eingebracht und dabei in den vorbereiteten Durchbrüchen zentrisch platziert, wobei im Bereich der Geschossdurchführung das Dämmelement eingesetzt wird, das dem Erhalt der Feuerwiderstandsdauer der Geschossdecken dient. Der übrige Bereich der Leitung außerhalb der Geschossdurchführung wird mit der thermisch schützenden Wärmedämmeinrichtung ummantelt. Anschließend wird die Außenschale, vorzugsweise aus Gipskartonplatten, zwischen den Geschossdecken errichtet. In einer Ausführungsform wird die Außenschale beabstandet zur Wärmedämmeinrichtung angeordnet, wobei hohe Temperaturen auf der Außenschale vermieden werden, so dass die Außenschale keine F-Klassifizierung aufweisen muss und lediglich als Sicht- und Kontaktschutz für die Wärmedämmeinrichtung dient.
Diese Ausführungen von Schornstein- oder Kaminanlagen mit innerhalb des Gebäudes geführten Abgasanlagen, welche ein metallisches Mantelrohr aufweisen, sind baulich sehr aufwändig. Außerdem gibt es auch aus Platzgründen und aus gestalterischen Gründen Bestrebungen die brandschutztechnisch erforderlichen Verkleidungsmaßnahmen der Abgasanlagen zu minimieren oder ganz entfallen lassen zu können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei der der konstruktiven Aufwand zur Einhaltung der brandschutztechnischen Erfordernisse bei einer Installation der Abgasanlage innerhalb eines Gebäudes verringert wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß damit gelöst, dass in einem Durchdringungsbereich der Abgasanlage im Durchbruch das Mantelrohr eine oder mehrere Mantelausnehmungen aufweist und dass das Mantelrohr im Durchdringungsbereich zumindest teilweise von einer Dichtungshülle aus elastischem und wärmedämmendem Material umfasst ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.
Mit den erfindungsgemäß vorgesehenen Mantelausnehmungen wird die Mantelfläche des Mantelrohres gewissermaßen mit einem Lochmuster perforiert und die Homogenität der Mantelfläche aufgehoben, womit ohne Einbuße der statischen Festigkeit die Wärmleitfähigkeit des Mantelrohres in seiner Längserstreckung erheblich reduziert wird. Somit wird eine thermische Trennung zwischen den durch die Abgasanlage verbundenen Gebäudeteilen beiderseits des Durchbruches wirksam realisiert. Damit stellt sich im Brandfall trotz hoher Brandtemperatur auf einer Seite des Durchbruches keine kritische Endzündungstemperatur auf der Mantelfläche des Mantelrohres der anderen Seite des Durchbruches ein. Eine derart gestaltete Abgasanlage erzielt eine Feuerwiderstandqualität entsprechend der Feuerwiderstandsklasse L90, so dass zusätzlich mit einer erfindungsgemäßen Brandschutzabdichtung des bei der Montage der Abgasanlage verbleibenden Spaltraumes zwischen Abgasanlage und der durchbrochenen Decke bzw. Wand eine feuerbeständige Barriere nach der Brandschutzklasse F90 erreichbar ist. Im Ergebnis kann auf die baulich auf wändige Brandschutzverkleidung der doppelwandigen Abgasanlage oder die Anordnung in einem gesonderten Brandschutzschacht verzichtet werden.
In einer speziellen technologisch günstigen Ausgestaltung ist die Mantelausnehmung als Rundloch, Langloch oder Vieleckloch ausgebildet. Ist insbesondere das Langloch oder das Vieleckloch axial, radial und/oder diagonal erstreckt angeordnet, fördert dies die Reduzierung der Wärmeleitung in axialer Richtung entlang des Mantelrohres, da sich die wärmeleitende Substanz der Mantelfläche des Mantelrohres insgesamt wirkungsvoll verringert und örtlich stark eingeschränkt ist. Werden mehrere Mantelausnehmungen mit axialer, radialer oder diagonaler Erstreckung miteinander kombiniert, nimmt der Wärmestrom entlang des verbleibenden Mantelrohres keinen axialen, geradlinigen Weg, sondern einen labyrinthartigen, mehrfach abgelenkten Weg, wodurch der Anteil des Wärmetransportes durch Wärmeleitung längs des Mantelrohres gegenüber dem Anteil des Wärmetransportes durch Wärmeübertragung an die am Mantelrohr angrenzenden Bauteile abnimmt.
In diagonaler Erstreckung kann beispielsweise auch nur eine Mantelausnehmung als Langloch spiralförmig um den Umfang des Mantelrohres verlaufen, so dass sich die Enden der Mantelausnehmung überlappen. Hiermit wird der einzige mantelverbindende Steg ebenfalls mit diagonalem Verlauf ausgebildet, so dass der geradlinige Wärmetransport durch Wärmeleitung entlang des Mantelrohres gleichermaßen weitestgehend behindert ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Mantelausnehmungen, insbesondere gleichmäßig, um den Umfang des Mantelrohres verteilt angeordnet, so dass auch die Wärmeleitung gleichmäßig um den Umfang des Mantelrohres gemindert wird.
Weiterführend wird die Wärmeleitung zusätzlich dadurch gemindert, dass die Mantelausnehmungen in einer oder mehreren umlaufenden Reihen um den Umfang des Mantelrohres angeordnet sind, insbesondere dann, wenn die Mantelausnehmungen der einen Reihe zu den Mantelausnehmungen der anderen Reihe versetzt angeordnet sind.
In einer speziellen Ausführungsform wird eine einzige Mantelausnehmung als umlaufender Schlitz um das Mantelrohr ausgebildet, so dass das Mantelrohr in zwei Mantelrohrteile geteilt ist. Die Wärmeleitung entlang des Mantelrohres wird somit durch vollständige Materialtrennung gänzlich unterbrochen. Jedoch ist hierbei auch die Stabilität des durchgehenden Mantelrohres aufgehoben, was technische Zusatzmaßnahmen für die Stabilisierung des Mantelrohres erfordert.
Die Stabilität des Mantelrohrs kann vorteilhaft dadurch erhöht werden, dass dieses Mantelrohr mindestens einen umlaufenden Flansch aufweist, mittels dem das Mantelrohr bzw. die Abgasanlage im Durchbruch fixierbar ist. Außerdem fördert die an dem Mantelrohr anliegende, zusätzliche Flanschfläche eine Wärmeableitung in radialer Richtung in das Wand- oder Deckenmaterial und mindert somit die unerwünschte Wärmeleitung in axialer Richtung entlang des Mantelrohres.
Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Summenfläche der Mantelausnehmungen mindestens 50%, vorzugsweise 70%, einer im Durchdringungsbereich befindlichen Mantelfläche des Mantelrohres beträgt, denn hierbei wird eine optimale thermische Trennung ohne zusätzlichem Aufwand zum Erhalt der statischen Eigenstabilität des Mantelrohres erzielt.
Der mit der Montage der Abgasanlage zunächst vorhandene Spaltraum zwischen Mantelrohr und einer Innenkontur des Durchbruches wird mit Abschluss der Montagearbeiten bauseitig verschlossen. Zur Isolierung der Abgasanlage gegenüber dem bauseitigen Verschlussmaterial ist das Mantelrohr im Durchdringungsbereich zumindest teilweise von einer Dichtungshülle aus elastischem und wärmedämmenden Material umfasst. Insbesondere Mineralwolle mit einer Rohdichte von vorzugsweise 70 bis 150 kg/m³ bewirkt eine elastische und thermische Abdichtung des sich im Betrieb der Abgasvorrichtung oder im Brandfall stark erwärmenden und ausdehnenden Mantelrohres gegenüber einer starren Verschlussmasse, wie Beton oder Mörtel, in das die Abgasanlage innerhalb des verschlossenen Durchbruches eingebettet ist. Damit werden thermische und mechanische Spannungen im Verschlussmaterial seitlich des Mantelrohres vermieden, in deren Folge sich dort Risse oder Spalten bilden können, die einen Gas- oder Feuerdurchtritt ermöglichen.
Ist die Dichtungshülle aus mindestens zwei Hüllsegmenten gebildet, erleichtert dies die Montage der Dichtungshülle um die Abgasanlage innerhalb des Durchbruches.
Der hiernach verbleibende Spaltraum zwischen dem Mantelrohr und der Innenkontur des Durchbruchs und/oder zwischen der Dichtungshülle und der Innenkontur des Durchbruchs wird vorzugsweise feuerbeständig, z. B. mit Brandschutzmörtel, verschlossen, wobei auch das Dämmmaterial der Dichtungshülle eine brandschutztechnische Abschirmung erfährt.
Vorzugsweise wird die Abgasanlage aus vorgefertigten Leitungselementen errichtet, die mittels einer Steckmuffenverbindung miteinander verbindbar sind. So kann bei der Montage einer Abgasanlage im Durchgang durch mehrere Geschosse jeweils ein Leitungselement mit der erfindungsgemäßen Gestaltung des Mantelrohres exakt im Durchdringungsbereich des jeweiligen Durchbruches positioniert werden und im Baukastenprinzip die standardgemäßen Leitungselemente unterhalb wie oberhalb des Durchbruches angepasst und angesteckt werden. Sofern die Abgasanlage, z. B. mittels eines Flansches im oder am Deckendurchgang statisch fixiert ist, ermöglicht eine axiale Verschiebbarkeit der Leitungselemente zueinander innerhalb der Steckmuffenverbindung eine Kompensation der Längenausdehnung der Abgasanlage im Betrieb bzw. im Brandfall.
Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und der zugehörigen Zeichnungen. Die Figuren zeigen in schematischer Darstellung in
1a eine partielle Schnittdarstellung einer doppelwandigen Abgasanlage in einem Durchbruch durch eine Geschossdecke mit Mantelausnehmungen in einer Variante als axial erstreckte Langlöcher,
1b die doppelwandige Abgasanlage in gleicher Ansicht wie in 1a mit Mantelausnehmungen in einer Variante als radial erstreckte Langlöcher in drei Reihen,
2 eine Schnittdarstellung einer doppelwandigen Abgasanlage in einem Durchbruch mit einer Mantelausnehmung in einer Variante als umlau fender Schlitz und mit umlaufenden Flanschen an einem oberen und unteren Mantelrohrteil,
3 die doppelwandige Abgasanlage in gleicher Ansicht und Variante der Mantelausnehmung wie in 2, jedoch in einer Anordnung der Flansche als Blende,
4 die doppelwandige Abgasanlage in gleicher Ansicht und Variante der Mantelausnehmung wie in 2, jedoch mit einem gegenüber dem oberen Mantelrohrteil verjüngtem unteren Mantelrohrteil,
5 eine doppelwandige Abgasanlage in einer Seitenansicht mit einer Lüftungseinrichtung,
6 eine Querschnitt durch die Abgasanlage nach 5,
7a eine Schnittdarstellung durch einen Abgasanlagenkopf mit Luftaustrittsöffnungen im Innenrohr und in
7b ein Abgasanlagenkopf in der gleichen Ansicht wie in 7a mit Luftaustrittsöffnungen im Mantelrohr.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen jeweils gleiche oder entsprechende Teile.
1a zeigt einen Ausschnitt einer doppelwandigen Abgasanlage 1 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die Verbrennungsabgase aus einer nicht dargestellten Feuerungsstätte innerhalb eines ebenso nicht dargestellten Gebäudes in die freie Atmosphäre ableitet. Der Ausschnitt zeigt die Durchführung der doppelwandigen Abgasanlage 1 durch einen vorbereiteten Durchbruch 2 in einer Geschossdecke 3 des Gebäudes. Die doppelwandige Abgasanlage 1 weist ein das Verbrennungsabgas förderndes Innenrohr 4 und ein das Innenrohr 4 umfassendes Mantelrohr 5 auf, jeweils hergestellt aus Edelstahlblech. Ein Zwischenraum 6 zwischen Innenrohr 4 und Mantelrohr 5 ist mit einer Wärmedämmschicht 7 aus Wärmedämmmaterial, z. B. aus Mineralwolle, ausgefüllt. Die Abgasanlage 1 ist modular aus vorgefertig ten Leitungselementen 8, 9, 10 zusammengesetzt, wobei jedes der Leitungselemente 8, 9, 10 über einen Abschnitt des Innenrohres 4, der Wärmedämmschicht 7 und des Mantelrohres 5 verfügt. Die Leitungselemente 8, 9, 10 sind mittels einer Steckmuffenverbindung aufeinander gesetzt verbunden. Dazu weist jedes Leitungselement 8, 9, 10 einen Endes des Mantelrohres 5 eine aufgeweitete Steckmuffe 11 und anderen Endes des Mantelrohres 5 eine umlaufende Sicke 12 (ersichtlich in 2 und 3) auf, so dass das Leitungselement 9 mit seiner Steckmuffe auf ein die Sicke 12 umfassendes Ende des unteren Leitungselementes 8 mit sicherem Sitz aufgesetzt werden kann.
Das den Durchbruch 2 der Geschossdecke 3 durchdringende Leitungselement 9, weist ein Mantelrohr 5 auf, bei dem in einem Durchdringungsbereich 13 der Abgasanlage 1 mehrere Mantelausnehmungen 14 in Form von Langlöchern ausgebildet sind, die axial erstreckt und in einer Reihe gleichmäßig um den Umfang des Mantelrohres 5 verteilt angeordnet sind. Damit wird eine für die Wärmeleitung in axialer Richtung entlang des Mantelrohres 5 wirksame Wärmetransportfläche deutlich verringert. Die Summenfläche der Mantelausnehmungen 14 beträgt im Ausführungsbeispiel mindestens 50% der im Durchdringungsbereich 13 der Abgasanlage 1 befindlichen Mantelfläche des Mantelrohres 5.
In einer Variante nach 1b wird eine ebensolche Abgasanlage wie nach 1a dargestellt, wobei alternativ das den Durchbruch 2 der Geschossdecke 3 durchdringende Leitungselement 8 ein Mantelrohr 5 aufweist, bei dem im Durchdringungsbereich 13 mehrere Mantelausnehmungen 14 in Form von Langlöchern ausgebildet sind, die radial erstreckt in drei umlaufenden Reihen um den Umfang des Mantelrohres 5 angeordnet sind. Die Langlöcher der einen Reihe sind zu den Langlöchern der benachbarten Reihe versetzt angeordnet. Dadurch wird ebenfalls die wirksame Wärmetransportfläche für die Wärmeleitung in axialer Richtung entlang des Mantelrohres 5 verringert und zudem der Wärmetransportweg durch den labyrinthartigen Verlauf der verbleibenden Mantelfläche des Mantelrohres 5 gestreut.
Das Mantelrohr 5 nach 1a und 1b wird im Durchdringungsbereich 13 von einer Dichtungshülle 15 aus elastischem Wärmedämmmaterial, wie z. B. Mineralwolle mit einer Rohdichte von etwa 70–150 kg/m³, umfasst, die sich zumindest über die gesamte Höhe der Ausnehmungen 14 erstreckt und jeweils gegenüber einer oberen und einer unteren Deckenkante 16, 17 der Geschossdecke 3 zurückgesetzt abschließt.
Die Dichtungshülle 15 besteht aus zwei Hüllsegmenten 18, 19, die beiderseitig des Mantelrohres 5 angelegt sind und dieses bündig umschließen, wie aus Detail X ersichtlich ist. Die Hüllsegmente 18, 19 sind in ihrer Außenkontur so gestaltet, dass sie in zusammengesetzter Weise die Dichtungshülle mit einem runden oder rechteckigen Außenquerschnitt bilden, so dass sie entsprechend der vorgegebenen Durchbruchskontur in eine runde Kernbohrung oder einen rechteckigen Schalungsdurchbruch eingesetzt werden können.
Ein verbleibender Spaltraum 20 zwischen dem Mantelrohr 5 und einer Innenkontur 21 des Durchbruchs 2 und zwischen der Dichtungshülle 15 und der Innenkontur 21 des Durchbruchs 2 wird feuerbeständig verschlossen, wobei nach dem Ausführungsbeispiel in 1a der Spaltraum 20 vollständig mit Brandschutzmörtel 22 ausgefüllt wird. Dabei wird die Dichtungshülle 15 dreiseitig vom Brandschutzmörtel 22 umschlossen und somit auch eine wirksame Brandschutzabdichtung der gasdurchlässigen Mineralwolle hergestellt. Anstelle der vollständigen Ausfüllung mit Brandschutzmörtel 22 wird nach 1b der Spaltraum 20 kombiniert mit Brandschutzfertigteilen 23 aus beispielsweise Vermiculit- oder Promatplatten und im Übrigen mit Brandschutzmörtel 22 verschlossen. Dabei schließen die Brandschutzfertigteile 23 bündig mit der oberen und unteren Deckenkante 16, 17 ab und verdecken so die Dichtungshülle 15 stirnseitig. Alternativ kann auch eine hier nicht dargestellte Sperrschicht in Form einer Brandschutzbeschichtung auf die Dichtungshülle 15 oder auf die Brandschutzfertigteile 23 aufgebracht werden.
Die Dichtungshülle 15 mit ihrem elastischen Wärmedämmmaterial kompensiert in diesem Verbund zwischen Abgasanlage 1 und dem starren Brandschutz-Verschlussmaterial aus Brandschutzmörtel 22 bzw. Brandschutzfertigteile 23 die beim Betrieb der Feuerungsstätte wie auch im Brandfall entstehende Erwärmung und Ausdehnung der Abgasanlage 1, so dass Spannungsrisse insbesondere im umgebenden Brandschutzmörtel 22, die folglich einen Brandgasdurchschlag ermöglichen würden, vermieden werden. Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen nach dem Ausführungsbeispiel in 1a und 1b wird im Ergebnis eine Abgasanlage 1 in L90-Qualität bei einem Deckendurchgang der Abgasanlage 1 in F90-Qualität erzielt.
2 zeigt eine Schnittdarstellung der doppelwandigen Abgasanlage 1 in dem Durchbruch 2 der Geschossdecke 3 wie nach dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, jedoch mit einem durchdringenden Leitungssegment 9, dessen Mantelrohr 5 eine Mantelausnehmung 14 in einer Variante als umlaufender Schlitz aufweist, so dass das Mantelrohr 5 des Leitungssegmentes 9 in ein oberes und ein unteres Mantelrohrteil 24, 25 geteilt ist. Oberes und unteres Mantelrohrteil 24, 25 weisen je einen umlaufenden, radial nach außen gerichteten Flansch 26, 27 auf. Zwischen den Flanschen 26, 27 sind zwei aufeinander gesetzte Distanzringe 28, 29 aus Brandschutzmaterial, wie z. B. aus Vermiculit- oder Promat, eingepasst, die jeweils mit einem der Flansche 26, 27, hier durch Schraubverbindung, verbunden sind. Die Flansche 26, 27 fixieren zum einen die Mantelrohrteile 24, 25 und fördern zum anderen die Wärmeleitung in radialer Richtung in die Geschossdecke 3. Unabhängig von der Gestaltung der Mantelausnehmung 40 als umlaufender Schlitz ist eine Verwendung eines umlaufenden Flansches 26, 27 insbesondere wegen seiner Vorteile hinsichtlich der radialen Wärmeableitung, auch im Ausführungsbeispiel nach 1a und 1b denkbar. Durch die Teilung des Mantelrohres 5 in zwei Mantelrohrteile 24, 25 wird die direkte Wärmeleitung in axialer Richtung entlang des Mantelrohres 5 unterbunden, wodurch eine wirkungsvolle thermische Trennung erfolgt. Die thermische Trennung wird durch die zwischen den Flanschen 26, 27 gelagerten Distanzringe 28, 29 aus Brandschutzmaterial weitestgehend unterstützt. Anstelle zweier Distanzringe 28, 29 kann jedoch auch nur ein einziger Distanzring 30 verwendet werden, der mit den beiden Flanschen 26, 27 verbunden wird, wie aus der ausgeschnittenen Detailansicht Y ersichtlich ist. In dieser Detailansicht Y sind als weitere alternative Ausführung der Flanschisolierung zusätzlich äußere Isolierringe 31, 32 aus Brandschutzmaterial, wie z. B. Vermiculit- oder Promat vorgesehen, die jeweils an der dem Distanzring 28, 29 gegenüberliegenden Seite des Flansches 26, 27 anliegen.
Die Dichtungshülle 15 ist in der Ausführungsform nach 2 aus drei übereinander angeordneten Ringkörpern, nämlich einem oberen, einen mittleren und einem unteren Ringkörper 33, 34, 35 gebildet, wobei die Ringkörper 33, 34, 35 aus ebensolchem Material wie bei der Dichtungshülle 15 nach 1a und 1b gebildet sind und ebenso segmentiert gestaltet sein können. Die Ringkörper (33, 34, 35) umschließen nicht nur das Mantelrohr 5, sondern auch die Flansche (26, 27), die Distanzringe (28, 29 oder 30) und gegebenenfalls die Isolierringe (31, 32). Die Ringkörper 33, 34, 35 sind dabei so gestaltet und angeordnet, dass sie einen Ausdehnungsraum 36 oberhalb des Flansches 26 des oberen Mantelrohrteiles 24 bilden. Aufgrund der Wärmeausdehnung der Abgasanlage 1 aus Edelstahl im Brandfall wie auch während des Betriebes der Feuerungsstätte ist mit einer nicht unerheblichen axialen Verschiebung der Flansche 26, 27 im Bereich des Durchbruchs 2 zu rechnen. Dabei ist von einer Größenordnung von 1 mm Längendehnung pro 1 m Abgasanlage bei einem Temperaturanstieg von 100°C auszugehen. Insofern muss die Flanschbewegung durch die Längenausdehnung der Abgasanlage 1, insbesondere des Mantelrohres 5 kompensierbar sein, was durch den Ausdehnungsraum 36 der Dichtungshülle bereitgestellt wird.
Der obere und untere Ringkörper 33, 35 schließt jeweils bündig mit der oberen bzw. unteren Deckenkante 16, 17 der Geschossdecke 3 ab. Der verbleibende Spaltraum 20 zwischen den Ringkörpern 33, 34, 35 und der Innenkontur 21 des Durchbruches 2 wird analog dem Ausführungsbeispiel nach 1a und 1b mit Brandschutzmörtel 22 verschlossen, wobei die mit den Deckenkanten 16, 17 bündigen Oberflächen der Ringkörper 33, 35 mit einer nicht dargestellten Brandschutzbeschichtung versehen sind. Alternativ können aber die Ringkörper 33, 35 analog der Ausführung nach 1a oder 1b auch gegenüber den Deckenkanten 16, 17 zurückgesetzt enden und mit Brandschutzmörtel 22 oder mit Brandschutzfertigteilen 23 stirnseitig eingefasst werden.
Bevorzugt wird das Leitungselement 9, welches die Mantelausnehmung 14 bzw. den umlaufenden Schlitz aufweist, mit den zugehörigen Ringkörpern 33, 34, 35, den Distanzringen 28, 29, 30 und gegebenenfalls mit den Isolierringen 31, 32 als ein Fertigelement bereitgestellt.
3 zeigt die doppelwandige Abgasanlage 1 in gleicher Ansicht mit ähnlicher Mantelausnehmung 14 wie in 2 als umlaufenden Schlitz. Dieser Schlitz erstreckt sich vollumfänglich über die gesamte Höhe des Durchdringungsbereich 13, so dass im Durchdringungsbereich 13 keine Mantelfläche des Mantelrohres 5 anzutreffen ist. Der Flansch 26, 27 des oberen und des unteren Mantelrohrteils 24, 25 befindet sich jeweils in einer Anordnung bündig zur oberen bzw. unteren Deckenkante 16, 17, so dass die Flansche 26, 27 zusätzlich zu ihren statischen und wärmeableitenden Funktionen nach 2 als gasdichte Abdeckblende mit einer brandschutztechnischen Sperreigenschaft dienen.
Die im Durchdringungsbereich 13 infolge der Ausnehmung 14 vom Mantelrohr 5 unabgedeckte Wärmedämmschicht 7 der Abgasanlage 1 wird wiederum von einer Dichtungshülle 15 analog dem Ausführungsbeispiel nach 1a und 1b umgeben. Oberhalb und unterhalb der Dichtungshülle 15 ist je eine Tragscheibe 37, 38 aus Brandschutzmaterial oder Beton angeordnet, die bündig mit der oberen bzw. unteren Deckenkante 16, 17 abschließt. Die Flansche 26, 27 sind mit den Tragscheiben 37, 38 fest verbunden, welche wiederum fest im umgebenden Brandschutzmörtel 22 des Spaltraumes 20 eingebettet sind und somit für eine sichere Abstützung der Mantelrohrteile 24, 25 sorgt. Die Leitungselemente 8, 9, 10 sind auch hier in üblicher Weise über eine Muffensteckverbindung mittels Muffen 11 und Sicken 12 ineinander gesteckt.
In 4 wird eine doppelwandige Abgasanlage 1 in gleicher Ansicht und mit einer Mantelausnehmung 14 als umlaufenden Schlitz wie in 2 gezeigt, jedoch weist das untere Mantelrohrteil 25 gegenüber dem oberen Mantelrohrteil 24 einen geringeren Durchmesser des Mantelrohres 5 auf. Infolge dessen weist auch der dem Flansch 27 des unteren Mantelrohrteils 25 zugehörige Distanzring 29 einen geringeren Innendurchmesser auf. In den übrigen Merkmalen deckt sich diese Ausführungsform mit der Beschreibung der Ausführungsform nach 2. Die Steckmuffenverbindung zu den benachbarten Leitungselementen 8, 10 sind zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen. Die Abgasanlage 1 in einem ersten Geschoss bzw. Brandabschnitt nach dem Anschluss an die nicht dargestellte Feuerungsstätte benötigt eine geringere Wärmedämmung als die Abgasanlage 1 in den darauf folgenden Geschossen bzw. Brandabschnitten, so dass die Wärmedämmschicht 7 im Zwischenraum 6 sowie das zugehörige Mantelrohr 5 im Durchmesser geringer bemessen sein kann. Im Brandfall wird der L90- bzw. F90- Schutz durch die erfindungsgemäße Mantelausnehmung 14 des Mantelrohres 5 dennoch erreicht. Auch dieses Element 9 wird mit den zugehörigen Ringkörpern 33, 34, 35 und Distanzringen 28, 29 bevorzugt als Fertigbauteil bereitgestellt.
5 zeigt eine doppelwandige Abgasanlage 1 in einer Seitenansicht außerhalb des Durchdringungsbereiches 13 der Abgasanlage 1 durch einen Durchbruch 2 mit einer Lüftungseinrichtung. Die Abgasanlage 1 ist wiederum mit einem Innenrohr 4, einer in 5 verdeckt dargestellten Wärmedämmschicht 7 und einem Mantelrohr 5 ausgestattet und weist im Mantelrohr 5 mehrere Lüftungsöffnungen 39 der Lüftungseinrichtung auf. Die Lüftungsöffnungen 39 sind als Schlitze in einer Reihe um den Umfang des Mantelrohres 5 angeordnet, können aber auch in beliebiger anderer Gestalt und Verteilung ausgeführt sein. Diese Lüftungsöffnungen 39 verbinden mehrere in 6 ersichtliche Luftkanäle 40 der Lüftungseinrichtung mit der Umgebung der Abgasanlage 1. Aus der Querschnittsdarstellung der Abgasanlage 1 nach 6 ist die Wärmedämmschicht 7 ersichtlich, die einen gegenüber dem Durchmesser des Mantelrohres 5 geringeren Außendurchmesser aufweist. Damit füllt die Wärmedämmschicht 7 den Zwischenraum 6 nicht vollkommen aus und bildet so zwischen Wärmedämmschicht 7 und Mantelrohr 5 die axial erstreckten Luftkanäle 40. Radiale Stege 41 des Wärmedämmmaterials sichern dabei den erforderlichen Abstand der Wärmedämmschicht 7 zum Mantelrohr 5. Alternativ kann eine Wärmdämmschicht 7 mit geringerem Außendurchmesser auch mit Hilfe von Abstandshaltern radial am Mantelrohr 5 fixiert sein. Sind mehrere Lüftungsöffnungen 39 im Mantelrohr 5 in einem vertikalen Abstand zueinander vorgesehen, entsteht eine Luftzirkulation durch die Luftkanäle 40 von unten nach oben, wobei die unteren Lüftungsöffnungen 39 als Lufteintrittsöffnungen 42 und die oberen Lüftungsöffnungen 39 als Luftaustrittsöffnungen 43 fungieren. Mit dieser Hinterlüftung der Abgasanlage 1 kann diese durch konvektive Wärmeabfuhr gekühlt werden. Dieser Vorteil kommt besonders in einer Anordnung der Lüftungseinrichtung oberhalb der Deckendurchführung der Abgasanlage 1 durch die oberste Geschossdecke 3, welche einem oberen Abschluss der Abgasanlage 1 nächstgelegen ist, zum tragen, da hier die Abgasanlage 1 betriebsbedingt besonders stark erwärmt ist. Neben der Kühlung des Mantelrohres 5 werden hierdurch die thermischen Bedingungen im Innenrohr 4 für den Rauchgaszug im oberen Bereich der Abgasanlage 1 verbessert. In einer besonders günstigen Ausführung schließen sich die Lufteintrittsöffnungen 42 an eine obere Deckenkante 16 der obersten Geschossdecke 3 an, während sich die Luftaustrittsöffnungen 43 an einem oberen Abschluss der Abgasanlage 1 befinden, an dem die Verbrennungsabgase in die freie Atmosphäre austreten.
7a und 7b zeigen jeweils in einer Schnittdarstellung einen oberen Abschluss der Abgasanlage 1, der durch einen Abgasanlagekopf 44 gebildet ist, welcher den Austritt der Verbrennungsabgase in die Atmosphäre realisiert. Der Abgasanlagekopf 44 ist analog der Abgasanlage 1 aufgebaut und weist ebenfalls die Lüftungseinrichtung mit den Luftkanälen 40 auf. Die Luftaustrittsöffnungen 43 sind nach 7a im Innenrohr 4 angeordnet, so dass sich die aus dem Luftkanal 40 aufsteigende Luft mit dem Verbrennungsabgasstrom mischt. Nach 7b sind die Luftaustrittsöffnungen 43 im Mantelrohr 5 angeordnet, so dass die Luft direkt nach außen entweichen kann.
Prinzipiell kann diese Lüftungseinrichtung auch unabhängig von der erfindungsgemäßen Deckendurchführung der Abgasanlage 1 vorgesehen werden, ist aber zweckmäßig auch in Verbindung mit dieser Deckendurchführung einsetzbar, da auch hiermit die Wärmeleitung über das Mantelrohr 5 verringert werden kann.

1: doppelwandige Abgasanlage
2: Durchbruch
3: Decke, Geschossdecke
4: Innenrohr
5: Mantelrohr
6: Zwischenraum
7: Wärmedämmschicht
8: Leitungselement
9: Leitungselement
10: Leitungselement
11: Steckmuffe
12: Sicke
13: Durchdringungsbereich der Abgasanlage
14: Mantelausnehmung
15: Dichtungshülle
16: obere Deckenkante
17: untere Deckenkante
18: Hüllsegment
19: Hüllsegment
20: Spaltraum
21: Innenkontur des Durchbruchs
22: Brandschutzmörtel
23: Brandschutzfertigteil
24: oberes Mantelrohrteil
25: unteres Mantelrohrteil
26: Flansch
27: Flansch
28: Distanzring
29: Distanzring
30: Distanzring
31: Isolierring
32: Isolierring
33: oberer Ringkörper
34: mittlerer Ringkörper
35: unterer Ringkörper
36: Ausdehnungsraum
37: Tragscheibe
38: Tragscheibe
39: Lüftungsöffnung
40: Luftkanal
41: Steg
42: Lufteintrittsöffnung
43: Luftaustrittsöffnung
44: Abgasanlagekopf

Claims

Vorrichtung zur Ableitung von Verbrennungsabgasen aus einem Gebäude, mit einer doppelwandigen Abgasanlage, deren Wandungen von einem Innenrohr und einen das Innenrohr umgebenden metallischen Mantelrohr gebildet sind, wobei die Abgasanlage mindestens einen Durchbruch in einer Wand- und/oder einer Decke des Gebäudes durchdringt, wobei in einem Durchdringungsbereich (13) der Abgasanlage (1) im Durchbruch (2) das Mantelrohr (5) eine oder mehrere Mantelausnehmungen (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr (5) im Durchdringungsbereich (13) von einer Dichtungshülle (15) aus elastischem und wärmedämmendem Material umfasst ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelausnehmung (14) als Rundloch, Langloch oder als Vieleckloch ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Langloch oder das Vieleckloch axial, radial und/oder diagonal erstreckt angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Mantelausnehmungen (14), insbesondere gleichmäßig, um den Umfang des Mantelrohres (5) verteilt angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelausnehmungen (14) in einer oder mehreren umlaufenden Reihen um den Umfang des Mantelrohres (5) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelausnehmungen (14) der einen Reihe zu den Mantelausnehmungen (14) einer benachbarten Reihe versetzt angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Mantelausnehmung (14) als umlaufender Schlitz um das Mantelrohr (5) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr (5) mindestens einen umlaufenden Flansch (26, 27) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (26, 27) mit mindestens einem Isolierring (31, 32) aus wärmedämmenden Material verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Schlitz das Mantelrohr (5) in ein oberes und ein unteres Mantelrohrteil (24, 25) teilt und das obere und untere Mantelrohrteil (24, 25) je einen Flansch (26, 27) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem oberen und dem unteren Mantelrohrteil (24, 25) mindestens ein Distanzring (28, 29, 30) aus wärmedämmenden Material angeordnet ist, welcher mit mindestens einem Flansch (26, 27) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Summenfläche der Mantelausnehmungen (14) mindestens 50%, vorzugsweise 70%, einer im Durchdringungsbereich (13) befindlichen Mantelfläche des Mantelrohres (5) beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungshülle (15) aus Mineralwolle mit einer Rohdichte von vorzugsweise 70 bis 150 kg/m³ besteht.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungshülle (15) aus mindestens zwei Hüllsegmenten (18, 19) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungshülle (15) aus mehreren übereinander angeordneten Ringkörpern (33, 34, 35) gebildet ist, die den Flansch (26, 27) und/oder den Distanzring (28, 29, 30) und/oder den Isolierring (31, 32) umschließen.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkörper (33, 34, 35) derart zueinander angeordnet sind, dass sie einen Ausdehnungsraum (36) bilden.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spaltraum (20) zwischen dem Mantelrohr (5) und einer Innenkontur (21) des Durchbruchs (2) und/oder zwischen der Dichtungshülle (15) und der Innenkontur (21) des Durchbruchs (2) feuerbeständig verschließbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Spaltraum (20) mit Beton, Brandschutzmörtel (22) und/oder mit Brandschutzfertigteilen (23) verschließbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage (1) aus vorgefertigten Leitungselementen (8, 9, 10) besteht, die mittels einer Steckmuffenverbindung miteinander verbindbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungselemente (8, 9, 10) mittels der Steckmuffenverbindung zueinander axial verschiebbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (9), welches die Mantelausnehmung (14) aufweist, mit dem Flansch (26, 27) und/oder dem Distanzring (28, 29, 30) und/oder dem Isolierring (31, 32) und/oder der Dichtungshülle (15) vormontierbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage (1) außerhalb des Durchdringungsbereiches (13) eine Lüftungseinrichtung aufweist, wobei die Lüftungseinrichtung vor zugsweise oberhalb desjenigen Durchdringungsbereiches (13) angeordnet ist, welcher einem oberen Abschluss der Abgasanlage (1) nächstgelegen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüftungseinrichtung einen im Zwischenraum (6) ausgebildeten Luftkanal (40) aufweist, der über mindestens eine Lufteintrittsöffnung (42) und eine Luftaustrittsöffnung (43) im Mantelrohr (5) mit der Umgebung der Abgasanlage (1) in Verbindung steht.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteintrittsöffnung (42) an eine obere Deckenkante (16) der Decke (3) anschließend angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Abschluss der Abgasanlage (1) als ein Abgasanlagenkopf (44) ausgebildet ist, der zumindest teilweise die Lüftungseinrichtung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftaustrittsöffnung (43) im Innenrohr (4) und/oder im Mantelrohr (5) des Abgasanlagenkopfes (44) angeordnet ist.