DE29520888U1

DE29520888U1 - Schornstein-Dämmsystem

Info

Publication number: DE29520888U1
Application number: DE29520888U
Authority: DE
Original assignee: Gruenzweig und Hartmann AG
Current assignee: Saint Gobain Isover G+H AG
Priority date: 1995-03-17
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 1996-08-08
Anticipated expiration: 2005-03-18

Description

Schornstein-Dämmsystem

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schornstein-Dämmsysteme und im speziellen auf derartige Schornstein-Dämmsysteme, die aus einem rauch- und abgasführenden Innenrohr, um dieses angeordnete Dämmelemente aus Mineralwolle sowie einer Ummantelung bestehen und insbesondere für Hausschornsteine Anwendung f inden.

Es ist bekannt, daß im Interesse der Energieverbrauchsminderung moderne Heizanlagen derart gefahren werden, daß es zu reduzierten Temperaturen der Abgase kommt. Dies hat jedoch für die mit den Heizungsanlagen verbundenen Schornsteine den negativen Effekt, daß es infolge dessen zu einer erhöhten Kondensatbildung in den Schornsteinen kommt, durch die auch angrenzende Bauteile durchfeuchtet werden können. Diese Kondensate sind nicht nur Wasser, sie enthalten z.T. auch Säureanteile, die Schaden anrichten und Verunreinigungen, die zu Verfärbung führen. Derartige Schaden sind als Versottung bekannt. ,

Deutsche Bank. Herne iBLZ 430 700 &oacgr;&Igr;) kbntarSurjnmeK*o.M# SdD.'.B&yer. VeeiinsbdQli MGpcnen (BLZ 700 202 70) Kantonummer: 4&oacgr; 505 999

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Um dem durch Kondenswasser entstehenden Problem entgegenzuwirken, sind verschiedene Lösungen erarbeitet worden, wobei hier insbesondere diejenigen Schornsteine zu nennen sind, die aus Leichtbetonmantelsteinen, Rauchrohr und dazwischenliegender Wärmedämmschicht aus Mineralwolle bestehen, wobei Belüftungskanäle zum Austrag der Feuchtigkeit vorgesehen sind. Die durch die Rauchrohre oder deren Fugen in das Schornsteinsystem eingedrungene Feuchtigkeit soll hierbei durch diese Belüftungskanäle abgeführt werden.

Ein solches System zeigt z.B. die DE 37 31 550 Cl, in der ein vorgefertigtes Schornsteininnenrohrelement offenbart ist, das aus einem Innenrohr, einer auf der Außenfläche des Innenrohres angebrachten Wärmedämmschicht und einer die Wärmedämmschicht umgebenden Materialbahn besteht. Bei dem in dieser Schrift offenbarten Struktur sind in der zur Wärmedämmschicht zeigenden Seite der Ummantelungssteine Belüftungskanäle vorgesehen.

Dieses System weist aber einige Nachteile auf. So ist aufgrund der Tatsache, daß zur Belüftung Luft aus dem Gebäude abgeführt wird, ein permanenter Energieverlust gegeben. Da Schornsteine in der Regel auch durch Zonen des Hauses verlaufen, deren Räume nicht beheizt sind, wie z.B. nicht ausgebaute Dachgeschosse, etc., kann die aus den beheizten Räumen stammende und auf ihrem Weg mit Feuchtigkeit angereicherte Warmluft in den Belüftungskanälen zwischen Dämmaterial und Mantelsteinen des Schornsteines zu einer weiteren Kondensatbildung führen, was den gewünschten Effekt der Belüftungskanäle, nämlich den Abtransport von Feuchtigkeit z.T. zunichte macht. Um diesen Effekt zu vermeiden, ist es bei dieser Struktur mit Belüftungskanälen zwischen Ummantelung und Mineralwolledämmaterial daher notwendig, die Schornsteine im Bereich kalter Zonen von außen zusätzlich zu dämmen, was in der Praxis aus Kostengründen jedoch überwiegend unterbleibt. Weiterhin ist es bei den bekannten Schornsteinen notwendig, Dämmstoffe zu verwenden, die Temperaturen bis 1000⁰C

aushalten, weil sich bei Befeuerung mit Festbrennstoffen-Ruß ansetzen kann, der sich selbst entzünden kann oder vom Schornsteinfeger angezündet wird, wobei es zu derart hohen Temperaturen kommt. Dämmstoffe, die ansonsten Vorteile haben, aber weniger temperaturbeständig sind, können deshalb bisher nicht eingesetzt werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Schornstein-Dämmsystem vorzusehen, das die beschriebenen Nachteile des bekannten Standes der Technik vermeidet, insbesondere auch bei einer zu erwartenden weiteren Senkung der Rauchgastemperaturen eine zuverlässige Abfuhr von Feuchtigkeit erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung durch die Merkmale der abhängigen Unteransprüche gekennzeichnet sind.

Nach Maßgabe der Erfindung ist ein Schornstein-Dämmsystem geschaffen, bei dem dem Stand der Technik entsprechend zwischen Ummantelung und Rauchrohr eine Wärmedämmschicht bevorzugt aus Mineralwolle vorgesehen ist, die zwischen Rauchrohr und Wärmedämmschicht Belüftungskanäle aufweist. Diese Belüftungskanäle können dadurch gebildet sein, daß das Wärmedämmaterial aus Mineralwolle, oder daraus gebildete Formteile, auf Abstand zu dem Rauchrohr angeordnet ist oder sind, wobei der Abstand durch z.B. Abstandhalter aufrechterhalten wird, die auch als Befestigungselemente für das Dämmaterial dienen können. Die Abstandhalter können entweder als separate Bauteile vorgesehen sein, oder aber auch einstückig mit der Wärmedämmschicht bzw. den Mineralwolleformkörpern verbunden sein.

Dieser strukturelle Aufbau des Schornsteindämmsystemes birgt verschiedene Vorteile. Aufgrund der Tatsache, daß die Belüftungskanäle zwischen Rauchrohr und Dämmaterial angeordnet sind, wird Feuchtigkeit unmittelbar hinter dem Rauchrohr ab-

geführt, d.h. ohne zunächst die Wärmedämmschicht durchdringen zu müssen. Die Luft in den Belüftungskanälen am Rauchrohr wird durch das Rauchrohr stark erwärmt und ist deshalb auch in der Lage, mehr Feuchtigkeit aufzunehmen und zu transportieren. Gleichzeitig wird der Wärmedurchgang von dem Rauchrohr an die Räume durch die der Kamin führt, auf vorteilhafte Art und Weise durch die Wärmeübergangswiderstände beim Wechsel von Feststoff auf Gas und wieder auf Feststoff, das heißt von Rauchrohr auf die Luft in den Belüftungskanälen und schließlich auf die Wärmedämmschicht behindert.

Die Wärmedämmschicht ist auf der den Belüftungskanälen zugewandten Seite vorzugsweise mit einer Wärmestrahlung reflektierenden Oberfläche versehen, wodurch die von dem Rauchrohr abgestrahlte Wärme auf dasselbe zurückgeworfen wird, was auf vorteilhafte Art und Weise zu ,einer weiteren Verminderung der Kondensatbildung im Rauchrohr beiträgt.

Die Belüftung an sich wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei arbeitender Heizungsanlage und nur dann, die Luft in den Belüftungskanälen bzw. dem das Rauchrohr umgebenden Ringspalt von dem Rauchrohr erwärmt wird, wodurch es aufgrund der Temperaturdifferenz in den Belüftungskanälen zu einer Luftströmung und mit der Luft zum Austrag der Feuchtigkeit kommt.

Der Einsatz sowie das Andauern dieses Vorganges wird in erheblichem Maße von den Dimensionen der Belüftungskanäle bzw. des Ringspaltes um das Rauchrohr beeinflußt, die so ausgelegt bzw. dimensioniert sind, daß ein Strömungswiderstand vorhanden ist, der eine Belüftung erst bei Betrieb der Heizungsanlage induziert. Das heißt, es kommt keine Belüftung bzw. Strömung synchron mit dem Betrieb der angeschlossenen Heizungsanlage zustande, wenn der Spalt ein gewisses Mindestmaß unterschreitet. Dieses Maß wird im allgemeinen durch die Dimensionen der anderen Komponenten des Schornsteindämmsystemes bestimmt, wobei sich andererseits zu große Belüftungskanäle

ebenfalls nachteilig auswirken können,, da es hierbei auch bei ausgeschalteter Heizungsanlage zu dauerhaften,Luftströmungen kommt, die im Interesse der Verminderung des Entzuges warmer Luft aus Gebäuden vermieden werden soll, bzw. auf die Betriebszeit der Heizungsanlagen begrenzt werden soll.

Dies wird einerseits dadurch erreicht, daß die Belüftungskanäle abhängig von der Gesamtkonfiguration des Schornsteines eine Größe aufweisen, die die Zirkulation von Luft nur bei durch das Rauchrohr erwärmte Luft in denselben zulassen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Lüftungskanäle oben z.B. mit einer Platte zu schließen, die an der Rauchrohrsäule befestigt ist. Bei Heizungsanlagenbetrieb dehnt sich die Rauchrohrsäule infolge Erwärmung aus und nimmt die Platte mit, wodurch es zur Öffnung der Lüftungskanäle kommt. Kühlt sich die Rauchrohrsäule nach Abschaltung der Heizanlage ab und reduziert dadurch wieder ihre Länge, schließt die Platte die Belüftungskanäle wieder. Auf diese Weise entsteht ein Ventil, das sich automatisch öffnet und schließt, wenn sich die Rauchrohrsäule erwärmt oder abkühlt. Bei Anwendung dieser Möglichkeit wird auch die Dimensionierung der Luftkanäle einfacher und es kommt auch dann nicht zu einer Belüftung, wenn die Lüftungskanäle etwas zu groß ausfallen. Besonders vorteilhaft ist diese Belüftungsart mit dem Ventil im Rußbrandfall, weil in diesem Fall schädliche Wärme aus der Konstruktion abgeführt wird.

Auf diese Art und Weise ist die Belüftung des Schornsteines überraschend einfach und vorteilhaft an den Arbeitszyklus der Heizungsanlage gekoppelt und sie setzt auch im Rußbrandfall automatisch ein und erhöht dadurch die Brandsicherheit des Schornsteinsystems.

Alternativ läßt sich für die Dämmschicht bzw. die Formkörper ein Dämmstoff wählen, der aufgrund seiner Kapillarität mehr Feuchtigkeit transportieren kann als durch Diffusion hindurchgeht. Auf diese Weise wird im Dämmstoff oder an der

Trennfuge zu den Mantelsteinen anfallende Feuchtigkeit automatisch und zuverlässig in Richtung der Belüftungskanäle zurücktransportiert und über diese abgeführt. |

Bei entsprechender Auslegung und Materialwahl der wärmereflektierenden Schicht, z.B. als Metallfolie oder Blech, kann diese auf vorteilhafte Art und Weise gleichzeitig als Dampfsperre auf der Dampfdruckseite, das heißt in den Belüftungskanälen wirken, wodurch ein wirksamer Schutz der Dämmschicht und des Mantelsteines vor Durchfeuchtung erreicht wird.

Als weitere Möglichkeit ist eine beidseitig der Wärmedämmung erfolgende Belüftung vorgesehen, die auf beiden Seiten mit der Längenänderung der Rauchrohrsäule aktiviert oder unterbrochen wird. Die äußere Belüftung ist in diesem Fall eine weitere Sicherheitsmaßnahme zur Erhöhung der Kapazität für die Abführung von Feuchtigkeit aus Schornsteinsystemen.

Schließlich erreicht man durch Anordnung und Dimensionierung der Belüftungskanäle auf erfindungsgemäße Weise, daß bei starker Erhitzung der Luft in den Belüftungskanälen oder Ringspalten auch der Luftstrom, das heißt der Austrag von Wärme über das Dach nach außen beschleunigt wird, was eine stärkere Kühlung des Rauchrohres bewirkt. Aufgrund dieser Tatsache läßt sich ein im Gegensatz zu herkömmlichen Strukturen auch weniger temperaturbeständiges Material zur Wärmedämmung einsetzen, da durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Belüftungskanäle dieses gekühlt wird und dadurch auch im Rußbrandfall viel geringeren Temperaturen ausgesetzt wird.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1, 2, 3, 4 und 9 einen Querschnitt durch jeweils ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kamindämmsystemes; und i

Fig. 6, 7 und 8 Längsquerschnitte durch erfindungsgemäße Kamindämmsysteme, wobei in den Fig. 1 bis 9 jeweils die erfindungsgemäßen Belüftungskanäle zur besseren Veranschaulichung überdimensioniert dargestellt sind und gleichartig wirkende Teile jeweils mit den gleichen Positionsnummern bezeichnet sind.

In der Fig. 1 ist der Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kamindämmsystem dargestellt, wobei zwischen den Mantelsteinen 1 und dem Rauchrohr 4 eine Dämmaterialschicht 2 angeordnet ist. Zwischen dem Rauchrohr 4 und der Dämmaterialschicht 2 ist ein Ringspalt 3 zur Belüftung vorgesehen, der über Abstandhalter 5 aufrechterhalten wird. Der Wärmedurchgang durch das Rauchrohr 4 erwärmt bei Betrieb der nicht gezeigten Heizungsanlage die Luft in dem Ringspalt 3, wodurch wiederum eine Luftströmung und damit ein Austrag von möglicherweise vorhandener Feuchtigkeit entsteht. Bei Bedarf ist es auch zweckmäßig zwischen Dämmelement 3 und Mantelstein 1 Belüftungskanäle, vorzugsweise in den Eckbereichen des Mantelsteins gemäß dargestellter Ausführungsform vorzusehen, die der Einfachheit halber zeichnersich nicht dargestellt sind.

In der Fig. 2 ist ein Kamindämmsystem entsprechend dem in Fig. 1 gezeigten System dargestellt, wobei anstatt des Ringspaltes zwischen Rauchrohr und Dämmaterial Belüftungskanäle 3 vorgesehen sind, die durch einstückig mit dem Dämmaterial verbundene leistenartige Vorsprünge 6 gebildet s ind.

In den Fig. 3 und 4 sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen KamindämmsySternes dargestellt, die grundsätzlich den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen ent-

sprechen, wobei hier jedoch eine andere Geometrie von Rauchrohrmantelsteinen und Dämmaterial, nämlich mit rechteckförmigem, insbesondere quadratischem Querschnitt, dargestellt ist. In Fig. 5 ist wiederum ein Ausführuncjsbeispiel des erfindungsgemäßen Kamindämmsystemes dargestellt, das jedoch im Gegensatz zu den vorhergehenden Beispielen eine Vielzahl von schmalen Belüftungskanälen 7 zwischen Rauchrohr und Dämmaterial aufweist, deren Funktion jedoch derjenigen der vorhergehenden Ausführungsbeispiele entspricht. Die Belüftungskanäle sind hierbei durch nutenartige Ausnehmungen gebildet, die entweder unmittelbar mit der Formung der Dämmschicht oder durch Aus fräsen der Dämmschicht hergestellt sind.

In Fig. 6 ist der obere Abschluß des Kamindämmsystemes im Längsquerschnitt dargestellt, wobei über die bereits erwähnten Komponenten Mantelstein 1, Rauchrohr 4, Dämmaterial 2 sowie Belüftungskanal oder Spalt 3 eine obere Abschlußplatte 8 dargestellt ist, die an dem Rauchrohr 4 befestigt ist. Der dargestellte Zustand bezeichnet die Ruhestellung des Systemes, bei dem die Platte 8 die Lüftungskanäle des erfindungsgemäßen Kamindämmsystemes oben abschließt. Bei Betrieb der mit dem Kamindämmsystem gekoppelten Heizungsanlage oder im Rußbrandfall verändert das Rauchrohr 4 aufgrund der Wärmeausdehnung seine Länge, so daß die Platte 8, wie in Fig. 7 dargestellt, abgehoben wird, was wiederum dazu führt, daß die Belüftungskanäle oder Ringspalte 3 oben offen sind, so daß es zu der mit den Platten 9 angedeuteten gewünschten Belüftung des gesamten Systemes kommt.

Fig. 8 entspricht weitgehend Fig. 6 und 7, jedoch mit zusätzlichen Lüftungskanälen 3' zwischen Dämmaterial 2 und Mantelstein 1. Die obere Abschlußplatte 8' deckt in diesem Fall die inneren und äußeren Lüftungskanäle 3, 3' ab, die sich bei Längenänderung der Rauchrohrsäule infolge Erwärmung beide öffnen.

Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, mit beidseitig der Wärmedämmung angeordneten Lüftungskanälen. In allen Figuren ist die Abschlußplatte 8 symbolisch für ein Ventil gemeint, das sich mit der Längenänderung der Rauchrohrsäule öffnet oder schließt.

Die gestrichelten Linien außerhalb und oberhalb der Mantelsteine 1 in Fig. 6, 7, 8 deuten die Ausbildung des Schornsteinkopfes an.

Claims

- 10 - Schutzanspiriiche

1. Schornstein-Dämmsystem mit dreischaligem Aufbau, bestehend aus einem rauch- und abgasführenden Innenrohr, einem um dieses angeordneten Dämmelement und einer Ummantelung, wobei das Dämmelement bevorzugt aus Mineralwolle gebildet ist und zwischen diesem und Rauchrohr und/oder Ummantelung Belüftungskanäle zur Abfuhr von durch Wasserdampfdiffusion, Kondensation oder durch Fugen eingedrungene Feuchtigkeit angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungskanäle (3) derart ausgebildet sind, daß eine Belüftung in den Belüftungskanälen nur bei arbeitender Heizungsanlage und im Rußbrandfall möglich ist.

2. Schornstein-Dämmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Belüftungskanälen weisende Seite des Dämmateriales (2) mit einer wärmereflektierenden Schicht versehen ist.

3. Schornstein-Dämrasystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß das Mineralwolledämmaterial (2) so gewählt ist, daß der Wasserdampfdiffusionswiderstand desselben größer als der Widerstand der Ummantelung (1) ist bzw. daß das Wärmedämmaterial aufgrund seiner Kapilarität mehr Feuchtigkeit transportieren kann, als durch Diffusion hineingeht.

4. Schornstein-Dämmsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungskanäle (3) über den Umfang des Rauchrohres (4) als Ringspalt vorgesehen sind oder jeweils einem Großteil des Umfanges des Rauchrohres entsprechen, z.B. einem Viertel des Umfanges, oder aber als schmale Kanäle (7)

ujxi den Umfang des Rohres (4) verteilt angeordnet sind.

- 11 -

5. Schornstein-Dämmsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungskanäle bzw. der Belüftunsspalt (3) durch Abstandhalter (5) aufrechterhalten werden, die als separetes Bauteil oder als einstückig.mit dem Dämmaterial ausgebildete, vorzugsweise leistenartige Vorsprünge (6) ausgebildet sein können.

6. Schornstein-Dämmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Rauchrohres (4) eine Abdeckplatte (8) angeordnet ist, die mit dem Rauchrohr fest verbunden ist und sich mit der Längenänderung der Rauchrohrsäule bei Temperaturwechsel bewegt.

7. Schornstein-Dämmsystem nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (8) im kalten Zustand des Rauchrohres 4, d.h. bei ausgeschalteter Heizung, die gesamte Querschnittsfläche der Lüftungskanäle 3 abdeckt und bei eingeschalteter Heizung oder im Rußbrandfall durch die Verlängerung der Rauchrohrsäule infolge Wärmedehnung etwas abgehoben ist, so daß die Belüftungskanäle bzw. Belüftungsspalte (3) nach oben offen sind, wodurch eine Luftströmung (9) in den letztgenannten entstehen kann.

8. Stronstein-Dämmsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitg der Wärmedämmschicht Belüftungskanäle (3) beidseitig angeordnet sind und die Belüftung der beidseitigen Belüftunskanäle (3) nur bei Heizungsanlagenbetrieb und im Rußbrandfall möglich ist.