EP0326000A2 - Kamin, insbesondere Fertigkamin - Google Patents

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EP0326000A2
EP0326000A2 EP89100752A EP89100752A EP0326000A2 EP 0326000 A2 EP0326000 A2 EP 0326000A2 EP 89100752 A EP89100752 A EP 89100752A EP 89100752 A EP89100752 A EP 89100752A EP 0326000 A2 EP0326000 A2 EP 0326000A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
chimney
cantilever plate
casing
insulation layer
opening
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP89100752A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0326000A3 (de
Inventor
Josef Voit
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Erlus Baustoffwerke AG
Original Assignee
Erlus Baustoffwerke AG
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Publication date
Application filed by Erlus Baustoffwerke AG filed Critical Erlus Baustoffwerke AG
Publication of EP0326000A2 publication Critical patent/EP0326000A2/de
Publication of EP0326000A3 publication Critical patent/EP0326000A3/de
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J13/00—Fittings for chimneys or flues 
    • F23J13/02—Linings; Jackets; Casings

Definitions

  • the invention relates to a fireplace, in particular a prefabricated fireplace with the features according to the preamble of claim 1.
  • Prefabricated chimneys of the type mentioned here so-called three-shell chimneys, have a smoke pipe composed of individual pipe sections, a thermal insulation layer formed by thermal insulation shells or mats (depending on the cross-sectional shape of the smoke pipe) and a casing made of individual casing stones.
  • a cantilever plate is provided under or above the roof, which rests on a casing stone and protrudes laterally sufficiently over the casing to support the chimney head structure required outside the roof.
  • the three-layer chimney continues unchanged, ie the next cladding stone is supported on the cantilever slab, so that its thickness forms part of the casing.
  • the cantilever plate also regularly consists of the same material as the casing, for example of lightweight concrete.
  • the opening provided in the cantilever plate is dimensioned so large that the thermal insulation layer surrounding the smoke tube can also be arranged therein in order to provide undesired local cooling of the smoke tube at this point to avoid. It has been shown that in chimneys with this construction, moisture emerging from the porous flue pipe in the region of the cantilever plate and penetrating the thermal insulation layer condenses on the inner surface of the cantilever plate opening and in the part of the thermal insulation layer in contact therewith, since the cantilever plate protrudes due to its relatively large size Surface in a considerable heat exchange with the environment.
  • the condensing moisture not only soaks the thermal insulation layer over time and therefore significantly reduces its heat-insulating function, so that the dew point can be undershot within the flue pipe, but also penetrates through the casing and possibly into the surrounding masonry, where it manifests itself as brown discoloration of the walls of adjoining living rooms.
  • the object of the invention is therefore to provide a simpler chimney construction of the type described, in which condensation does not occur in the region of the cantilever plate.
  • the invention completely turns away from the previously held view that the flue pipe must also be sufficiently insulated in the area of the cantilever plate and provides that the cantilever plate extends right up to the outer surface of the flue pipe.
  • the part of the cantilever plate lying within the casing is heated by the heat given off by the smoke tube to a temperature which is above the dew point of the moisture emerging from the smoke tube, so that no condensation can occur. Since the material previously used for the cantilever slab (and possibly also for the casing stones), e.g.
  • the desired thermal bridge between the outside of the smoke tube and the inner surface of the cantilever opening would best be created by a direct heat-conducting contact between these surfaces.
  • the dimensions of the opening in relation to the outer dimensions of the flue pipe must be chosen to be sufficiently large because of the inevitable tolerances and also because of the different thermal expansions of the flue pipe (chamotte) and cantilever plate, there will always be a narrow annular gap between the surfaces mentioned, the width of which in the order of a few millimeters, e.g. 2 mm.
  • annular gap of greater width e.g. 10 mm, as a "closely adjacent" arrangement of the breakthrough inner surface to the flue pipe in the sense of the invention, because the absence of the heat insulation layer in this area can heat the cantilever plate sufficiently by the heat radiation from the flue pipe.
  • a heat transfer element for example a resilient metal sleeve
  • a resilient metal sleeve into the annular gap mentioned, which is in direct contact with both surfaces and on the one hand is sufficiently compliant in order to be able to be adapted to different annular gap widths and in addition to absorb different expansions, on the other hand has a sufficient heat transfer cross section.
  • the three-shell prefabricated chimney shown in FIG. 1 has a smoke pipe 1 of square cross-section composed of individual fireclay pipe sections, a thermal insulation layer 2 made of mineral fiber plates surrounding the smoke pipe 1 and a casing 3 which is formed from individual casing stones made of lightweight concrete.
  • a cantilever plate 4 is supported on one of the casing stones, which consists of the same material as the casing stones (and possibly includes reinforcement) and extends in a known manner beyond the casing on all sides, around which the To be worn with 5 chimney head superstructures.
  • this consists of a chimney head casing 51, an outer insulation 52 surrounding the casing 3, a concrete cover plate 53 and an expansion joint collar 54.
  • the type and design of the chimney head construction are not important in the present case and therefore do not require any detailed explanation .
  • the cross-sectional shape and outline of the cantilever plate 4 are shown in detail in FIGS. 1 and 2.
  • the cantilever plate 4 also has a central opening 41, which is adapted in terms of its edge contour to the contour of the outer surface of the flue pipe 1 and whose dimensions are also selected so that the inner surface of the opening 41 in the installed state of the cantilever plate according to FIG
  • the outer surface of the smoke tube 1 is arranged so closely adjacent that there is only a narrow annular gap 42.
  • the thermal insulation layer 2 lies against the respective edge area of the opening 41.
  • the chimney described in the above embodiment has no rear ventilation of the thermal insulation layer 2, which could be effected in a known manner by ventilation channels running upwards in the casing stones.
  • the invention can easily be extended to such so-called “moisture-insensitive" chimneys.
  • appropriate openings must be provided in the areas of the cantilever plate that connect to the ventilation channels so that the ventilation channels are not interrupted. Depending on the type and location of these ventilation channels, these additional openings can be connected directly to the central opening 41 or can emanate therefrom.
  • the invention is not limited to the above exemplary embodiment and the shape of the opening 41 is adapted to the shape of the outer surface of the smoke tube, i.e. is circular in the case of a cylindrical smoke tube.

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Abstract

Ein Kamin, insbesondere Fertigkamin, mit einem Rauchrohr (1), einer das Rauchrohr umgebenden Wärmedämmschicht (2) und einer die Wärmedämmschicht umgebenden Ummantelung (3). Unterhalb des Kaminkopfes liegt auf der Ummantelung (3) eine den Kaminkopfaufbau (5) tragende Kragplatte (4) auf, die einen zentralen Durchbruch für den Durchtritt des Rauch­rohres (1) aufweist. Die Innenfläche des Durchbruches (41) der Kragplatte (4) umgibt die Außenfläche des Rauchrohres (1) eng benachbart derart, daß der innerhalb der Ummantelung liegende Teil der Kragplatte von der durch das Rauchrohr abgegebenen Wärme auf eine Temperatur erwärmt wird, die über dem Taupunkt der aus dem Rauchrohr austretenden Feuchtig­keit liegt. Hierdurch wird eine Kondensatbildung verhindert.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kamin, insbesondere einen Fertigkamin mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Fertigkamine der hier angesprochenen Art, sogenannte dreischalige Kamine,weisen ein aus einzelnen Rohrab­schnitten zusammengesetztes Rauchrohr, eine durch Wärmedämmschalen oder -matten (je nach Querschnitts­form des Rauchrohres) gebildete Wärmedämmschicht sowie eine aus einzelnen Mantelsteinen gefügte Um­mantelung auf. In dem Bereich, in welchem der Kamin das Dach durchsetzt, ist unter oder über dem Dach eine Kragplatte vorgesehen, die auf einem Mantelstein auf­liegt und seitlich hinreichend über die Ummantelung vorragt, um den außerhalb des Daches erforderlichen Kaminkopfaufbau zu tragen. Oberhalb der Kragplatte ist der dreischalige Kamin unverändert weitergeführt, d.h. der nächstfolgende Mantelstein stützt sich auf der Kragplatte ab, so daß diese über ihre Dicke einen Teil der Ummantelung bildet. Regelmässig besteht die Kragplatte auch aus dem gleichen Material wie die Ummantelung, z.B. aus Leichtbeton. Der in der Krag­platte vorgesehene Durchbruch ist so groß bemessen, daß die das Rauchrohr umgebende Wärmedämmschicht auch darin angeordnet werden kann, um eine unerwünschte örtliche Abkühlung des Rauchrohres an dieser Stelle zu vermeiden. Es hat sich gezeigt, daß bei Kaminen mit dieser Konstruktion im Bereich der Kragplatte aus dem porösen Rauchrohr austretende und die Wärmedämmschicht durchdringende Feuchtigkeit an der Innenfläche des Kragplattendurchbruches und in dem damit in Kontakt stehenden Teil der Wärmedämmschicht kondensiert, da die Kragplatte aufgrund ihrer verhältnismässig grossen überstehenden Fläche in einem beträchtlichen Wärme­austausch mit der Umgebung steht. Diese Kondensat­bildung ist umso ausgeprägter bei denjenigen Kamin­konstruktionen, bei denen die Kragplatte sich über dem Dach befindet, weil sie hierbei der Witterung und damit der Außentemperatur unmittelbar ausgesetzt ist, und/oder bei solchen Kaminen, bei denen eine Hinter­lüftung der Wärmedämmschicht durch in einer der drei Schalen von unten nach oben verlaufende Belüftungskanäle nicht vorgesehen ist. Denn im letzteren Fall wird die aus dem Rauchrohr austretende und in die Wärmedämm­schicht eindringende Feuchtigkeit nicht durch die Belüftung aus der Wärmedämmschicht entfernt und nach oben abgeführt. Die kondensierende Feuchtigkeit durch­nässt im Laufe der Zeit nicht nur die Wärmedämmschicht und setzt daher deren wärmeisolierende Funktion beträcht­lich herab, so daß es zu Taupunktsunterschreitungen schon innerhalb des Rauchrohres kommen kann, sondern dringt auch durch die Ummantelung hindurch und ggf. in das umgebende Mauerwerk ein, wo sie sich als braune Verfärbung der Wände von anschließenden Wohnräumen bemerkbar macht.
  • Man hat bereits versucht, diese unerwünschte Erscheinung dadurch zu vermeiden, daß man die Außenflächen der Kragplatte mit einer Wärmeisolierung versehen hat. Abgesehen davon, daß dies einen zusätzlichen Aufwand bedeutet, ist es bisher nicht gelungen, die Ursache der Erscheinung, nämlich die Kondensatbildung, zu vermeiden. Es ist lediglich gelungen, das Ausmaß der Kondensatbildung zu verringern, wodurch aber nur die Zeit bis zum ersten Auftreten der Versottungserscheinungen verlängert wurde.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfachere Kaminkonstruktion der beschriebenen Art anzugeben, bei der eine Kondensatbildung im Bereich der Kragplatte völlig unterbleibt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1.
  • Die Erfindung wendet sich von der bisher vertretenen Auffassung, daß auch im Bereich der Kragplatte das Rauchrohr hinreichend isoliert sein muß, völlig ab und sieht vor, daß die Kragplatte bis unmittelbar an die Außenfläche des Rauchrohres heranreicht. Hierdurch wird zumindest der innerhalb der Ummantelung liegende Teil der Kragplatte von der durch das Rauchrohr abge­gebenen Wärme auf eine Temperatur erwärmt, die über dem Taupunkt der aus dem Rauchrohr auftretenden Feuchtig­keit liegt, so daß keine Kondensatbildung auftreten kann. Da das schon bisher für die Kragplatte (und ggf. auch für die Mantelsteine) verwendete Material, z.B. Leicht­beton, mit einer Wärmeleitzahl von 0,8 W/Km die Wärme nur schlecht in die Außenbereiche der Kragplatte ab­führt, stellt sich zwischen Rauchrohr und dem in der Ummantelung liegenden Teil der Kragplatte ein Temperatur­gleichgewicht bei einer Temperatur ein, die nur ganz geringfügig unter der ansonsten bestehenden Temperatur des Rauchrohres liegt. Überraschenderweise führt daher die hier bewusst erzeugte Wärmebrücke zwischen Rauch­rohr und Kragplatte nicht zu einer ins Gewicht fallenden Abkühlung des Rauchgases im Rauchrohr. Es ist daher günstig, die Wärmeleitzahl des Materials der Kragplatte möglichst niedrig zu halten, so daß sie einen Maximalwert von 0,8 W/Km nicht übersteigt. Bei Beton wird dies in der Regel dadurch erreicht, daß eine Rohdichte von 1,6 kg/dm³ nicht überschritten wird. Bei dieser Rohdichte hat die Kragplatte auch eine ausreichende Festigkeit, um ihre Tragfunktion für den Kaminkopfaufbau zu erfüllen.
  • Die erwünschte Wärmebrücke zwischen der Rauchrohraußen­seite und der Innenfläche des Kragplattendurchbruches würde am besten durch einen direkten wärmeleitenden Kontakt zwischen diesen Flächen geschaffen. Da aber wegen der unvermeidlichen Toleranzen und auch wegen der unterschiedlichen Wärmedehnungen von Rauchrohr (Schamotte) und Kragplatte die Abmessungen des Durch­bruches in Bezug auf die Außenabmessungen des Rauch­rohres hinreichend groß gewählt werden müssen, wird sich zwischen den genannten Flächen stets ein schmaler Ringspalt einstellen, dessen Breite in der Grössen­ordnung von wenigen Millimetern, z.B. 2 mm, liegen kann. Jedoch ist auch ein Ringspalt grösserer Breite, von z.B. 10 mm, als eine im Sinn der Erfindung "eng benach­barte" Anordnung der Durchbruchs-Innenfläche zum Rauch­rohr anzusehen, weil sich durch den Wegfall der Wärme­dämmschicht in diesem Bereich die Kragplatte durch die Wärmeabstrahlung des Rauchrohres hinreichend erwärmen kann.
  • Es kann im übrigen daran gedacht werden, den Wärmeüber­gang zwischen Rauchrohr und der Innenfläche des Durch­bruches dadurch zu verbessern, daß man in den genannten Ringspalt ein Wärmeübertragungselement, z.B. eine federnde Metallmanschette, einbringt, welches mit beiden Flächen in direkter Berührung steht und einerseits hinreichend nachgiebig ist, um an unterschiedliche Ring­spaltbreiten angepasst werden zu können und zusätzlich noch unterschiedliche Dehnungen aufzunehmen, andererseits einen hinreichenden Wärmetransportquerschnitt hat.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1 einen Axialschnitt durch den oberen Endbereich eines Fertigkamins einschließlich Kaminkopfaufbau, und
    • Fig. 2 eine Obenansicht der bei dem Kamin gemäß Fig. 1 vorgesehenen Kragplatte.
  • Der in Fig. 1 gezeigte dreischalige Fertigkamin weist ein aus einzelnen Schamotterohr-Abschnitten zusammenge­setztes Rauchrohr 1 von quadratischem Querschnitt, eine das Rauchrohr 1 umgebende Wärmedämmschicht 2 aus Mineral­faserplatten sowie eine Ummantelung 3 auf, die aus einzelnen Mantelsteinen aus Leichtbeton gebildet ist. Im Bereich des (nicht gezeigten) Daches stützt sich auf einem der Mantel­steine eine Kragplatte 4 ab, die aus dem gleichen Material wie die Mantelsteine besteht (und allenfalls eine Armierung beinhaltet) und sich in bekannter Weise über die Ummantelung allseitig hinaus erstreckt, um den im Ganzen mit 5 bezeichneten Kaminkopfaufbau zu tragen. Dieser besteht im vorliegenden Fall aus einer Kaminkopfummantelung 51, einer die oben weiter­geführte Ummantelung 3 umgebenden Außenisolierung 52, einer Beton-Abdeckplatte 53 und einer Dehnfugenmanschette 54. Art und Ausbildung des Kaminkopfaubaues sind im vorliegenden Fall nicht von Bedeutung und bedürfen daher keiner ins einzelne gehenden Erläuterung.
  • Querschnittsform und Umriß der Kragplatte 4 gehen im einzelnen aus den Fig. 1 und 2 hervor. Die Kragplatte 4 weist darüber hinaus einen zentralen Durchbruch 41 auf, der bezüglich seiner Randkontur an die Kontur der Außen­fläche des Rauchrohres 1 angepasst ist und dessen Ab­messungen überdies so gewählt sind, daß die Innenfläche des Durchbruches 41 im eingebauten Zustand der Krag­platte gemäß Fig. 1 der Außenfläche des Rauchrohres 1 so eng benachbart angeordnet ist, daß sich nur ein schmaler Ringspalt 42 ergibt. Oberhalb und unterhalb der Kragplatte 4 liegt die Wärmedämmschicht 2 am jeweiligen Randbereich des Durchbruches 41 an.
  • Der in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel beschriebene Kamin weist keine Hinterlüftung der Wärmedämmschicht 2 auf, die in bekannter Weise durch in den Mantelsteinen nach oben verlaufende Belüftungskanäle bewirkt sein könnte. Die Erfindung lässt sich jedoch ohne weiteres auch auf solche sog. "feuchteunempfindliche" Kamine ausdehnen. In diesem Fall sind in den Bereichen der Kragplatte, die an die Belüftungskanäle anschließen, entsprechende Durchbrüche vorzusehen, damit die Belüftungs­kanäle nicht unterbrochen sind. Je nach Art und Lage dieser Belüftungskanäle können diese zusätzlichen Durch­brüche mit dem zentralen Durchbruch 41 direkt verbunden sein bzw. von diesem ausgehen.
  • Es versteht sich weiterhin, daß die Erfindung nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt ist und die Form des Durchbruches 41 jeweils an die Form der Außenfläche des Rauchrohres angepasst ist, d.h. im Fall eines zylindrischen Rauchrohres kreisförmig ist.

Claims (7)

1. Kamin, insbesondere Fertigkamin, mit einem Rauchrohr (1), einer das Rauchrohr umgebenden Wärmedämmschicht (2) und einer die Wärmedämmschicht umgebenden Um­mantelung (3), ferner mit einer den Kaminkopfaufbau (5) tragenden Kragplatte (4), die unterhalb des Kaminkopfes auf der Ummantelung (3) aufliegt und einen zentralen Durchbruch (41) für den Durchtritt des Rauchrohres (1) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenfläche des Durchbruches (41) die Außen­fläche des Rauchrohres (1) eng benachbart umgibt.
2. Kamin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Kragplatte (4) Beton mit einer Roh­dichte von maximal 1,6 kg/dm³ ist.
3. Kamin nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Kragplatte (4) eine Wärmeleit­fähigkeit von maximal 0,8 W/Km hat.
4. Kamin nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmschicht (3) in der Umgebung des Durchbruches (41) oben und unten un­mittelbar an der Kragplatte (4) anliegt.
5. Kamin nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen der Innenfläche des Durchbruches (41) und der Außenfläche des Rauchrohres (1) bestehender Ringspalt (42) eine Spaltbreite von maximal 10 mm, vorzugsweise 5 mm, hat.
6. Kamin nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem außer­halb des Rauchrohres (1), vorzugsweise an der Innen­seite der Ummantelung (3), nach oben durchgehend ver­laufende Belüftungskanäle zum Abtransport von Feuchtig­keit aus der Wärmedämmschicht (2) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kragplatte (4) in ihren die Belüftungskanäle erfassenden Bereichen weitere Durchbrüche aufweist.
7. Kamin nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Durchbrüche mit dem zentralen Durchbruch (41) in Verbindung stehen.
EP19890100752 1988-01-28 1989-01-18 Kamin, insbesondere Fertigkamin Withdrawn EP0326000A3 (de)

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DE8801003U DE8801003U1 (de) 1988-01-28 1988-01-28 Kamin, insbesondere Fertigkamin

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EP0326000A3 EP0326000A3 (de) 1991-05-29

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EP0326000A3 (de) 1991-05-29
DE8801003U1 (de) 1988-03-24

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