Entwicklung und Geschichte der Kachelöfen und offene Kamine

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung
1.1. Impressionen
1.2. Entwicklung des Kachelofens

2. Ofenkachel

3. Kachelöfen in den einzelnen Stilepochen
Gotik (ca. 1200-1500)
Renaissance (ca. 1500-1650)
Manierismus (ca. 1600-1620)
Barock (ca. 1670-1750)
Rokoko (ca. 1725-1790)
Louis-Seize-Stil (ca. 1770-1790)
Klassizismus (1775-1850)
Empire (ca. 1795-1815)
Biedermeier (ca. 1825-1850)
Gründerzeit (ca. 1872-1895)
Jugendstil (ca. 1895- 1910)
3.1. Weitere Entwicklung

4. Brennstoffe

5. Überblick Warmluft-Kachelofen
5.1. Genaue Betrachtung der Kachelofen-Warmluftheizung
5.2. Funktion
5.3. Umwandlung von Strahlungs- in Konvektionswärme
5.4. Heizeinsatz
5.5. Heizölbetriebene Heizeinsätze
5.6. Brenngasbetriebene Heizeinsätze
5.7. Nachheizkasten
5.8. Luftführung
5.9. Wärmebedarf
5.10. Bauablauf eines Warmluftkachelofens

6. Überblick Kachelgrundofen
6.1. Genaue Betrachtung des Kachelgrundofens oder Grundofens
6.2. Heizfläche
6.3. Ausführung des Kachelofens
6.4. Fundamente
6.5. Feuerraum
6.6. Rahmenbedingungen für den Bau des Feuerraums
6.7. Größe des Feuerraums
6.8. Feuergeschränk-Ofentüren
6.9. Gasschlitz
6.10. Abmessung der Gasschlitze
6.11. Der Weg vom Feuerraum zum Schornstein
6.12. Zugsystem
6.13. Rauchgasrohr

7. Kombi-Ofen

8. Weitere Ofensysteme
8.1. Heizkamin
8.2. Kachelherde und Backöfen
8.3. Kaminofen

9. Schornstein
9.1. Funktion des Schornsteins
9.2. Schornsteinquerschnitt
9.3. Gründung von Schornsteinen
9.4. Anordnung von Reinigungsöffnungen
9.5. Schornsteine für offene Kamine
9.6. Raumluftabhängige Feuerstätten
9.7. Raumluftunabhängige Feuerstätten
9.8. Allgemeine Anforderungen an Abgasanlagen
9.9. Brandschutz
9.10. Dichtheit
9.11. Feuchteschutz
9.12. Anordnung von Abgasanlagen

10. Offener Kamin
10.1. Entwicklung
10.2. Offener Kamin und Raumgestaltung
10.3. Anwendungsbereiche von offenen Kaminen
10.4. Bauteile des offenen Kamins
10.4.1. Feuerraumboden
10.4.2. Ascheraum
10.4.3. Sicherheitsfläche
10.4.4. Kaminöffnung
10.4.5. Feuerraum
10.4.6. Kaminrost
10.4.7. Rauchsims
10.4.8. Rauchkammer
10.4.9. Rauchklappe
10.4.10. Rauchschürze
10.5. Baustoffe und Baumaterialien
10.6. Brennmaterialien
10.7. Bedienung und Betriebsweise
10.7.1. Anheizvorgang
10.7.2. Weiterheizen
10.7.3. Entaschung
10.7.4. Reinigung
10.8. Kamin-Zubehör
10.9. Funktion des offenen Kamins

11. Gestaltung
11.1. Kreationen
11.2. Preis
11.3. Design
11.3.1. Form
11.3.2. Funktion
11.3.3. Konstruktion
11.4. Physiologische Wirkung der Farben

12. Wohnbehagen

13. Kachelofen und die Solarenergie
a) Das Niedrigenergiehaus
b) Die Feuerstelle mit Heizkesselteil
c) Die Solaranlage
d) Die Speichereinheit
e) Die Wandheizung

14. Bilderverzeichnis

15. Literaturverzeichnis
Verordnungen
Normen:
Internetseiten

1. Einleitung

Wer heute vom „guten alten Kachelofen“ spricht, schwelgt meist in nostalgischer Begeisterung. Aus Überlieferungen wissen wir, welche wichtige Bedeutung solch ein Prunkstück früher hatte. Es war die einzige Wärmequelle im ganzen Haus. Seine gemütliche Atmosphäre lockte Mensch wie Tier an. Nicht selten gab es Zank um die begehrten Plätze auf der Ofenbank.

Die Urform der heutigen wärmespeichernden Öfen findet man in den Pfahlbauten der Bronzezeit. Schon vor 4500 Jahren wurden diese Öfen im süddeutschen Alpenvorland gebaut.^[1]

Bild 1: Kachelofen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Urform bestand aus einem walzenförmigen Steingebilde mit einem Tonnengewölbe aus Lehm als Oberbau.

Die Steine hatten schon damals die Aufgabe, die Wärme zu speichern. Damit war es dem Menschen erstmals gelungen, die Glut des offenen Feuers zu bewahren und in Strahlungswärme umzuwandeln. Ab dem 10. Jahrhundert gewann der Lehm- oder Steinofen mit dem Rauchabzug über einem eigenen Schornstein an Bedeutung. Diese Öfen

sind gemauert und bestehen aus einem kubischen Unterbau mit einem gewölbten Oberbau. Solche über 1000 Jahre alte Ofenformen sind heute noch in Südtirol anzutreffen.^[2]

In der weiteren Entwicklung wurden Becher und Schüsseln aus Keramik zur Verbesserung der Heizwirkung eingesetzt. Daraus haben sich die ersten Ofenkacheln entwickelt. Als es den Töpfern gelang aus den runden keramischen Schüsseln quadratische Kacheln zu fertigen, war es möglich die Ummantelung des Kachelofens komplett aus Kacheln herzustellen.

Im Laufe der Jahrhunderte veränderte sich die Kachel mit den wechselnden Stilrichtungen, von der Gotik, über das Barock, Rokoko, Biedermeier bis in die heutige Zeit. Vor mehr als 500 Jahren setzte sich dann das Prinzip des Grundofens durch. Anfänglich wurde mit sehr einfachen Materialien gebaut wie z. B. Bachsteine und Lehm. Im Alpenraum wurde auch Speckstein verwendet.

Durch die zunehmende Erfahrung im Ofenbau wurde nicht nur eine Verbesserung in der Funktionsweise erzielt, sondern auch die Möglichkeiten der Gestaltung blieben nicht unerkannt.

Mit den üppigen Dekorationsformen des Barock war im 16. und 17. Jahrhundert eine Blütezeit des Ofenbaus erreicht. Allerdings war diese Form der verkachelten Öfen nur den reichen Bürgern vorbehalten.

Mit Beginn des Industriezeitalters geriet die traditionelle Bauweise immer mehr in Vergessenheit. Der massenhaft produzierbare Kachelofen mit einem Metalleinsatz wurde geboren. Mit der Entwicklung der Zentralheizung zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde der Kachelofen aus den Wohnzimmern der Menschen verdrängt.

Mit der Energiekrise der siebziger Jahre besann man sich seiner wieder als unabhängige Zusatz- und Übergangsheizquelle. Während der achtziger Jahre sorgte der Treibhauseffekt für Gesprächsstoff, um das Image von Holzheizungen zu verbessern wurde die CO2-Neutralität des Holzes postuliert. Gleichzeitig entwickelte sich ein neues, verstärktes Bewusstsein für unsere Umwelt, der Wunsch nach mehr Lebens- und Wohnqualität stieg. Der Kachelofen wurde wieder ein fester und schöner Bestandteil innerhalb des Wohnbereichs.

Zu diesem Zeitpunkt orientierte sich die Gestaltung und Form der Kachel noch überwiegend an der traditionellen Schüsselkachel. Nur langsam entwickelte sich ein, dem Zeitgeist entsprechendes, eigenes Kacheldesign.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 2: Schüsselkacheln

Die Entwicklung des Kachelofens ist ein Stück Geschichte der Gestaltung, aber auch ein Stück Geschichte der Technik. Die Kachelofenbauer waren und sind auch weiterhin bestrebt neue Erkenntnisse der Wärmelehre und der modernen Feuerungstechnik im Kachelofenbau zur Anwendung zu bringen. Schon vor 500 Jahren gab es ein Bestreben dem Kachelofen eine gute technische und wirtschaftliche Innengestaltung in der Konstruktion zu geben. Das zeugte vom hohen handwerklichen und technischen Können des Kachelofenbauers.

Nach dem heutigen Stand der Technik wird der „Kachelofen“ in den technischen Bestimmungen und Normen folgendermaßen definiert:

„Als ortsfeste Kachelöfen alle im Verwendungsort erbauten Öfen, die aus keramischen Baustoffen bestehen und die mit festen, gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen sowie mit elektrischem Strom betrieben werden können.“^[3]

Die Definition lässt erkennen, dass der Begriff „ortsfester Kachelofen“ sehr umfassend ist und damit auch die Anwendungsmöglichkeiten des Kachelofens sehr vielseitig sind.

Diese Definition möchte ich dieser Arbeit zugrunde legen und die Vielfalt sowohl im technischen als auch im gestalterischen Bereich des Kachelofens herausarbeiten.

1.1. Impressionen

Jeder kennt das unbeschreiblich schöne Gefühl: Draußen vor dem Haus auf einer Bank in der Sonne zu sitzen, an die warme Wand sich anzulehnen und zu entspannen, die Alltagssorgen vergessen und die Sonnenstrahlen „bis ins Herz“ eindringen lassen, tief einatmen und das Glück richtig spüren.

Was diesen Augenblick ausmacht, ist die Strahlungswärme von Sonne und Hauswand. Sie durchwärmt den ganzen Körper und regt den Geist zum sensiblen Fühlen, zum positiven Denken und zum neugierigen Erleben an. Sie wirkt beruhigend auf Kreislauf und Nerven wie Labsal nach einem anstrengenden Arbeitstag.

Auch in der kalten Jahreszeit lässt sich dieses entspannende Gefühl erleben. Mit Hilfe eines Grundofens lässt sich eine ähnliche milde Strahlungswärme erzeugen, wie sie die Sonne abgibt.

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Bild 3: Strahlungswärme

Der Grundofen ist die ursprünglichste Art zu heizen und stellt nachweislich die sparsamste und gesündeste Art des Heizens mit Holz dar.

Die Holzscheite brennen auf dem Boden des Ofens. Die dicken Ofenwände aus feuerfesten Schamottesteinen nehmen die ungestüme Energie des Feuers in sich auf und geben sie langsam als milde Strahlungswärme an den Raum ab.

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Bild 4: Grundofen

Die Wärme des Rauchs wird in einem Labyrinth aus gemauerten Zügen ausgenützt.

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Bild 5: Schema Grundofen

Fast wäre der Grundofen in Vergessenheit geraten. Seit geraumer Zeit aber entscheiden sich gerade junge Familien wegen des besseren Raumklimas und der unvergleichlichen Vorteile wieder für die traditionelle Art des Heizens mit Holz und somit für einen Grundofen.

Es gibt zwei Arten von Kachelöfen. So genannte Warmluftkachelöfen, die die Raumluft zum Heizen verwenden und die bereits vorgestellten Grundöfen.

Ein Unterscheidungsmerkmal für Kachelöfen ist die Art und Weise, wie sie die Wärme an den Menschen weitergeben.

Beim Warmluftkachelofen wird ein Metalleinsatz aufgestellt und angeschlossen und mit Kacheln oder Mauerwerk als optisch ansprechende Attrappe umbaut. Der Metalleinsatz heizt sich rasch auf und gibt seine Wärme, schon nach kurzer Zeit, vorwiegend als heiße Luft an den Raum ab. Die Funktionsweise kann mit der Heizung im Auto verglichen werden, die Wärmestrahlung spielt dabei eine untergeordnete Rolle. Es dominiert die auch gern als „schnelle Wärme“ hochgelobte Konvektion mit den bekannten Nachteilen: hoher Energieverbrauch, kaum Speicherleistung, riechbar trockene, mit Hausstaub angereicherte, drückend heiße Luft. Folgeerscheinungen können ein heißer Kopf und kalte Füße sein.

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Bild 6: Konvektion

Der Grundofen hingegen stellt die seit Jahrhunderten bewährte traditionelle Kachelofen-bauweise dar. Er hat keinen Metalleinsatz und keine Luftschlitze. Er wird von „Grund“ auf aus schweren, keramischen Werkstoffen wie Schamotte, Speckstein oder Feuerbeton aufgemauert. Sie werden von Feuer und Rauch aufgeheizt und geben ihre Wärme vorwiegend als Strahlungswärme ab, ähnlich wie die Sonnenstrahlen auf der Bank vor dem Haus. Das Besondere an der Strahlungswärme ist, dass sie nur feste Körper erwärmt. Die Raumluft kann sich deshalb nicht überhitzen und keinen Hausstaub aufwirbeln. Die Durchwärmung der Ofenmasse benötigt zwar etwas Zeit, dafür bleibt die Wärme aber für einen langen Zeitraum erhalten.

Die kurze Aufheizzeit von Warmluftsystemen wird gerne überbewertet und die unangenehmen Auswirkungen von Konvektion auf Energieverbrauch und Wohlbefinden werden unterschätzt.

1.2. Entwicklung des Kachelofens

Hand in Hand mit der Wandlung der offenen Feuerstelle vollzieht sich auch die Entwicklung des Kachelofens. Wie bereits in der Einleitung erwähnt kann ein Backofen, bestehend aus einem Gewölbe von Lehm oder Lehmziegeln, als die Urform des Kachelofens angesehen werden. Dieser stand ursprünglich außerhalb des Hauses. Um seine wärmespeichernde Eigenschaft zu nutzen wurde er im Laufe der Zeit ins Haus verlegt. Aufgrund geschichtlicher Überlieferungen wird vermutet, dass ungefähr um das Jahr 700 zum ersten Mal Töpfe in Lehmöfen eingebaut worden sind.

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Bild 7: Lehmofen

Anhand von Feststellungen wird der Ofen einer slawischen Herkunft zugeordnet. Daraus entwickelte sich der so genannte „Gewölbekachelofen“, „Augenofen“, „Duttenofen“ oder der „Altdeutsche Kachelofen“. Die damaligen Ofenerbauer benutzten die Kacheln bzw. Töpfe um den Ofen zu verschönern und eine höhere Wärmespeicherung zu ermöglichen. Dabei erkannten sie, dass sich durch den Einbau von Topfkacheln die Heizfläche vergrößert und somit eine bessere Wärmeabgabe erfolgt.

Die Kacheln und Töpfe wurden zur Verschönerung glasiert. Dabei bedienten sie sich der ältesten und einfachsten Töpferglasur, der Bleiglasur. Mit Kupfer ließen sich damals grüne Glasuren und mit Mangan braune Glasuren für die Veredelung der Kacheln nutzen.

In den meisten Fällen besaßen die Kachelöfen noch keine verschließbare Ofentüre. Es wurden hierfür so genannte Mauersteinverschlüsse angefertigt. Ein Stein wurde, nachdem das Holz abbrannte und die Rauchgase den Ofen verlassen hatten, in die Feuerungsöffnung eingesetzt. Dadurch wurde ein rasches Auskühlen des Ofeninneren verhindert und eine längere Wärmeabgabe erreicht.

2. Ofenkachel

Die Entstehungsgeschichte der Ofenkachel lässt sich bis in die Antike zurückverfolgen. Dabei machten sich einige Kulturvölker die hohe Feuerbeständigkeit und Wärmespeicherfähigkeit keramischer Materialien zu Nutze. So belegen 2500 Jahre alte Funde die Verwendung von Topf- und Schüsselkacheln, „caccabus“^[4] genannt, zur Beschleunigung der Wärmeabgabe früherer Lehmöfen. Aus der Bezeichnung „caccabus“ entwickelte sich im späteren Sprachgebrauch der Begriff „Kachel“.

Was aber macht die Ofenkachel so besonders?

Die Kachel besteht durch und durch aus natürlichen Materialien. Grundbestandteil ist Ton, der fast überall in der Natur vorkommt. Dieser entsteht durch Verwitterung von Urgestein, also durch die Wirkung von Hitze und Kälte, Wasser und Eis, Wind und Bewegung. Ton besteht somit aus feinsten Teilchen wechselnder Zusammensetzung und Struktur, die auch unverwitterte Gesteinsreste wie Feldspat, Glimmer und Quarz enthalten.

Ausgesuchter Ton wird seit vielen Jahrhunderten für die Töpferei und die Herstellung von Ofenkacheln genutzt.

Auch heute noch wird die geschmeidige Masse aus Ton und Wasser von Meisterhand geformt und vielfältig gestaltet. In der Hitze des Feuers werden die getrockneten Teile gebrannt und erhalten damit Festigkeit und Härte.

Die besondere Fähigkeit der Ofenkachel besteht darin, Wärme aufzunehmen, zu speichern und allmählich wieder abzugeben.

Die Hitze des Feuers dringt in die Kachel ein und wird dort gespeichert. Ein Vorrat bildet sich, der über mehrere Stunden wieder gleichmäßig als Wärme an die Umgebung abgestrahlt wird.

Damit lässt das optimierte Kachelmaterial mit seiner moderaten Wärmeleitfähigkeit in der Regel ein unbesorgtes Anfassen des Kachelofens zu.

Ofenkacheln haben eine lange Tradition in der sie sich nicht nur mit ausge-wogenen Eigenschaften als Wärmespeicher, sondern auch durch die Qualität der Oberflächen bewährt haben. Aufgrund der Oberflächenglasur widerstehen sie den täglichen Belastungen der Benutzung. Sie behalten für immer ihre originalen Farben. Dies sind typische Eigenschaften für qualitativ hochwertige Keramik-produkte.

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Bild 8: Keramikkachel

Den formbaren natürlichen Tonmaterialien sind in ihrer Formenvielfalt kaum Grenzen gesetzt. Kunstvolle und aufwändige Gestaltung weisen auf hohes handwerkliches Können hin.

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Bild 9: Eckbordüre

Aufgrund dieser vielfältigen Möglichkeiten lassen sich Kacheln für jeden Wohn- und Einrichtungsstil finden. Farbige Glasuren veredeln die Kacheloberflächen. Diese bewahren Individualität mit vielfach gezielt erzeugten, lebendigen Farbspielen und dem sich oft einstellenden „Krakelle-Effekt“^[5].

Diese unregelmäßigen, unterschiedlich sichtbaren Linien sind typisch für einige Glasuren und stellen keinen Mangel dar, sondern bereichern die Oberflächengestaltung.

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Bild 10: Krakelle-Effekt

Die schöne glatte Oberfläche der Ofenkachel verspricht einfache Pflege und leichte Reinigung. Die

Glasur sorgt dafür, dass Schmutz immer auf der Oberfläche bleibt und von dort ohne großen Aufwand an Zeit und Mühe mit Wasser und Schwamm entfernt werden kann.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 11: Ofenkachel

Die Ofenkachel ist ein Produkt, welches unter Verwendung von natürlichen Materialien, über Jahrhunderte hinweg bis in die heutige Zeit, nichts an seiner Beliebtheit verloren hat.

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Bild 12: Eckkachel

Sie ermöglicht es dem Menschen seine individuellen Farb- und Formvorstellungen zu verwirklichen, seiner Liebe nach Traditionen nachzukommen und seinem Anspruch an Qualität zu entsprechen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 13: Ofenkachel

3. Kachelöfen in den einzelnen Stilepochen

Bei den folgenden Ausführungen zu den Stilepochen orientiere ich mich inhaltlich an den Ausführungen von Thomas Schiffert aus seinem Buch Kachelofen 2000 und an Heinrich Hebgen aus seinem Buch Ratgeber Kachelöfen.

Gotik (ca. 1200-1500)

Die Gotik bestimmte die Ofengestaltung durch eine edle Schlichtheit. Im Unterbau des Ofens wurden hauptsächlich grün glasierte vier- oder rechteckig abgeflachte Kacheln verbaut. Für den Oberbau wurden Nischenkacheln oder Reliefkacheln verwendet. Die Innenkonstruktion dieser Öfen war einfach. Sie verfügten meist über eine einfache Zuggestaltung und waren im unteren Bereich des Kachelofens an die Wand gebaut. Die Beschickung des Ofens erfolgte von der Schlotküche aus, worauf hin diese Öfen als Hinterlader bezeichnet wurden. Die Flammenführung sorgte für eine gleichmäßige Erwärmung der Kacheln sowohl im oberen als auch im unteren Teil des Ofens. Der Rauch zog durch das Feuerloch ab und wurde über den Rauchfang ins Dachgebälk abgeführt.

Renaissance (ca. 1500-1650)

In der Renaissance begann der Kachelofen den Anspruch eines edlen Möbels anzunehmen, denn das bildsame Tonmaterial ermöglichte es, sich mit unvergleichlicher Wirkung der jeweiligen Ausdrucksform anzupassen. Es wurden dafür sehr große und reich verzierte Kacheln verwendet. Allerdings wurde die Wirksamkeit dieser Kachelöfen außer Acht gelassen. Es wird angenommen, dass etwa 60 bis 70 Prozent des Heizwertes vom Brennstoff verloren gingen.

Manierismus (ca. 1600-1620)

Diese kurz andauernde Kunstepoche zeigte bereits Dekorationsformen an den Kachelöfen, die im anschließenden Barock fortgeführt wurden. Bei dieser Stilrichtung lässt sich ein großer Einfluss ausgehend von Italien beobachten.

Barock (ca. 1670-1750)

Die große Prachtentfaltung des Barock wirkte sich auch auf die gestalterische Entwicklung des Kachelofens aus. Im Gegensatz zur Renaissance wurde die Verbesserung der Innenkonstruktion forciert, besonders in der Zeit von 1700-1770 wurden große Fortschritte gemacht.

Friedrich der Zweite erließ im Jahre 1763 ein Preisausschreiben: „… auf einen Stubenofen, so am wenigsten Holz verzehret.“^[6]

Er verfolgte dabei die Absicht, die unnötige Holzverschwendung einzudämmen. Ausgangspunkt war, dass die damaligen Kachelöfen ohne Züge gebaut wurden.

Rokoko (ca. 1725-1790)

Hier ist eine Unterscheidung zu treffen zwischen den bürgerlichen Öfen und den Kachelöfen, die für Gutsherren oder Fürstenhöfe bestimmt waren. Bei den Bürgern bestanden die Öfen häufig aus kleinformatigen Kacheln, die mit hellen Glasuren überzogen waren. Bei den Adeligen hingegen kamen großflächige Kacheln zum Einsatz. Um eine schnellere Wärmeabgabe zu erreichen, wurden gusseiserne Platten im Unterbau eingebaut. Es bestand die Auffassung, dass das Feuer nur abbrennen könne, wenn ihm genügend Luft zugeführt wird. Um die mit Gussplatten ausgestatteten Kachelöfen rauchdicht zu machen, wurden die Anschlüsse mit Ofenkitt abgedichtet. Dieser Ofenkitt bestand aus Lehm, Essig, Eiweiß, einer Kochsalzlösung und Rinderblut.

Im Ofenbau war mit dem Rokoko eine Kunstepoche zu Ende gegangen, die als letzte noch eigene ausgeprägte gestalterische Elemente aufwies.

Louis-Seize-Stil (ca. 1770-1790)

Während dieser Phase kamen Dekorelemente aus den orientalischen Kulturkreisen zum Einsatz. Die Kacheln wurden durchwegs mit weißen und goldenen Glasurfarben überzogen.

Klassizismus (1775-1850)

Die Zeitepoche des Klassizismus war bestimmt durch streng gegliederte Formen und die Erkenntnisse des Rokoko wurden übernommen. Somit wurden jetzt alle Öfen mit einem Rost angefertigt. Das Hauptaugenmerk richtete sich nun auf die Ausbildung von stehenden Rauchzügen.

Allerdings konnten manch gute Ansätze, aufgrund verschiedener Meinungen nicht umgesetzt werden. Trotzdem gelang den Kachelofenbauern um das Jahr 1790 ein Durchbruch. Mit dem so genannten Vorderlader war es möglich den Ofen direkt vom Zimmer aus zu beheizen.

Empire (ca. 1795-1815)

Diese kurze Kunstepoche kann als Höhepunkt des ganzen Klassizismus angesehen werden. Einen starken Einfluss auf diese Phase übte dabei die Antike aus. Die Kachelöfen wurden überwiegend säulenförmig und mit ägyptischen Dekorelementen gestaltet.

Biedermeier (ca. 1825-1850)

Die Kachelöfen nahmen von ihrer Größe her wieder ab und erhielten zunehmend eine schmückende Ausgestaltung und zusätzlich aufgesetzte Schmuckformen wie z. B. Vasen. Zu dieser Zeit entstanden auch die ersten Vorläufer, der uns heute bekannten Warmluftöfen. Hierfür wurden Wärmeröhren aus Blech in den Kachelofen mit eingearbeitet, die zu einer rascheren und erhöhten Wärmeabgabe beitrugen.

Gründerzeit (ca. 1872-1895)

Diese Epoche hatte keinen eigenen markanten Stil, es wurden vielmehr Gestaltungsmittel vergangener Kunstepochen nachgeahmt. Die Öfen besaßen einen wuchtigen Unterbau und die Gesamthöhe betrug bis zu 2,80 m.^[7] In dieser Zeit entstanden auch die so genannten „Berliner Öfen“^[8], die anstatt der Wärmeröhren zierende Nischen hatten und komplett in einem einheitlichen deckenden weißen Farbton farblich gestaltet wurden.

In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts entstanden noch weitere Perioden wie die Neugotik gefolgt vom Spätklassizismus und der Neuromanik.

Jugendstil (ca. 1895- 1910)

Diese kurze, aber ausgeprägte Kunstepoche hat es sich zum Ziel gemacht, sich kompromisslos von vorausgegangen unschöpferischen Stilnachahmungen zu lösen. Von der Struktur her orientierten sich die Kachelöfen im Wesentlichen an den Bauformen des Spätklassizismus.

3.1. Weitere Entwicklung

Die technische Weiterentwicklung und Formentwicklung des Kachelofens stagnierte in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Die Handwerksarbeit bei der Herstellung der Ofenkacheln wurde zurückgedrängt und eine Industrialisierung des Ofenbaus setzte mit einer Ofenindustrie um 1857 in Meißen ein. Durch die vorherrschende Serienproduktion wurden Inhalt und gestalterische Form des Kachelofens bestimmt. Ende des 19. Jahrhunderts gelang es mit Heizeinsätzen die Steinkohle im Kachelofen zu verfeuern.

Erst um 1910 wurde die Entwicklung im Bereich der Anordnung von stehenden und liegenden Zügen wieder vorangetrieben.

Im Jahre 1925 folgte die Einführung eines verbindlichen DIN-Maßes „22“, das ein Kachelmaß von 22 cm vorschreibt. Daraufhin wurden Zubehörteile wie Fülltüre, Roste und Rahmen genormt. Diese wurden alle in die Reichsgrundsätze für den Kachelofenbau aufgenommen und am 20. Juni 1926 für verbindlich erklärt. Zu dieser Zeit entstanden auch viele Sonderkonstruktionen wie Gaskachelöfen, die sowohl für Kohlen- als auch für Gasheizung eingerichtet waren. Elektrokachelöfen erweiterten das Spektrum.

Durch den Zweiten Weltkrieg wurde viel zerstört und die Kachelofenbauer waren vordergründig mit der Wiederinstandsetzung beschädigter Öfen beschäftigt. Aus dieser vorherrschenden Notlage der damaligen Zeit war es wichtig, Öfen zu konstruieren, die alle zur Verfügung stehenden Brennstoffe verwerten konnten.

Zudem wurde jetzt der Wirkungsbereich der Strahlung näher untersucht, der bis zu diesem Zeitpunkt keine Rolle gespielt hatte. Daraus haben sich die Grundkachelöfen und Kachelgrundöfen entwickelt.

Unsere heutigen Kachelöfen sind gestalterisch gesehen nicht an den vorherrschenden Baustil gebunden, sie werden vielmehr nach dem persönlichen Geschmack oder allgemeinen ästhetischen Regeln geschaffen.

Der Kachelofen hat somit in der langen Zeit seiner Verwendung eine Reihe von Veränderungen erfahren, die nicht nur seine äußere Gestaltung betreffen, sondern vor allem seine verschiedenartige Ausbildung der Feuerung und Ausbildung der Rauchgaszüge. Diese Entwicklungsschritte lassen sich nicht nur auf die Anpassung neuer Brennstoffe wie Kohle, Briketts, Öl, Gas oder Strom zurückführen, sondern auch auf die Forderung eines sparsamen und bedienungsfreundlichen Kachelofens.

Die Entwicklung der Kachelofen-Warmluftheizungen haben hinsichtlich ihrer Wirkungsweise ein sehr altes Vorbild, die Hypokausten-Heizung der alten Römer. Hierbei handelt es sich um Hohlräume, die senkrecht und waagerecht in Wänden und Fußböden angeordnet waren und mit warmer Luft durchspült wurden. Dies erforderte ein ausgeklügeltes Luftzirkulationsprinzip. Die hierfür nötige warme Luft wurde durch einen Ofen außerhalb der zu erwärmenden Räume erzeugt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 14: Schema einer römischen Hypokaustenheizung

In Anlehnung an dieses historische Heizsystem ist auch die moderne Hypokauste ein Holzbrandsystem, in dem die Luft erwärmt wird, die innerhalb eines groß-flächigen, geschlossenen Hohlkörpers, etwa einer Wandfläche oder Rundsäule, thermisch zirkuliert. Der Hohlkörper wird erhitzt und gibt nach kurzer Aufheizzeit wohltuende Strahlungswärme an den Raum ab. Zentrales Element der Hypokaustenanlage ist dabei der Heizeinsatz, von dem aus die heißen Rauchgase durch ein Wärme speicherndes Zugsystem, den Speicherblock, strömen und diesen erwärmen. Der Heizeinsatz und der Speicherblock werden dabei mit einer trennenden Luftschicht zum äußeren Ofenmantel gesetzt. Wenn sich dieses Luftvolumen erhitzt entwickelt sich eine Thermik, die das großflächige Wandelement hinterspült und erwärmt.

Die Kachelofenheizung lässt sich heute technisch gesehen in folgende Gruppen einteilen:

a) Kachelöfen mit Dauerbrandeinsatz und nachgeschalteten Zügen Dazu gehören auch:
- Kachelofen-Mehrraumheizung bzw.
- Kachelofen-Warmluftheizung
- Warmluftheizung mit Heizquelle im Keller und Abwärmekachel-öfen in den einzelnen Zimmern

b) Vollkachelofen oder Grundofen mit und ohne Rost und nach geschalteten Zügen
c) Kachelstrahlungsöfen mit Schamotteeinsatz
d) keramische Elektrospeicheröfen

4. Brennstoffe

In der Kleinfeuerungs-anlagenverordnung ist der Einsatz von Brennstoffen für Haushaltsfeuerstätten geregelt. Danach sind die im Folgenden genannten Energieträger als Brennstoff zugelassen.

Braunkohlenbriketts sind seit vielen Jahren als traditioneller Brennstoff bekannt. Die zerkleinerte und getrocknete Braunkohle wird dabei unter hohem Druck zu Briketts geformt, ohne Verwendung von zusätzlichen Bindemitteln. Braunkohlenbriketts haben eine konstante und definierbare Qualität, welche auf den Rohstoff und den Produktionsablauf zurückzuführen ist. Strenge Qualitätskontrollen garantieren dem Verbraucher ein hochwertiges Produkt.

Einen weiteren idealen Brennstoff stellt naturbelassenes Holz dar. Es ist regenerierbar und enthält weder Schwefel noch Schwermetalle und verbrennt in modernen Holzfeuerungsanlagen sauber und CO2-neutral.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 15: CO2-Kreislauf

Positiv ist auch, dass unseren bedrohten Wäldern durch die Entnahme von Brennholz keinerlei Schaden zufügt wird. Im Gegenteil! Brennholz ist ein Nebenprodukt der Waldwirtschaft, das bei der waldbaulich notwendigen Pflege anfällt. Die durch den Verkauf erzielten Einnahmen stellen eine Entschädigung für den Pflege- und Erhaltungsaufwand der Wälder dar.

Allerdings ist nur trockenes Holz gutes Brennholz. Holz sollte deshalb getrocknet und abgelagert werden, um bessere Brennwerte zu

bekommen. In der 1. BImSchV (Bundesimmissionsschutz-verordnung) wird Holz mit einer Restfeuchte von 20 Prozent als „lufttrockenes Holz“ bezeichnet.

In Verbindung mit dem niedrigeren Heizwert von feuchtem Holz gegenüber trockenem Holz, steigt auch die Kohlenmonoxid-emission beim Verbrennen von nassem Holz.

Bei einer Versuchsmessung von zwei gleichen Mengen Holz, einmal mit 10 Prozent Restfeuchte und einmal mit 33 Prozent Restfeuchte, wurden beim Verbrennen in einem Heizkamin folgende Ergebnisse erzielt:

Das trockenere Brennholz hat eine Leistung von 11,8 KW und einen Wirkungsgrad von 70,8 Prozent bei einem CO2-Ausstoß von 0,34 Prozent (Bezug 13 Prozent Sauerstoff).

Das nasse Brennholz hingegen erbringt einen Wirkungsgrad von 56,6 Prozent bei einem CO2-Ausstoß von 0,93 Prozent (Bezug ebenfalls 13 Prozent Sauerstoff).^[9]

Nasses Holz hat somit nahezu einen dreifach höheren Kohlenmonoxid-Ausstoß gegenüber trockenem Holz. Das trockene Holz erzielt auch einen höheren Wirkungsgrad, als das nasse Holz, weil der Verbrennungsvorgang nicht durch im Holz eingeschlossene Feuchtigkeit gestört wird.

Bedingt durch die spezielle Bauart eines Grundofens ist er für eine Wärme-abgabe über einen längeren Zeitraum konzipiert, auch nachdem das Feuer schon erloschen ist. Auf diesen Effekt muss man bei den Warmluftsystemen verzichten wie bei dem Warmluftkachelofen, Dauerbrandofen und Dauerbrandherd. Diese Modelle sind für den Dauerbrand ausgelegt und zugelassen. Mit dem Brennstoff Holz ist dies aber nur schwer zu bewerkstelligen, weil Holz für eine saubere Verbrennung schnell abbrennen muss und deshalb ständiges Nachlegen notwendig ist. Das wiederum verlangt eine arbeits- und platzintensive Bevorratung von Brennmaterial.

Die Kombination von Holz und Kohle stellt eine Möglichkeit dar längere Dauerbrandphasen, z. B. über Nacht, zu überbrücken. Die vorwiegend aus Braunkohle gewonnenen Briketts erfüllen die geforderten Voraussetzungen an den Umweltschutz und ermöglichen in modernen Heizeinsätzen einen wirkungsvollen sowie sauberen Heizbetrieb. Zu berücksichtigen ist, dass die Öfen für den Kohledauerbrand zugelassen sind und richtig bedient werden. Offene Kamine und Kaminöfen sind grundsätzlich nicht dafür geeignet.

Um häusliche Feuerstätten nicht als private Müllverbrennungsanlagen zu missbrauchen und die Umwelt zu schädigen, hat die 1. BImSchV (Bundesimmissionsschutzverordnung) eine Liste erstellt, was in Grund- und Kachelöfen, Heizkaminen, etc. verbrannt werden darf.

Als Brennstoffe sind zugelassen:
- Steinkohle (Anthrazit Nuss 2 und 3)
- Steinkohle (Ruhrkohlenbrikett groß und klein)
- Steinkohlenkoks (Ruhrkoks 3 und 4)
- Braunkohlenbriketts
- trockenes, naturbelassenes, stückiges Holz einschließlich anhaftender Rinde
- Pellets
- Heizöl EL
- Erdgas und Flüssiggas

Nicht verfeuert werden dürfen:
- Holzverarbeitungsreste
- Spannplatten
- Faserplatten
- mit Holzschutzmittel behandelte Hölzer
- Sperrholz
- Eisenbahnschwellen
- Bauholz wie Schaltafeln, Balken und Bretter
- Pappe und Verpackungsmaterial
- Holz, das bei der Nutzung Schadstoffe aufnehmen konnte

Diese Auflistung, der nicht zugelassenen Brennstoffe ist nicht als abschließend zu betrachten.

Ein weiterer geeigneter Brennstoff sind Pellets. Sie wurden anfangs belächelt und es wurden ihnen keine Zukunftschancen als konkurrenzfähiger Brennstoff eingeräumt. Allerdings hat sich die Sachlage verändert.

In einem Zeitraum von zehn Jahren hat sich der „Krümel“ in Deutschland zu einem bekannten und anerkannten Brennstoff entwickelt.

In anderen Ländern sind Pellets schon länger auf dem Vormarsch. In den Vereinigten Staaten zum Beispiel werden jährlich mehr als 16 Millionen Tonnen Holzpellets zum Heizen verwendet.^[10] Dort ist die Holzpelletsfeuerung bereits seit den siebziger Jahren weit verbreitet. Ähnlich sieht es in Schweden und Österreich aus.

Seit den neunziger Jahren sind Pellets auch in Deutschland bekannt was auch durch die Aufnahme in die 1. BImSchV begünstigt wurde.

Sie bestehen aus Sägespänen, einem Abfallprodukt der holzverarbeitenden Industrie, die unter hohem Druck ohne Zusatz von Bindemitteln verpresst werden. Durch diesen Vorgang wird das Ausgangsmaterial veredelt. Durch geringen Energieaufwand wird so ein höherer Brennwert von 5,3 kWh/kg im Vergleich zu Stückholz erzielt.^[11] Eine niedrige Restfeuchte von maximal 10 Prozent ermöglicht eine besonders schadstoffarme Verbrennung.

Die Presslinge haben einen Durchmesser von etwa 5 mm und eine Länge von zirka 1-2 cm. Es ist darauf zu achten, dass Pellets nur in den dafür hergestellten Primär- oder Pelletöfen verwendet werden. Für normale Öfen, die für den Abbrand von Holz und Kohle ausgelegt sind, können Pellets, aufgrund ihrer großen Oberfläche nicht verbrannt werden. Es würde sich kein Feuer entzünden, sondern ein Schwelbrand mit Qualmbildung entstehen. Holzpellets sind als Sackware mit 15-25 kg, in so genannten Big-Packs mit 800 kg oder als lose Ware per Silozug zu beziehen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 16: Holzpellets

Neben Holz, Kohle und Pellets kommen auch Öl und Gas für Kachelöfen zur Anwendung. Allerdings ist hierfür eine völlig andere Technik notwendig und der Charme, der Duft und die Harmonie von knisterndem Holz geht verloren.

Heizöl wird aus Erdöl gewonnen – einem fossilen Energieträger. Da die Erdölreserven beschränkt sind, würden bei momentaner Förderung die Vorräte noch zirka 40 Jahre ausreichen.^[12] Erdöl wird aber nicht nur zur Gewinnung von Heizöl verbraucht, sondern es dient einem breiten Anwendungsspektrum in der Industrie. Darüber hinaus hat Erdöl ein negatives Image, da der Transport sehr schwierig ist und es regelmäßig zu Unfällen bei Tankerschiffen oder hohen Förderungsverlusten durch undichte Pipelines kommt.

Aber nicht nur dadurch wird die Umwelt belastet, sondern auch durch den hohen Energieaufwand, der nötig ist, um das Erdöl zu veredeln.

Durch die Energiefreisetzung von Heizöl beim Verbrennungsvorgang werden Schadstoffe wie Schwefeldioxid freigesetzt. Im Jahre 2002 produzierten die privaten Haushalte in Deutschland rund 200.000 Tonnen giftiges Schwefeldioxid. Die energiebedingten CO2-Emissionen durch Erdölverbrauch betrugen insgesamt im gleichen Jahr schätzungsweise 350 Millionen Tonnen.^[13]

Im Handel sind neben den herkömmlichen Ölöfen in erster Linie Kachelofeneinsätze, die für den Einsatz von Heizöl geeignet sind, zu erhalten.

Vorteilhaft ist der hohe Bedienkomfort, den solche Anlagen bieten im Vergleich zu der Ofenbeschickung mit Scheitholz.

Die ölbetriebenen Kachelofeneinsätze arbeiten im Normalfall vollautomatisch über eine Uhren- oder Raumthermostatregelung.

Bei Erdgas sieht die Situation ähnlich aus wie bei dem Primärenergie-träger Erdöl. Dessen Bestände werden bei momentaner Förderung noch zirka 60 Jahre ausreichen.^[14] Auch hier entweicht sehr viel Erdgas beim Transport durch Lecks in den Gaspipelines. Methan ist der überwiegende Bestandteil von Erdgas und ebenso wie Kohlendioxid ein schädliches Treibgas, das die Ozonschicht zerstört. Die energiebedingten Kohlendioxid-Emissionen, die bei der Verbrennung von Erdgas freigesetzt werden, betrugen im Jahre 2001 rund 150 Millionen Tonnen.^[15]

Erdgas wird aber dennoch als der sauberste fossile Energieträger angesehen. Die heutige moderne Heiztechnik und neue Brennwerttechnik verbrennt das Erdgas sehr schadstoffarm unter einem extrem hohen Wirkungsgrad.

Der Bedienkomfort gestaltet sich ähnlich wie bei den Öleinsätzen.

Mit Gas lässt sich selbst das Flammenbild eines Holzbrandes nachahmen. Sogar das markante Flammenschlagen kann durch ein dem Brenner zugeleitetes Gas-Luft-Gemisch erzielt werden. Das Gemisch sucht sich dabei immer wieder einen neuen Weg durch ein Asche-Imitat. Dadurch wirkt die Flamme nie statisch.

Elektrizität stellt die letzte Alternative dar, um Kachelöfen zu betreiben. Strom ist nicht als Rohstoff vorhanden, sondern wird aus Primärenergie erzeugt was eine schlechte Ökobilanz nach sich zieht. Zur Stromerzeugung werden nur kaum regenerierbare fossile Energieträger verbraucht. Der überwiegende Stromanteil wird immer noch durch Kernkraftwerke abgedeckt. Zunehmend wird bei der Stromerzeugung auch auf regenerierbare Energiequellen wie Wind-, Sonnen- und Wasserenergie gesetzt.

Aktuell unterstützt die Bundesregierung auch den Bau von Bio-Gasanlagen in der Landwirtschaft. Hier kann das entweichende Methangas bei der biochemischen Zersetzung, von z. B. Mais, zur Herstellung von Strom genutzt werden.

Auf den niedrigen Gesamtwirkungsgrad des Stroms wirkt sich aber nicht nur der hohe Energieaufwand bei der Stromerzeugung aus, sondern auch die hohen Leitungsverluste beim Transport von Strom sind in die Bilanz mit einzubeziehen.

Rationell gesehen ist ein mit Strom beheizter Kachelofen eine sehr bequeme Wärmequelle. Die Geräte haben vergleichsweise niedrige Anschaffungskosten und es entfallen sowohl Kamin als auch die damit verbundenen Reinigungskosten des Kaminkehrers. Von einem Lagerraum kann gänzlich abgesehen werden, weil Strom über Steckdosen im ganzen Haus bezogen werden kann.

Strom ist zwar vergleichsweise teuer, doch lässt sich in Verbindung bestimmter Geräte der günstigere Nachtstrom nutzen. Bei der Kachelofentechnik gibt es hierzu Elektro-Nachtspeicher. Der Kern besteht dabei aus einem Elektro-Blockspeicher der von Kacheln ummantelt ist und die erzeugte Wärme durch Strahlung und Konvektion an die Umwelt abgibt.

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Bild 17: Elektroofen

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Bild 18: Elektrokachelofen

5. Überblick Warmluft-Kachelofen

Ein Warmluft-Kachelofen funktioniert im Prinzip wie ein elektrischer Gebläseheizer. In einen Hohlköper wird die Raumluft eingesaugt. Dort befindet sich eine Wärmequelle, die die Raumluft erhitzt und durch definierte Luftöffnungen im oberen Bereich des Hohlkörpers in den Raum geleitet wird. Außen ist er mit Kacheln verkleidet oder kann mit verputzten Flächen und anderen Details frei gestaltet werden. Im Inneren des Ofens steht ein so genannter Heizeinsatz. Über eine kleine Öffnung gelangt die Raumluft in den Hohlkörper des Kachelofens.

Im gusseisernen Heizeinsatz werden Holz oder Briketts verbrannt. Als Alternative gibt es auch Heizeinsätze, die mit Heizöl oder Erdgas befeuert werden können. An dem heißen Heizeinsatz erwärmt sich die Luft und wird über Lüftungsschlitze dem Raum zugeführt.

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Bild 19: Schema eines Warmluftofens

Der heiße Rauch wird durch ein Rohr abgeleitet, aber nicht gleich dem Schornstein zugeführt. Schließlich soll er nicht den Schornstein, sondern die Luft im Hohlkörper, also im Kachelofen, erwärmen. Deshalb werden die Heizgase, d. h. der Rauch, zur Erhöhung des Wirkungsgrads durch einen Nachheizkasten geleitet.

5.1. Genaue Betrachtung der Kachelofen-Warmluftheizung

Aus dem „guten alten Kachelofen“ haben sich moderne Heizsysteme für den privaten Hausgebrauch entwickelt.

Gründe dafür sind die wechselnden und gehobenen Ansprüche der Bauherren. Für unsere schnelllebige Zeit sind die herkömmlichen Kachelöfen viel zu träge. Sie benötigen eine lange Aufheizzeit bis sie ihre Wärmewirkung freisetzen. Obwohl sie nach dem Erlöschen des Feuers ihre Wärme in ihren keramischen Massen je nach Größe und Ausbau zwischen 8 und 12 Stunden speichern können, wurden sie in unserer Gesellschaft zurückgedrängt.

Der Wunsch nach Heizsystemen mit einer kurzen Aufheizphase wurde laut und die Wärmespeicherfähigkeit verlor an Bedeutung. Ursache dafür dürfte wohl die Tatsache sein, dass die Wohnhäuser oder vielmehr die Zimmer nur für wenige Stunden am Tag genutzt werden und man den Rest der Zeit an anderen Orten verbringt. War doch früher noch der Raum, in dem der Kachelofen stand, der zentrale Platz, wo sich das ganze Familienleben abspielte.

Falls die Speicherfähigkeit gänzlich vernachlässigbar ist, bietet sich die Möglichkeit eines Warmluftofens. Dieser kann, je nach Bauart und Ausführung, dafür konzipiert werden mehrere Räume oder sogar ganze Etagen mit Wärme zu versorgen. Dabei dient die Raumluft als unmittelbarer Wärmeträger. Der Ofen besteht aus einem Gusseinsatz und einem Nachheizkasten aus Stahlblech. Die Raumluft tritt unter dem Ofensockel ein, wird an dem Heizeinsatz zur Erwärmung vorbeigeführt und steigt dann nach oben. Über regelbare Warmluftgitter kann die Abgabe der warmen Luft in den Raum dosiert werden.

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Bild 20: Warmluftofen mit Lamellengitter

Falls der Warmluftofen im Keller zum Einsatz kommt, muss der Heizeinsatz mit einer wärmegedämmten Heizkammer umbaut werden. Aus Brandschutzgründen sind auch die Decke und die Gebäudewände zu dämmen.

Ein anderes Bedürfnis besteht nach einer Heizungsart die sowohl schnell Wärme liefert als auch länger anhaltende Wärmewirkung zeigt. Eine solche Möglichkeit bietet die Kachelofen-Warmluftheizung. Sie ist, wie der Name schon sagt, eine Kombination eines Kachelofens und eines Warmluftofens. Die Funktionsweise ist folgerichtig ähnlich wie beim Warmluftofen.

Es kommen allerdings die Vorzüge des Kachelofens mit zum Zuge. Es handelt sich hierbei um ein Heizsystem, bei dem dynamische Wärmeabgabe durch konvektive Warmluftbildung und konstantes Wärmeverhalten in der Art der Wärmestrahlung gekoppelt ist. Es bietet wie der Warmluftofen die Gelegenheit mehrere Etagen und Räume mit Wärme zu versorgen. Vom Charakter her kann sie als Zentralheizung bezeichnet werden, weil sie von einer zentralen Stelle im Haus als Mehrraumheizung wirkt.

Bei der Kachel-Warmluftheizung erfolgt die Luftführung sowohl bei der Zuluft als auch bei der Abluft ähnlich der des Warmluftofens. Die Zuluft wird zusätzlich zum Nachheizkasten auch an keramischen Nachheizflächen vorbeigeführt. Die Keramikflächen werden durch den Gussheizeinsatz erwärmt und sorgen für die höhere Speicherfähigkeit des Ofens. Auch bei den Austrittsöffnungen der Warmluftströmung besteht die Möglichkeit keramische Kacheln an den Wänden anzubringen, um somit die Wärmespeicherung zu erhöhen.

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Bild 21: Kachelwarmluftofen

Die Wärmeverteilung erfolgt über Verteilungskanäle. Im Normalfall erfolgt die Umwälzung der Luft durch die Schwerkraft in Verbindung mit dem natürlichen Auftrieb der wärmeren Luft. Es besteht auch die Möglichkeit einen Ventilator unter dem Heizeinsatz zu montieren, um somit die warme Luft auch waagerecht zu verteilen. Die geringe Erwärmung der Luft wird durch die höhere Geschwindigkeit und den größeren Luftumsatz kompensiert. Durch das Ventilator-System wird gewährleistet, dass auch entfernter gelegene Räume zuverlässig beheizt werden.

Abhängig von der Gestaltung der Ofengröße variiert die Gesamt-wärmeabgabe im Verhältnis von zirka 60 bis 70 Prozent Konvektions- und 30 bis 40 Prozent Strahlungswärme. Der Strahlungsanteil lässt sich durch den Einbau von keramischen Heizgaszügen anstelle eines Nachheizkastens erhöhen.

Aufgrund der überwiegend erzeugten Konvektionswärme sollte darauf geachtet werden, dass das Heizsystem nicht unnötig viel Staub aufwirbelt. Deshalb empfiehlt es sich die Heizkammer und die Warmluftkanäle regelmäßig zu reinigen.

Im Unterschied zur Leistung fällt der Wirkungsgrad des Warmluftofens mit 75 bis 82 Prozent geringer aus als der des Grundofens, der ebenfalls mit Festbrennstoffen betrieben wird. Mit Öl- oder Gasheizeinsätzen ist es möglich Wirkungsgrade bis zu 92 Prozent zu erzielen.^[16]

Vor- und Nachteile von Kachelofen-Warmluftheizungen

Vorteile:
- kurze Anheizphase – dadurch volle Nutzung der Räume bereits 20 bis 30 min nach Aufheizbeginn
- geringer Aufwand bei Bedienung und Ascheentleerung bei Mehrraumanlagen gegenüber mehreren Grundkachelöfen gleicher Leistung
- geringes Eigengewicht der Anlage – dadurch geringe Deckenbelastung bei guter Lastverteilung
- niedrigere Kosten bei Mehrraumanlagen gegenüber mehreren Grundkachelöfen gleicher Leistung
- gute Regulierbarkeit in der Leistung der Anlage sowie Anpassung an den Wärmebedarf des Raumes und an die individuellen Wärmebedürfnisse der Nutzer
- wechselseitiges Beheizen der Räume durch Zu- oder Abschalten, der durch Warmluftschächte verbundenen Zimmer
- Ausnutzung kleinster Flächen bei bloßer Anordnung des Warmluftaustritts und der Kaltluftrückführungsöffnung
- gestalterische Vielfalt von Formen und Anwendung unterschiedlicher Baustoffe und Verzierungselementen
- keine Verschmutzung von Räumen bei Bedienung und Entaschung vom Nebenraum oder vom Keller aus

Nachteile:
- weniger Speicherfähigkeit, zirka 60 Prozent gegenüber Grundkachelöfen
- Schallübertragung, vor allem in Nebenzimmern, die mit der Heizung und durch Luftschächte und -kanäle mit darüber angeordneten Zimmern verbunden sind
- erhöhte Staubablagerung und Raumverschmutzung, bedingt durch größere Luftzirkulation
- geringeres Wohlbehagen durch Zuglufterscheinungen

Die Art der Wärmeverteilung des Warmluftofens sorgt gerade bei Allergikern für gesundheitliche Probleme, da die zirkulierende Luft extrem staubhaltig und trocken ist. Staub setzt sich aus anorganischen Bestandteilen zusammen wie Sand, Asche, usw. und aus organischen Teilchen wie z. B. Pflanzenfasern, Haaren, Samen und Kohle. Der Staub wird durch die strömende Luft und die Lüftungskanäle verteilt.

Beim Ventilatorbetrieb ist es möglich, Luftfilter zur Reinigung der Frisch- bzw. Umluft kaltluftseitig einzubauen. Eine hygienische Forderung besagt, dass die Zuluft nicht mehr als 0,5 mg Staub je m3 Luft enthalten darf.^[17] Deshalb ist besonders darauf zu achten, dass bei allen Kachelofen-Warmluftheizungen in der Heizkammer, in den Luftschächten und -kanälen sich möglichst wenig Staub ablagern kann und dass genügend gut zugängliche Reinigungsöffnungen bestehen. Grundsätzlich gilt die Devise:

Es kann nur so viel Staub umhergewirbelt werden, wie liegen gelassen wird.

5.2. Funktion

Voraussetzung für alle Betriebsweisen ist ein geschlossener Luftkreis, d. h. wird einem Raum Warmluft zugeführt, muss auch eine Öffnung zum Abströmen der abgekühlten Luft vorhanden sein. Ansonsten wäre ein Überdruck die Folge, der allmählich zum Druckausgleich führt und jegliche Wärmeströmung und damit auch eine Wärmewirkung verhindern würde. Diesem Effekt kann durch mehrere Möglichkeiten vorgebeugt werden:

Beim Umluftprinzip erfolgt die Rückführung der abgekühlten Raumluft über den Flur, die Diele, das Treppenhaus oder durch dafür vorgesehene Rückluftkanäle zur Wärmequelle, dem Heizeinsatz. Hierbei findet keine Lufterneuerung statt. Die abgekühlte Luft wird erneut erwärmt und der Vorgang wiederholt sich.

Eine andere Möglichkeit bietet das Frischluftprinzip. Hierbei wird die Abluft über Abluftschächte ins Freie geleitet, falls keine ausreichende natürliche Entlüftung vorhanden ist. Der Heizkammer der Kachelofen-Warmluftheizung wird nun von außen Frischluft zugeführt. Dieses System dient dazu die Luftqualität zu verbessern und ist hygienisch gesehen von Vorteil. Allerdings ist hierfür ein höherer Energieaufwand, im Vergleich zum Umluftprinzip (bei der die Temperaturdifferenz geringer ausfällt) nötig, um die kalte Außenluft zu erwärmen.

Eine Kombination von beiden genannten Varianten bildet die Frisch-Umluftheizung. Hierbei wird die Umluft mit Frischluft vermischt. Dazu ist eine technische Erweiterung durch den Einbau einer Mischstrecke vor der Heizkammer notwendig.

Das Heizsystem einer Kachelofen-Warmluftheizung bietet somit die Gelegenheit, Räume direkt mittels Strahlungsheizflächen der Heizkammer oder indirekt durch Warmluft zu beheizen. Die Luftbewegung sollte dabei nicht als unangenehm empfunden werden. Deshalb sollte für ein behagliches Raumklima die Lufttemperatur nur um 2o C höher sein als die Temperatur der umgebenden Wände.

5.3. Umwandlung von Strahlungs- in Konvektionswärme

Beim Betreiben von Kachelofen- Warmluftheizungen stellt sich die Umbildung von Strahlungs- in Konvektionswärme schwierig dar. Einerseits ist ein gewisser Teil an Strahlungswärme, die über die raumseitig angeordneten Kacheln abgegeben wird, erwünscht. Andererseits muss der Strahlungsanteil im Inneren, der von dem Heizeinsatz ausgeht und von den Mauerwänden aufgenommen wird, als Leistungsverlust gesehen werden. Das primäre Ziel eines solchen Heizsystems ist es eben die Wärme durch Konvektion in die angeschlossen Zimmer zu transportieren. Die Querschnitte der Verteilungsschächte sollten möglichst gleich groß sein, um unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten und Verwirbelungen im Luftstrom zu vermeiden.

Diesen Strahlungsverlusten kann mit dem Einbau von so genannten Strahlungsblechen und Reflektoren entgegen gewirkt werden. Dadurch wird die Anlage leistungsstärker und rentabler.

Die Wände bzw. Wandbauteile sollten mit Strahlungsblechen abgeschirmt werden, vor allem aber brennbare Baukonstruktionen und Stahlbeton sind zusätzlich durch Wärmedämmschichten zu schützen. Um nun den Anteil der vom Strahlungsblech aufgenommenen, durchleiteten und auf der anderen Seite wieder abgegebenen Wärme möglichst auch noch zu gewinnen bzw. in Warmluft umzuwandeln, muss die Raumwand, die als Begrenzung der Heizkammer dient, gedämmt und zur Heizkammer möglichst als Reflektor ausgebildet werden.

Ohne reflektierende Wirkung würde sich die Dämmung mit Wärme aufladen und sie an die Wandbauteile abgeben. Dadurch wäre der schützende Effekt für die Wände nicht in vollem Umfang gewährleistet und es gäbe einen Leistungsverlust durch den übergehenden Wärmeanteil.

Es besteht auch die Möglichkeit die betroffenen Gebäudeteile durch eine Hinterlüftung (hinter der Dämmung) vor zu großer Wärmebelastung zu schützen. Hier ist aber der Fachmann gefragt um die individuellen Probleme zu lösen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Zudem sind gegenüber angeordnete, Wärme abgebende Bauteile wie Heizeinsatz und Nachheizkasten durch Strahlbleche abzutrennen. Die Strahlbleche bestehen aus einem Stahlfeinblech oder einem korrosions-geschützten Aluminium-blech mit einer Mindeststärke von einem Millimeter.

5.4. Heizeinsatz

Der Heizeinsatz dient als eigentliche Wärmequelle, in dem die Brennstoffe in Wärme umgewandelt werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 22: Heizeinsatz

Beim Aufstellen eines Heizeinsatzes ist es am wirkungsvollsten ihn auf einem Tragegestell aus Winkelstahl zu montieren. Der Abstand zum Boden sollte dabei mindestens 15 cm

Bild 23: Tragegestell

betragen, damit der Boden des Einsatzes optimal von Luft umspült werden kann.^[18]

Bei einer Montage auf einem massiven Sockel geht dieser Effekt verloren und ist daher wärmetechnisch eher ungünstig.

Die im Handel üblichen Heizeinsätze sind für die Verwendung von Energieträgern wie Festbrennstoffe (Holz, Kohle), Heizöl und Erdgas konzipiert.

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^[1] Hebgen: Ratgeber Kachelöfen S. 96

^[2] Hebgen: Ratgeber Kachelöfen S. 96

^[3] Schiffert: Kachelofen 2000 S. 11

^[4] Glöckel: Die Kachel S. 4

^[5] Glöckel: Die Kachel S. 14

^[6] Schiffert: Kachelofen 2000 S. 17

^[7] Hebgen: Ratgeber Kachelöfen S. 98

^[8] Hebgen: Ratgeber Kachelöfen S. 98

^[9] Bauherren-Ratgeber: Kamine und Kachelöfen S. 24

^[10] Bauhrren-Ratgeber: Kamine und Kachelöfen S. 28

^[11] Bauherren-Ratgeber: Kamine und Kachelöfen S. 28

^[12] http://www.politikforum.de/ forum/showthread.php?threadid=14719 10.05.2005

^[13] Bauherren-Ratgeber: Kamine und Kachelöfen S. 32

^[14] http://www.politikforum.de/ forum/showthread.php?threadid=14719 15.05.2005

^[15] Bauherrn-Ratgeber: Kamine und Kachelöfen S. 32

^[16] Hebgen: Ratgeber Kachelöfen S. 34

^[17] Pfestorf: Kachelöfen und Kamine handwerksgerecht gebaut S. 68

^[18] DIN 18892