Sonnenstrom und Wärmepumpen lassen sich gut mit BHKW und Holzöfen kombinieren. Dann gilt der Verbrennungsluft und dem Abzug der Rauchgase besondere Aufmerksamkeit.
Zum Wohngebäude gehörten früher stets auch die Abluftzüge für das verbrannte Gemisch aus Brennstoff und Luft. Im Neubau braucht man die Kamine und Schornsteine eigentlich nur noch, wenn ein Scheitholzkamin oder ein Holzofen eingebaut wird. In den Mietskasernen der Städte oder bei anderen größeren Wohngebäuden könnte der (nachträgliche) Einbau eines Blockheizkraftwerkes notwendig sein, um die Photovoltaik im Winter zu ergänzen.
Blockheizkraftwerke erzeugen elektrischen Strom und Abwärme zugleich, man spricht von Kraft-Wärme-Kopplung. Weshalb man bei den BHKW stets zwei Leistungsparameter angibt: die elektrische und die thermische Leistung. Auf reine Heizkessel mit Erdgas oder Heizöl sollte der moderne Planer verzichten. Wenn Wärmepumpen, Sonnenkollektoren, Photovoltaikmodule und Windräder nicht ausreichend Energie liefern, sind die gasgetriebenen BHKW mit Kraft-Wärme-Kopplung ein notwendiger Kompromiss.
Nachrüstung im städtischen Bestand
Es gibt motorgetriebene BHKW, sie verfügen über einen Gasmotor, der einen Generator speist. Die Wärme entsteht als Abwärme durch die Verbrennung des Gases. Brennstoffzellen sind chemische BHKW, die Strom und Wärme ohne Motor erzeugen. Sie nutzen Membranen und Katalysatoren, um das Brenngas zu zerlegen. Meist verwenden auch sie Erdgas, das in einem Reformer zu Wasserstoff umgewandelt wird. Sowohl motorbetriebene BHKW als auch die Brennstoffzellen greifen auf Gastechnik zurück. Die Gasmotoren benötigen obendrein einen Kamin, wie normale Gasheizkessel oder Gasthermen auch.
Gastechnik sollte dennoch aus dem Gebäude verschwinden. Denn Erdgas ist ein Explosivstoff, giftig und verursacht Kohlendioxid. Man muss die Zuleitungen gemäß den technischen Regeln des Gasfaches absichern. Jährlich ist eine Sichtprüfung vorzunehmen, alle zwölf Jahre eine Druckprüfung. Der Abzug der Verbrennungsgase ist durch den zuständigen Kaminkehrer regelmäßig zu überprüfen, ebenso die Zündung der Gasgeräte. Aufgrund der hohen Temperaturen durch die Flammen unterliegen Gasgeräte einem hohen Verschleiß. So muss ein kleines BHKW mit 4,5 Kilowatt elektrischer Leistung und 12,5 Kilowatt thermischer Leistung ungefähr alle 4.000 Betriebsstunden gewartet werden, also einmal im Jahr. Dabei werden die Zündkerzen gewechselt, das Gerät gereinigt und die Schleifkontakte (Kohlebürsten) am Generator überprüft.
Brenngas durchfeuchtet den Kamin
Gasgeräte durchfeuchten den Kamin, der die verbrannte Luft ins Freie bringt. Anders als Heizöl enthält Erdgas oder Stadtgas keinen Schwefel, aber mehr Wasser. Wenn ein Kubikmeter Erdgas verbrennt, entstehen rund 1,6 Liter Kondensat, das sich an den kühlen Mauern des Schornsteins abschlägt. Innerhalb der Rohrführung verursacht es Rost, weshalb man heutzutage feuerfesten Edelstahl verbaut. Gemauerte Kamine zersetzen sich durch die Feuchte, sie zerbröseln und werden weich.
Aus diesem Grunde ist die Sanierung des Kamins sehr wichtig, wenn man die Wärmeerzeuger im Wohngebäude erneuert. Heizkessel, die Heizöl verbrennen, erzeugen im Abgas unter anderem Schwefeloxide. Denn das Heizöl führt bis zu 2 % Schwefel mit, der im Brennraum gleichermaßen oxidiert, wie der Kohlenstoff in den schweren, organischen Ketten des Brennstoffes. Kühlt sich das Abgas auf seinem Wege ins Freie ab, schlägt sich Wasserdampf an den Wandungen des Kamins nieder. Mit den Schwefeloxiden zusammen bildet die Brühe ein saures Gemisch, einen kleinen, sauren Regen. Die Säure und der Sauerstoff in der Luft greifen das Mauerwerk an und verwandeln es in Gips. Man spricht von Versottung, leicht an gelblich-braunen Flecken zu erkennen. Versottete Kamine riechen übel, sie verpesten die Luft im Gebäude.
Immer die Sanierung prüfen
In der Modernisierung ist immer zu prüfen, ob die Schornsteine sanierungsbedürftig sind. Das gilt auch, wenn man sie künftig nicht mehr benötigt. Denn immer bilden sie eine Quelle störender Gerüche. Und man kann sie sehr gut für die Kabelführung beispielsweise der Photovoltaikanlage auf dem Dach oder die hydraulischen Anschlüsse von solarthermischen Kollektoren verwenden. Alte Kamine in eine Lüftungsanlage einzubinden, verbietet sich aus hygienischen Gründen von selbst und ist nicht zulässig.
Noch ein Wort zu den beliebten Holzfeuerstellen im Wohngebäude. Scheitholz, Holzpellets oder Hackschnitzel verbrennen unter atmosphärischem Druck. Nur bei automatischen Pelletkesseln gibt es eine Regelung der Verbrennungsluft wie bei Ottomotoren in der Fahrzeugtechnik (Lambda-Sonde). Deshalb verbrennen die festen Holzbrennstoffe sehr ungleichmäßig. Die Homogenität der Verbrennung ist beim Erdgas zum Beispiel viel besser, Heizöl wird mit Verbrennungsluft verwirbelt, wie der Sprit im Auto. Mit festen Brennstoffen funktioniert das nicht. Also wird der im Holz gebundene Kohlenstoff nur ungleichmäßig verbrannt. Neben Kohlendioxid und Rauchgas entsteht Ruß, der als feine Partikel (Feinstaub) mit dem heißen Abgas in den Kamin wandert.
Brennendes Holz setzt Ruß frei
Wie bei jeder Verbrennungstechnik lagert sich auch im Schornstein des Holzkamins das Kondensat ab. In Verbindung mit dem Ruß bildet sich eine sehr feste Teerschicht, man spricht von Verpechung. Solche Kamine stinken und zeigen dunkle Flecke. Kamine für Feuerstätten mit festen Brennstoffen müssen aus Materialien gebaut sein, die sicher gegen Rußbrände sind. Es empfehlen sich Edelstahlkamine, die man auch in einen bestehenden, gemauerten Kamin einsetzen kann. Der Querschnitt des Kamins richtet sich nach der Feuerstätte und dem Brennstoff. Gültige Tabellen liefern die Hersteller der Feuerstätten gemäß DIN EN 13384. Zu beachten ist, dass Holzfeuerungen immer Asche verursachen. Die Asche ist brandsicher aufzufangen, sie muss gelegentlich entsorgt werden.
Bei Feuerungen mit Hackschnitzeln bildet sich gelegentlich Schlacke, die man manuell vom Rost der Brennkammer entfernen muss. Nähere Hinweise zu Schornsteinen und Kaminen beinhalten die Feuerstättenverordnung (FeuV), Landesbauordnungen der Länder und DIN 18160 (Hausschornsteine). Wird der Luftschacht im Kamin für eine Solarleitung genutzt, darf man nur nichtbrennbare Baustoffe und hitzebeständige Rohrdämmungen verwenden. Für die Kamine von Feuerstätten für Scheitholz eignen sich Edelstahl, Edelkeramik, glasierter oder unglasierter Schamotteton und Ziegel. (Heiko Schwarzburger)
Der Autor ist Chefredakteur der Fachzeitschrift photovoltaik. Soeben veröffentlichte er im VDE Verlag sein neues Buch „Energie für Wohngebäude - Effiziente Versorgung mit Strom und Wärme“ (ISBN 978-3-8007-3569-3). Darin sind zahlreiche Tipps und Hinweise für Installateure, Architekten und Planer gesammelt, sowohl für den Neubau als auch den Gebäudebestand. Das Buch ist auch als E-Book erhältlich.
Das Handbuch ermöglicht dem Leser einen ganzheitlichen Zugang zum Wohngebäude und seiner Versorgung mit Strom, Wärme und Wasser. Sämtliche Prozesse, die energetisch im Wohnhaus eine Rolle spielen, werden auf ihre Notwendigkeit, Potenziale und Einsparmöglichkeiten untersucht. Dazu analysiert und beschreibt der Autor ausführlich die Ressourcen von Gebäude und Umfeld – wie sie sich für eine weitgehend autarke Versorgung nutzen lassen. Der Autor weist auf Normen und Vorschriften hin und gibt praktische Hinweise für Planung und Installation, ergänzt durch eine Fülle an Bildmaterial.
