Schornstein

Ein Schornstein (in Österreich und Bayern Rauchfang oder Kamin, ostmitteldeutsch Esse genannt), ist eine senkrechte Konstruktion zur Abführung von Rauchgasen nach oben.

Funktion

Die Funktion des Schornsteins basiert auf dem Kamineffekt. Er erzeugt einen Auftrieb durch die im Vergleich zur umgebenden Luft leichteren Gassäule. Die geometrischen Parameter Höhe und lichte Weite des Schornsteins müssen deshalb auf die zu fördernde Gasmenge und ihre Temperatur abgestimmt sein.

Die Strömung des Gases verhindert über den Bernoullischen Effekt weiterhin, dass Rauchgas aus Feuerstätten nicht in die Wohnbereiche dringen. Weiterhin wird gleichzeitig den Räumen, in denen das Feuer brennt, Frischluft entzogen. Der Schornstein muss also gegenüber angrenzenden Räumen nicht gasdicht sein.

Moderne häusliche Warmwasserheizungen mit Niedertemperatur- und Brennwerttechnik haben für den Betrieb des Schornsteins nicht mehr ausreichend hohe Abgastemperaturen, so dass er zunehmend durch die "Abgasleitung" ersetzt wird. Diese muss gasdicht sein und benötigt einen Lüfter zur Förderung des Abgases.

Wegen seiner sicherheitsrelevanten Funktion in häuslichen Feuerstätten (Kohlenmonoxidvergiftung, Rußbrandgefahr) ist der Schornstein wie die Abgasleitung baurechtlich abnahmepflichtig. Die Abnahme und Überprüfung wird in Deutschland durch den Schornsteinfeger oder Kaminkehrer durchgeführt.

Etymologie

Die Herkunft des Wortes lässt sich sprachgeschichtlich wie folgt belegen: ahd. scorrenstein, mittelhochdeutsch schor-, schorn-, schürstein. Der erste Teil des Kompositums ist belegt mit mnd. schor(e) und dem Verb ahd. scorren (emporragen) mhd. schorren (schroff hervorragen). Schornstein ist somit wohl ursprünglich der Stützstein, auf dem sich der Rauchabzug erhebt. Bereits in früher Zeit wurde es jedoch in der Bedeutung "Feuerstelle, Ofen, Herd" verwendet. In anderen Sprachgebieten als dem Westdeutschen verwendete man eher Rauchfang, Esse, Kamin, Schlot.

Schornstein-Typen

Folgende Hausschornsteine sind in Europa gängig:

Dreischalige Schornsteine bestehend aus Mantelstein, Dämmung und Innenrohr

Zweischalige Schornsteine bestehend aus Schacht mit Innenrohr
Einschalige Schornsteine bestehend aus einem Schacht, diese werden jedoch kaum noch verwendet da nicht feuchteresistent.

Der hauptsächlich verwendete Typ ist der dreischalige; dieser Schornsteintyp wird seit über 35 Jahren eingesetzt. Er ist wärmedämmend, feuchteunempfindlich und einfach aufzubauen. Durch diese bleibt die Abgaswärme erhalten und der Unterdruck wird vergößert. Zweischalige Schornsteine werden zunehmend eingesetzt als Abgasleitung oder dort wo mit Überdruck Abgase aus dem Haus geleitet werden müssen.

Raumluftunabhängige Heizgeräte werden meistens an einem zweischaligen Schornstein angeschlossen, bei dem der Zwischenraum zwischen Schacht und Innenrohr als Zuluftschacht verwendet wird. Diese Schornsteinsysteme werden auch LAS-Schornstein genannt.

Neuerdings sind wegen der Energieeinsparverordnung bei Öfen und Kaminen auch raumluftunabhängige Geräte im Handel; diese werden dann an dreischaligen LAS-Schornsteinen angeschlossen. Der Ofen bezieht dann seine Verbrennungsluft durch den Zuluftschacht des Schornsteins von außen, statt sie wie normale Öfen dem Aufstellraum zu entnehmen. Dadurch kann die Gebäudehülle luftdicht erstellt werden, wie es die EnEV fordert.

Eine besondere Schornstein-Bauart ist die Russische Röhre.

Der Schornstein einer Dampflokomotive ist schwach kegelig ausgebildet und besteht aus Gusseisen; er stützt sich mit einem angegossenen Flansch auf den Rauchkammermantel und ragt tief in die Rauchkammer hinein; unten ist er mit einem Kragen versehen, der das Absaugen der Rauchgase begünstigt.

Schornsteine in Kraftwerken und der Industrie

Insbesondere Kraftwerk- und Industrieschornsteine werden in der Höhe so dimensioniert, dass sie das meist umweltschädliche Abgas weitgehend verdünnen und von den Höhenwinden verteilen lassen, bevor es wieder auf den Boden sinkt. Ihre Höhe bemisst sich zudem daran, dass sie eine eventuell vorhandene Inversionsschicht durchstoßen. Sie werden meist zweischalig ausgeführt:

Eine äußere Schale aus Beton, die als Tragwerk für die Belastungen auf den Schornstein dient,
Eine innere Schale, welche die Rauchgase führt und aus gegen Säureangriff chemisch beständigem Material besteht.

Die Austrittsgeschwindigkeit des Rauchgases aus dem Schornsteinkopf beträgt bei Kohlekraftwerken bis zu 20 Meter pro Sekunde.

Der höchste Schornstein der Welt ist der Schornstein des Kohlekraftwerk Ekibastus in Ekibastus, Kasachstan. Er ist 419,7 Meter hoch. Der höchste Schornstein der westlichen Welt dürfte der 370,33 Meter hohe Kennecott Smokestack einer Kupferhütte im Garfield County, Utah, USA sein. Europas höchster Schornstein ist der 360 Meter hohe Schornstein von Trbovlje. Deutschlands höchster Schornstein ist der 337 Meter hohen Schornstein des Kraftwerks Westerholt in Gelsenkirchen-Hassel.

Bei Dampfkraftwerken, die mit Anlagen zur Beseitigung der Schwefel- und Stickoxide ausgerüstet sind, ist es möglich die Rauchgase auch über den Kühlturm zu emittieren. Bei Anlagen ohne Rauchgasreinigung würde im Kühlturm allerdings starke Korrosion auftreten. Dies ist in Deutschland beispielsweise in den Kraftwerken Staudinger Großkrotzenburg, Jänschwalde und beim Rostock realisiert worden.

Zusätzliche Funktionen großer Schornsteine

Manche großen Schornsteine tragen auch Sendeantennen für leistungsschwache (Sendeleistung < 1kW) UKW-Rundfunksender oder Fernsehsender. Sie sind auch als Träger von Mobilfunkantennen beliebt. Allerdings kann es durch die Rauchgase zu Korrosionsproblemen kommen. Es wurden auch schon große Kraftwerksschornsteine mit Auslegern für Leiterseile von Freileitungen ausgestattet, doch wird dies wegen möglicher Korrosionsprobleme nur selten durchgeführt.

Weblinks

Commons: Schornstein – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

Siehe auch: Kamin, Schornsteinkopf, Schwarzer Raucher