Verbrennung von Holz I Emissionen I Qualitätsmerkmale guter Kessel

Vergleich von Ultrafeinstaubemissionen von Holzheizungen bei Lastzyklenmessungen und deren chemischen Zusammensetzungen

Feinstäube aus alten, schlecht geregelten oder unsachgemäß betriebenen Biomassefeuerungen, aber auch Feinstäube aus alten Ölheizungen enthalten einen hohen Anteil an Partikeln aus unvollständiger Verbrennung. Bei modernen Anlagen liegt der Anteil von anorganischen Salzen bei über 90%. Moderne Anlagen reduzieren dadurch sowohl die absolute Menge an Feinstaub als auch deren schädlichen Auswirkungen. Die Messungen erfolgten im standardisierten Umfeld und zeigen den Einfluss von verschiedenen Technologien. Der Tausch eines alten Festbrennstoffkessels gegen einen neuen Kessel ermöglicht eine Reduktion der Feinstaubemissionen von mehr als 90%. Moderne Öfen- und Kachelöfen können die Feinstaubemissionen im Vergleich zu alten Festbrennstofföfen ebenfalls drastisch reduzieren [4].

Quellen:

[3]    Nussbaumer, T.: 
Aerosols from Biomass Combustion - Technical report on behalf of the IEA. IEA Bioenergy Task 32 (2017)
[4]    Kelz, J., Brunner, T. und Obernberger, I.: Emissionsfaktoren und chemische Charakterisierung von Feinstaubemissionen moderner und alter Biomasse-Kleinfeuerungen über typische Tageslastverläufe Environmental Sciences Europe. 24(3) (2012)

Die aktuelle Gesetzeslage sieht keine Verpflichtung vor, dass ein holzbefeuerter Ofen mit einem Feinstaubfilter ausgestattet sein müsste. 
Aus Sicht der Lufthygiene ist es empfehlenswert bei Verwendung eines holzbefeuerten Einzelofen über die Nachrüstung eines Feinstaubfilter nachzudenken. Der Feinstaubfilter ist ein elektrostatischer Partikelabscheider, welcher die Feinstaubemissionen kleiner Holzfeuerungen erheblich reduziert. Der Filter wird in der Kaminmündung montiert und ist somit für Neugeräte als auch für Nachrüstungen geeignet. Die Reinigung des Filter erfolgt durch den Kaminkehrer. Der Preis für einen Feinstaubfilter beträgt ca. zwischen € 1.500.- bis € 3.000.- .

(Quelle: Günther Amann Experte „Luftreinhaltung“ Umweltinstitut Vorarlberg)

Als Feinstaub werden kleine Partikel definiert, welche einen Durchmesser von weniger als 0,01 mm aufweisen, diese werden als PM 10 bezeichnet. Im Vergleich: menschliches Haar hat ca. den sechsfachen Durchmesser.  Diese entstehen durch Abrieb, Aufwirbelung, der Verbrennung fossiler Brennstoffe, landwirtschaftliche Prozesse (Stickoxide, Ammoniak, Schwefeloxide und flüchtige organische Verbindungen) und nicht zuletzt aus der unvollständiger Verbrennung von Holz. (Quelle: www.oekosolve.com).

Im Vergleich zu Grobstaub, welcher kaum gesundheitsrelevante Eigenschaften besitzt, dringen die Kleinstpartikel des Feinstaubs ungehindert in die Bronchien und Alveolen, wo gesundheitsschädliche Prozesse mit vielfältigen Krankheitsbildern entstehen und damit zu verkürzter Lebensdauer führen. 

Gründe für einen qualmenden Ofen können sein:

Anheizprobleme
Die Verwendung von feuchten Holz, nicht zulässigen Brennstoffen und insbesondere schlechte Verbrennungsbedingungen sind die häufigsten Ursachen für qualmende Kamine.

Falsche Anzünd-Methode bzw. Zeitpunkt des Nachlegens
Zu unterscheiden sind grundsätzlich zwei Arten des Anzündvorgangs: das Anzünden von oben und das Anzünden von unten. Das Anzünden von oben ist bei rostlosen Feuerungen zu bevorzugen. Das Anzünden von unten empfiehlt sich bei einem vorhandenen Bodenrost. Die für Ihren Ofen geeignete Methode ist in der Bedienungsanleitung beschrieben. Beim Anzündvorgang auf ausreichend Luftzufuhr achten, Informationen dazu stehen ebenfalls in der Bedienungsanleitung oder erhalten Sie erhalten dies von Kaminkehrer*innen und Ofenbauer*innen. Ebenso kann es passieren, dass beim Nachlegen Emissionsspitzen mit Rauchentwicklung entstehen , falls der Zeitpunkt zu spät gewählt wird und zu wenig Restglut zum Entzünden vorhanden ist.


Blockierter Kamin
Ist der Kamin beispielsweise verrußt oder blockiert helfen Kaminkehrer*innen.

Unzureichender Kaminzug
Beispielsweise durch die Lüftungsanlage oder einer Dunstabzugshaube und einem nicht raumluftunabhängigen Ofen => Abhilfe durch Ausschalten der Lüftungsanlage während des Ofenbetriebs, bzw. Einbau einer Drucküberwachung

Ungünstige Wetterlage
Außentemperatur, Luftdruck und Windgeschwindigkeit können sich auf den Zug auswirken. Bei Temperaturen von etwa 15°C und höher werden Sie es schwer haben, den Kaminofen überhaupt in Gang zu bringen. Es empfiehlt sich ein Startfeuer mit Papier durchzuführen um für einen Startauftrieb im Kamin zu sorgen.

(Quelle: „Richtig heizen mit Holz“ Amt der Vorarlberger Landesregierung, Abteilung Umwelt- und Klimaschutz)

Öfen aus Gusseisen sind qualitativ hochwertig und stabil. Knackgeräusche die bei dünnwandigen Stahlöfen in der Aufheiz- und Auskühlphase auftreten können, sind bei dieser Materialwahl nicht zu hören. Öfen aus Stahl sind auch qualitativ hochwertig, es kommt darauf an, dass Mindest-Blechstärken eingehalten werden (Brennkammer z.B. 5 mm).

Eine hochwertige Verarbeitung der Feuerraumtüre ist ebenso wesentlich für die Bedienung und guter Verbrennungsqualität. Die Feuerraumtüre ist aufgrund der erforderlichen Beweglichkeit und Nähe zum Feuer großen Belastungen ausgesetzt. Eine stabile Ausführung (Stahl oder Gußeisen) ist wesentlich, dass sich die Türe nicht verzieht und damit undicht wird. Neben dem Selbstschließmechanismus zeichnen sich qualitativ sehr hochwertige Türen durch eine Mehrfachverriegelung aus. Damit ist sichergestellt, dass die Türe dicht schließt und keine Falschluft die Verbrennung negativ beeinflußt.

Die Verkleidung des Kaminofen sollte ebenfalls massiv gefertigt sein, damit kein Verzug entstehen kann. Weiters erhöht sich die Speicherfähigkeit je nach Materialwahl, z Bsp. ergeben sich mit Natursteine sehr gute Speichermöglichkeiten und die Wärme wird noch Stunden lang nach Beenden des Feuers in den Raum abgegeben. Bei der Ofenauswahl ist neben dem Design auch darauf zu achten, dass die Nennheizleistung des Ofen den Aufstellungsraum nicht überhitzt, also vom Fachmann richtig dimensioniert wurde und zu Größe des Raumes passt. Ein hohes Gesamtgewicht des Ofens stellt somit einen ersten Indikator für eine hohe Ofenqualität dar.  

Wie soll der Kaminofen mit der notwendigen Verbrennungsluft versorgt werden?

Es gibt 2 Varianten:

Bei Variante 1 nimmt der Kaminofen die Verbrennungsluft aus dem Aufstellungsraum – dies ist bei Wohnhäusern ohne Be- und Entlüftungsanlagen bzw. ohne Dunstabzugshaube im Aufstellungsraum kein Problem. Bei modernen Wohngebäuden, die sehr luftdicht gebaut sind und Lüftungsanalgen installiert sind, ist unbedingt darauf zu achten, einen raumluftunabhängigen Ofen aufzustellen.

Im zweiten Fall wird die Verbrennungsluft über eine separate Leitung von außen zum Ofen geführt. Diese Variante bringt den Vorteil, dass die kalte Verbrennungsluft von Außen nicht unkontrolliert über die undichten Fenster und Türen angesaugt wird (Erhöhung des Wirkungsgrades).

Regelung der Verbrennung

Üblicherweise ist das Einstellen der Luftklappen dem Ofenbetreiber überlassen – das manuelle Einstellen der Luftklappen ist für den Laien in der Regel zu komplex und somit wird die Versorgung der Verbrennung in den unterschiedlichen Abbrandphasen nicht optimal sein. Die Folge ist eine unvollständige Verbrennung mit entsprechend hohen Kohlenmonoxidemissionen und hohen Feinstaubwerten. Sehr empfehlenswert sind Kaminofen–Regelungen mit programmierbarer Zündung, die vom Einheizen bis zum Nachlegen den Ofenbetreiber unterstützt. Damit ist sicher gestellt, dass der Ofen in jeder Betriebsphase effizient und umweltfreundlich funktioniert. (Ein Beispiel www.rika.at/technology/rikatronic4).