Cheminée- und Ofenbau Grundlagenwissen
Wer besser informiert ist, entscheidet meist auch besser.
Gerne teilen wir unser Wissen mit Ihnen. Nachfolgend finden Sie eine strukturierte Zusammenstellung der wichtigsten Aspekten rund um dieses schöne, herzerwärmende Thema.
DIE WÄRMEARTEN
Jedes Holzfeuer gibt Wärme ab. Aber welche Wärmearten gibt es? Hier die Übersicht:
WARMLUFTWÄRME (KONVEKTION)
Raumluft direkt erwärmen
Warmluftlösungen erwärmen die Luft direkt. Damit dies möglich wird, benötigt es sehr heisse Stahl- oder Gussflächen (Cheminée- oder Heizeinsatz), wo unten die kühle Luft angesaugt, dann erwärmt wird und am oberen Teil des Ofens wieder ausströmt. Teils verstärkt durch einen Ventilator. Die abkühlende Luft sinkt wieder und fliesst zum Cheminée/Ofen. Es entsteht ein Kreislauf. Warmluftlösungen reagieren schnell und bringen Wärme so lange das Feuer brennt.
INFRAROT- BZW. STRAHLUNGSWÄRME
Raumluft indirekt erwärmen
Strahlungswärme ist der Sonnenwärme gleichzusetzen – also Wärme die direkt auf den Körper und die Hauswände wirkt – und damit indirekt auf die Luft. Hierzu benötigt es eine entsprechend warme Ofen- /Cheminéehülle und bevorzugt ein Innenleben aus Schamottesteinen mit entsprechend Masse. Die Wärmeabgabe ist omnidirektional (also in alle Richtungen) und gleichmässig intensiv. Es entsteht nur geringe Luftzirkulation. Die Wärmeabgabe erfolgt meist verzögert und hält auch – je nach Bauweise – von 6h bis zu 24h nach Einfeuerung an.
WASSERWÄRME
Raumluft direkt/indirekt über Heizverteilung erwärmen
Ähnlich wie bei einer Lokomotive oder einer Solarthermieanlage wird Wasser direkt oder indirekt am Ofen erwärmt. Das heisse Wasser fliesst in Leitungen zu in einen Speicher (meist Kombispeicher für Heiz- und Brauchwasser), um dann über ein Heizverteilsystem (Radiatoren, Fussbodenheizung) den Raum / die Räume / das Haus zu erwärmen.
DAS WÄRMEPROFIL
Jeder Cheminée- oder Ofenbauweise kann ein Wärmeprofil zugeordnet werden. Ein Wärmeprofil zeigt hierbei, über welchen Zeitraum (h = Std.) die erzeugte Leistung (KW) freigesetzt wird. Dies ist deshalb relevant, weil das Wärmeprofil zu Ihrer Wohnraumsituation wie auch zu Ihrem Nutzungsziel passen sollte.
Die unten stehenden Grafiken verdeutlichen, wie bei gleicher Menge Holz (z.B. 6 KG Holz) die Wärmeabgabedauer (und damit die pro Stunde abgegebene LEISTUNG in den Wohnraum) unterschiedlich sein kann. Je schneller die Leistung freigesetzt wird, desto höher ist die Leistung in der Stunde und umgekehrt.
Grundregeln
- für beheizte Räume: je besser isoliert und/oder je kleiner der Raum, desto weniger Leistung pro Stunde sollte freigesetzt werden, damit keine Überheizung eintritt.
- für Fussbodenheizung: je langsamer die Wärme abgegeben wird, desto eher kann die Fussbodenheizung „herunterfahren“ – und damit eine Überheizung vermieden und die Heizkosteneinsparung maximiert werden.
Grafik 1: typisch für Schwedenofen, Heizeinsatz mit Warmluft („Warmluftofen“) / Grafik 2: typisch für Cheminéeeinsatz mit Warmluft („Warmluftcheminée“) / Grafik 3: typisch für leichte Schamottestein-Bauweise / Grafik 4: typisch für mittelschwere Schamottestein-Bauweise / Grafik 5: typisch für schwere Schamottestein-Bauweise
DER WIRKUNGSGRAD
Hinter diesem etwas unnahbarem, technischem Begriff versteht man eine Prozentzahl, die angibt, wieviel der produzierten Wärme genutzt werden kann. Oder umgekehrt formuliert, wieviel Wärme ungenützt durch das Kamin (den Schornstein) geht.
Um beim obigen Beispiel von 6 KG Holz (ca. 26 KWh) zu bleiben, wirkt sich ein unterschiedlicher Wirkungsgrad wie folgt aus:
Wie realistisch sind die Angaben zum Wirkungsgrad (Effizienz)?
Wirkungsgrad Angaben sind immer mit Vorsicht zu geniessen. Denn die Hersteller weisen Labor-Prüfergebnisse aus. Obschon juristisch korrekt, zeigt sich, dass sich viele dieser Werte in der Realität nicht replizieren lassen. Also dass die Werte deutlich schlechter sind. Labor ist halt nicht Wirklichkeit. Wie relevant der Wirkungsgrad für Sie ist, hängt von Ihrer Zielsetzung ab. Geht es um eine „Just for fun“-Nutzung wie beispielweise für die Zielsetzung „Feuer“, ist der Wirkungsgrad meist weniger relevant als bei einer Zielsetzung für WÄRME oder HEIZEN.
Wir haben daher die gängigsten Ofenbauweisen (Achtung: nicht die Hersteller!) nach deren zu erwartender Effizienz auf Basis unserer Erfahrung eingeteilt. So erhalten Sie eine bessere Orientierung. Mehr dazu in „Ofenbauweisen nach Effizienz„
Cheminée- & Ofenbauweisen
Es gibt viele Bezeichnungen für einen Ofen oder ein Cheminée, wenn es darum geht, diesem bestimmte Eigenschaften zuzuordnen. Beispielsweise das Cheminée für Feuerromantik, den Speicher- / Specksteinofen oder Kachelofen für Wärmenutzung oder den Lehmofen wenn es um Raumklimathemen geht. Solange die Bauweise nicht definiert ist, nützen diese Bezeichnungen leider wenig bzw. sind sehr irreführend.
In nebenstehender Grafik haben wir Ihnen daher die Systematik im Ofenbau zusammengestellt:
Nachfolgend die vorherrschenden Bauweisen
Es gibt im Wesentlichen drei vorherrschende Bauweisen. Diese sind die Schamottestein-, die Heizeinsatz- und die Cheminéeeinsatz-Bauweise. Allen gemein ist, dass es ein Innenleben und ein Aussenleben gibt (beim Auto wäre das der Motor und die Karrosserie). Alle drei Bauweisen gibt es in unterschiedlichen Varianten.
A: DAS „INNENLEBEN“
Für das Innenleben eines Cheminées oder Ofens kommen (bis auf wenige Ausnahmen) zumeist entweder Cheminée- oder Heizeinsätze aus Stahl/Guss zum Einsatz, oder Schamottesteine, welche zu einem Ofenkern zusammengefügt werden, in Frage. Stahl und Guss verhalten sich in Bezug auf Wärmeleit- wie auch Speicherfähigkeit völlig unterschiedlich zu Schamottesteinen. Die wesentlichen Eigenschaften eines Cheminées oder Ofens werden damit im Inneren festgelegt.
Cheminée- oder Heizeinsatz-Bauweise
Cheminée- oder Heizeinsätze sind seriell hergestellte, feuerbereite Feuerstellen aus Stahl oder Guss. Um die Feuerstelle herum wird eine Hülle in gewünschter Materialisierung und Form gebaut.
Cheminée- und Heizeinsätze gibt es in unterschiedlichsten Formen, Grössen & Scheibenformen von einer Vielzahl renommierter Hersteller. Aber auch Einzelanfertigungen sind möglich.
Beispiel: Einsatz
Schamottestein-Bauweise
Schamottesteine gibt es in unterschiedlichen Wandstärken und Qualitäten. Aber Eines ist Allen gemein: Erst durch das Know-How des Ofenbauers entsteht Stein für Stein das Innenleben des Ofens bzw. Cheminées.
Abgesehen vom Sonderfall der einschaligen Bauweise (bei Bausatz Specksteinöfen) wird auch bei diesen Öfen der Kern mit einer Hülle ummauert, welche auch die Wärmeabgabe in den Wohnraum zusätzlich beeinflussen kann.
Beispiel: Schamottestein (Bild Biofire)
Beurteilung von Stahl/Guss hinsichtlich der
- Reaktionsfähigkeit: Hoch
- Wärmeabgabedauer: schnell abnehmend nach Ende des Feuers
- Speicherfähigkeit: gering ohne Zusatzmodule
- Gestaltungsmöglichkeit: fast alle Formen / Grössen möglich
Mögliche Varianten von Einsätzen:
- Standard-Einsätze aus Stahl oder Guss
- Individuelle Einsätze aus Stahl
- Erweiterungsmodule zur Steigerung der Effizienz (Optimierungsmodule)
- Kesseleinsätze (mit Wasserführung)
Beurteilung von Schamottesteinen hinsichtlich der
- Reaktionsfähigkeit: Eher träge bis sehr träge (je nach Wandstäre)
- Wärmeabgabedauer: lange bis sehr lange (6-24h)
- Speicherfähigkeit: gut bis sehr gut
- Gestaltungsmöglichkeit: hoch
Mögliche Schamottesteinvarianten:
- Leichtbau-Schamotte (Gussschamotte)
- Mittelschwere Schamotte 4-6cm (Brandschamotte)
- schwere Schamotte >6cm (Brandschamotte)
- Monoblock-Speckstein >9cm (einschalige Bauweise)
B: DIE HÜLLE – DAS „AUSSENLEBEN“
Die Hülle gibt einem Cheminée oder Ofen nicht nur sein Aussehen, sondern meist auch seine Bezeichnung (Kleinspeicherofen, Kachelofen, Specksteinofen, Speichercheminée, etc.). Aber das ist irreführend. Denn die Hülle mag zwar die Wärmeabgabe in den Raum beeinflussen; relevant für die grundsätzlichen Eigenschaften ist sie aber nicht. Sprich ein Kachelofen kann optisch ein Kachelofen sein, aber von den Eigenschaften muss es noch lange keiner sein.
Die Hülle kann hierbei aus den verschiedensten Materialien bestehen – je nach persönlicher Präferenz. Bis auf wenige Ausnahmen (z.B. Holz) sind alle Materialien für die Hülle unabhängig von der Bauweise möglich. Hier die gängigsten und üblichsten Varianten:
Schamotteplatten mit Verputz (Mineral-, Lehm-, Stukkoputze etc.)
Specksteinplatten
Stahlverkleidung
Ofenkeramik
Kupferverkleidung
Weitere Natursteine wie Konglomeratsteine, Sandstein, Schiefer, etc.
für Holzverkleidungen
Zusammenfassung
Obschon oftmals namensgebend wie z.B. die Kacheln beim „Kachelofen“, werden die wesentlichen Eigenschaften eines Cheminées oder Ofens nicht von der Hülle bestimmt. Im Grunde ist es daher rein von ästhetischer wie auch budgetärer Relevanz, für welche Materialisierung der Hülle Sie sich entscheiden möchten. Die wesentlichen Eigenschaften (Leistung, Effizienz, Wärmekonzept) werden im „Inneren“ Ihres Ofens bzw. Cheminées definiert.
