Wie geht Ofenbau?
Der Weg zum Ziel
Die Lernumgebung am Ceramico Campus Am Ceramico Campus in Österreich haben sowohl reguläre SchülerInnen als auch QuereinsteigerInnen aus unterschiedlichen Bereichen die Möglichkeit, ihre Ausbildung unter anderem im Ofenbau zu absolvieren. Ein wesentlicher Bestandteil dieses Abschlusses ist die Erstellung einer Diplomarbeit, die inhaltlich praxisbezogene und forschungsrelevante Themen behandelt. In diesem Jahr realisierten die SchülerInnen eine solche Arbeit in Zusammenarbeit mit Camina & Schmid. Auf Grundlage der erstellten Planungsunterlagen entstand in den Werkstatträumen des Ceramico Campus ein Heizkamin in Hypokaustenbauweise.
Aufgabe der Diplomarbeit war die umfassende Planung, Berechnung und der Bau eines Heizkamins. Dieser wurde gemäß den Vorgaben in Hypokaustenbauweise ausgeführt. Im Anschluss erfolgte die Erfassung des Wärmeabgabeverhaltenes der Ofenhülle messtechnisch mithilfe einer Wärmebildkamera. An dem Projekt arbeiteten die Schülerin Anna Gruber und der Schüler Niklas Jambrits, betreut von Mst. Bernhard Geschray und DI (FH) Jürgen Kollmann. Von der Theorie in die Praxis Schon während der Planung konnten die SchülerInnen ihr Fachwissen aus dem Theorieunterricht anwenden: Mit Palette-CAD entwarfen sie eine 3D-Ansicht des Heizkamins. Die technischen Ausführungszeichnungen fertigten sie mit Auto-CAD an. Die wärme- und strömungstechnische Berechnung der Anlage nach EN 13384-1 erfolgte mithilfe der Software „kesa-aladin“. Dabei wurde nachgewiesen, dass sowohl die Druckbedingung mit einer Differenz von +8,4 Pa als auch die Temperaturbedingung mit einer Differenz von +86 °C erfüllt sind. Das bedeutet, dass ausreichend Zug zum Betrieb des Heizkamins vorhanden ist und es zu keiner Taupunktunterschreitung in der Abgasanlage kommt. Gemäß den erstellten Planungsunterlagen folgte in den Werkstatträumlichkeiten des Ceramico Campus der Aufbau des Heizkamins.
Anlagenbeschreibung
Beim Herzstück der Anlage fiel die Wahl auf das Kamineinsatz-Modell „Ekko R 67(45) hochschiebbar“ mit einer Nennwärmeleistung von 9 kW und einer empfohlenen Holzauflagemenge von 4 kg. Vor der rückseitigen Porenbetonwand mit einer Stärke von 10 cm brachte das Projektteam 5 cm dicke Kalziumsilikatplatten (PROMASIL 950-KS) an. Die restlichen wärmeabgebenden Teile der Ofenhülle wurden mit Hilfe von der „Kaminbauplatte LILA“ der Firma Austroflamm ausgeführt. Die Kaminbauplatten wiesen Abmessungen von 60 cm x 40 cm x 3,3 cm, eine Dichte von 2200 kg / m³ sowie eine Wärmeleitfähigkeit von 0,80 W/ (m x K) bei 180 °C auf und wurden mittels Haftmörtel (Körnung 0–2 mm) der Firma Ortner verklebt. Das Verbindungsstück wurde über ein Stahlblech-Ofenrohr mit 45°- und 90°-Umlenkungen an die Abgasanlage „LAF Premium Schornstein SL“ der Firma Erlus angeschlossen. Die Abgasanlage hatte somit eine wirksame Höhe von 4,5 m. Als Abbrandsteuerung diente die „Feuercontrol ASM“ der Firma ED TRADE.
Versuche und Messergebnisse
Neben der Planung und dem Setzen des Ofens sollte zusätzlich das Wärmeabgabeverhalten der Ofenhülle mit einer Wärmebildkamera beurteilt werden. Angepasst an die Pausen des Schulunterrichts erfolgte die Beschickung des Heizkamins in einem Intervall von 100 Minuten insgesamt fünfmal mit jeweils 4 kg Holz. Um gleichbleibende Versuchsbedingungen zu gewährleisten, wurde die Abbrandsteuerung im Laufe der gesamten Versuchsreihe mit einer Klappenöffnung von 100 % betrieben. In einem Intervall von 100 min nahm die Wärmebildkamera testo 872 s die Daten der Anlage auf, welche anschließend von den SchülerInnen mit der entsprechenden Software der Firma Testo ausgewertet wurden. Aufgrund der Größe des Ofens entstanden pro Seite des Heizkamins jeweils zwei Wärmebilder.
Diese veranschaulichten, wie sich die gesamte Hülle im Zuge der einzelnen Heizvorgänge stetig erwärmte. Die zusätzlich angezeigten Bereichstemperaturen brachten ihnen darüber hinaus wichtige Erkenntnisse zum Bau und zum wärmetechnischen Verhalten des Heizkamins.
DI (FH) Jürgen Kollmann: „Das Beispiel dieser Diplomarbeit unterstreicht einmal mehr, welch hoher Wert am Ceramico Campus auf die Vernetzung von Theorie und Praxis gelegt wird. Ein großer Dank ist hier den zahlreichen Wirtschaftspartnern auszusprechen, ohne deren Unterstützung die Umsetzung solch praxisorientierter Diplomarbeiten nicht möglich wäre.“
