Die Geschichte der Heizanlage
Bereits in der Frühgeschichte liebten die Menschen eine warme Behausung. So lernten sie, die Energie des Feuers und der Sonne zu nutzen. Die Sonnenenergie wurde in der Antike dabei mittels Hohlspiegel weitergeleitet.
Um die Energie des Feuers zu nutzen, erfanden die Menschen in der Antike, die erste Zentralheizung der Menschheitsgeschichte. Dieses Prinzip wurde schon 2000 Jahre vor Chr. im griechisch-hellenistischem Raum eingeführt und durch die Römer weiterentwickelt.
Es handelte sich dabei um die Hypokausten-Fußbodenheizung.
Das Wort kommt aus dem Griechischen und bedeutet "von unten beheizt".
Schon in 1. Jahrhundert vor Christus heizten Griechen und Römer mit dieser Warmluftheizung die Wasserbecken in ihren Badehäusern und einige Räume ihrer Villen.
Um die Wärme zu gewinnen, standen an den Seiten, etwas unterhalb der Gebäude sogenannte „Praefurnia“ (Voröfen). Sie wurden mit Holz- oder Holzkohle befeuert.
Im Brennofen wurde die Luft etwa auf 250 °C erwärmt.
Von diesem Brennofen wurde die aufsteigende Warmluft über Rohre aus Ton in Hohlräume unter dem Fußboden und in Hohlziegel der Wände weitergeleitet. Im Hohlraum betrug die Temperatur 50 bis 70 °C, auf dem Fußboden 35 °C und im Raum 21 °C. Das Aufheizen eines Raumes dauerte mehre Tage.
Es gab in der Antike keinen Schornstein. Der störende Rauch zog durch kaminartige Schächte aus Hohlziegeln durch die Wände ins Freie. Die Kamine lagen ein Stück unterhalb der Dächer.
Der Aufbau der Fußbodenheizung bestand aus einem unteren Boden, auf dem in regelmäßigen Abständen aus Ziegeln gemauerte ca. 50 cm hohe Pfeiler standen. Sie trugen den eigentlichen Fußboden. Dieser bestand aus mehreren Schichten Untergrund auf Ziegelplatten. Meist wurde der Boden noch mit prächtigen Mosaiken ausgestattet.
Mit dem Untergang des Römischen Reiches geriet diese Technik der antiken Fußbodenheizung lange wieder in Vergessenheit.
Auf dieser Zeichnung sehen wir das Funktionsprinzip eines Hypokaustensystems mit einem Kachelofeneinsatz. Auch wenn der Hypokausten- Ofen aussieht wie ein Warmluft- oder Kombiofen, funktioniert er ganz anders. Hier wird die erwärmte Luft nicht durch ein Lüftungsgitter in den Raum geblasen. Hier zirkuliert die Warmluft in einem geschlossenen Kreislauf. Die Luft wird dabei in einen oder mehrere Warmluftkanäle geleitet. Je nachdem wie die Kanäle und Räume angeordnet sind, folgt das System dem Schwerkraftprinzip oder wird dabei von einem Gebläse unterstützt.
So gelangt die warme Luft zu den Heizflächen der entsprechenden Räume. Diese Heizflächen sind als spezielle Hypokausten-Kacheln oder Keramikflächen, Naturstein oder Mauerung ausgebildet. An ihnen wird die Konvektionswärme abgegeben. Durch die hohe Speicherkraft, erfolgt dies gleichmäßig und über einen längeren Zeitraum.
In der heutigen Zeit wird die Hypokaustenheizung wieder modern. Sie arbeitet in der Wirkung und der Konstruktion wie die Heizung der Römer.
Die Art der Wärmeübertragung ergänzt oder ersetzt eine Hauptwärmeversorgung. Das bedeutet, dass die Hypokaustenheizung vor allem im Herbst und Frühjahr Wärme erzeugt, die zur Drosselung anderer Wärmequellen führt.
Allerdings ist der bauliche Aufwand hoch. Ein Zusatznutzen ist nur mit einer 360 Grad Zirkulation zu erreichen. Bei einer Murokaustenheizung, eine Hypokausten mit Wandheizung, werden geschlossene Luftkreisläufe durch ein Hohlziegelmauerwerk und einen Doppelfußboden geleitet. Diese bauliche Maßnahme ist nur mit großen Maurerarbeiten in Neubauten oder mit einer Kernsanierung möglich.
In Neubauten können vorgefertigte Leitungselemente und Mauersteine verwendet werden. Eine zeitgemäße Ausführung ist der Einsatz von Sonnenkollektoren, um die zirkulierende Luft zu erwärmen.
Damit die Wärme optimal genutzt werden kann, müssen große Flächen frei zur Wärmeübertragung vorhanden sein. Teppiche und umfangreiche Möblierung mindern die gewünschte Heizwirkung. Um effektiv zu sein, muss ein großer Anteil Boden-, Wand- und Deckenflächen von der heißen Luft unterspült werden. Bei der Planung und dem Bau des Gebäudes muss darauf geachtet werden, dass die benötigten Hohlräume anderen Gebäudeteile wie tragenden Werkstoffen oder der Elektrik nicht in die Quere kommen.
Viele Jahrhunderte war das offene Feuer, das in der Mitte des Hauses brannte, der Beginn der heutigen Heizung. Das Feuer versorgte die Menschen mit Wärme und Licht.
Als Mittelpunkt des Hauses wurde auf ihm gekocht und die Speisen zusammen in der Nähe des Feuers verzehrt. Es war Inhalt ihres Brauchtums und Glaubens.
Allerdings gab es eine unangenehme Begleiterscheinung. Rauch und Funkenflug.
Der Rauch sorgte für Atembeschwerden, tränende Augen, und geschwärzten Hausrat. Die einzige Abzugsmöglichkeit für den Rauch war ein Loch im Dach und kleine Ritzen in den Wänden. Ein Großteil der Wärme ging so verloren. Ruß und Feinstaubbelastung waren damals unbekannt.
Für manche Menschen hatte der Rauch unschätzbare Vorteile. Der Ruß im Rauch bildete nach und nach eine immer dicker werdende Schicht. Diese minderte, für das aus Naturstoffen gebaute Haus, die Feuergefahr. Heiße Rauchgase halfen bei der Trocknung der Ernte, verlängerten die Haltbarkeit von Fleisch und Wurst und vertrieben Ungeziefer und Holzschädlinge.
Als sich immer mehr Städte bildeten und sich die mehrgeschossige Bauweise durchsetzte, rückte das Feuer an die Wand und wurde mit einem gemauerten Kamin verbunden. Nun wurde es möglich, auch auf mehreren Ebenen ein Feuer zu betreiben. Durch den Abzug des Kamins wurde es möglich den Raum rauchfrei zu halten. Ein gewaltiger Schritt für mehr Lebensqualität der Bewohner.
Vom Ende des 18.Jh bis in die 1960er Jahre wurde der Sparherd benutzt. Dieser Name entstand, weil wenig Wärme verloren ging und Brennstoff gespart wurde. Er konnte mit Holz und Kohle befeuert werden. Der Rauch wurde durch ein Rohr direkt in den Schornstein geleitet.
Die gusseisernen Herde, auch Kochmaschine oder Küchenhexe genannt, gab es in allen möglichen Formen und Größen. Gleichfalls wurden sie, dem Geldbeutel entsprechen verziert und als dekorative Möbelstücke behandelt.
Dieser Sparherde hatte eine Herdplatte aus Gusseisen mit mehreren Einsatzringen. Die Einsatzringe hatten verschiedene Durchmesser für unterschiedlich große Pfannen und Töpfe. Sobald die Ringe herausgenommen waren, konnte man direkt über den Flammen kochen oder bei eingesetzten Ringen direkt auf der Herzplatte.
Darunter befand sich ein Backofen. Auch an das Aufheizen von Wasser und das Warmhalten von Speisen war gedacht. Alles wurde vom Feuer in der Mitte des Herdes oder heißem Rauch beheizt.
Küchenöfen, die mit Holz befeuert werden, gibt es auch in der heutigen Zeit, in unterschiedlichen Ausführungen. Eine besonders energiesparende Möglichkeit ist ein wasserführender Küchenofen. Er ist ein wahres Multitalent für Backen und Kochen. Dabei unterstützt der Küchenofen gleichzeitig das Heizungssystem des Hauses. Optisch hat er mit einem alten Ofen nicht viel gemeinsam. Das Prinzip ist jedoch gleichgeblieben. Die Brennkammer heizt die Backröhre und die Kochplatten. Ein Teil der erzeugten Wärme wird zur Entlastung der Heizung verwendet. Wenn über einen längeren Zeitraum Wärme benötigt wird, können auch Briketts, Kohle und Pellets verbrannt werden. Manche Modelle verfügen über einen Pellet-Einsatz. Der Vorteil ist, dass je nach Ausführung auch wie bei einem Pelletofen individuelle Betriebszeiten eingestellt werden können.
Beim Abbrand entsteht nicht nur Wärme, sondern auch heiße Rauchgase mit vielen Schadstoffen. Daher muss der Küchenofen an ein Ofenrohr mit Schornstein angeschlossen sein.
Drei wichtige Eigenschaften brachten die Menschen bis zum 12. Jahrhundert dazu, Kamine zu bauen, die ihre Form bis heute erhalten haben. Das Bauen mit Stein, da das Aufkommen der Burgen Hochkonjunktur hatten Der effiziente Rauchabzug und der Brandschutz. Von der individuellen Feuerstätte wurde der Kamin ein baulicher Teil des Gebäudes. Die Steinverkleidung sorgte erstmals für eine Isolation und half dabei, die Wärme besser im Raum zu halten.
In den sich entwickelnden Städten war Holz der bevorzugte Baustoff. Regelmäßige Stadtbrände vernichteten ganze Viertel. Um das Feuer sicher einzuschließen, umschloss man das Feuer auch hier mit Steinen.
Die Entdeckung des Kamins!
Er veränderte das Heizen total. Der Kamineffekt war geboren.
Dieser sorgt für die optimale Verbrennung. Die warme Luft steigt nach oben und kalte Luft strömt von unten nach. Ein Kreislauf, der auch die Luft reinigt, da die Rauchgase durch den Kamin verschwinden. So macht es das Atmen in den Wohnräumen erträglicher. Gleichfalls wurde weniger Brennmaterial verbraucht.
Moderne Kaminöfen gibt es in den unterschiedlichsten Modellen. Dabei achten die Hersteller auf die ökologische Verantwortung und legen dank innovativer Technologien, Wert auf geringe Emissionen.
Auch wenn sich der Brennvorgang durch die verschiedenen Materialien wie Guss, Schamott oder Ähnlichem bei den einzelnen Kaminofen-Modellen unterscheidet, findet die Verbrennung weiterhin in einem Brennraum statt. Hier unterscheiden sich die Systeme erneut. Es ist nicht nur möglich Holz zu verbrennen. Kaminöfen gibt es ebenfalls als Pelletöfen oder Dauerbrennöfen die mit Kohle befeuert werden. Beim Pelletofen wird der Brennstoff in einen separaten Behälter gefüllt und die Zufuhr kann bequem gesteuert werden. Des Weiteren gibt es die Möglichkeit mit dem „Pelletofen“ auch andere Räume mit Wärme zu versorgen. Über ein in der Wand verlegtes Rohrsystem, wird ein Teil der Warmluft mit einem Gebläse dorthin geleitet.
Eine besonders energiesparende Möglichkeit ist hier ein wasserführender Kaminofen. Neben dem angenehmen Raumklima erwärmt dieser auch das Brauch- und Nutzwasser und ergänzen die Heizung.
Die dritte Variante, ist der Dauerbrandofen. Dieser wird mit Kohle befeuert und kann damit bis zu 24 Stunden beheizt werden. Er wird langsamer warm, kann die Wärme aber länger speichern.
Unser heutiges Thema ist der Kachelofen.
Er entstand etwa im 12ten Jahrhundert. Forscher nehmen an, dass er aus einer überkuppelten Brennstelle hervorging. Beheizt wurde er in zwei Varianten. Einmal als Vorderladerofen oder als Hinterladerofen. Der Erste wurde in dem Raum befeuert, in dem er stand. Der Hinterladerofen, wurde von außerhalb des Raumes, vom Flur oder Küche befeuert. Der Rauch nahm seinen Weg durch einen lehmverputzten oder gemauerten Abzug ins Freie. Auch die tunnel- oder kuppelförmige Überwölbung war aus Lehm erstellt. Um ihr Gewicht klein zu halten und die wärmeabgebende Oberfläche möglichst groß zu halten, wurden in deren Wandung Tontöpfe radial eingelassen.
Ihre Öffnung konnte nach Innen weisen, konvexe Töpfe oder nach außen, konkave Töpfe. Bei den konvexen Töpfen ragt der Boden der Töpfe kugelig über die verputzte und gekalkte Oberfläche hinaus.
Das gesamte Mittelalter hindurch war der Kachelofen auf dem Siegeszug. Um 1200 gehörte er auf Burgen, in Klöstern und in städtischen Wohnhäusern bereits zur Standardausrüstung.
Der Kachelofen hat bis heute überlebt und wird wieder populär. Mit den Jahren hat er eine rasante technische Weiterentwicklung erfahren. Auch hier spielte der starke Umweltfaktor eine große Rolle. Auch das Design hat sich grundlegend verändert.
Nach alter Tradition waren Kachelöfen bis in die 1970er Jahre vollständig verkachelt. In den 80ern Jahren wurde es immer beliebter verputzte Flächen mit nur einzelnen Simskacheln und verzierten Elementen zu bauen. In den 1990ern erreichte das Design des Kachelofens minimalistische Züge, mit vielen Abstufungen und versetzten Ebenen der einzelnen Kacheln. Seit 2000 werden moderne Formen und eine schlichte Optik Trend. Klare Linien, gerade verputzte Flächen und sehr große Sichtscheiben unterstreichen diese Stiländerung.