Spezifische Risiken Energie-effizienter Technik: Kohlenmonoxid

29. Jul. 2014 von Olof E. Matthaei

Garagen-WarnschildKohlenmonoxid ist ein alter Feind des Lebens. Es entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff-haltigem Material unter Sauerstoffmangel. Als die Automobile auf Benzinverbrennung umgestellt wurden (zunächst liefen sie mit Alkohol als Brennstoff) war dies ein großes Problem, das erst mit der katalytischen Nachbehandlung der Verbrennungsgase bewältigt wurde.

Kohlenmonoxid ist farb-, geruch- und geschmacklos, hat eine Dichte, die sehr nahe jener der Luft ist und wirkt bereits in relativ geringer Konzentration sehr schnell tödlich. Kohlenmonoxid (chem. Formel: CO) sollte also in bewohnten Räumen nichts zu suchen haben. Doch gibt es – selten, aber immerhin – Vergiftungen mit CO, die im Zusammenhang mit besonders Energie-effizienten Anlagen oder erneuerbaren Energieträgern stehen. Daher sollte an dieser Stelle der Beitrag eines Autoren und Haustechnikplaners, der größten Wert auf Energie-effizienz und Erneuerbare legt, auch nicht als Ablehnung sondern als Planungshinweis verstanden werden.

Kohlenmonoxid in Verbrennungsprozessen

Abgase, früher Rauchgase, werden bei Hausfeuerungsanlagen traditionell in Schornsteinen abgeführt. Aufgabe des Planers und Schornsteinbauers ist dabei, eine Dimensionierung zu finden, bei der in allen Betriebszuständen der thermische Zug im Schornstein ausreicht, um sämtliche entstehenden Abgase sicher nach draußen zu befördern. Das war einfach, als die Abgase noch sehr heiß waren. Lediglich während des Anfeuerns bestand die Gefahr eines Feuer- und Rauch-Rückschlags. Mit der Steigerung der Energieeffizienz von Feuerungsanlagen ging eine Absenkung der Abgastemperatur einher. Ein guter Brennwertkessel in einem ordentlich geplanten System liefert Abgastemperaturen von lediglich 30-40°C, thermodynamisch also kaum über der Außentemperatur. Solche Anlagen benötigen oft einen kleinen Ventilator, der entweder die Abgase absaugt oder Verbrennungsluft (durch den äußeren Spalt des konzentrischen Luft-Abgasrohr-Systems) dem Verbrennungsraum zuführt.

Doch selbst bei für raumluftunabhängigen Betrieb (RLU) gebauten Feuerungsanlagen ist keine Dichtung zwischen Verbrennungsraum/Abgassystem und Raumluft gegeben. Wenn nun also eine Dunstabzugshaube in der Küche angeschaltet wird und 400 m³/h Luft aus der Wohnung herausbefördert, dann entsteht ein Unterdruck, der durch jede Öffnung, die es gibt, ausgeglichen wird. Wenn sämtliche Fenster und Türen geschlossen sind, dann könnte diese Anlage also auch Luft aus dem Gaskessel, Kaminofen, oder was sonst an Feuerungsanlage installiert ist, heraussaugen. Diese Abgas-haltige Luft ist mindestens feucht und reich an Kohlendioxid. In ungünstigen Fällen enthält sie sogar Kohlenmonoxid. Gefahr ist im Verzug. Durch den großen Volumenstrom, der hinausbefördert wird, wäre die mögliche Konzentration schädlicher Gase jedoch begrenzt.

Ein anderes Szenario: An einem in den alten Schornstein eingezogenen Edelstahl-Abgasrohr hängt ein Gaskessel. Durch thermische Bewegungen ist eine Lücke im Rohr entstanden, das zwar durch das Ausdehnen bei Warmwerden nach oben geschoben wurde, aber beim Zusammenziehen bei Kaltwerden nicht wieder komplett zurückrutschen konnte, weil es oben in einer Halterung steckt. Durch den freien Querschnitt des Schornsteins zwischen Edelstahl-Einzugsrohr und gemauerter Wandung wird auch die Verbrennungsluft zum Aufstellraum des Kessels gefördert. Durch die undichte Stelle im Rohr gelangt Abgas in die Verbrennungszuluft. Das heißt der Sauerstoffgehalt ist geringer und der Kohlendioxidgehalt höher als normal. Diese Verbrennungsluft führt nun dazu, dass der nicht mit Lambda-Sonde ausgestattete Kessel eine unvollständige Verbrennung liefert, es entsteht wieder Kohlenmonoxid. Wenn das CO nun diesen Kreis Kessel-Abgasrohr-Undichtigkeit-Verbrennungsluft verlässt, kann es zu Vergiftung in der Wohnung kommen.

Kohlenmonoxid und Holzpellets
Doch nicht nur regelrechte Verbrennung liefert Kohlenmonoxid. Pelletläger sind schon länger als Gefahrenquelle bekannt. Pelletlager-WarnhinweisZum einen gibt es hier biologische Abbauprozesse durch Mikroorganismen – dies umso mehr je feuchter die Holzpellets gelagert sind. Und es gibt auch produktionsbedingte und Holzeigene Ausdünstungen von Schadstoffen wie Aldehyde. Pelletläger sind daher mit einem Warnhinweis zu versehen, und mindestens vor Betreten gründlich zu lüften.

Die Abbildung links zeigt den Vorschlag des Deutschen Energieholz- und Pellet-Verbands e.V. (DEPV)

Auf Grund ihrer meist geschlossenen Bauweise ist die Lüftung lediglich durch die Befüllstutzen manchmal nicht ausreichend. Es hat bereits Verletzungen und Todesfälle durch Vergiftung in Holzpelletlagern gegeben.

 

Lüftungsanlagen und Feuerungsanlagen

Lüftungsanlagen, vom Ingenieurbüro Matthaei immer wieder propagiert, weil für Energie-effiziente und komfortable Wohnungen einfach unerlässlich, dienen dazu, die Luft im Gebäude stets behaglich und Schadstofffrei zu halten. Aus Kostengründen werden jedoch manchmal nur Abluftanlagen installiert, die also das Gebäude unter leichten Unterdruck setzen. Ebenso wie die oben erwähnte Dunstabzugshaube in der Küche, kann eine solche Anlage Abgase aus Feuerungsanlagen herausziehen und damit das Gegenteil von dem bewirken, wofür sie konzipiert ist. Raumlufttechnische Anlagen dürfen daher im Zusammenhang mit nicht raumluftdichten Feuerungsanlagen (z.B. Kaminofen) nur betrieben werden, wenn eine Sicherungseinrichtung überwacht, dass keine negative Druckdifferenz zwischen Raumluft und Abgasrohr besteht. Gerade diese Forderung wird leider von vielen Planern nicht berücksichtigt.


Bildnachweise:
Garagenwarnschild: Offizielles Warnschild
Pelletlager-Warnhinweise, Quelle: DEPV: Broschüre „Empfehlungen zur Lagerung von Holzpellets“ 2014

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