Wieviel Wärme steckt im Holz?

Heizen mit Stückholz

 

Beim Verbrennen von Holz wird die gleiche Menge an CO² freigesetzt die auch beim Verrotten im Wald in die Luft gelangen würde.

 

Wer mit Holz heizt,heizt umweltfreundlich – aber nur wenn er geeignetes,naturbelassenes trockenes Holz benutzt. Um die gleiche Wärmemenge zu erzielen wie beim Heizen mit Heizöl EL oder Erdgas benötigen Sie den Heiz-bzw.Brennwert des von ihnen benutzten Holzbrennstoffes(bei Stückholz und Hackschnitzeln,die Holzart,Feuchte und deren Energiegehalt.) Damit können Sie sich ausrechnen,wieviel Holz sie benötigen Der Heiz- bzw. Brennwert gibt an, welche Wärmemenge aus einem Brennstoff pro Einheit (kg,liter,m³) gewonnen werden kann. Ein Liter Heizöl EL besitzt beispielsweise einen Heizwert von etwa 10,0 kWh und einen Brennwert von ca. 10,6 kWh.Ein Kubikmeter Erdgas hat einen Heizwert von etwa 10,6 kWh und einen Brennwert von ca. 11,75 kWh.(Durchschnittswerte)

Bei Holz wird es beim Heiz-Brennwert etwas schwieriger. Diese Werte hängen vom Harz und Ligningehalt des Holzes je kg Holztrockenmasse ab.(atro=absolut trocken) Nadelholz besitzt einen größeren Anteil dieser Bestandteile pro kg/atro und hat daher auch einen höheren Heiz-Brennwert als Laubholz. Laubhölzer haben jedoch eine höhere Dichte,und daher ist der Heiz-Brennwert nach Volumen deutlich höher,und eine Brennstofffüllung hält somit länger.

 

Der Einfluß von Wasser auf den Heizwert

Einen entscheidenden Anteil am Heizwert des Holzes hat jedoch

der Wassergehalt des Holzes. Frisch geschlagenes Holz enthält bis zu

55 Prozent seines Gewichtes an Wasser und hat daurch einen geringeren Heizwert, weil das im Holz enthaltende Wasser verdampft werden

muß. Ausserdem versottet bei zu feuchtem Holz der Kamin.

Nach ein bis zwei(bei schweren Hölzern bis zu 3 Jahren) Jahren

Lagerung hat das Holz nur noch 15 bis 20 Prozent Wassergehalt

(gespalten,max.Durchmesser 15 cm,an luftigem Ort aufgesetzt)und

sollte dann erst als Brennholz verwendet werden. Die Heizwerte

verschiedener Holzarten absolut trocken(atro)finden

Sie nachfolgend. Mit diesen Werten können Sie sich Ausrechnen

wieviel Liter Heizöl oder welcher Menge Erdgas diesem Heizwert entspricht.

 

1 rm (800 kg) waldfrisches Holz hat durchschnittlich1500 kWh Heizwert (1,9 kWh/kg)

1 rm (ca.420 kg) absolut trockenes Holz hat im Mittel 1800 kWh Heizwert (4,3 kWh/kg);
aus 10 % höherer Feuchtigkeit folgt etwa 9% Heizwertminderung

Ein Kubikmeter luftgetrocknetes Laubholz mit 15% Restfeuchte, das sind rund 450 kg Holz, enthält soviel Heizenergie wie 210 Liter Heizöl, 210 m³ Erdgas oder 385 kg Braunkohlebriketts.

Ein Festmeter Holz, rund 850 kg Holz, mit 15% Restfeuchte enthält soviel Heizenergie wie 395 Liter Heizöl, 395 m³ Erdgas oder 725 kg Braunkohlebriketts.

Zusammenhang von Holzfeuchtigkeit und Heizwert

Der Heizwert des Holzes hängt sehr stark von der Holzfeuchtigkeit ab. Je feuchter das Holz ist, umso niedriger ist sein Heizwert.

Das im Holz enthaltene Wasser muss bei der Verbrennung verdampft werden. Und da zum Wasser verdampfen bekanntlich viel Energie notwendig ist, geht mit steigendem Wassergehalt des Holzes immer mehr der enthaltenen Energie dafür verloren.

Wie man sieht hat feuchtes Holz mit einem Wassergehalt von 50% nur die Hälfte des Heizwertes wie gut trockenes Holz mit nur 10% Feuchtigkeitsanteil.

Feuchtes Holz zu verbrennen ist aber nicht nur unwirtschaftlich, sondern auch schädlich.

Durch den hohen Wassergehalt ist die Verbrennungstemperatur niedriger.

 

Heizkosten bei verschiedenen Brennstoffen?

Die Preise Von Heizöl.Erdgas und Brennholz sind natürlich nach Jahreszeit,Region,Nachfrage , dem Willen der Erzeuger und auch der Politik(Steuern) unterschiedlich.Wir haben daher die Durchschnittspreise von Anfang 2011 in Deutschland genommen.Es ist abzusehen,daß die Preise für fossile Brennstoffe(Öl/Gas)in naher Zukunft,erheblich steigen werden. Heizölpreis lag Mitte 2008 bereits bei knapp einem Euro pro Liter !!

Heizöl kostete 83,6 Cent der Liter

Erdgas kostete etwa 67,41Cent pro Kubikmeter

Buchenbrennholz gespalten,länge 33 cm je Raummeter lag bei ca.74 Euro.

(Durchschnittspreise Deutschland)

 

Bei einem angenommenen Jahresverbrauch von 3000 litern Heizöl entspräche das 2830m³ Erdgas oder 15,15 Raummeter Buchenholz. Die jährlichen Brennstoffkosten wären dann ohne Brennwertnutzung und bei gleichem Wirkungsgrad der Wärmeerzeuger:

 

 

Vergleich

 

Heizöl EL Premium Schwefelarm

3000 liter zu 0,875 Euro = 2625,- Euro

 

Erdgas

2830 m³ zu 0,6741 Euro = 1907,70 Euro

 

Holzpellets

6 tonnen zu 235.- Euro = 1410,- Euro

 

Buchenholz

15,15 rm(Ster) zu 74,00 Euro = 1121,10 Euro

Gespalten,länge 33 cm

 

Mischholz/Weichholz

21,2 rm(Ster) zu 30,00 Euro = 636,00 Euro

 

Buchenholz,Selbsterwerb (Durchschnitt ab Wald)

15,15 rm(Ster) zu 25,00 Euro = 378,75 Euro

 

Das Heizen mit Holz ist somit wesentlich günstiger, als das Heizen mit Erdgas oder Öl. (aber mit etwas Arbeit verbunden)

 

Holzarten ,Heizwert,absolut trocken

 

Holzart(atro)

kWh/rm

kWh/kg

Holzart(atro)

kWh/rm

Kwh/kg

Ahorn

1900

4,1

Lärche

1700

4,4

Birke

1900

4,3

Pappel

1400

4,4

Douglasie

1700

4,4

Robinie

2100

4,1

Eiche

2100

4,2

Rotbuche

2100

4,2

Erle

1500

4,1

Tanne

1500

4,4

Esche

2100

4,2

Ulme

1900

4,1

Fichte

1600

4,4

Weide

1400

4,1

Kiefer

1700

4,4

Weißbuche

2200

4,1

 

 

 

 

Eichenholz Hartholz mit hoher Zündtemperatur aber dann brennt es richtig.Mit langer Brenn und Glutphase. Heizwert 2100 kWh/rm

 

Buchenholz Hartholz mit ebenfalls

hoher Zündtemperatur,langer Abbrand,

Heizwert 2100 kWh/rm

 

BirkenholzWeichholz mit niedriger Zündtemperatur,kaum Rauch,bildet wenig Glut,schöne Flamme,Starterholz Heizwert 1900 kWh/rm

 

Kiefernholz Weichholz mit niedriger

Zündtemperatur,schneller Abbrand,

bildet wenig Glut,harzig,Starterholz Heizwert 1700 kWh/rm

 

alle Heizwertangaben in kWh/rm(Durchschnittswerte) absolut trocken (atro)

 

ACHTUNG

 

aus 10 % höherer Feuchtigkeit folgt etwa 9% Heizwertminderung

Lufttrockenes Holz hat nach genügender Lagerung 15-20% Feuchtigkeit

 

 

Wieviel Energie hat 1 kWh ?

Eine normale100-W-Glühbirne 10 Stunden leuchten lassen.
Einen Heizlüfter (2000 W) eine halbe Stunde wärmen lassen
862 l Wasser um 1° zu erwärmen (1 liter um 1° =0,001161 kWh )

Brennholztrocknung

Voraussetzung zur Trocknung ist eine ausreichend große überdachte,luftdurchströmte Lagerfläche.Am besten für 2 bis 3 Jahresbedarfsmengen.

Holz sollte möglichst von oben und unten gegen Nässe geschützt, luftig und aufgespaltet (Kantenlänge max. 15 cm) in ofenfertiger Länge gelagert werden.

 

Nach der 1. BImSchV müssen die für handbeschickte Biomassefeuerungen eingesetzten Brennstoffe lufttrocken (>10 bis 20% Feuchte) sein.

 

Nach eigenen Erfahrungen kann Brennholz in einer Saison getrocknet werden ,und zwar unter folgenden Bedingungen: Es sollte im Winter geschlagen sein(Holz führt dann kaum Flüssigkeit)Im Frühjahr möglichst klein(max.8 cm)aufgespalten und an einem sonnigem,sehr luftigem(mit stetigem Luftstrom)Platz möglichst locker(Gitterbox oä.)aufgesetzt werden.Bei Aufsetzen an einer Wand,sollte eine Hinterlüftung von mind. 10cm (Abstand zur Wand)eingehalten werden und die Scheite kreuzweise aufgesetzt werden.Das gleiche gilt zwischen den einzelnen Reihen(Abstand).Gespaltenes Holz mit der Rindenseite nach unten legen.Abstand der unteren Lage zum Erdboden ca.15cm.Vor Regen und Kondenswasser sollte es durch ein stark geneigtes Dach mit einem Mindestabstand 10 cm vom Holz(bewährt hat sich durchsichtiges Wellplastik)geschützt sein.Absolut kontraproduktiv ist eine Plastikplane direkt auf dem Holz! So erreicht man bis zum Winter(Heizsaison)eine Feuchte von nur noch 15-18%.

Die Ausnahmen sind: Im Sommer geschlagenes Holz und schwere Hölzer(Eiche muß voher mindestens ein Jahr unabgedeckt liegen um Säuren abzubauen).Sie benötigen eine Trocknungszeit von mindestens1,5 Jahren.Bei windstiller und oder schattiger Lagerung erhöht sich die Trockenzeit auf bis zu 3 Jahren (Vorsicht vor Schimmel und Pilzen,diese wachsen bei einer Holzfeuchte höher 25%,das Holz wird zersetzt und verliert zusätzlich zu dem normalen Verlust von 3% pro Jahr,extrem an Heizleistung.)

 

Feuchtes Holz schädigt Umwelt und Schornstein

Je feuchter das Holz, desto niedriger sein Heizwert. Denn zunächst einmal wird jede Menge Energie benötigt, um das Wasser im Holz zu verdampfen.

Die Verbrennungstemperatur wird durch den Wasserdampf herabgesetzt, es bildet sich Ruß, der sich im Kaminofen und im Kachelofen als hartnäckiger, schmieriger Belag niederläßt. Sichtbares Zeichen dafür sind die schwarz gefärbten Glasscheiben des Kaminofens. Außerdem schlägt sich der Wasserdampf an den Schornsteinwänden nieder - es kann zu Versottungen und oder Glanzruß kommen . Und schließlich wird die Umwelt geschädigt, weil unverbrannte Schadstoffe in die Umwelt entlassen werden.

 

Was ist ein Raummeter?

In der Tabelle wird die Abkürzung "rm" ( man sagt auch „Ster“ dazu)verwendet. Der Begriff Raummeter (rm) bezeichnet das Handelsmaß für herkömmliches Brennholz. Wenn Sie einen Meter lange, Holzscheite in einer Breite und Höhe von einem Meter aufstapeln, wird dies als ein Raummeter bezeichnet. Im Gegensatz dazu wird ein massiver Holzwürfel von einem Meter Kantenlänge als Festmeter (fm) bezeichnet .Dann treffen wir oft noch die Bezeichnung Schüttraummeter (srm) an,der Vergleich dieser Maße wie folgt,

 

 

 

 

1 Festmeter (fm)

Maßeinheit für 1 m³ feste Holzmasse(Fester Würfel)

 

1 Raummeter (rm)

Maßeinheit für geschichtete Holzteile, die unter Einschluss der Luftzwischenräume ein Gesamtvolumen von 1 m³ füllen (Scheite, Rundholz)

 

1 Schüttraummeter (Srm)

Maßeinheit für 1 Raummeter geschütteter Holzteile (Stückholz, Hackgut, Sägespäne etc.)

 

In etwa entspricht:

1 Festmeter (fm) Rundholz = 1,4 rm Scheitholz

= 1,2 rm Stückholz geschichtet = 2 Srm Stückholz geschüttet

1 rm Scheitholz 1 m lang geschichtet = 0,7 fm Rundholz

= 0,8 rm Stückholz geschichtet = 1,4 Srm Stückholz geschüttet

1 rm Stückholz ofenfertig geschichtet = 0,85 fm Rundholz

= 1,2 rm Scheitholz = 1,7 Srm Stückholz geschüttet

1 Srm Stückholz ofenfertig, geschüttet = 0,5 fm Rundholz

= 0,7 rm Scheitholz = 0,6 rm Stückholz geschichtet

 

1 rm = 1 Ster

 

 

Holzverbrennung?

Bevor Holz verbrennen kann, muss es erst mit Wärme in Gas umgewandelt werden. Ab 100°C entweicht das im Holz enthaltene Wasser. Ab 200°C beginnt der Zerfall in 20% Holzkohle und 80% Holzgas. So erklärt sich die lange Gasflamme eines Holzfeuers. Für die vollständige Ausgasung reichen 400°C.
Aber, um auch das im Holzgas enthaltene Teer und Phenol zu brennbarem Kohlenstoff, Kohlenmonoxid und Wasserstoff aufzubrechen, sind mindestens 900°C erforderlich, besser 1.100°C.

Um Holz ohne Umweltbelastung zu verbrennen, sind heiße, schamottierte Brennkammern und/oder großzügige Flammräume erforderlich. Auch wenn Holzkessel mit den verschiedensten Brennkammerkonzepten gebaut werden, grundsätzlich gilt, die Holzflamme muss vollständig ausgebrannt sein, bevor sie auf eine kalte Wärmetauscherfläche trifft. Heiße, schamottierte Brennkammern und hohe Turbulenzen verkürzen die erforderliche Ausbrandzeit. Großzügige Flammräume ohne Umlenkung geben der Flamme Zeit zum vollständigen, sauberen Ausbrand.


Fehlbedienung durch Drosselung der Zuluft bei Holzöfen

Leider wird oft der Fehler gemacht den Kamin- oder den Kachelofen zu überfüllen, oder den Verbrennungsluftschieber zu schließen, damit das Holz lange bzw.ganz langsam verbrennen soll. Ein Dauerbrand wie bei einer Kohlefeuerung ist bei der Verbrennung mit Holz nicht möglich. Auch die Annahme, je geringer die Verbrennungsluftzufuhr, umso länger hält der Abbrand an, trifft auf Holz nicht zu.Wird die Luft während der Verbrennung gedrosselt, bekommen die Schwelgase zu wenig Verbrennungsluft und können somit nicht ausbrennen. Hierbei entweicht der größte Teil der Rauchgase unverbrannt durch den Schornstein. Der in den Schwelgasen enthaltene Wasserdampf und Teer schlägt sich mit all den bekannten Nebenwirkungen(Schornsteinversottung,Verteerung,Glanzruß bis hin zum Schornsteinbrand) im Schornstein nieder und Schädigt auch noch die Umwelt!Dies bedeutet, daß Holz grundsätzlich mit ungedrosselter Verbrennungszuluft zur Verbrennung gebracht werden muß. Auch trifft dieses auf die Verfeuerung von Braunkohlebriketts zu, die gelegentlich für die Nacht zur Gluterhaltung nachgelegt werden..."

Schornsteinsanierung erforderlich?
Gegenüber alten Heizkesseln haben moderne Heizkessel höhere Wirkungsgrade und damit auch kleinere Abgasmengen sowie auch deutlich tiefere Abgastemperaturen.
Besonders Schornsteine mit "zu großem Querschnitt" werden nicht mehr ausreichend aufgeheizt. Das in den Abgasen enthaltene Wasser kondensiert und zerstört alte, gemauerte Schornsteinwände zwar nur sehr langsam aber unaufhaltsam.
Auch sind bei einem zu großen Durchmesser Austrittgeschwindigkeit und Temperatur zu gering. Es fehlt dem Abgas dann die notwendige Energie um aufzusteigen und im Extremfall kann der Rauch entlang dem Dach herabfallen.
Ist der vorhandene Schornstein hoch und nicht Wasser resistent ausgekleidet, ist eine Sanierung mit einem Feuchteunempflindlichen Innenrohr erforderlich.
Bei nicht Feuchte beständigen Schornsteinen mit geringer Höhe(normalerweise mind.5 Meter) kann es ausreichend sein, in der Kesselregelung die untere Grenze für die Abgastemperatur auf 160 bis 180°C anzuheben.
Zusätzlich hilft auch eine Nebenluftklappe, um den Kamin trocken zu halten. Begnügt man sich mit diesen Maßnahmen, dann ist zu kontrollieren, ob der Kamin auch wirklich trocken bleibt. Am Besten besprechen Sie dies auch mit dem Schornsteinfeger.

Die Lebensdauer von Schornsteinen ist begrenzt. Bei rechtzeitiger Sanierung, wenn die Kaminwand noch nicht zerstört ist, ist eine Sanierung mit einem eingezogenem Rohr schnell und einfach möglich. Hat das Abgaskondensat einmal die Mörtelfugen durchdrungen, muss der Schornstein komplett abgetragen und neu errichtet werden.

Ist die Entscheidung für Holz als Brennstoff und die Ofenbauart gefallen, beachten Sie bei der Auswahl des Ofentyps bitte folgende Punkte:

Feuerstätten, die mit offenem Feuerraum betrieben werden können (z.B. solche ohne selbstschließende Feuerraumtür),dürfen nur gelegentlichbetrieben werden (4-5 mal pro Monat). Sie benötigen einen eigenen Schornstein.

Bei Volllast herrschen die günstigsten Verbrennungsbedingungen im Holzofen vor. Wichtig ist daher, einen Ofentyp mit passender Nennwärmeleistung zu wählen.

Um eine Überdimensionierung zu vermeiden, sollten Sie beachten, dass der maximale Wärmebedarf eines 30 m² großen Wohnraumes an kalten Wintertagen auch bei weniger gut isolierten Gebäuden i.d.R. nicht mehr als 5 kW beträgt.

Entscheidend für Wirkungsgrad und den Brennstoffverbrauch, sind Ausführung und Größe der Wärmetauscherflächen. Moderne Kachelöfen

erreichen bei optimaler Ausführung Wirkungsgrade von mehr als 80 %.

Holzöfen mit zusätzlich eingebautem Kesselteil (Wassergeführte Kaminöfen)können heute auch in den Warmwasserkreislauf der Zentralheizungsanlage eingebunden werden. Dadurch werden fossile Brennstoffe eingespart. Wirkungsgrade von mehr als 85 % sind erreichbar.

Die drei Phasen der Holzverbrennung


1.Phase= Trocknung (bis ca. 150° C)
In Phase 1 der Holzverbrennung wird das im Holz vorhandene Wasser verdampft. Je mehr Wasser im Holz ist, um so mehr Energie wird dazu benötigt, das Wasser zu verdampfen. (schlechte Brennstoffausnutzung,geringer Wirkungsgrad)
2. Phase=Entgasung (Pyrolyse) (ca.150°-550° C)
Flüchtige Holzbestandteile gehen in die Gasphase über. Trockenes Holz besteht zu ca. 85 % aus flüchtigen, brennbaren Bestandteilen. Etwa 14 % der Holzbestandteile bleiben als Holzkohle übrig, wenn die Kohlevergasungstemperatur (600-800° C) nicht erreicht wird.
3.Phase= Oxidation(Verbrennung) (ca.400°-1300° C)
Ab ca. 400° C reagieren die brennbaren Gase mit dem Luftsauerstoff. Man spricht hierbei von Oxidation. Es können Temperaturen von 1100°C bis 1300°C erreicht werden. Gleichzeitig wird das Gas aus der Holzkohle verbrannt, wobei ebenfalls Energie frei wird. Übrig bleibt die Asche,also nicht brennbaren Bestandteile vom Holz.(ca. 1-2% des Holzvolumens)

Die Emissionen bei der Verbrennung von Holz lassen sich in zwei Gruppen einteilen:

Unvermeidbare Emissionen
Wasserdampf H2O hat keine negativen Auswirkungen auf die Umwelt. Kohlendioxid CO2 ist das Produkt der vollständigen Verbrennung von Kohlenstoff. Es würde auch beim Verrotten vom Holz freigesetzt.
Stickoxide NOX tragen zum Sommersmog bei und verursachen sauren Regen, spielen aber wegen des sehr geringen Anteils bei der Holzverbrennung keine Rolle. Aschepartikel (anorganischer Staubanteil) sind durch Maßnahmen wie die richtige Luft- und Rauchgasführung gut beherrschbar und durch Sekundärmaßnahmen ,wie zb.Filter, weiter reduzierbar.
Eine Beeinträchtigung der Umwelt durch moderne Holzfeuerungsanlagen ist daher so gut wie ausgeschlossen.

Vermeidbare Emissionen
Diese ergeben sich nur als Folge einer unvollständigen Verbrennung. (Wenn Rauch zu sehen ist,läßt es auf eine nicht optimale Verbrennung schließen)Sie werden durch das richtige Brenngut ,richtige Füllmenge und deren geringe Holzfeuchte minimiert.
Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid CO werden durch ausreichend Verbrennungsluft,hohe Verbrennungstemperaturen, und eine entsprechende Verweildauer in der heißen Verbrennungszone vermieden. Unverbrannte Partikel (Ruß) werden ebenfalls minimiert.

Es gilt die 3 T Regel einzuhalten(Time,Turbulence,Temperature) Time= ausreichend Zeit in der heißen Verbrennungszone,dh.hohe bzw. lange Verbrennungszone,weil Holz ein langflammiger Brennstoff ist.Turbulence=gute Vermischung der Brenngase mit der Verbrennungsluft zur vollständigen Oxidation.

Temperature=hohe Brennkammertemperaturen durch zb. Schamottierte Brennkammern,möglichst niedrige Holzfeuchte,weil das Verdampfen des Wassers im Holz die Brennkammertemperatur senkt.


Bei richtiger Verbrennung von Holz,ist draussen am Kamin außer flimmernder Luft nichts zu Sehen und nichts zu Riechen !!!

 

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Ansprechpartner:

Herr Lutz Watta

 

 

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