Holzverbrennung: Was passiert da eigentlich?

24. Juni 2015 Jens Truog

Wenn Sie einen Kaminofen oder Holzvergaserkessel Ihr Eigen nennen oder über die Anschaffung nachdenken, sollten Sie wissen, dass nicht nur das Gerät wichtig ist, sondern auch der Brennstoff. Denn wenn Sie genau verstehen, wie Holzverbrennung im Kamin funktioniert, können Sie besser befeuern. Es ist durchaus interessant zu wissen, was bei der Holzverbrennung im Ofen genau passiert und wie sich das Brennholz, die Wärme und das Licht verhalten. Wir geben Ihnen hier einen kurzen Einblick in die drei Phasen der Holzverbrennung. So lernen Sie Ihren Kamin viel besser kennen und können auch Ihr Nachlege-Verhalten abschätzen und anpassen. Viel Spaß beim Lesen!

Holzverbrennung Phase 1: Die Trocknung

Bei ca. 100-150 Grad Celsius beginnt die erste Phase der Holzverbrennung im Kamineinsatz. Es erhitzt sich das restliche, noch im Holz befindliche Wasser, wobei es verdampft. Ist das Holz zu feucht (zwischen 20-25 % Restfeuchte), hört man bei diesem Prozess auch ein deutliches Zischen. Außerdem muss für feuchteres Holz mehr Energie, also Hitze, aufgewendet werden, weswegen der Rauch dunkler erscheint. Die Rauchentwicklung ist auch erheblich stärker, weshalb für eine optimale Holzverbrennung Brennholz immer gut durchgetrocknet sein und eine Restfeuchte von maximal ca. 20 % besitzen sollte. Wenn Sie zwei Holzscheite in den Händen wiegen, sind trockene Scheite immer leichter als feuchte. Außerdem geben sie beim Zusammenschlagen einen hellen Klang von sich.

Phase 2: Die Entgasung von Brennholz

Ab 150-550 Grad Celsius findet im Kaminofen die Pyrolyse statt. Hierbei werden molekulare Strukturen aufgebrochen und Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe separiert. Bei 160-180 °C gehen flüchtige Holzbestandteile in den gasförmigen Zustand über. Stärker wird der Zersetzungsvorgang ab 250 Grad – die Reaktionen bei der Entgasung sind nun nicht mehr kontrollierbar. Bei ca. 600 Grad hat das im Ofen liegende Brennholz dann ca. 80-85 % seiner Masse verloren. Diese Masse hatte die Form von Wasser, CO₂ und brennbaren gasförmigen Stoffen.

Diese Entgasungsphase der Holzverbrennung läuft recht unkontrollierbar ab: Das ist auch der Grund, warum die Verbrennung nicht über eine Luftdrosselung reguliert werden kann. Der größte Teil des Heizwertes des Brennholzes wird in der Phase der Entgasung freigesetzt, nämlich rund 70 %. Dabei sind die Flammen besonders hell, lodernd und kräftig. Chemisch gesehen entsteht eine gasförmige Verbindung aus Kohlenstoffmonoxid, Wasserstoff und organischen Verbindungen. Bei ca. 800 Grad oxidieren die verbliebenen 14 % der Masse des Holzes. Die Luftzufuhr sollte in dieser Phase der Holzverbrennung unbedingt erhalten bleiben, da bei einer Drosselung ein Gas mit Teer und Ruß entsteht, welches leider sehr schadstoffreich und geruchsintensiv ist. Riechen Sie Rauch, ist dies als Zeichen zu werten, das Sie die Luftzufuhr des Kamins erhöhen sollten.

Phase 3: Die Holz-Oxidation

Oxidation ist die Reaktion mit Sauerstoff. Im Kaminbausatz geschieht diese zwischen 600-1300 Grad Celsius. Hier wird das im Holz befindliche brennbare Gas freigesetzt. Das sind die verbliebenen 30 % der Wärmeenergie, die umgewandelt werden. Was nach der Oxidation übrig bleibt, ist die Asche. Diese besitzt ca. 0,5-1 % der ursprünglichen Masse des Holzes. Asche besteht aus den nicht brennbaren Bestandteilen des Brennholzes, wie zum Beispiel Salzen. Die Oxidation kann auch noch in die

Brennphase (homogene Oxidation) und den
Ausbrand (heterogene Oxidation) unterschieden werden.

Wenn Sie einen Kaminofen besitzen und öfter das Feuer beobachten, werden Sie sicherlich eine bildliche Vorstellung zu den drei Phasen der Holzverbrennung haben.

Nach der Theorie die Praxis: Optimale Holzverbrennung

Nachdem wir die Frage geklärt haben, was beim Verbrennen von Holz passiert, können wir darauf eingehen, warum ein Verständnis der Phasen der Verbrennung so wichtig ist und was bei den einzelnen Abbrandphasen beachtet werden sollte, um eine saubere Verbrennung zu erreichen.

Prinzipiell gilt Folgendes um Holz zu verbrennen:

1. Verwenden Sie hochwertige Kaminanzünder. Diese verbrennen effizient und vor allem sauber. Zeitungspapier und andere Alternativen sind oft mit Chemikalien vorbelastet, die sonst in die Umwelt gelangen.
2. Nutzen Sie sehr trockenes Holz. Damit erreichen Sie schnell hohe Temperaturen, da weniger Wasser verdampft. Für ein schnelles und sicheren Trocknen empfiehlt sich eine Holzaufbewahrung im Haus. Das spart auch den lästigen Gang in den Garten.

Für die Anheizphase ist besonders kleinstückiges Holz erforderlich. Dieses wird in Form eines Spitzzeltes über einem Holzscheit im Kamineinsatz und der Anzündhilfe gestapelt. Die Hölzer zum Anzünden müssen deshalb so klein sein, weil die durch den in der 2. Phase des Brennvorgangs entstehenden Zersetzungsprodukte so schnell wie möglich abgebaut werden müssen, um in kurzer Zeit hohe Temperaturen zu erzielen. Denn erst dann treten die heizwertigen Gase aus, die eine perfekte Verbrennung ermöglichen. Für optimale Holzverbrennung und sauberen Abbrand sollte Holz immer von oben nach unten durchbrennen. Achten Sie dabei auch auf gute Sauerstoffzufuhr. Erhält das Holz gleichmäßig Sauerstoff, kann es auch gleichmäßig abbrennen. Schließen Sie zu früh die Lüftungsklappen, können die Gase nicht mehr richtig verbrennen und treten aus dem Kamin aus. Das ist einerseits umweltschädlich und andererseits können Sie die Energie nicht optimal nutzen. Während der dritten Phase ist es wichtig, den Kamin oder Schwedenofen nicht zu stark zu drosseln. Wenn die Holzkohle nicht genügend Sauerstoff für die Verbrennung erhält, kann sich Kohlenmonoxid bilden.

In unserer Beitragsempfehlung zum Thema Ofen anzünden. Haben wir Ihnen noch wichtige Tipps zum Nachlegen des Holzes während der Holzverbrennung bereitgestellt.