Welche Grenzen gibt es beim Kamineffekt?

Holzingenieur · Gast

Hi,
der Kamineffekt ist mir prinzipiell klar, auch wenn ich ihn konkret nicht berechnen kann.

Meine Frage ist allerdings, innerhalb welcher Grenzen der Effekt auftritt.
Konkret stelle ich mir die Frage, ob eine Hinterlüftung eines Plisses vor einer Glasscheibe infolge des Kamineffekts möglich ist, wenn zwischen Glasscheibe (glatt) und Plissee (rauhe, teilweise gefaltetet Stoffoberfläche) nur 3mm Abstand ist?
Welcher Mindestabstand müsste gewährleistet sein?
Kann man pauschale Aussagen treffen?

M.E. kann da keine Strömung mehr entstehen die es ermöglicht, die entstehende Wärme abzutragen.
Kann mir da einer von euch weiterhelfen?

Keplerfan · Anmeldungsdatum: 19.05.2011 Beiträge: 252

Es gibt da m.E. zwei Faktoren:

Zum einen sorgt der entstehende Wärmestau dafür, dass die Luft sich immer stärker erwärmt. Wärmere Luft sorgt aber auch für einen stärkeren Auftrieb und somit einen stärkeren Kamineffekt. Im Prinzip geht diese Erwärmung so lange weiter, bis der Kamineffekt genauso viel Wärme nach oben abführt, wie von unten zugeführt wird. In der Realität ergibt sich das Problem, dass unter Umständen vorher Materialien durch die Hitze oder den entstehenden großen Druck beschädigt werden.

Zum anderen variiert die Durchflussmenge der Luft nach dem Hagen-Poiseuille-Gesetz annähernd mit dem Radius des Rohres hoch 4, also wird ein 3 mm dicker "Schornstein" bei gleicher Temperatur und gleichem Druckunterschied nur ein Sechszehntel (1/16) der Luft abführen, die ein 6 mm dicker "Schornstein" abgeführt hätte. Dementsprechend baut sich auch ein viel größerer Druck auf, bevor die Wärmezufuhr von unten durch die Wärmeabfuhr nach oben kompensiert werden kann. Für den Fall der Glasscheibe und den Stoff (ist ja kein Rohr, wie bei Hagen-Poiseuille vorrausgesetzt) kann ich dir keine als gültig bekannte Formel anbieten, man könnte sich aber überlegen, ob man die Region zwischen der Glasscheibe und dem Stoff in Gedanken mit Rohren ausfüllen und wieder Hagen-Poiseuille anwenden kann.

Man hätte dann zwischen den beiden Materialien beim verdoppelten Abstand (6 mm statt 3 mm) dickere Rohre, aber auch weniger, da die Fläche der Glasscheibe ja gleich bleibt. Die Anzahl der Rohre mit bestimmten Radius, die man parallel zueinadner an die Glasscheibe kleben kann, ist umgekehrt proportional zu deren Radius. Somit würde sich in diesem Fall wahrscheinlich eine Abhängigkeit der Durchflussmenge proportional zum Radius bzw. Abstand zwischen den Materialien hoch drei ergeben. Diese Angaben sind aber ohne Gewähr.

Jedenfalls müsste man dann auch hier ausrechnen, bei welcher Temperatur der Druckunterschied dazu führt, dass durch den Kamineffekt genauso viel Wärme abgeführt wie zugeführt wird. Wenn die Materialien Temperatur und Druck aushalten, sollte das so funktionieren. Mehr kann ich dazu spontan leider nicht sagen.

Wer nicht weiß, was der Kamineffekt ist (wie ich) kann es hier nachlesen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Kamineffekt

Achso, die Frage war auch, ob die Strömung nicht schon am Anfang zum Erliegen kommt, wenn die "Abfuhrleitung" zu klein ist. Hmm ... Da ist als dritter Faktor sicher auch die Frage, welche Luftzufuhr dein brennbares Material benötigt, um eine gewisse Temperatur/Heizleistung zu liefern. Schwieriges Problem ...