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Ein Kuchen mit verschiedenen Schichten als Analogie zum Schichtaufbau im Ofenbau

Materialkunde: Wärmeleitfähigkeit

Die Faktoren für eine optimale Wärmeleitfähigkeit

Um die optimale Heizleistung eines Holzofens zu erreichen, muss man das Wärmeverhalten der verwendeten Ofenbau-Stoffe genau kennen. Zwei Faktoren spielen dabei eine Rolle: die Materialart und die Materialstärke.

Ein einfacher Versuch der Wolfshöher Tonwerke macht den Einfluss dieser Faktoren sichtbar. Verschiedene Schamotte-Dicken und verschiedene Materialien werden dabei über Teelichtern erhitzt. Eine Wärmebildkamera misst und zeigt die Oberflächentemperatur im Verlauf der Zeit, wodurch Rückschlüsse auf das Wärmeverhalten gemacht werden können. Der Versuch mit unterschiedlichen Materialstärken zeigt: Je dünner das Material, desto schneller und höher erwärmt sich die Oberfläche. Dickeres Material erwärmt sich langsamer und mit geringerer Oberflächentemperatur, denn die Wärmeenergie wird zunächst eingespeichert und nicht sofort durchgeleitet. Je nach gewünschter Heizleistung und Speicherdauer muss die Ofenwandung also stärker oder dünner gebaut werden.

Das Ergebnis des Material-Vergleichs (mit Schamotte, Schwerschamotte, Dämmplatte und Leichtbauplatte) bestätigt: Die Oberflächentemperaturen auf schwererem Material sind höher und die Platten bleiben länger warm.
Vergleichsversuche hinsichtlich des Speichervermögens unserer Schamotte ergaben, dass die Qualität HSM massiv bei einem identischen Volumen unter idealen Bedingungen 30% mehr Energie einspeichern kann als HBO+ Schamotte.

Unterschiede der thermischen Eigenschaften der Materialien Leichtbauplatte und Schamotte wurden in einem weiteren praxisnäheren Versuch aufgezeigt. Ein Ofen wurde auf einer Seite mit Leichtbauplatten und auf der anderen Seite mit Schamotteplatten verkleidet. Die Oberflächentemperaturen sowie die Temperatur in der Heizkammer wurden während eines Heizintervalls des Ofens gemessen.

Die Messung auf der der Außenhülle zeigt: In der Aufheizphase verhalten sich beide Materialien relativ ähnlich. Sie heizen fast identisch auf. In der Abkühlphase, nachdem das Holz abgebrannt war, zeigten sich dann allerdings Unterschiede: Die Schamotte bleibt länger warm, während die Leichtbauplatte schneller wieder abkühlt.

Die Messung der Innentemperatur zeigt, dass die Heizkammer bei Schamotte um ca. 50°C kühler bleibt, weil ein größerer Teil der Wärmeenergie in die Schamotte eingespeichert wird.


Ein höherer Wirkungsgrad, eine höhere Leistung des Ofens und eine weniger starke Belastung der Bauteile und Materialien im Ofen sind die Vorteile, die sich bei Verwendung von Schamotte ergeben.

Aber nicht nur die Art und Stärke des Materials ist für die optimale Heizleistung eines Holzofens entscheidend, sondern auch der Schichtaufbau der Wände kann das Wärmeverhalten beeinflussen. Das belegen weitere Tests der Wolfshöher Tonwerke.

Eine zweischalige Ausführung der Schamottewand mit Mörtelfugen oder auch mit geringstem Luftspalt verändert den Wärmedurchgang. Die Oberflächentemperaturen auf der zweischaligen Wand gleicher Dicke sind geringer als auf der einschaligen Schamottewand.

Wird eine Zweischaligkeit aufgrund der Haltbarkeit und Dichtheit bevorzugt, sollten die Steine mit dünnen Mörtelfugen vollflächig verbunden werden.

Wird dagegen mit einem Luftspalt gebaut, hat auch dessen Breite und sogar die Anordnung bzw. Reihenfolge der Schichtstärke der Schamotteplatten Auswirkungen auf die Oberflächentemperatur.

Im Vergleich zur einschaligen Wand führte ein Luftabstand zwischen den Platten innerhalb einer zweischaligen Wand von 1 cm zu einer Verringerung der Oberflächentemperatur um ca. 20°C. Ein Abstand von 2 cm zwischen den Schamotteplatten führte zu einer Verringerung der Temperatur um weitere 10°C. Die Verbreiterung des Luftspalts auf 3, 4 oder 5 cm machte dann keinen großen Unterschied mehr. Je geringer der Luftspalt ausgeführt wird, desto höhere Oberflächentemperaturen werden erreicht.

Genauso wie ein breiterer Luftspalt verzögern auch die Luftkammern einer Hourdisplatte den Wärmedurchgang. Werden geringere Oberflächentempertaturen gewünscht wie z.B. auf einer Ofenbank, kann durch die Größe des Luftspalts oder auch durch den Einsatz der Hourdisplatte Einfluss darauf genommen werden.


Versuche an einem 2 m langem keramischen Zug haben gezeigt, dass auch die Anordnung der Wandstärke bei zweischaliger Bauweise die Oberflächentemperaturen beeinflusst. Wird die innere Schicht dicker und die äußere Schicht dünner gebaut, ergeben sich höhere Oberflächentemperaturen.

Sie möchten dazu mehr erfahren, die Experimente gerne einmal live sehen und selbst ausprobieren? Die Wolfshöher Tonwerke bietet dafür über Schulungstermine regelmäßig Gelegenheit. Haben Sie Interesse? Dann erfragen Sie den nächstmöglichen Termin unter marketing@wolfshoehe.de.

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