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Heizung der Eisenbahnhochbauten

[156] Heizung der Eisenbahnhochbauten (heating; chauffage; riscaldamento). Mit Rücksicht auf die außerordentliche Verschiedenheit der Eisenbahnhochbauten kommen alle gebräuchlichen Heizungsarten nach Maßgabe folgender Gewichtspunkte in Frage:

1. Die Beheizung der Gebäude hat den Zweck, auch bei tiefster Außentemperatur zu verhüten, daß die Temperatur der Innenräume unter ein vorgeschriebenes Maß hinunter geht. Es fragt sich daher, welche Innentemperatur für die verschiedenen Zwecke zu verlangen ist.

2. Um den Gebäuden die gewünschte Innentemperatur zu erhalten, muß ihnen diejenige Wärmemenge durch Beheizung zugeführt werden, die sie stündlich durch die Außenwände hindurch verlieren. Man hat also eine Berechnung der Wärmeverluste vorzunehmen, u.zw. sind diese bei der tiefsten vorkommenden Außentemperatur zu bestimmen, die nach der Gegend wechselnd anzunehmen ist.

3. Die Zuführung der den Wärmeverlusten gleichen Wärmemengen geschieht durchweg durch Verbrennung von Brennstoffen in genügender Menge, die umso größer sein muß, je geringer die in 1 kg Brennstoff verfügbare Wärmemenge (Heizwert) und je schlechter die Ausnutzung des Brennstoffes in der Heizanlage ist (Wirkungsgrad).

4. Die Verbrennung der erforderlichen Brennstoffe kann in dem Raum erfolgen, der beheizt werden soll. Man spricht dann von einer örtlichen oder Lokalheizung. Dieselbe kann durch Kachel- oder eiserne Öfen erfolgen.

5. In den letzten beiden Jahrzehnten (seit 1890) ist die Zentralheizung so vervollkommnet worden, daß sie auch für die einfachsten Zwecke die Lokalheizung mehr und mehr verdrängt. Bei der Zentralheizung geschieht die Verbrennung des nach Abschnitt 3 erforderlichen Brennstoffes nicht in dem einzelnen zu beheizenden Raum, sondern für das ganze Gebäude gemeinsam in einem meist im Keller gelegenen Heizraum. Die Überführung der Wärme vom Heizraum nach den einzelnen zu beheizenden Räumen geschieht dadurch, daß man die Wärme auf ein an sich beliebiges Mittel überträgt, und dieses die Wärme in dem zu beheizenden Raum wieder abgeben läßt. Je nach der Art des übertragenden Mittels unterscheidet man verschiedene Zentralheizungsarten u.zw.:

a) Warmwasserheizung, b) Niederdruckdampfheizung, c) Hochdruckdampfheizung, d) Luftheizung (Heißwasserheizung wird heute kaum noch gebaut, und es soll daher nur an dieser Stelle erwähnt werden, daß bei ihr das Wasser unter dem Einfluß der Schwerkraft in starkwandigen Rohren umläuft, daß das Wasser auf hohe Temperaturen erhitzt wird [bis 200° gegenüber[156] höchstens 90° bei der Warmwasserheizung] und dabei nur durch starken Druck bis 20 Atmosphären am Sieden gehindert werden kann. Die Gefahren im Fall eines Rohrbruches sind erheblich).

6. Nicht nach der Art des übertragenden Mittels, sondern nach äußeren Gesichtspunkten ein teilend, spricht man noch von einer Fernheizung, wenn nicht nur die Beheizung eines einzelnen Gebäudes, sondern einer Gebäudegruppe von einer besonderen Zentrale aus er folgt, die häufig zugleich dem Maschinen betrieb, zumal zur Erzeugung elektrischen Lichtes dient, wie auf größeren Bahnhofs anlagen üblich. Die Übertragung der Wärme kann hierbei durch Dampf oder Wasser erfolgen, und insofern fällt jede Fernheizung zugleich unter eine der früher genannten Arten.

7. Wenn man den Maschinenbetrieb und den Heizbetrieb noch so in organischen Zusammenhang bringt, daß die gleiche Kesselanlage beiden dient, und daß der Dampf ganz oder teilweise zunächst in der Maschine Arbeit leistet – wobei stets nur ein kleiner Teil der Wärme umgesetzt werden kann – und dann noch weiterströmend die Heizung mit Wärme versorgt, so spricht man von einer Abdampfheizung. Auch sie kann mit Dampf, Wasser oder Luft arbeiten, kann auch eine Fernheizung sein, insofern also zugleich unter jede der früheren Gruppen fallen.

Zu 1. Die für einen Raum erforderliche Innentemperatur richtet sich nach der Bestimmung des Raumes. In Räumen für dauernden Aufenthalt von Menschen, insbesondere für Bureau- und Wohnräume, pflegt man eine Temperatur von 20° C vorzusehen. Doch sind im Betriebe 18° ausreichend und sollten aus Sparsamkeitsgründen wie gesundheitshalber nicht überschritten werden. Wo Menschen sich vorübergehend aufhalten, wo sie sich bewegen (Wartesäle, Werkstätten) sind geringere Temperaturen von etwa 15° C ausreichend. Die Durchgangshallen größerer Empfangsgebäude werden nur mäßig beheizt, auf etwa 10 bis 12°, schon um zu verhüten, daß sie als Unterstandsräume aufgesucht werden. Lokomotivschuppen, Wasserstationen u. ä. müssen frostfrei gehalten werden können. Bei Güterschuppen pflegt man auf Heizung zu verzichten.

Zu 2. Die Wärmemenge, die ein Raum verliert und die durch Heizung ersetzt werden muß, wird in Kalorien oder Wärmeeinheiten gemessen: 1 Kalorie kann 1 kg Wasser um 1° erwärmen, oder umgekehrt, 5 kg Wasser geben bei der Abkühlung um 10° C 50 Kalorien ab. – Die erforderliche Wärmemenge wird um so größer sein, je größer die Umfläche f des Raumes, nach außen oder gegen unbeheizte Räume hin, ist. Sie wird ferner um so größer sein, je dünner die betreffende Wand ist und je wärmedurchlässiger das Material ist. Außerdem wird der Wärmeverlust zunehmen mit wechselndem Temperaturunterschied t_i – t_a zwischen innen und außen, also mit steigender Innen- oder sinkender Außentemperatur.

Die Innentemperaturen wurden eben gegeben; die Außentemperatur pflegt man in Ostdeutschland mit – 20 oder – 25° C anzunehmen, in Westeuropa mit – 10 oder – 15° C, je nach der Lage. Größe und Stärke der wärmedurchlassenden Wände sind den Bauzeichnungen zu entnehmen. Außerdem muß man wissen, wieviel Wärme für ein Grad Temperaturunterschied und ein m² Fläche durch eine Wand verloren geht. So ist bekannt, daß eine Ziegelwand von 25 cm Stärke k = 1∙7 Kalorien verliert, eine solche von 50 cm Stärke (zwei Steine) verliert k = 1∙1 Kalorien f. d. m² und f. d. Grad C. Bruchsteinwände ergeben um die Hälfte größere Wärmeverluste, Holzverschalung vermindert die Wärmeverluste erheblich. Für einfache Fenster ist k = 5, für Doppelfenster ist k = 2∙2 Kalorien. Die Zahlen k heißen Transmissionskoeffizienten.

Der Wärmeverlust jedes einzelnen Teiles der Umfläche ist durch

W = k ∙ f(t_i – t_a)

gegeben. Durch Zusammenzählen der einzelnen Verluste eines Raumes erhält man dessen Gesamtverlust, durch Zusammenzählen der Verluste der einzelnen Räume den Gesamtverlust des Gebäudes. Nach ersterem bestimmt sich die Größe der Heizkörper, nach letzterem die der Kessel sowie der voraussichtliche Kohlenverbrauch.

Man sieht, daß eine solide Bauweise der Gebäude im späteren Betrieb durch verminderten Kohlenverbrauch von Vorteil ist, und daß der erstmalige Mehraufwand um so sicherer eingebracht wird, je mehr auf dauernde Beheizung zu rechnen ist.

Zu 3. Die hauptsächlichsten in Frage kommenden Brennstoffe haben etwa folgende Heizwerte, d.h. 1 kg erzeugt bei vollkommener Verbrennung etwa folgende Wärmemengen:

Anthrazit gegen 8000 Kalorien,

Trockener Koks 7000 Kalorien,

Steinkohle 6500 bis 7500 Kalorien,

Braunkohle je nach Wassergehalt sehr schwankend,

Braunkohlenbriketts bis 5000 Kalorien.

Im allgemeinen ist der teurere Brennstoff der bessere, und es ist unter Berücksichtigung der Marktlage zu erwägen oder zu erproben,[157] welcher Brennstoff sich am wirtschaftlichsten erweist.

Allerdings eignet [sich nicht jeder Brennstoff für jede Feuerung gleich gut. Nicht jeder brennt überhaupt in jeder Feuerung. So brennen Braunkohlenbriketts in Kachelöfen ohne Rost sehr gut, Steinkohlen verlangen einen Rost. Für Zentralheizungen kommt hauptsächlich die Verwendung von Koks in Frage, weil dieser beim Verbrennen weder zusammenbackt noch zu Staub zerfällt, was beides die Verwendung in sog. Füllfeuerungen ausschließt, denn das gleichmäßige Nachfallen im Füllschacht wäre unmöglich.

Die in den verheizten Brennstoffen steckende Wärmemenge kommt nie unverkürzt dem zu beheizenden Raum zu gute, gewisse Verluste sind unvermeidlich. Wenn von der durch den Heizwert gegebenen Wärmemenge 65% nutzbar werden, 35% verloren gehen, so beträgt der Wirkungsgrad 65%. Bei Verwendung einer Steinkohle mit 7000 Kalorien Heizwert wären dann 7000 × 0∙65 = rd. 4500 Wärmeeinheiten ausgenutzt. Mit dieser Zahl pflegt man bei Zentralheizungen oft zu rechnen, da Wirkungsgrade von 65% bei ihr wohl erreichbar sind. Die Wirkungsgrade von Kachel- oder eisernen Öfen bleiben weit unter diesem Satz.

Die Verluste (im Beispiel 35% des Heizwertes) werden hauptsächlich durch die Wärme dargestellt, die die heiß in den Schornstein entweichenden Rauchgase noch enthalten. Insofern deren hohe Temperatur zur Erzeugung des Schornsteinzuges nötig ist, kann man sie nicht schlechtweg als verloren bezeichnen, wenigstens ist der Verlust unvermeidlich. Wenn die Schornsteintemperatur höher ist, als zur Zugerzeugung nötig, darf man die Ausnutzung des Brennstoffes als schlechtweg mangelhaft bezeichnen. Schornsteintemperaturen von 150° bei mittlerem Betrieb und von 250° bei forziertem Betrieb sollten nicht überschritten werden.

Die hohe Temperatur im Fuchs (dem Übergang vom Kessel oder Ofen zum Schornstein) wird sich vermindern, und eine entsprechende Wärmemenge wird noch ausgenutzt werden, wenn man genügend Heizflächen anordnet, durch die die Wärme aus den Feuergasen in den zu heizenden Raum, allenfalls in das zu heizende Wasser, Dampf o. dgl., übertreten kann. Reichliche Heizflächen sind also zur Erzielung guter Wirkungsgrade wesentlich. Die üblichen eisernen Öfen, die einfach aus einem Schacht bestehen und die Gase direkt entlassen, geben hohe Schornsteintemperaturen, also sehr schlechte Wirkungsgrade. Sparsamkeit in der Beschaffung der Öfen, insbesondere Erstellung zu kleiner Öfen, rächt sich später durch hohen Kohlenverbrauch. Auch Kachelöfen sollten richtig bemessen werden, bei ihnen ist überdies die Stärke der Ausfütterung von Bedeutung.

Die Schornsteintemperatur gibt übrigens nicht allein einen Maßstab für den Wirkungsgrad. Wesentlich ist insbesondere noch jene Luftmenge, die überschüssig zur Verbrennung zugeführt wurde: man bedenke beispielsweise, daß die durch Undichtheiten oder durch Nebenluftklappen zugeführte kalte Luft zwar die Schornsteintemperatur herabsetzt, nicht aber die Wärmeverluste vermindert.

Zu 4. Der örtlichen Heizung dienen Kachel- und eiserne Öfen. Ihr wesentliches Unterscheidungsmerkmal ist nicht das Material des Ofens, sondern die Tatsache, daß der eine für intermittierenden Betrieb berechnet ist, er wird nachher zugeschraubt, während die eisernen Öfen im Dauerbetrieb arbeiten. Der Fehler der üblichen eisernen Öfen ist, daß sie keine ordentliche Heizfläche, und daher schlechte Wirkungsgrade haben (s. o. unter 3). Die Anwendung langgestreckter Verbindungsrohre aus schwachem Eisenblech zwischen Ofen und Schornstein soll diesem Mangel abhelfen, ist aber ein Notbehelf. Für die Regulierfähigkeit ist es wesentlich, daß möglichst nicht der ganze Koksinhalt des Ofens in Glut ist, sondern nur der eben gerade verbrennende Teil. Diese Aufgabe wird beispielsweise beim Cadé-Ofen dadurch gelöst, daß die Luft quer durch die untere Schicht Brennstoff hindurchstreicht. Der Nachteil ist, daß dieser Ofen u. ä., wegen der Schwierigkeit gleichmäßigen Nachfallens der dünnen Brennstoffschicht, nur mit Anthrazit bestimmter Korngröße arbeiten kann. Bei Kachelöfen ist die Stärke des Futters, d.h. der hinter die Kacheln gelegten Ziegelschicht, von Bedeutung. Je stärker das Futter, desto langsamer, aber auch desto länger anhaltend ist die Wärmeabgabe. Ein schwach gefütterter Ofen heizt kurze Zeit intensiv, ein stärker gefütterter heizt lange Zeit mäßig. Für einen bestimmten Raum muß also der Ofen um so größer sein, je stärker man das Futter wählt, er braucht dann aber, genügende Größe des Feuerraumes vorausgesetzt, seltener beschickt zu werden. Der Kachelofen soll gut luftdicht sein, sonst saugt der Schornstein Zugluft durch die Kacheln, und dann wird auch noch nach Zuschrauben des Ofens die Wärme in den Schornstein entführt. Deshalb sind die Kacheln gut zusammen zu passen und ist ein Kachelbelag auch hinten nötig, wo man ihn nicht sieht. Auch das regelmäßige Verschmieren des Ofens dient nicht nur der Schönheit.[158] Die Verschlußtüren sollen aus gleichem Grunde gut dicht halten.

Zu 5. a) Das Schema einer Warmwasserheizung zeigt Abb. 79. Die Umrisse des Gebäudes sind punktiert zu sehen. Im Keller steht der Kessel. Von ihm führt ein möglichst direkt aufsteigendes Rohr zum Dachgeschoß; verzweigt sich dort, und einzelne Fallstränge führen zu den verschiedenen Heizkörpern, die immer übereinander angeordnet werden. Von den Heizkörpern laufen Leitungen abwärts zum Keller, vereinigen sich und gehen zum Kessel zurück. Das Wasser zirkuliert nur durch seinen eigenen Auf- oder Abtrieb, indem dauernd in dem aufwärtsgehenden Steigerohr eine höhere Temperatur herrscht, das Wasser also wegen der Wärmeausdehnung spezifisch leichter ist als in den abwärtsgehenden Fallrohren. Das am höchsten Punkt angeschlossene, oben offene Ausdehnungsgefäß soll die Wärmeausdehnung des Wasserinhaltes aufnehmen, auch können Luftblasen in das Ausdehnungsgefäß entweichen. Bei der Berechnung einer Warmwasserheizung wird meist die Vorlauftemperatur mit 90° C, die Rücklauftemperatur mit 60 oder 70° C angenommen. Diese Temperaturen werden aber nur bei strengster Kälte wirklich erreicht. Bei milderem Wetter läßt man im Kessel das Wasser nur auf gelindere Temperaturen, 40 oder 60° C, kommen, worauf es mit 30 oder 40° C. zurückfließt. Durch Einregelung der Vorlauftemperatur im Kesselhaus kann man also die Beheizung des ganzen Gebäudes zentral regeln, ohne an den Ventilen der einzelnen Heizkörper etwas ändern zu müssen. Die Möglichkeit guter zentraler Regelung ist ein Hauptvorzug der Warmwasserheizung.

Als Kessel für die Warmwasserheizung werden meist die aus Gußeisen hergestellten Gliederkessel verwendet, die vorzügliche Wirkungsgrade haben. Die Rohrleitungen bestehen aus sog. Verbandsrohr, das ist ein Gasrohr, das bestimmte Bedingungen hinsichtlich der Festigkeit erfüllt. Als Heizkörper verwendet man am häufigsten Radiatoren, die sich dadurch auszeichnen, daß sie keine wagerechten Flächen haben, auf denen sich Staub ablagern könnte, und daß sie nur glatte, leicht zugängliche Flächen haben, die die Reinigung leicht gestatten. Gut sind auch aus Rohr hergestellte Schlangen oder Register. Rippenheizkörper sind wegen der Schwierigkeit der Reinigung möglichst zu vermeiden, trotz ihres billigeren Preises. Die Heizkörper sollen niedrig sein und tief stehen, denn nach oben geht die Wärme von selbst, und fußkalte Räume werden leichter überheizt. Sie sollen, trotz der etwas längeren Rohrleitungen und des daher teureren Preises, an den Fenstern stehen, um den an ihnen herabfallenden kalten Luftstrom zu erwärmen. Der Kessel erhält eine selbsttätige Zugregelung, die die Luftzufuhr zum Feuer hemmt, sobald die Wassertemperatur zu hoch steigt (zentrale Regelung). Die einzelnen Heizkörper erhalten Regelorgane, meist mit einer doppelten Einstellbarkeit, deren, eine dem Publikum unsichtbar, die verschiedenen Heizkörper gegeneinander abzugleichen gestattet (Voreinstellung), während die andere vom Publikum durch Handgriff bedient wird (örtliche Regelung). Gute Konstruktion der Regelorgane ist wesentlich. Sehr häufig findet man auch in neuerer Zeit selbsttätige Zimmertemperaturregler, bei denen automatisch ein Absperren des Wassers erfolgt, sobald die Zimmertemperatur zu hoch steigt. Der hohe Preis dieser Einrichtungen steht ihrer allgemeinen Verwendung entgegen, obwohl sie sich leicht durch Vermeidung überheizter Räume und daher verminderten Kohlenverbrauch bezahlt machen.

Die Beheizung mit Warmwasser ist in der Anlage die teuerste, im Betrieb die billigste von allen Heizungsarten, dabei zweifellos die vollkommenste, wegen der mäßigen Temperatur der Heizfläche, wegen der absoluten Geräuschlosigkeit des Arbeitens, und wegen der sicheren Regelfähigkeit, insbesondere der zentralen.

Da bei der Warmwasserheizung zur Bewegung des Wassers nur der geringe Gewichtsunterschied[159] der warmen Wassersäule im Vorlauf und der kalten im Rücklauf verfügbar ist, so erhält man ziemlich starke Rohre, zumal wenn das zu versorgende Gebäude eine große Grundrißausdehnung hat und wenn der Höhenunterschied zwischen Kessel und Heizkörper gering ist. Die Schnellumlaufheizung arbeitet mit künstlicher Verstärkung des Umtriebes durch elektrisch betriebene Kreiselpumpen (Druckwasserheizung) oder durch mannigfache, meist auf Bildung von Dampfblasen beruhende besondere Vorrichtungen (z.B. Reckheizung).

b) Das Schema einer Niederdruckdampfheizung (Abb. 80) ist ähnlich dem einer Warmwasserheizung. Doch ist hier nicht das ganze Rohrnetz mit Dampf gefüllt, sondern das Wasser steht nur bis an die anschraffierte Linie, darüber befindet sich Dampf oder Luft in den Rohrleitungen. Außerdem ist in der Abbildung für die Niederdruckdampfheizung die Verteilung im Keller gezeichnet, während die Verteilungsleitungen der Abb. 79 auf dem Boden lagen. Dieser Unterschied ist weniger wesentlich, man kann auch die Warmwasserheizung mit unterer und die Dampfheizung mit oberer Verteilung ausführen, wenn auch die gezeichneten Anordnungen die häufiger vorkommenden und unter normalen Umständen besser sind. Vom Kessel führt ein Dampfrohr zur Kellerdecke, um sich dort zu verzweigen. Von den Verteilungsleitungen führen Stränge aufwärts zu den Heizkörpern, die wieder übereinander angeordnet sind. Der Dampf tritt von oben in die Heizkörper und verdrängt zunächst die Luft, die vorher in dem Heizkörper war – umso weiter, je mehr Regelorgan des betreffenden Heizkörpers geöffnet ist. Die Luft sowie auch das aus dem Dampf gebildete Kondensat verläßt die Heizkörper unten, geht in abfallenden Kondensleitungen zum Keller, und wird durch Sammelleitungen zum Kesselraum geführt. Dort ist Vorsorge getroffen, daß das kondensierte Wasser nach unten zum Kessel zurückfließt, während die Luft nach oben frei entweichen und beim Abstellen eines Heizkörpers oder der Anlage aus dem Freien wieder in den Heizkörper zurücktreten kann (Be- oder Entlüftung). Die Verteilungsrohre sind am Ende oder wo es sonst nötig ist, entwässert.

Kessel, Heizkörper und Rohrmaterial sind bei der Niederdruckdampfheizung von gleicher Art wie bei der Warmwasserheizung, allerdings fallen die Kessel etwas größer, die Rohre und Heizkörper aber so erheblich kleiner aus, daß die gesamten Anlagekosten nicht unerheblich (etwa 20%) geringer werden als die einer Warmwasserheizung. Man wird dies als den wichtigsten Vorzug der Niederdruckdampfheizung bezeichnen dürfen. Sachlich ist sie für viele Zwecke gegenüber der Warmwasserheizung minderwertig, weil sie nicht unbedingt geräuschlos arbeitet und weil sie die Wärme mit höherer Oberflächentemperatur abgibt als jene (100° dauernd gegenüber 80 bis 90° nur bei größter Kälte, 40 bis 50° bei mildem Wetter). Auch ist die generelle Regelung von der Zentrale aus nur unvollkommen, die örtliche Regelung am Heizkörper kaum besser als bei der Wasserheizung. Wo diese Nachteile belanglos sind, gibt der billigere Beschaffungpreis und die Möglichkeit, größere Grundflächen von einer Zentrale aus zu versorgen als bei der Warmwasserheizung mit ihrem schwachen Umtrieb leicht ausführbar ist, oft den Ausschlag (Empfangsgebäude). Doch ist zu bemerken, daß die Betriebskosten der Dampheizung meist höher ausfallen, als die der Warmwasserheizung. Diese Erfahrungstatsache wird wohl damit erklärt, daß infolge der schlechteren Regelung die Räume leicht überheizt werden.

c) Die unmittelbare Beheizung durch Hochdruckdampfheizung beschränkt sich auf untergeordnete Räumlichkeiten, weil sich diese Heizungsart auch nicht annähernd geräuschlos und auch nicht annähernd so gut regulierbar einrichten läßt, wie es für viele Zwecke nötig ist. Die Beheizung von Werkstätten und Lagerräumen mit Hochdruckdampf wird häufig[160] deshalb gewählt, weil man dann den Dampf unmittelbar den Kesseln entnehmen kann, die zugleich dem Maschinenbetrieb dienen. Allerdings wird eingehend zu prüfen sein, ob die mit der Hochdruckbeheizung oft eintretende Dampfvergeudung (weil der hochgespannte Dampf durch die Heizkörper leicht »durchschlägt« und ins Freie ausbläst) diese Vereinfachung zweckmäßig erscheinen läßt, insbesondere, ob nicht eine Abdampfheizung (s.u.) besser am Platze ist.

Die Hochdruckdampfheizung entnimmt den hochgespannten Dampf einer beliebigen, allenfalls zugleich dem Maschinenbetriebe dienenden Rohrleitung und führt ihn den Heizkörpern zu. Als Heizkörper sind die Formen verwendbar, die dem Druck mit genügender Sicherheit widerstehen. Es kommen insbesondere Rippenheizkörper in Frage, zumal es sich ohnehin um untergeordnete Zwecke handelt, so daß deren unschönes Aussehen ohne Bedeutung ist. Das aus dem Dampf im Heizkörper niedergeschlagene Wasser läuft in einen Behälter und wird vielfach wieder zur Kesselspeisung benutzt; wo der Rückweg zum Kessel lang ist, läßt man gelegentlich das Kondensat auch fortlaufen.

Bei der Hochdruckdampfheizung sind Geräusche nicht zu vermeiden. Die Querschnitte der Regulierventile werden sehr eng, weil ein hoher Druck abzudrosseln ist, daher zischt und pfeift der Dampf beim Durchgang. In den engen Dampfleitungen sammelt sich Wasser und wird durch den hochgespannten Dampf unter lautem Knallen vorwärts getrieben, das gleiche tritt in der Kondensleitung ein, wenn Dampf in diese gelangt. Billig wird die Anlage, weil man keine besonderen Kessel braucht, und die Rohrleitungen wegen des hohen verfügbaren Druckes eng werden.

Häufiger als zur direkten Beheizung verwendet man hochgespannten Dampf für die Verteilung der Wärme auf mehrere Gebäude, deren jedes einzeln dann durch Niederdruckdampf oder durch Warmwasser beheizt werden und ihre Wärme vom hochgespannten Dampf empfangen. Hierdurch entsteht eine Fernheizung.

d) Bei der Luftheizung wird die Raumluft nicht durch im Raum selbst stehende Heizflächen erwärmt, sondern es wird Luft dem Raum entnommen, in einer Heizkammer an Heizflächen vorbeigeführt und dann zum Raum zurückgedrückt. Die Kraft zum Umtrieb wurde in manchen Fällen durch den Auftrieb der warmen Luft erzeugt. Heute hat man elektrischen Antrieb von Ventilatoren überall zur Hand und bedient sich des künstlichen Umtriebes.

Zu den Eisenbahnhochbauten, bei denen Luftheizung in Erwägung zu ziehen ist, gehören die Werkstätten, zumal größere. Ihre Beheizung erfolgt – wenn nicht direkt durch Hochdruckdampfheizkörper – in der Art, daß man möglichst zentral eine Heizkammer anordnet, und von ihr aus in Blechrohren, die sich mehr und mehr verästeln, die auf etwa 50° erwärmte Luft verteilt. Die Blechrohre enden in zahlreiche, einzeln verschließbare Öffnungen, durch die die Luft in den Werkstättenraum austritt, ihn dadurch erwärmend. Die Blechrohre brauchen nicht isoliert zu sein. Man darf nicht allzu kleine und dafür schnell laufende Ventilatoren verwenden, weil diese dann (selbst für Werkstätten) in unzulässiger Weise brummen. Die in der Heizkammer stehenden Heizkörper können große eiserne Öfen (sog. Kaloriferen) sein – man spricht von Feuerluftheizung – für Werkstätten werden Dampfheizkörper, insbesondere mit Abdampf beheizte die Regel sein – Dampfluftheizung. Auch Wasserluftheizung kommt vor.

6. Fernheizung. Für die Verteilung der Wärme auf größere Entfernungen hin, kommt hochgespannter Dampf in Frage, der unter dem Einfluß des eigenen Druckgefälles große Entfernungen überwinden kann; es kommt aber auch warmes Wasser in Frage, das durch Pumpen ebenfalls auf recht erhebliche Entfernungen fortgedrückt werden kann. Endlich stellt jedes Gaswerk, sofern man Gasöfen anschließt, eine Fernheizung dar; allerdings gestatten die Gaspreise eine Verwendung zum Beheizen nur dann, wenn, wie gelegentlich auf großen Bahnhöfen, die Gaserzeugung in eigenem Betrieb erfolgt. Fernheizungen sind auch für Eisenbahnzwecke mehrfach ausgeführt worden in Fällen, in denen es wünschenswert erschien, die Beheizung der verschiedenen Gebäude einer Bahnhofsanlage (Empfangsgebäude und sonstige Dienstgebäude) gemeinsam zu besorgen, insbesondere dann, wenn eine in der Nähe befindliche Werkstätte den Dampf zu liefern in der Lage ist, oder wenn die Versorgung der ganzen Anlage mit elektrischem Licht mit der Heizanlage verbunden werden kann (Bahnhof in Nürnberg, München).

Die Vereinigung solcher Betriebe miteinander kann in allen Fällen zur Verringerung der Löhne durch bessere Ausnutzung des Personals, ferner auch zu einer Ersparnis an Baukosten durch Erstellung gemeinsamer Reserven führen. Den wichtigsten[161] Vorteil wird aber in Fällen, in denen sie sich anwenden läßt, die Abdampfausnutzung (s.u. 7) bilden.

Bei Hochdruckdampf-Fernheizungen wird hochgespannter Dampf in Kesseln gleich denen, die zum Maschinenbetriebe dienen, erzeugt (meist mit 6 bis 8 Atmosphären Druck) und in Rohrleitungen den einzelnen Gebäuden zugeführt. Die Rohrleitungen liegen in begehbaren Kanälen, die wegen der bei Rohrbrüchen eintretenden Lebensgefahr nötigenfalls Notausgänge haben müssen. Die Leitungen werden meist doppelt ausgeführt – eine zur Reserve – mit gleichem oder verschiedenem Durchmesser der beiden Rohrstränge. Die Leitungen haben Gefälle in der Richtung des Dampfstromes. Das an den tiefsten Punkten sich sammelnde Wasser muß durch Wasserabscheider und Wasserableiter aus der Leitung entfernt werden. Besondere Vorrichtungen gestatten den Rohren die bei Temperaturänderungen eintretenden Längenänderungen. In den zu beheizenden Gebäuden wird der Dampf entweder – für untergeordnete Räumlichkeiten – mittels Druckminderventil auf geringen Druck gebracht, so weit er den Druck nicht schon bei der Fortleitung verloren hat, und mit dem entstehenden Niederdruckdampf wird eine gewöhnliche Niederdruckdampfheizung versorgt, deren Einrichtung sich nur durch das Fehlen des Kessels von einer gewöhnlichen Niederdruckdampfheizung unterscheidet. Das in den Heizkörpern niedergeschlagene Wasser wird in einem Behälter gesammelt und fließt zur Zentrale zurück, wenn diese tiefer liegt als das Gebäude; sonst muß es durch eine Pumpe zurückgedrückt werden. Wo es sich um Beheizung besserer Räume handelt, kann man von derselben Dampffernheizung auch eine Warmwasserheizung betreiben lassen, die sich nur darin von einer gewöhnlichen Warmwasserheizung unterscheidet, daß der Kessel nicht mit Feuer beheizt wird, sondern an seiner Stelle ein Wasserwärmer steht, in dem das Heizwasser durch den eintretenden Hochdruckdampf erwärmt wird; der Umlauf des Wassers in der Warmwasserheizung geschieht auch hier nur durch den eigenen Auftrieb. Das in den Heizschlangen des Wasserwärmers sich niederschlagende Kondensat gelangt ebenso wie das der angeschlossenen Niederdruckdampfheizung zur Zentrale zurück und wird zur Kesselspeisung verwendet.

Man kann also an das gleiche Fernheizwerk Warmwasser- und Niederdruckdampfsysteme anschließen. Die Vorteile einer solchen Beheizung bestehen darin, daß man an Betriebskosten, insbesondere an Arbeitslöhnen infolge des stark zentralisierten Betriebes spart. Dagegen fallen unter Umständen die mit der Fortleitung des Dampfes verbundenen Wärmeverluste sehr ins Gewicht, zumal sie auch bei schwachem Betriebe in fast unveränderter Stärke bestehen bleiben.

Bei der Druckwasserfernheizung wird die Wärme ebenfalls durch Rohrleitungen fortgeleitet, doch dient warmes Wasser als Wärmeträger. Es wird in der Zentrale in Kesseln, die unter Umständen durch Feuer beheizt werden, erzeugt und durch Rohrleitungen fortgedrückt, wobei Kreisel- oder Kolbenpumpen die Triebkraft hergeben. Die Hauptdruckleitungen verästeln sich in den zu beheizenden Gebäuden mehr und mehr, bis zu den einzelnen Heizkörpern. Das aus den Heizkörpern zurückkommende abgekühlte Wasser wird mehr und mehr gesammelt, und fließt durch Leitungen, die den Hinleitungen parallel gehen, immer noch unter dem Druck der gleichen Kreiselpumpen zum Kesselhaus zurück, um von neuem erwärmt und fortgedrückt zu werden.

Vorteile der Druckwasserfernheizung, die in den letzten Jahren stark in Anwendung gekommen ist, gegenüber der Dampffernheizung sind die geringeren Wärmeverluste wegen der niedrigen Temperatur der Rohrleitungen, weil deren Temperatur und daher der Wärmeverlust bei mildem Wetter herabgesetzt werden kann. Ferner ist die Gefahr von Rohrbrüchen weniger groß und man kann Reserveleitungen fortlassen. In hügligem Gelände kann man sich frei bewegen, während bei Dampfleitungen die Entwässerung Schwierigkeiten macht. Da keine Reduzierventile und Wasserwärmer in den einzelnen Gebäuden stehen, so spart man an Bedienung, auch hat man die Möglichkeit zentraler Wärmeregelung aller Gebäude von der Zentrale aus, durch Beeinflussung der Wassertemperatur. Der wichtigste Vorteil der Wasserfernheizung ist aber der, daß man den Abdampf von Maschinen zum Anwärmen des fortzudrückenden Heizwassers mit ausnutzen kann; die Fernheizung wird dann zur Abdampfheizung (s.u.).

Für Eisenbahnhochbauten wird die Einrichtung einer Fernheizung insbesondere dann zu erwägen sein, wenn ein größerer Maschinenbetrieb in der Nähe großer zu beheizender Gebäude vorhanden ist, wie es bei Empfangsgebäuden der Fall sein kann, die in der Nähe von Werkstätten liegen, oder die eine eigene Lichtzentrale erhalten müssen.

7. Eine Abdampfheizung verwendet als Wärmequelle den Abdampf von Maschinen.[162] Sie macht sich die Tatsache zu nutze, daß in den Maschinen – nicht wegen ihrer Unvollkommenheit, sondern aus theoretischen Gründen – nur ein kleiner Teil der im Dampf steckenden Wärme in Arbeit umgesetzt werden kann, so daß noch ein erheblicher Teil, nämlich etwa 70%, für Heizzwecke verfügbar bleibt.

Man kann eine Abdampfheizung als Niederdruckdampfheizung ausführen, indem man den Auspuffdampf der Maschinen in ein gewöhnliches Niederdruckdampfsystem eintreten läßt. Man kann aber auch eine Wasserheizung mit dem Abdampf betreiben, indem man einen Wasserwärmer statt mit frischem Dampf mit dem Abdampf der Maschine beheizen läßt. Welche von beiden Möglichkeiten man vorzieht, ist nach den Gesichtspunkten zu beurteilen, die für die Auswahl zwischen Warmwasser- und Niederdruckdampfheizung allgemein gelten. Doch ermöglicht die Wasserheizung insofern die Überwindung großer Entfernungen, als man künstlichen Umtrieb durch Pumpen anwenden kann (Druckwasserheizung, s. o.).

Gleichgültig, zu gunsten welches Systems man sich entscheidet, so ist jedenfalls sorgfältig zu erwägen, ob überhaupt die Abdampfausnutzung am Platze ist, insbesondere unter Beachtung der folgenden Gesichtspunkte.

Man kann im allgemeinen nur den Abdampf von Maschinen ausnutzen, die im Auspuffbetrieb arbeiten, deren Dampf also gegen Atmosphärenspannung ausbläst. Denn nur dann hat der Dampf eine für die Heizung noch genügende Temperatur (100°). Wollte man die Maschine, wie man es ohne Abdampfausnutzung meist tut, mit Kondensation laufen lassen, so würde zwar die für Heizung verfügbare Wärmemenge nur wenig geringer sein, aber sie würde bei so niederer Temperatur (etwa 50°) zur Verfügung gestellt werden, daß zur Beheizung allzu große wärmeübertragende Flächen erforderlich würden. Nun brauchen Maschinen im Auspuffbetrieb erheblich mehr Dampf als im Kondensationsbetrieb. Das ist belanglos, so lange der ganze von der Maschine hergegebene Dampf jederzeit zur Heizung ausgenutzt werden kann, so daß keine Wärme verloren geht. Wenn dagegen zu gewissen Zeiten der Maschinenbetrieb stark, der Heizbetrieb aber nur schwach ist, so wird man den Dampf, den die Maschine mehr herausgibt, als die Heizung verbrauchen kann, auspuffen lassen müssen. Für diesen Teil des Dampfes hat man dann weder den Vorteil des Kondensationsbetriebes, noch den Vorteil der Abdampfausnutzung. Es ist daher auf Grund des Bedarfes an Kraft und an Wärme zu den verschiedenen Zeiten des Jahres sorgfältig zu ermitteln, ob unter Berücksichtigung der Anlage- und der Betriebskosten die Trennung des Kraft- und des Lichtbetriebes unter Anwendung der Kondensation für die Maschinen vorteilhafter ist, oder ob man Abdampfheizung einrichtet, weil der Vorteil der Abdampfausnutzung größer ist, als der Nachteil, den man durch Nichtanwendung der Kondensation erleidet.

Für größere Empfangsgebäude wird die Niederdruckdampfheizung in erster Linie am Platze sein, da man bei diesen Gebäuden von meist großem Grundriß und geringer Höhenerstreckung nicht mit einem Warmwassersystem – es sei denn eine Druckwasserheizung – das ganze Gebäude versorgen könnte. Kleine Empfangsgebäude werden auch heute noch mit Ofenheizung versehen. Auf manchen Bahnhöfen sind Zweigleitungen zu den Gleisen zum Beheizen von Zügen vor der Abfahrt oder während eines längeren Aufenthaltes erwünscht (s. Abstellbahnhöfe).

Stellwerke sollten jedenfalls eine Zentralheizung erhalten, weil die empfindlichen feinmechanischen Teile weniger einstauben als bei Ofenheizung, bei der Kohle in den Raum kommt. Bei der großen Höhe und geringen Grundrißerstreckung der Gebäude kann eine Warmwasserheizung am Platze sein.

Lokomotivschuppen wurden früher mit eisernen Öfen oder Heißwasserheizung versehen. Heute zieht man meist eine Dampfheizung vor, die zumeist in der Art betrieben wird, daß der Dampf der noch mit Druck in den Schuppen kommenden Lokomotiven in die Heizleitung eingeführt und so nutzbar gemacht wird. Die Heizleitungen liegen nicht am Umfange des Schuppens, sondern umziehen die Arbeitsgrube, um ein schnelles Abtauen des Eises von den Triebwerkstellen zu erreichen. Wo in heute üblicher Weise eine gemeinsame Rauchabführung vorhanden ist und die einzelnen Zuleitungen zu ihr frei durch den Raum gehen und absperrbar sind, genügt auch die von ihnen abgegebene Wärme. Die in Amerika übliche Luftheizung ist für das Abtauen unpraktisch. Auch den Umfang der Drehscheibe vor dem Schuppen hat man mit einem Abtaurohr versehen.

Lokomotiv- und Wagenwerkstätten werden so wie andere Werkstätten beheizt, nämlich meist mit Dampf – Hochdruck-, Niederdruck- oder Abdampf – wobei die Heizkörper oft aus Rippenrohren bestehen und vielfach über den Werkbänken aufgehängt werden, weil sie unter ihnen sehr einschmutzen.[163] Die Lackiererei erhält eine besondere Zuleitung, weil sie viel länger als die anderen Teile beheizt wird. Deshalb wird auch von ihrer Zuleitung die Prüfleitung für die Wagenbeheizung abgezweigt.

Dienstwohnungen und Bureauräume aller Art werden je nach Umständen mit Öfen oder mit Zentralheizung ausgestattet; wird letztere gewählt, so ist Warmwasserheizung zu verwenden.

Literatur: Rietschel, Leitfaden zum Entwerfen und Berechnen von Lüftungs- und Heizungsanlagen. 5. Aufl., Berlin 1914. – Gramberg, Heizung und Lüftung von Gebäuden. Berlin 1909. – Dietz, Ventilations- und Heizungsanlagen. München 1909. – Anweisung zum Entwerfen und Instandhalten der Zentralheizungsanlagen, herausgegeben vom (preußischen) Minister der öffentlichen Arbeiten. 1909. – Spezielle Literatur ist spärlich: v. Stockerts, Hb. d. Eisbmaschw. II, 165 (Lokomotivschuppen), III, 13 und 83 (Werkstätten). – Cornelius, Entwerfen und Bau von Lokomotivschuppen. Ztschr. f. Bw. 1909. – Klopsch, Heizung der Lokomotivschuppen. Organ 1906, 143 und Tafel 30. – Kirchhoff, Wagenwerkstätte Burbach, Organ 1908, 43. – Fernheizanlage des Hauptbahnhofs München: Haustechn. Rundschau, XIV Jg., 14/15.

Gramberg.

Abb. 79. Warmwasserheizung.

Abb. 80. Niederdruckdampfheizung.