Feuerschale mit Sekundärverbrennung: Wie viel weniger Rauch entsteht wirklich?

Warum Holz überhaupt sichtbar raucht

Holz verbrennt nicht einfach in einem einzigen Schritt. Wird ein Scheit erhitzt, verdampft zunächst vorhandenes Wasser. Mit steigender Temperatur werden anschließend zahlreiche gasförmige Bestandteile aus dem Holz freigesetzt. Diese Holzgase können selbst brennen, wenn gleichzeitig genügend Sauerstoff und eine ausreichend hohe Temperatur vorhanden sind.

Fehlen diese Bedingungen, verlassen Teile der Gase und feine feste Partikel den Feuerbereich unverbrannt oder nur teilweise verbrannt. Was wir als Rauch sehen, besteht deshalb nicht einfach nur aus Wasserdampf. Darin können unter anderem Ruß, feinste Partikel und unterschiedliche organische Verbindungen enthalten sein.

Eine herkömmliche offene Feuerschale stellt dem Holz hauptsächlich von außen und von oben Sauerstoff zur Verfügung. Je dichter die Holzscheite liegen oder je stärker sich Asche im unteren Bereich sammelt, desto schlechter kann Luft an bestimmte Stellen gelangen.

Mehr Luft allein löst das Problem allerdings nicht. Für eine möglichst vollständige Verbrennung müssen drei Faktoren zusammenpassen:

• ausreichend Sauerstoff,
• genügend hohe Temperatur,
• gute Durchmischung von Sauerstoff und brennbaren Gasen.

Genau diese Kombination versucht eine Feuerschale mit Sekundärverbrennung konstruktiv zu verbessern.

So arbeitet eine doppelwandige Feuerschale

Viele raucharme Feuerschalen besitzen keine klassische flache Schalenform, sondern ähneln einem niedrigen Feuerkorb oder Zylinder. Der Grund liegt in der Luftführung. Häufig besteht der Feuerraum aus einer inneren und einer äußeren Wand mit einem schmalen Zwischenraum.

Im unteren Bereich befinden sich Öffnungen, durch die Umgebungsluft einströmen kann. Ein Teil dieser Luft gelangt direkt unter oder an das Brennholz und versorgt die eigentliche Holzverbrennung. Ein anderer Teil strömt zwischen den beiden Wänden nach oben.

Während das Feuer stärker wird, erhitzen sich Innenwand und Luftkanal. Dadurch erwärmt sich auch die aufsteigende Luft. Im oberen Bereich der Brennkammer tritt sie anschließend durch eine Reihe kleiner Öffnungen wieder aus.

Der Ablauf lässt sich vereinfacht in fünf Schritte unterteilen:

1. Luft strömt unten ein.
   Öffnungen im unteren Bereich versorgen das Feuer kontinuierlich mit Sauerstoff.
2. Das Holz beginnt mit der Primärverbrennung.
   Scheite erhitzen sich, brennen und setzen gleichzeitig weitere brennbare Holzgase frei.
3. Ein Teil der Luft wird zwischen den Wänden erwärmt.
   Die heiße Innenwand wirkt dabei gewissermaßen als Wärmetauscher.
4. Die vorgewärmte Luft tritt oben in den Feuerraum ein.
   Kleine Öffnungen richten sie in den Bereich, durch den die heißen Verbrennungsgase aufsteigen.
5. Noch brennbare Gase können erneut reagieren.
   Sind Temperatur, Sauerstoffgehalt und Durchmischung ausreichend, entstehen oberhalb des eigentlichen Holzbetts weitere Flammen.

Diese Flammen im oberen Bereich werden häufig als sichtbares Zeichen der Sekundärverbrennung wahrgenommen. Sie können wie kleine Flammenstrahlen unmittelbar an den Luftöffnungen erscheinen.

Primär- und Sekundärverbrennung im Vergleich

Der entscheidende Punkt ist dabei die Vorwärmung. Kalte Umgebungsluft würde die aufsteigenden Verbrennungsgase stärker abkühlen. Vorgewärmte Sekundärluft bringt dagegen zusätzlichen Sauerstoff ein, ohne die Verbrennungszone im gleichen Maß herunterzukühlen.

Warum solche Feuerschalen trotzdem nicht immer rauchfrei brennen

Bezeichnungen wie „rauchfrei“ oder „smokeless“ können leicht einen falschen Eindruck vermitteln. Eine Konstruktion mit Sekundärverbrennung kann sichtbaren Rauch unter günstigen Bedingungen stark verringern. Komplett vermeiden lässt er sich beim Verbrennen von Holz jedoch nicht zuverlässig.

Besonders deutlich wird das in bestimmten Betriebsphasen.

Beim Anzünden fehlt zunächst die notwendige Temperatur

Die Sekundärluft muss sich erst erwärmen. Direkt nach dem Entzünden sind Wände, Luftkanäle und Brennraum noch kalt. Gleichzeitig beginnt das Holz bereits Gase freizusetzen.

In dieser Phase kann deshalb sichtbar mehr Rauch entstehen. Erst wenn das Feuer kräftig brennt und die Konstruktion ausreichend heiß geworden ist, funktioniert die Sekundärverbrennung wesentlich besser.

Feuchtes Holz belastet das System

Enthält Brennholz viel Wasser, muss zunächst ein erheblicher Teil der Wärme dafür eingesetzt werden, diese Feuchtigkeit zu verdampfen. Dadurch bleibt die Verbrennung kühler.

Zudem kann feuchtes Holz stärker qualmen. Die Feuerschale müsste dann deutlich mehr unverbrannte Bestandteile nachverbrennen. Selbst eine gut konstruierte Sekundärluftführung stößt dabei irgendwann an Grenzen.

Für ein möglichst raucharmes Feuer eignet sich deshalb trockenes, unbehandeltes Brennholz. Als praxisnaher Orientierungswert wird für Brennholz häufig ein Feuchtegehalt von ungefähr 20 Prozent oder darunter herangezogen.

Zu viel Brennholz kann die oberen Luftöffnungen stören

Bei vielen doppelwandigen Feuerstellen sollten Scheite nicht deutlich über den dafür vorgesehenen Feuerraum hinausreichen. Werden die oberen Sekundärluftöffnungen verdeckt, kann sich die vorgesehene Luftströmung verändern.

Auch dicht gepacktes Holz ist ungünstig. Zwischen den Scheiten muss genügend Raum bleiben, damit Sauerstoff an das Brennmaterial gelangt und die Flammen sich entwickeln können.

Wind verändert die Strömung

Die Luftführung solcher Feuerstellen beruht stark auf thermischem Auftrieb. Heiße Luft steigt auf und erzeugt dadurch einen kontinuierlichen Luftstrom durch die unteren und oberen Öffnungen.

Starke Windböen können dieses Strömungsmuster beeinflussen. Dann kann Rauch zeitweise seitlich austreten, obwohl die Feuerschale bei ruhigeren Bedingungen deutlich sauberer brennt.

Was eine gute raucharme Konstruktion auszeichnet

Nicht jede Feuerschale mit einigen Luftlöchern arbeitet automatisch nach demselben Prinzip. Beim Vergleich lohnt es sich deshalb, den Aufbau genauer anzusehen.

Ein durchdachtes System sollte zunächst eine klare Trennung zwischen Primär- und Sekundärluft ermöglichen. Dazu gehört meist ein umlaufender Luftkanal zwischen zwei Wänden.

Ebenso wichtig ist der untere Bereich der Brennkammer. Luft muss auch dann noch zum Feuer gelangen können, wenn sich bereits Asche gebildet hat. Manche Konstruktionen arbeiten deshalb mit gelochten Bodenplatten oder erhöhten Rostflächen. Unterhalb davon kann die Verbrennungsluft einströmen.

Darauf kannst du achten:

• Umlaufende Lufteinlässe: Luft sollte nicht nur an einer einzelnen Stelle in den Feuerraum gelangen.
• Doppelwandiger Aufbau: Zwischen Innen- und Außenwand sollte ein erkennbarer Luftkanal vorhanden sein.
• Sekundäröffnungen im oberen Bereich: Dort wird die vorgewärmte Luft den aufsteigenden Gasen zugeführt.
• Freier Luftweg unter dem Brennstoff: Ein Rost oder eine gelochte Bodenplatte kann dafür sorgen.
• Aschemanagement: Asche sollte die unteren Luftöffnungen nicht schnell verschließen.
• Passende Brennraumhöhe: Zwischen Holz und oberen Luftöffnungen muss genügend Raum für die Nachverbrennung bleiben.

Interessant ist auch die Reinigung. Je stärker sich Asche unter einer Bodenplatte sammelt, desto schlechter kann irgendwann Luft nachströmen. Eine herausnehmbare Ascheschale oder ein zugänglicher Boden erleichtert deshalb nicht nur die Reinigung, sondern unterstützt auch die vorgesehene Verbrennung.

Bedienung entscheidet mit über die Rauchentwicklung

Eine technisch gute Feuerschale kann nur mit den Bedingungen arbeiten, die du ihr gibst. Brennstoff und Bedienung haben deshalb großen Einfluss darauf, wie deutlich die Sekundärverbrennung tatsächlich wird.

Besonders hilfreich sind folgende Punkte:

Trockenes Brennholz verwenden

Nasses oder frisch geschlagenes Holz ist für ein raucharmes Feuer ungeeignet. Auch herumliegende Äste aus Garten oder Wald können noch erheblich mehr Feuchtigkeit enthalten, als man ihnen von außen ansieht.

Das Feuer zügig auf Temperatur bringen

Eine kleine, dauerhaft schwelende Flamme erzeugt eher ungünstige Verbrennungsbedingungen. Beim Anzünden sollte sich deshalb ein stabiles Feuer entwickeln können, das Brennraum und Luftkanäle erwärmt.

Luftöffnungen nicht verdecken

Weder Holz noch Asche sollten die vorgesehenen Ein- und Austrittsöffnungen blockieren. Bei manchen Modellen geben Hersteller zusätzlich eine maximale Füllhöhe für das Brennholz vor.

Nur geeignetes Brennmaterial einsetzen

Lackiertes, beschichtetes oder mit Holzschutzmitteln behandeltes Holz gehört nicht ins offene Feuer. Gleiches gilt für Müll, Kunststoffe und andere Abfälle.

Beim Nachlegen kurzzeitig mit Rauch rechnen

Neue Scheite sind zunächst vergleichsweise kühl. Sie müssen sich erwärmen und beginnen anschließend erneut, Gase freizusetzen. Direkt nach dem Nachlegen kann deshalb vorübergehend wieder mehr Rauch auftreten.

Eine Sekundärverbrennung ist damit kein System, das Rauch nachträglich filtert. Sie verbessert vielmehr die Bedingungen dafür, dass ein größerer Teil des Brennstoffs bereits im Feuer vollständig reagieren kann.

Weniger sichtbarer Rauch bedeutet nicht emissionsfrei

Eine raucharme Flamme sieht zunächst sauber aus. Daraus sollte jedoch nicht geschlossen werden, dass keine Schadstoffe mehr entstehen.

Auch bei einer verbesserten Holzverbrennung können Feinstaub, gasförmige organische Verbindungen und weitere Verbrennungsprodukte freigesetzt werden. Die Sekundärverbrennung kann unvollständig verbrannte Bestandteile reduzieren, ersetzt aber keine Abgasreinigung.

Hinzu kommt ein praktischer Unterschied zu einem Kaminofen: Eine Feuerschale gibt ihre Verbrennungsprodukte unmittelbar in der Umgebung der Personen ab. Es gibt keinen Schornstein, der die Abgase oberhalb des Gebäudes ableitet.

Deshalb bleiben einige Grundregeln unabhängig von der Konstruktion wichtig:

• Rauch nicht bewusst in Richtung von Personen oder Nachbargrundstücken ziehen lassen.
• Bei starkem Wind oder großer Trockenheit besonders vorsichtig sein.
• Ausreichenden Abstand zu Gebäuden, Vegetation und brennbaren Gegenständen einhalten.
• Die Feuerstelle während des Betriebs nicht unbeaufsichtigt lassen.
• Vorab prüfen, welche Vorgaben für offene Feuer am jeweiligen Wohnort gelten.

Regelungen können sich zwischen Gemeinden unterscheiden. Eine als raucharm beworbene Feuerschale hebt solche Vorgaben nicht auf.

Wann die Technik ihren größten Vorteil hat

Sekundärverbrennung funktioniert nicht dadurch, dass Rauch verschwindet, sondern dadurch, dass ein Teil seiner noch brennbaren Bestandteile eine weitere Chance zur Verbrennung bekommt. Dafür wird zusätzliche Luft durch einen erhitzten Luftkanal geführt und im oberen Bereich des Feuerraums wieder eingeleitet.

Am besten funktioniert dieses Prinzip mit trockenem Holz, einem heißen Feuer, freien Luftöffnungen und einer passenden Brennstoffmenge. Während des Anzündens, nach dem Nachlegen oder bei ungeeignetem Holz kann dagegen auch eine solche Feuerstelle deutlich rauchen.

Wer eine raucharme Feuerschale beurteilen möchte, sollte deshalb nicht nur auf die Produktbezeichnung achten. Doppelwandiger Aufbau, Sekundärluftöffnungen, freier Luftweg und eine gut zugängliche Aschezone sagen wesentlich mehr darüber aus, ob das Prinzip konstruktiv sinnvoll umgesetzt wurde.