zon _en_zweet_in_frankrijk
als een lang gekoesterde droom realiteit is geworden De schrijffouten , zijn eigen creatie's en mogen niet gecopïeerd worden , zonder toestemming van ondergetekende
08-11-2012
aal de zon in huis: tegelkachels en warmtemuren
Tegelkachels zijn milieuvriendelijker, zuiniger, gezonder, veiliger en gezelliger dan alle moderne verwarmingsmiddelen samen. Waarom zijn ze verdwenen en hoe krijgen we ze weer terug?
Haast niemand weet dat er vroeger een verwarmingstoestel bestond dat alle moderne verwarmingstoestellen overtreft. Dan hebben we het niet over de kolenkachel, maar over de (Europese) voorloper daarvan: de tegelkachel. Een technologie van bijna duizend jaar oud, waarvan de verdere ontwikkeling en verspreiding werd gedwarsboomd door de opkomst van steenkool, aardgas en olie. Tegelkachels zijn groot en zwaar, maar ze bieden zoveel voordelen dat ze het zouden verdienen om opnieuw - door de overheid gestimuleerd te worden.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
De geschiedenis van de tegelkachel (of keramische kachel) gaat terug tot de Europese Middeleeuwen. Ze verschijnen al op tekeningen en schilderijen uit de jaren 1300. De keramische kachel is in feite het eerste echte verwarmingselement uit de geschiedenis, de opvolger van kampvuur en open haard. De Romeinen ontwikkelden weliswaar eerder de hypocaust, een voorloper van centrale verwarming, maar die kennis ging grotendeels verloren na de val van het Romeinse Rijk.
Vooral in Rusland, Scandinavië en Centraal-Europa kent de tegelkachel een lange en rijke traditie. De technologie was een belangrijke verbetering ten opzichte van de open haard, omdat ze de rook uit de kamer houdt en veel zuiniger is. In de 18e eeuw financierden de overheden in Pruisen en in Scandinavië onderzoek naar efficiëntere tegenkachels in de strijd tegen een ernstig tekort aan brandhout de tegelkachel als ecotech avant-la-lettre.
Keramische kachels worden traditioneel op hout gestookt, maar ze kunnen vandaag evengoed worden uitgerust om op gas te werken, of afwisselend op beide brandstoffen. Ze kunnen bovendien worden geïntegreerd in een systeem van centrale verwarming.
Een tegelkachel kan eender welke vorm of afmetingen aannemen. Hij kan bijna onzichtbaar worden ingebouwd in een muur of onder een trap, maar het kan ook een indrukwekkend kunstwerk zijn dat in het midden van de kamer staat opgesteld.
Steen versus metaal
Het meest essentiële kenmerk van de tegelkachel is dat hij gemaakt is uit steen, terwijl al onze moderne verwarmingsmiddelen zijn gemaakt uit metaal (plaatijzer of gietijzer). Een tegelkachel is meestal opgebouwd uit vuurvast leem, beton of metselwerk (kleisteen of chamotte), afgewerkt met keramische tegels of gips.
Natuursteen en speksteen worden ook gebruikt, en vormen in dat geval zowel de opbouw als de afwerking (dit zijn de zogenaamde speksteenkachels). De tegelkachel is nauwer verwant aan de traditionele oven dan aan de metalen kachel. De Duitse term kachelöfen (kacheloven) dekt dan ook beter de lading dan de Nederlandse benamingen (waar geen overkoepelende term bestaat voor tegelkachels en speksteenkachels).
Het verschil in materiaalkeuze is cruciaal. Metaal warmt snel op, maar het koelt ook snel weer af, zodat een metalen verwarmingselement continu gestookt moet worden. Steen heeft meer tijd nodig om warm te worden, maar houdt die warmte vervolgens wel veel langer vast.
In een kacheloven wordt slechts één of twee keer per dag gedurende korte tijd een vuurtje gestookt van een kwartier tot een of twee uur, afhankelijk van de grootte van de kachel, de heersende buitentemperatuur en de gewenste binnentemperatuur. Een tegelkachel of speksteenkachel van gemiddelde afmetingen straalt vervolgens minstens 12 uur warmte uit.
Rookgaskanalen
Het grootste deel van een kacheloven bestaat uit een soms erg complex labyrint van gaskanalen en binnenkamers.
Die hebben als doel de warme gassen van de verbranding zo lang mogelijk vast te houden, zodat ze zoveel mogelijk warmte aan de steen kunnen afgeven alvorens ze via de schoorsteen verdwijnen.
Het energetisch rendement van een kacheloven bedraagt tussen 80 en 90 procent, tegen 40 tot 50 procent voor metalen kachels of centrale verwarmingstoestellen, en slechts 10 tot 15 procent voor een open haard (waar de meeste warmte via de schoorsteen verdwijnt).
Een van de opvallendste kenmerken van een (op hout gestookte) kacheloven is dan ook de stookruimte, die belachelijk klein lijkt in vergelijking met de kachel zelf. Door het hoge rendement heeft een gemiddelde keramische kachel in onze streken maar 6 kubieke meter hout per jaar nodig: een flinke boom.
Wie een beetje tuin heeft, kan zijn of haar woning verwarmen met het eigen snoeihout - dun hout is prima geschikt voor een tegelkachel, mits het goed droog is.
Stralingswarmte
Alle hedendaagse verwarmingselementen verwarmen een huis of een kamer hoofdzakelijk door middel van convectie: het opwarmen van de lucht. De kacheloven doet dat daarentegen vooral door middel van stralingswarmte: infraroodstraling, vergelijkbaar met zonnewarmte. In een kamer die met een tegelkachel wordt verwarmd, valt er met een thermometer weinig te meten.
Het effect is vergelijkbaar met dat van een wintersportliefhebber die ondanks de vriestemperatuur toch in T-shirt van de zon geniet. Stralingswarmte warmt niet (alleen) de lucht op, maar vooral ook rechtstreeks het lichaam van de wintersportliefhebber.
Een tegelkachel doet hetzelfde: hij verwarmt niet (zozeer) de binnenlucht, maar de vloer, de muren, de meubels en de mensen in de kamer. Die objecten stralen op hun beurt die warmte weer uit hetzelfde effect als na een hete zomerdag, wanneer de muren en straatstenen in de stad de opgeslagen warmte van de zon slechts traag weer vrijgeven. Het klinkt allemaal een beetje bizar voor de moderne mens, maar tot 100 jaar geleden was verwarming per definitie stralingswarmte. Verwarming door convectie is een zeer recente uitvinding, en ze heeft meer nadelen dan voordelen.
Heteluchtballon
Convectie veroorzaakt een constante luchtstroming in huis, omdat warme lucht wordt opgestuwd (het principe van de luchtballon) en koele lucht wordt aangezogen (alle convectors hebben een aanvoer van lucht nodig). Een eerste gevolg is dat de warme lucht naar het plafond stijgt, terwijl de mensen die ze moet verwarmen zich op de vloer bevinden. Dat is weinig efficiënt. Bovendien is het altijd te heet vlak bij de kachel of de radiator, en te koud aan de andere kant van de kamer.
Opwarming door convectie is evenmin gezond. Het stof in huis gaat rondzweven, wat tot irritatie van de ademhaling leidt. In combinatie met het drogend effect van warme lucht en met stofschroei het stof dat verschroeit op de metalen oppervlakken van radiatoren en kachels leidt dat tot een onaangename, zure binnenlucht, die een benauwend gevoel geeft en vaak hoofdpijn veroorzaakt. Dat wordt doorgaans opgelost met meer technologie: luchtbevochtigers of elektrische waterverwarmers, die een mengsel van stoom en lucht de kamers in blazen.
Helaas ontstaat op die manier een ideale broedsituatie voor de huismijt, met allergieën als gevolg, en voor de huiszwam. Samengevat is convectie niet bepaald bevordelijk voor de luchtkwaliteit in huis. Het fanatiek dichtplakken van tochtgaten en kieren zodat er zo weinig mogelijk opgewarmde lucht kan ontsnappen maakt dat alleen maar erger.
Knuffelmuur
Een kacheloven heeft al deze nadelen niet. Omdat hij nauwelijks lucht opwarmt, is er ook geen stofcirculatie. Omdat het oppervlak van een tegelkachel veel minder warm wordt dan het metalen oppervlak van een metalen kachel of een radiator, is er ook geen stofschroei. En omdat de lucht niet opstijgt, wordt de energie veel efficiënter benut.
De warmte wordt gelijkmatig over de hele kamer verdeeld, in plaats van naar het plafond te stijgen (of via een open trap naar de bovenverdiepingen). Daarom kan je ook zonder problemen boven een raam openzetten om te ventileren, zonder dat er warmte ontsnapt. Omdat de buitenwand van een tegelkachel veel minder warm wordt dan die van een metalen kachel of een radiator, is er geen gevaar om je te verbranden.
Van die eigenschap wordt soms handig gebruik gemaakt door behaaglijk warme zit- of ligbanken in een keramische kachel te integreren, een comfort dat geen enkel ander verwarmingselement kan bieden. In het oude Rusland was het zelfs de gewoonte om een slaapplaats bovenop de oven te installeren.
Door hun warme (maar niet té warme) oppervlak bieden tegelkachels nog meer toepassingen. Zo zijn ze uitermate geschikt om potten en pannen warm te houden, of om de was te drogen een radiator of metalen kachel is daar meestal te heet voor. Een keramische kachel kan ook uitgerust worden met kookplaten of een oven, zodat hij dus tegelijk voor de voedselbereiding kan worden ingezet.
Volledige verbranding
Kachelovens vormen een alternatief voor alle soorten verwarmingselementen, maar in vergelijking met houtkachels hebben ze nog een extra troef. Steeds meer mensen kiezen de laatste jaren opnieuw voor hout, omdat ze liever niet afhankelijk zijn van de onvoorspelbare energieprijzen. Op zich is dat geen slechte ontwikkeling, want in tegenstelling tot gas en olie is hout een hernieuwbare en CO2-neutrale brandstof (de CO2 die vrijkomt bij de verbranding ervan is immers enkele jaren voordien door de boom uit de atmosfeer gehaald). Probleem is dat metalen houtkachels weinig efficiënt zijn, en bijzonder vervuilend.
Hout kan verbrand worden zonder al te veel luchtvervuiling te veroorzaken, maar dan moet het wel aan een voldoende hoge temperatuur worden verbrand: 1100 tot 1200 graden Celsius in het vlamgebied.
In dat geval wordt 99 procent van de biomassa omgezet in CO2 en waterdamp, en onstaat er nauwelijks rook. Een metalen houtkachel haalt echter maximaal een verbrandingstemperatuur van 650 tot 700 graden, met een onvolledige houtverbranding als gevolg. Hout bestaat voor twee derde uit brandbare gassen en voor één derde uit brandbare materie. Bij een onvolledige verbranding ontsnappen die gassen als rook via de schoorsteen.
In streken waar veel met hout wordt gestookt, verslechtert de luchtkwaliteit dan ook dramatisch (een onvolledige houtverbranding is vele malen vervuilender dan het stoken van gas, olie of steenkool). Een onvolledige verbranding is vanuit energetisch oogpunt bovendien weinig efficiënt: er gaat veel energie verloren.
Oververhitting
In een houtkachel moet het vuur worden gedempt door de luchttoevoer te verminderen, zoniet zou het de kamer door de snelle warmteafgifte in een oven veranderen. Omdat een kacheloven de hitte van de verbranding niet onmiddellijk aan de kamer vrijgeeft, maar tijdelijk opslaat in het metselwerk, kan hout aan een zeer hoge temperatuur worden verbrand zonder dat het huis overhit raakt.
Een tegelkachel of speksteenkachel wordt daarom altijd even hard gestookt, ook als er een lagere temperatuur gewenst is. In dat geval stook je simpelweg een kleinere portie hout (of gas), of stook je minder vaak. Er treedt dus altijd een relatief schone, volledige verbranding op. Dat is overigens niet alleen bevordelijk voor de luchtkwaliteit, het is ook veiliger. Bij een onvolledige verbranding raakt de schoorsteen steeds dichter bezet met creosootdeeltjes, die bij een keertje flink stoken tot een schoorsteenbrand kunnen leiden (de reden waarom een schoorsteen regelmatig moet worden schoongemaakt).
Instant warmte
Kachelovens hebben ook een aantal nadelen. Wellicht het grootste bezwaar is dat een tegelkachel of speksteenkachel niet de instant-warmte levert die we intussen gewend zijn. Wie de gaskachel opendraait, wordt daar onmiddellijk voor beloond.
Maar een kacheloven geeft geen warmte af na een druk op een knop, want het duurt een paar uur eer hij is opgewarmd. Dat is geen probleem tijdens lange koude periodes, want eens het proces op gang is gebracht en de oven elke ochtend even wordt gestookt, is het huis altijd warm. Het is minder evident bij flinke temperatuurschommelingen, of wanneer je vaak op reis gaat.
Aan dit nadeel valt wel een mouw te passen. Ofwel letterlijk uiteraard, door je op die momenten beter te kleden. Maar het kan ook minder lowtech door een extra verwarmingselement zoals een gaskachel in dezelfde kamer te plaatsen.
Dat tweede verwarmingselement kan ook een tweede, veel kleinere tegelkachel zijn, of een keramische oven (een kleinere tegelkachel bedoeld om te koken).
Het kleinere exemplaar kan dan gebruikt worden om de kamer snel wat op te warmen, terwijl de grote tegelkachel op temperatuur komt. Die mogelijkeid heb je sowieso bij een tegelkachel die is uitgerust met twee vuurhaarden: een grote voor de verwarming en een kleine om te koken.
Temperatuurregeling
Een tegelkachel levert evenmin de vlotte temperatuurregeling van andere verwarmingselementen. Als een hout- of gaskachel te hoog staat, zet je hem simpelweg lager en de kamertemperatuur zakt snel. Die mogelijkheid biedt een tegelkachel niet. Heb je s morgens te veel hout of gas gestookt, dan valt die beslissing tijdens de rest van de dag niet meer terug te draaien.
Er zit in dat geval niets anders op dan het openen van de ramen om de temperatuur te doen zakken, en dan ben je uiteraard weinig efficiënt bezig. De kamer op de juiste temperatuur brengen vraagt dus enige ervaring en toewijding, zeker in een klimaat waar het niet elke dag even koud is.
Schaduw
Een derde nadeel van een tegelkachel of speksteenkachel is het gevolg van het grote aandeel stralingswarmte. Een kacheloven verwarmt alleen de kamer waarin hij zich bevindt - een deur openzetten naar een aanpalende kamer zal die kamer slechts in geringe mate opwarmen, omdat ze grotendeels in de schaduw ligt van de stralingswarmte.
Dat is opnieuw te vergelijken met een warme zon op een koude winterdag: stap je uit de zon in de schaduw dan is de stralingswarmte weg en voel je alleen nog de luchttemperatuur. Een gaskachel of een houtstoof scoort op dat vlak ook niet al te best, maar centrale verwarming lijkt op dit vlak de onbetwistbare winnaar. Een tegelkachel sluit echter geen systeem van centrale verwarming uit de technologie is veelzijdiger dan ze op het eerste gezicht lijkt.
De warmtemuur
Een andere manier om stralingswarmte toe te passen zijn warmtemuren (of -vloeren). Warm water wordt in dit geval niet door plaatijzeren radiatoren geleid, maar door plastic slangen die in de muur (of in voorzetelementen) worden ingebracht. Een stenen muur kan door zijn poreuze oppervlak geen lucht verwarmen, hij straalt warmte uit zoals een tegelkachel.
Warmtemuren kunnen worden gecombineerd met een kacheloven. In dat geval wordt de kacheloven aangesloten op een boiler-systeem, die het warme water via slangen in de muur of de vloer doorheen het huis verspreid. Op deze manier kan één kacheloven (mits hij krachtig genoeg is) alle kamers in een huis verwarmen, iets wat anders onmogelijk is. Ook kan hij zo een huishouden van warm water voorzien.
Warmtemuren kunnen ook gecombineerd worden met een bestaande centrale verwarmingsketel. Dat is al een stap in de goede richting, want het verbruik gaat naar beneden (het water moet minder warm zijn dan in het geval van een traditionele centrale verwarming, omdat er warmte wordt uitgestraald vanuit een veel groter oppervlak) en er ontstaat een gezonder binnenklimaat (geen luchtcirculatie, geen stofschroei).
Als derde mogelijkheid kan je een tegelkachel ook aansluiten op de bestaande radiatoren maar dan verlies je het voordeel van stralingswarmte. Plaatijzeren radiatoren warmen immers de lucht op.
Zwaar, groot, duur
Een ander, fundamenteel bezwaar is dat kachelovens groot en zwaar zijn. Het gewicht van een volwaardige tegelkachel geschikt voor onze streken bedraagt minstens 700 kilogram, en kan bij grote kachelovens (vooral in de VS en in de Sovjetunie) oplopen tot 5 ton of meer.
Er bestaan ook kleinere modellen, maar die verliezen een aantal voordelen van hun grotere broers (ze moeten vaker gestookt worden, en ze bereiken niet altijd hetzelfde verbrandingsrendement). Een volwaardige kacheloven is dus per definitie groot en zwaar, daar valt niets aan te doen. Metalen verwarmingselementen hebben het onbetwistbare voordeel dat ze compacter zijn.
Kachelovens kosten ook twee tot drie keer zo veel dan andere verwarmingssystemen. Aangezien de stookkosten veel lager liggen, en een goed gebouwde tegelkachel een mensenleven meegaat, wordt die investering na een tijd terugverdiend.
Maar je moet je de aankoop natuurlijk wel kunnen permitteren. In Finland, een belangrijke producent van speksteenkachels, wordt de aankoop van een kacheloven gesubsidieerd, met als gevolg dat 90 procent van de nieuwe huizen er mee is uitgerust.
Pelletkachels
Tegelkachels zijn duur omdat het ambachtelijke producten zijn. Ze lenen zich niet tot massaproductie, en zijn dus evenmin interessant voor de verwarmingsindustrie. Die verkoopt, bijvoorbeeld, liever pelletkachels. De pelletkachel is de enige metalen houtstoof die een even schone verbranding mogelijk maakt als een massieve tegelkachel of speksteenkachel. Om dat te bereiken wordt spitstechnologie ingezet en dat is meteen ook de zwakte van de pelletkachel.
Het toestel heeft namelijk elektriciteit nodig om al die high-tech mechanismen aan te drijven (transportband, ventilatie, temperatuurregeling, enzovoort), wat betekent dat ook de productie van die elektriciteit in rekening moet worden gebracht bij het bepalen van de milieuscore. Bovendien levert een pelletkachel bij een stroomuitval geen warmte meer.
Een pelletstoof kan alleen maar gevoed kan worden met pellets, kleine staafjes gemaakt van houtafval, die in een fabriek geperst worden. Aan snoeihout of met de hand gezaagd of gekloofd hout heeft hij niets. Het fabricageproces van pellets kost alweer energie, wat opnieuw in rekening moet worden gebracht bij het bepalen van de milieuscore. Er is 610 kilowattuur energie nodig voor de productie van 1 ton pellets (bron, pagina 78-82). Bovendien ben je afhankelijk van de onvoorspelbare prijszetting van de pelletleverancier.
Tot slot warmt een pelletkachel voornamelijk de lucht op, en geeft hij nauwelijks stralingswarmte af. Op het vlak van gezondheid levert een pelletstoof dus geen enkel voordeel ten opzichte van een houtkachel, een gaskachel of centrale verwarming. Door alle spitstechnologie is een pelletkachel wel even duur als een kacheloven.
Namaak
Nu de kacheloven weer aan populariteit wint, proberen de fabrikanten van kachels daar overigens een graantje van mee te pikken. Er worden nu kachels verkocht die het uiterlijk hebben van een tegelkachel, maar in feite gewoon een metalen gas- of houtkachel zijn, omgeven door een omhulsel van keramiek. Deze toestellen verraden zich door ventilatieroosters om koele lucht aan te zuigen (zie bijvoorbeeld de foto hieronder), iets waar een echte tegelkachel geen nood aan heeft.
De tegels worden uiteraard warm als de kachel aan staat, maar ze koelen ook even snel weer af. Deze toestellen worden gepromoot als een ideale combinatie van beide technieken, maar het zijn simpelweg convectiekachels: ze geven nauwelijks stralingswarmte af, ze veroorzaken stofschroei en ze hebben een lager rendement.
Stralingswarmte is een verkoopsargument geworden, wat ook duidelijk tot uiting komt bij deze reeks Duitse houtkachels (zie foto hieronder). Ze zien er sexy uit, en ze worden gepromoot als een moderne variant van de kacheloven, omdat ze kunnen worden ingebouwd in metselwerk. Het resultaat lijkt op een kacheloven, maar omdat het metselwerk niet over rookkamers en kanalen beschikt, en omdat de stookruimte is gemaakt van metaal, zijn dit simpelweg weinig efficiënte en zeer vervuilende houtstoven.
Is terugkeren naar hout wel een goed idee?
De tegelkachel is de enige technologie die probleemloos een schone verbranding van hout mogelijk maakt, en dus de enige technologie die een milieuvriendelijk alternatief belooft voor de steeds schaarser wordende voorraden gas en olie. De cruciale vraag is natuurlijk of de aarde wel genoeg hout kan voortbrengen om een betekenisvol deel van de wereldbevolking van brandstof te voorzien. De energiecrisis die we nu meemaken, is niet de eerste uit de menselijke geschiedenis.
Al vanaf de vijftiende eeuw ontstond er in bepaalde delen van Europa een tekort aan brandhout. Die schaarste werd nijpend in de zeventiende en achttiende eeuw, en ze werd pas ten gronde opgelost met de opmars van steenkool, aardgas en olie. Het lijkt onwaarschijnlijk dat de huidige Europese bevolking zich opnieuw zou kunnen verwarmen met hout, want er zijn vandaag veel meer mensen dan toen. Toch is er enige hoop dat het potentieel groter is dan het aanvankelijk lijkt.
De massale ontbossing uit de Middeleeuwen en de Vroegmoderne tijd was het gevolg van het gebruik van de open haard, die zoals vermeld tien keer meer hout nodig heeft dan een moderne tegelkachel (hout was daarnaast ook het belangrijkste constructiemateriaal). Hoewel de tegelkachel bijna 10 eeuwen oud is, brak hij pas in de 19e eeuw op grote schaal door, en dan alleen nog in bepaalde Europese landen. Tegelkachels met de energie-efficiëntie zoals we die vandaag kennen, werden pas aan het eind van de 18e eeuw ontwikkeld.
Als we opnieuw teruggrijpen naar de brandstof uit de Middeleeuwen, kunnen we dus maar beter kiezen voor tegelkachels en speksteenkachels. Onderzoek moet uitwijzen wat in dat geval het potentieel is van hout als brandstof, maar zeker is dat het een stuk groter is dan wanneer we teruggrijpen naar houtkachels (die in feite helemaal niet geschikt zijn voor het verbranden van hout) of een open haard.
© Kris De Decker
Reacties op bericht (0) 
