Titel: | Ueber die beste Methode Häuser und andere Gebäude zu wärmen und zu lüften. Von Hrn. Karl Sylvestre. |
Fundstelle: | Band 7, Jahrgang 1822, Nr. XLIX., S. 334 |
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XLIX.
Ueber die beste Methode Häuser und andere Gebäude zu wärmen und zu lüften. Von Hrn. Karl Sylvestre.
Aus dem Repertory of Arts, Manufactures et Agriculture. Jaͤnner und Februar 1822. S. 94. S. 157, wo dieser Aufsaz aus dem Quarterly Journal of Science, Literature et the Arts entlehnt ist.
Mit einer Abbildung auf Tab. VII.
Sylvestre's Methode Häuser und andere Gebäude zu wärmen und zu lüften.
Die Wirkung der Sonnenstrahlen auf die Oberflaͤche der
Erde, und die dadurch entstehende Anhaͤufung wahrnehmbarer Hize ist ein
hoͤchst lehrreicher Wink uͤber die beste Methode, kuͤnstliche
Hize zur Erwaͤrmung der Gebaͤude anzuwenden, so wie auch unsere besten
Ideen uͤber Luͤftung von jenen mechanischen Veraͤnderungen in
der Atmosphaͤre hergenommen sind, welche durch Verduͤnnung der Luft
vermittelst der Hize entstehen, die sie waͤhrend der Beruͤhrung der
Oberflaͤche der Erde erhaͤlt. Wenn die Erde vollkommen durchscheinend,
oder, wenn ihre Oberflaͤche einer vollkommenen Zuruͤkwerfung der
Lichtstrahlen faͤhig waͤre, so wuͤrde sie durch die
Sonnenstrahlen durchaus nicht erwaͤrmt werden, und unsere Atmosphaͤre,
vorausgesezt, daß eine solche unter diesen Umstaͤnden existiren
koͤnnte, wuͤrde jene Veraͤnderungen durchaus nicht zu erleiden
haben, die wir taͤglich in einer unendlichen Mannigfaltigkeit von
Stroͤmungen wahrnehmen. Waͤre die Erde, ihrer Natur nach, ein besserer
Waͤrmeleiter, so wuͤrden wir auf ihrer Oberflaͤche weniger
Extreme von Hize und Kaͤlte zu erleiden haben. Die Hize des Sommers
wuͤrde von der Erde schneller verschlungen, und die Strenge des Winters
wuͤrde durch die Waͤrme, welche die Erde waͤhrend der Abwesenheit
der Sonne abgibt, sehr gemildert werden. Die Natur verschiedener Arten von Boden
hat, in Hinsicht auf Leitungsfaͤhigkeit, ohne Zweifel großen Einfluß auf
Verringerung der Extreme der Temperatur im Winter, wie im Sommer. Die Hize, welche
die Sonnenstrahlen auf irgend einem Theile der Oberflaͤche der Erde zu
erzeugen vermoͤgen, wird dort die groͤßte seyn, wo die Sonnenstrahlen
vertical auffallen, und die Oberflaͤche von der Art ist, daß sie die Strahlen
mit der groͤßten Leichtigkeit aufnehmen kann, waͤhrend ihre Unterlage
zugleich der schlechteste Waͤrmeleiter ist. Die mit dieser Oberflaͤche
in unmittelbarer Beruͤhrung stehende Luft wird dadurch erhizt, und specifisch
leichter als die uͤber ihr liegende Schichte, und dadurch entstehen,
zuvoͤrderst, zwei gleichzeitige Stroͤmungen, die eine senkrecht nach
Aufwaͤrts, die andere von der Seite von allen sie umgebenden Theilen her
gegen den Mittelpunkt der erhizten Oberflaͤche. Nachdem die aufsteigende
Stroͤmung eine gewisse Hoͤhe erreicht hat, nimmt sie in ihrem
Fortschreiten eine schiefe und zulezt eine Seitenrichtung an, aber in
entgegengesezter Richtung gegen die untere Schichte. Durch diese herrliche Vorsorge
in der Oekonomie der Natur traͤgt die erhizte Luft des heißesten
Erdguͤrtels, wie die erstarrenden Stroͤmungen der Polarkreise,
abwechselnd dazu bei, jenen Extremen der Hize und Kaͤlte vorzubeugen, welche
sonst jeder Klasse belebter Wesen toͤdtlich seyn wuͤrde.
Um sich eine Idee von der Wirkung zu machen, welche von senkrechten Sonnenstrahlen
auf eine dieselben stark zuruͤkwerfendenEs scheint
uns hier ein Schreib- oder Drukfehler im Originale zu liegen: statt
zuruͤkwerfenden muß es, wenn anders
das nachfolgende Beispiel gelten soll, verschlingenden (absorbing, und
nicht reflecting) heißen. A. d.
Ueb. Oberflaͤche entstehen wuͤrde, z.B. auf eine schwarze Erde ohne Hinsicht
auf die oben erwaͤhnten Luftstroͤmungen, darf man nur die in
Treibhaͤusern erzeugte Hize betrachten, in welchen die erhizte Luft bis auf
einen gewissen Grad, vor dem Aufsteigen bewahrt, und folglich auch die
Seitenstroͤmung vom Eindringen abgehalten wird. Die auf diese Weise erzeugte
Hize wird also in dem Verhaͤltnisse groͤßer seyn, als die Erde schwarz
und leicht, das Mauer- und Fensterwerk luftdicht, und das Einfallen der
Lichtstrahlen mehr senkrecht ist. Hieraus erhellt auch, abgesehen von der
Nothwendigkeit zum Athemhohlen, die Wichtigkeit unserer Atmosphaͤre. Ohne sie
wuͤrden die Koͤrper nur an jener Seite erwaͤrmt werden, an
welcher die Lichtstrahlen auf sie fallen, und wuͤrden in umgekehrtem
Verhaͤltnisse zu ihrer Waͤrmeleitungskraft ungleich erhizt.
Taucht man Koͤrper in ein erwaͤrmtes Mittel, z.B. in Luft oder in
Wasser, so erhalten sie ihre Waͤrme von allen Seiten, und man fand durch
Erfahrung, daß diese Methode der Anwendung von Waͤrme von besonderer
Wichtigkeit in der thierischen und vegetabilischen Oekonomie ist.
Nichts kann mehr unlogisch seyn, als die gewoͤhnliche Methode, die Zimmer
mittelst offener Herde erwaͤrmen zu wollen. Um diese Heiz-Methode in
ihrem vollen Glanze zu zeigen, darf man sich nur an die Wirkung erinnern, die ein in
freier Luft angezuͤndetes Feuer hervorbringt. Hier kann der verduͤnnte
Luftstrom frei aufsteigen, und die Seitenstroͤmungen von kalter Luft, die auf
das Feuer rings umher sich hin stuͤrzen, fuͤhlt man auf allen Seiten,
vorausgesezt, daß nicht ohnedieß ein Wind ginge. Die Wirkung dieser kalten
Seitenstroͤmungen auf den menschlichen Koͤrper ist so auffallend, daß
nur wenig Menschen, die nicht daran gewohnt sind, sich ohne Gefahr von
Erkaͤltung denselben aussezen koͤnnen.
Unsere gewoͤhnlichen Wohnungen gleichen diesem freien Feuer in eben dem Maße, als das
Kamin weit, das Feuer groß und der Zutritt der kalten Luft durch Thuͤren und
Fenster stark ist. In jedem Falle muß soviel kalte Luft zugelassen werden, als zum
verbrennen des Feuer-Materiales und zum Athemholen nothwendig ist; und diese
Luft, die kaum zu diesen Zweken zureicht, wird, insofern sie unmittelbar aus der
kalten Atmosphaͤre her in Zimmer gelangt, die die bestgebauten Feuerherde
besizen, stets ein Hinderniß jener Bequemlichkeit seyn, die wir der Erfahrung
verdanken, und die wir durch andere Mittel leicht erhalten koͤnnen.
Ungeachtet der absoluten Nothwendigkeit eine gewisse Menge frischer Luft in jedes
Zimmer zu lassen, machen unsere Baumeister Thuͤren und Fenster nicht selten
so luftdicht, daß dieß allein die Ursache eines rauchenden Ofens wird. Um diesem
Uebel vorzubeugen, ließen Einige eine gewisse Menge atmosphaͤrischer Luft
unter oder nahe an dem Feuerherde ein. Auf diese Weise werden zwar diejenigen, die
um das Feuer herumsizen, nichts durch die kalten Stroͤmungen leiden; allein
es entsteht ein anderer Nachtheil hiedurch, der alle uͤbrigen Vortheile
dieser Vorrichtung aufwiegt. Die Luft, die so nahe an dem Feuer in das Zimmer tritt,
tritt unmittelbaar zu der Stroͤmung, die in dem Schornsteine aufsteigt, ohne
die Luft in dem Zimmer zu wechseln. Wenn viele Menschen oder viele Lichter in einem
solchen Zimmer sind, so werden sie die Luft in demselben zum Athemholen bald
untauglich machen. Es ist also klar, daß zwei Luftstroͤmungen in einem Zimmer
seyn muͤssen. Die Oeffnung, durch welche frische Luft in das Zimmer gelassen
wird, muß so angebracht werden, daß sie denjenigen, welche in dem Zimmer sizen,
nicht laͤstig wird, und die Oeffnung, durch welche die Luft aus dem Zimmer
austritt, befindet sich gewoͤhnlich im Schornsteine selbst, und reicht in den
meisten Faͤllen fuͤr Zimmer von gewoͤhnlicher Groͤße
hin, ist aber
fuͤr große oͤffentliche Versammlungsoͤrter meistens zu
klein.
Es ist, aus dem Obigen offenbar, daß, um ein Zimmer gemaͤchlich und gesund zu
machen, zwei Dinge nothwendig sind, naͤmlich, dasselbe stets in einer
gleichfoͤrmigen und angenehmen Temperatur zu erhalten, und, auf der anderen
Seite, zugleich fuͤr einen solchen Wechsel in der Luft zu sorgen, daß der zur
Erhaltung der Gesundheit wesentliche Grad der Reinheit derselben, den Leute mit
etwas zaͤrtlichen Lungen so genau zu schaͤzen wissen, stets
unterhalten werde.
Es ist ferner offenbar, daß der erste dieser obigen Zweke durch strahlende Hize nie
erreicht werden kann, und doch ist ein offenes Feuer, das kaum etwas anderes, als
strahlende Hize gewaͤhren kann, so sehr in unseren Hausgebrauch verflochten,
daß es noch lange hergehen wird, bis die offenen Feuerheerde gaͤnzlich bei
Seite gesezt werden koͤnnen. Unter diesen Umstaͤnden hat man es sehr
bequem gefunden, die strahlende Hize mit ununterbrochen zustroͤmender
frischer Luft zu verbinden, und diese waͤhrend des Winters bis zu einer
angenehmen Temperatur zu erhoͤhen, und, in gewissen Faͤllen,
waͤhrend einer zu hohen Sommerhize auch abzukuͤhlen.
Bei Anwendung der meisten bisher versuchten Mittel, die Luft zu erwaͤrmen, hat
man große Schwierigkeiten gefunden. Die Luft kann, zuvoͤrderst, nach dem, was
vorlaͤufig uͤber die Einwirkung der Sonnenstrahlen auf die Erde gesagt
wurde, durch keine durch dieselbe gehende strahlende Hize erwaͤrmt werden;
wir koͤnnen einer durchscheinenden Fluͤssigkeit nur dadurch
Waͤrme ertheilen, daß wir ihre Theilchen in Beruͤhrung mit einer
erhizten Oberflaͤche bringen; und in dem Verhaͤltnisse als elastische
Fluͤssigkeiten mehr ausdehnbar sind, werden sie auch schwerer erhizt.
Es gibt eine Menge Eigenschaften, die ein Koͤrper besizen muß, wenn seine
Oberflaͤche zur Erwaͤrmung der Luft, um ein Zimmer dadurch zu heizen
und zu luͤften, geeignet werden soll. In oͤkonomischer Hinsicht soll
er ein guter Waͤrmeleiter seyn, um die strahlende Hize, die er auf einer
Seite empfaͤngt, auf der anderen mit Leichtigkeit fahren zu lassen. Die zu
erwaͤrmende Oberflaͤche soll rein, d.h. frei von jeder fremden
Materie, aber nicht poliert seyn, und, wenn die Temperatur sich anders
beschraͤnken laͤßt, so sollte sie niemals 300°
uͤbersteigen. Metalle scheinen die besten Substanzen zur Erwaͤrmung
der Luft zu seyn. Die Temperatur soll auf 300°300°
Fahrenh. A. d. Ueb. beschraͤnkt bleiben, weil thierische
und vegetabilische Stoffe, welche stets der Luft mechanisch beigemengt sind,
alsobald zersezt werden, wenn die Temperatur nur etwas daruͤber
erhoͤht wird. Sobald diese Zersezung eintritt, wie man, wenn die erhizte
Oberflaͤche roth gluͤht, leicht wahrnehmen kann, werden gewisse
elastische Fluͤssigkeiten und Daͤmpfe erzeugt, welche der Luft einen
eigenen Geruch ertheilen, und eine verderbliche Eigenschaft, die der Gesundheit
derjenigen, welche dieselbe eine laͤngere Zeit uͤber einathmen, stets
gefaͤhrlich ist. Die druͤkende Empfindung, welche dadurch entsteht,
ist vorzuͤglich in Kirchen und anderen Oertern fuͤhlbar, wo große
eiserne Oefen gebraucht, und nicht selten bis zur Rothgluͤhehize geheizt
werden. Der eigene Geruch, der dadurch entsteht, wurde faͤlschlich dem Eisen
zugeschrieben, und in dieser Hinsicht hat man die aͤußere Oberflaͤche
des Ofens mit gebranntem Thone oder mit Stein belegt. Man wird indessen finden, daß,
man mag was immer fuͤr ein Material zum Ofen waͤhlen, derselbe Geruch
jedesmal entsteht, sobald die Temperatur sich der Rothgluͤhehize
naͤhert; denn dieser Geruch ruͤhrt nicht von dem heizenden Ofen, sondern
von Zersezung der in der Luft erhaltenen Stoffe her. Man kann diese Stoffe in einem
in ein dunkles Zimmer fallenden Lichtstrahle wohl auch mit freiem Auge sehen.
Wenn der Ofen aus gebranntem Thone oder aus Stein gebaut wird, so gestattet die
geringere Waͤrmeleitungsfaͤhigkeit desselben seiner aͤußeren
Oberflaͤche nur selten einen solchen Grad von Erhizung, daß die oben bemerkte
Wirkung auf die ihn umgebende Luft hervorgebracht werden kann; und in dieser
Hinsicht sind solche Oefen der Reinheit der Luft weniger nachtheilig.
Indessen muß man doch gestehen, daß, wenn der Koͤrper, welcher zur Erhizung
der Luft gebraucht wird, keiner Veraͤnderung unterliegt, Metall, weil es ein
guter Leiter ist, jeder anderen Substanz vorgezogen werden muß; muͤßte man
nicht Ruͤksicht auf die Kosten nehmen, so waͤre Silber und Platinna
ohne weiters das Beste. Erfahrung hat aber gezeigt, daß das Eisen alle wesentlichen
Eigenschaften besizt. Die leicht oxidirte Oberflaͤche, welche alles Eisen,
wie es aus der Schmiede oder aus dem Guße kommt, besizt, ist ganz geeignet zur
Aufnahme der strahlenden Hize, und wenn dasselbe unter der Temperatur der
Rothgluͤhehize gehalten wird, so ist fuͤr seine Dauer durchaus nichts
zu besorgen. Was diesen lezteren Punkt betrifft, so ist man uͤber denselben
um so mehr im Reinen, als es zur Natur der Sache gehoͤrt, daß das Eisen nie
bis zu jenem Grade erhizt werde, wo es thierische und vegetabilische Stoffe zersezen
kann, wenn anders die Luft, welche in Beruͤhrung mit seiner
Oberflaͤche erwaͤrmt wird, rein erhalten werden soll.
Um diesen Zwek zu erreichen, wird es nothwendig, die durch Verbrennung des
Brennstoffes erzeugte Hize so anzubringen, daß eine bedeutende Oberflaͤche
von Eisen gleichfoͤrmig, und ohne Gefahr einer Erhizung, welche 300°
uͤbersteigt, erwaͤrmt werden kann. Dieß kann durch Anschuͤrung eines Feuers,
dessen Groͤße der inneren Oberflaͤche eines eisernen Gefaͤßes
angemessen ist, geschehen, indem man gefunden hat, daß strahlende Hize weit
wirksamer ist, als Hize, welche durch Flamme und leitende Zuͤge
hervorgebracht wird. Wenn man die innere Oberflaͤche eines eisernen
Gefaͤßes erhizt, so kann man wohl denken, daß die aͤußere
Oberflaͤche schnell denselben Grad erreichen wird, und daß die Hize, die von
dieser abgegeben wird, schnell von jener ersezt und augenbliklich durch das
strahlende Feuer wieder hergestellt wird.
Der zweite wichtige Gegenstand betrifft die Mittel, die Hize der aͤußeren
Oberflaͤche vortheilhaft anzuwenden. Wenn sie von einem offenen Raume
umgeben, und dieser mit einem Zuge oder Rauchfange von einer bestimmten Hoͤhe
in Verbindung gebracht ist, so wird die Luft, vorausgesezt, daß sie weder von unten
in denselben hinein, noch von obenhinaus kann, anfangen zu circuliren; diejenige
Schichte, welche der erhizten Oberflaͤche zunaͤchst ist, wird in die
Hoͤhe steigen, und bestaͤndig aus der umgebenden Luft wieder ersezt
werden. Es werden also zwei Stroͤmungen entstehen; eine aufwaͤrts von
der erhizten Oberflaͤche, und die andere abwaͤrts außen am Rauchfange,
und diese StroͤmungenStoͤmungen werden so lang anhalten, als irgend ein Unterschied in der Dichtigkeit der
Luft in den verschiedenen Theilen des die erhizte Oberflaͤche umgebenden
Raumes statt hat. Oeffnet man nun den Rauchfang unten und oben, und so wird eine
Stroͤmung nach Aufwaͤrts entstehen, und zwar im Verhaͤltnisse
der Dichtigkeit der erhizten Luftsaͤule und der aͤußeren Luft und wie
die Quadratwurzel der Hoͤhe des Rauchfanges.
Es sey D gleich der Dichtigkeit der aͤußeren Luft;
d jene der Luft in dem Rauchfange, welche sich
umgekehrt wie die angewandte Hize verhaͤlt; V die
Schnelligkeit, welche ein schwerer Koͤrper bei seinem Falle durch den Rauchfang erhaͤlt;
v die Schnelligkeit der aufsteigenden Luft; so wird
v = V × (D – d)/D. Eben diese Formel gilt auch fuͤr
Rauchfaͤnge, wenn d die Dichtigkeit des Rauches
ist.
Das Bloßstellen der erhizten Oberflaͤche allein in einem offenen Raume, wie
z.B. der Raum eines kleinen Zimmers ist, ist nicht hinreichend, um die
groͤßte Wirkung zu erzeugen. Indessen ist dieß die gegenwaͤrtig
gewoͤhnlich gebraͤuchliche Methode, und selbst die Zukerbaͤker
bedienen sich derselben zur Heizung der Stuben, in welchen sie ihre Zukerwaaren
ausstellen. Das Gefaͤß, welches sie in dieser Hinsicht gebrauchen, ist von
gegossenem Eisen, und wird bei uns cockle genannt.
Man hat verschiedene Modifikationen dieser Methode, die Luft zu heizen, angewendet.
Die Wand, welche das erhizte Gefaͤß umgibt, wurde in verschiedenen
Entfernungen angebracht, um das Maximum der Wirkung eines gegebenen Feuers zu
finden. Man hielt es fuͤr eine große Verbesserung, die Wand in einiger
Entfernung anzubringen, um eine hinlaͤngliche Menge von Luft zutreten zu
lassen, und hat in dieser Hinsicht eine Menge von Oeffnungen, ungefaͤhr zwei
und einen halben Zoll im Gevierte, angebracht, um die Luft zu zwingen auf die
gehizte Oberflaͤche anzublasen. Diese Methode hat Hr. Wilh. Strutt, Esqu. in Derby, seit mehr als 30
Jahren auf seinen Kattunwerken angewendet. Spaͤter hat er diese Methode
dadurch sehr vervollkommnet, daß er an diesen Oeffnungen in der Wand Roͤhren
anbrachte, die nahe an die erhizte Oberflaͤche reichten. Dadurch wird die
Luft gehindert aufzusteigen, ehe sie in Beruͤhrung mit der erhizten
Oberflaͤche kommt. Eine andere neue Verbesserung an diesem Apparate war die,
daß man aͤhnliche Roͤhren uͤber der Oberflaͤche des
Gefaͤßes (cockle) einfuͤgte, welches die
Form eines
vierekigen Prisma mit einer schenkelfoͤrmigen Spize hat. Die kalte Luft wurde
durch die Haͤlfte dieser Roͤhren eingelassen, und die erhizte Luft
noch mehr dadurch erhizt, daß sie gezwungen wurde, in entgegengesezter Richtung
durch die andere Haͤlfte der Roͤhren in ein oberes Zimmer
hinaufzusteigen, das man das Luftzimmer nannte. Dieser so verbesserte Ofen wurde
zeither von den HHrn. Strutts
in ihren Manufakturen mit dem besten Erfolge angewendet, und ist ganz demjenigen
aͤhnlich, mit welchem das allgemeine Krankenhaus von Derbyshire geheizt
wirdDer
Uebersezer sah im Jahre 1792, als noch Forster zu
Mainz lebte, das dortige neu angelegte Klinikum auf folgende Weise von Hrn.
Prof. Molitor, der
damals Chemie daselbst lehrte, geheizt. In einem kleinen vierekigen Raume,
(Fig.
31. Tab. VII.) R der einem Schuͤrloche glich, aus dessen Deke ein
Schornstein aufstieg, stand ein gewoͤhnlicher, großer,
dreifuͤßiger Windofen aus Eisenblechs, gut ausgefuͤttert.
Durch diesen Windofen lief quer eine porcellanene Rohre BC, die an ihrem Ende B mit einem großen Trichter D in Verbindung stand, dessen weitere Oeffnung
außen an der Wand der freien Luft zugekehrt war, und deren anderes Ende C in eine luftdichte Roͤhre E uͤbergieng, welche durch das ganze
Gebaͤude lief, und in jedem Zimmer mit einem Thuͤrchen
versehen war, das man oͤffnen und schließen konnte. Der Ofen wurde
mit Torf oder Steinkohlen voll gelegt, und die porcellanene Roͤhre
zur Rothgluͤhehize gebracht. Die in das hiedurch erzeugte Vacuum der
gluͤhenden Roͤhre BC von
außen durch den Trichter D einstroͤmende
Luft wurde, waͤhrend ihres Durchganges durch die gluͤhende
Roͤhre BC, so sehr erhizt, daß sie,
aufsteigend durch die Roͤhre E, in einer
Entfernung von 20 Klaftern von BC noch so
heiß ankam, daß man kaum die Hand vor der Thuͤre erleiden konnte,
durch die sie einstroͤmte. A. d. Ueb.. Man hat ihn in
verschiedenen Gegenden unserer Insel, und selbst zu London, zuweilen mit Erfolg
angewendet; indessen ließen mehrere Umstaͤnde, nebst den Maͤngeln, die
in der Natur dieses Ofens selbst gelegen sind, diese Vorrichtung in vielen
Faͤllen unter den von ihr gehegten Erwartungen zuruͤk. Dieß wird stets und immer auch bei
den vortrefflichsten Erfindungen der Fall seyn, sobald sie in Haͤnde von
Leuten gelangen, welche mit den Grundsaͤzen, worauf sie beruhen, nicht
vertraut sind.
Nichts kann einleuchtender seyn, als der entschiedene Vortheil, den dieser Ofen, vor
allen uͤbrigen voraus hat, und nichts bliebe zu seiner Vollendung
uͤbrig, als den verschiedenen Theilen desselben ihr gehoͤriges
Verhaͤltniß zu geben, und seinen Bau so abzuaͤndern, daß er zu jedem
haͤuslichen Gebrauche leicht anwendbar wuͤrde. Durch die
fruͤhere Verbesserung wurde eine, verhaͤltnismaͤßig fuͤr
das Feuer groͤßere und folglich kuͤhlere, Menge Luft zugelassen. Die
Vortheile hievon sind offenbar. Das dadurch gewaͤrmte Zimmer wird
vollkommener geluͤftet, weil eine groͤßere Menge Luft
zustroͤmt; die Temperatur ist mehr gleichfoͤrmig, weil die
Waͤrme mehr zerstreut wird; und endlich wird der Apparat selbst, weil die
Luft von einer groͤßeren Oberflaͤche bei einer niedrigeren Temperatur
erhizt wird, nicht im Mindesten von dem Feuer beschaͤdigt, und kann also eine
unbestimmte Zeit uͤber dauern.
Nichts ist wohl so unbestimmt und ungewiß, als die Meinungen, die man uͤber
die verschiedenen Apparate zum heizen der Zimmer mittelst warmer Luft vorgetragen
hat. Es schien mir daher bei Untersuchungen dieser Art ein Desideratum, die Kraft
und die Guͤte eines Ofens so zu bestimmen, wie man dieß bei Maschinen zu thun
pflegt. In dieser Hinsicht gieng mein erstes Streben dahin, mir ein Instrument zu
verschaffen, mit welchem ich die Schnelligkeit der Stroͤmungen messen konnte.
Nach vielen verschiedenen Versuchen fand ich endlich eines, welches mir vollkommen
Genuͤge leistete. Es besteht aus einem leichten messingenen Rade von der Form
desjenigen, welches einem Rauchzieher seine erste Bewegung mittheilt. Eine Schraube
ohne Ende auf derselben Achse bewegt ein Rad von 50 Zaͤhnen, an dessen Achse ein Zeiger angebracht
ist, den man mit dem Auge verfolgen kann, wenn das Instrument einer Stroͤmung
ausgesezt wird. Das Rad, auf welches die Stroͤmung wirkt, hat
ungefaͤhr zwei Zoll und einen halben im Durchmesser, und acht Fluͤgel
oder Faͤnge, welche den ganzen Umkreis desselben einnehmen, wenn ihre
Flaͤchen parallel mit der Richtung der Bewegung stehen. Sie sind unter einem
Winkel von 45° angebracht. Unter diesen Umstaͤnden habe ich
wahrgenommen, daß, wenn fuͤnfzig Umdrehungen des ersten Bewegers statt haben,
die Stroͤmung, welche dieselben erzeugt, sich waͤhrend dieser
Umdrehungen 46 Fuß weit bewegt.
Um die Staͤrke und Guͤte eines Ofens zu bemessen, nehme ich
gewoͤhnlich eine Periode von 12 Stunden, angefangen mit einem guten Feuer und
mit demselben aufgehoͤrt. Waͤhrend dieser Zeit wird die Schnelligkeit
und Temperatur in dem großen Luftzuge der warmen Luft jede halbe Stunde genommen,
und hievon der Durchschnitt, so wie der Bedarf der waͤhrend dieser Zeit
verbrauchten Kohlen, berechnet. Da die Temperatur der aͤußeren Luft
gleichfalls bekannt ist, so gibt der Ueberschuß des Durchschnittes der Temperatur
uͤber jene der Atmosphaͤre das verlangte Datum.
Aus dem Durchschnitte der Schnelligkeit wird die Anzahl von Kubikfußen Luft, welche
in 12 Stunden durch den Zug durchlaͤuft, gefunden.
Es sey A die Zahl der Pfunde Luft, welche in 12 Stunden
erhizt wird; ein Pfund Luft zu 14 Kubikfuß gerechnet. T
der Ueberschuß der Temperatur uͤber jenen der Atmosphaͤre. W das Gewicht der waͤhrend dieser Zeit
verbrauchten Kohlen in Pfunden. E die Wirkung des Ofens,
welche, bei allen Oefen von demselben Baue, wenn sie auch von verschiedener
Groͤße sind, eine bestaͤndige Groͤße seyn wird, indem A, die Menge, und T, der
Ueberschuß der Temperatur, die von W, oder von dem Gewichte der Kohle
erzeugten Vortheile sind. Es wird also E sich gerade wie
A. und T, und umgekehrt
wie W verhalten. Also E =
AT/W seyn.
Um ein Beispiel aus der Erfahrung zu geben, so wird ein Ofen, der in der
kaͤltesten Witterung im Stande ist 100,000 Kubikfuß Raum auf 60°
(Fahrenh.) zu erwaͤrmen, wenn er 9 Fuß unter dem Niveau steht, auf welchem
die warme Luft entwikelt wird, in jeder Secunde 45 Kubikfuß Luft zu 60°
uͤber der Temperatur der Atmosphaͤre liefern. Um diese
Stroͤmung und diesen Ueberschuß der Temperatur 12 Stunden lang zu
unterhalten, werden nicht mehr als drei Bushel oder 252 Pfund Kohlen noͤthig
seyn. In diesem Falle sind also 45 Kubikfuß LuftIm Originale
heißt es 49; es muß aber 45 heißen. A. d. Ueb. jeder Secunde
1,944,000 Kubikfuß in 12 Stunden, oder 138,857 Pfund. Es ist also E = (138,857 × 60)/252 = 32,930. Diese Zahl kann
man als bestaͤndige Groͤße, durch welche die Staͤrke irgend
eines Ofens ausgedruͤkt werden kann, betrachten; sie druͤkt zugleich
auch das Gewicht der Luft, welches ein Pfund Newcastler Steinkohle um einen Grad am
Fahrenheit'schen Thermometer erwaͤrmt, in Pfunden aus.
Allein strenge genommen, ist diese Zahl doch keine bestaͤndige Groͤße,
indem kleinere Oefen nicht mit demselben Vortheile wirken, wie groͤßere, und
oͤrtliche und andere Umstaͤnde koͤnnen in einem gewissen Grade
das Resultat der obigen Versuche veraͤndern. Dieß ist vorzuͤglich dann
der Fall, wenn der Zutritt der kalten Luft und die Entladung der verdorbenen Luft
auf irgend eine Weise durch den Wind gehindert wird.
Die kalte Luft kommt gewoͤhnlich geradezu aus der Atmosphaͤre, und so wie ihr
Fortschreiten in derselben durch den Wind gehindert oder beguͤnstigt wird,
wird eine groͤßere oder geringere Menge derselben durch den Ofen ziehen. Wenn
es an Luft fehlt, so wird weniger warme Luft von der erhizten Oberflaͤche
abgesezt werden, und eine groͤßere Menge wird durch den Schornstein
hinausgehen; wenn aber im Gegentheile der Wind in den fuͤr die kalte Luft
bestimmten Luftzug hineinblaͤst, dann vereinen sich zwei Kraͤfte zu
einer und derselben Wirkung; es tritt mehr Luft ein, es wird mehr Hize durch
dieselbe abgefuͤhrt, und es geht folglich weniger durch den Schornstein
hinaus.
Wo es nur immer thunlich ist, bediene ich mich eines sehr kraͤftigen Mittels,
um das Einstroͤmen der kalten Luft und das Entweichen der verdorbenen zu
regulieren, indem ich an dem Anfange und Ende dieser Oeffnungen eine Drehekappe oder
einen Luftfang anbringe, dessen Fluͤgel so befestigt sind, daß sie den Wind
durch die eine herein blasen lassen, und die Entweichung der Luft durch die andere
beguͤnstigen. Obschon diese Vorrichtung stets der Entstehung einer
Gegenstroͤmung, welche ohne dieselbe zuweilen statt hat, vorzubeugen im
Stande ist, so vermag sie doch nicht zu hindern, daß nicht ungleiche Mengen von Luft
einstroͤmen, je nachdem naͤmlich die Staͤrke des Windes
verschieden ist. Indessen ist dieß in praktischer Hinsicht eben nicht von großer
Bedeutung, da selbst waͤhrend der vollkommensten Windstille die durch die
Gewalt des Ofens allein herbeigefuͤhrte Luft zu jeder Erwaͤrmung und
Luͤftung hinreicht, und, bei einem mittelmaͤßigen Feuer in dem Ofen,
die Luft, wenn der Wind bedeutend stark ist, in einer hoͤheren Temperatur,
als noͤthig, in die Zimmer gelangt. Hier haͤtte also hoͤchstens
ein erwuͤnschter Fehler statt. Sollte jedoch die Menge der
zustroͤmenden Luft unter jedem Winde dieselbe seyn muͤssen, so
koͤnnte die Oeffnung in der Drehekappe, durch welche die kalte Luft
einstroͤmt, so
eingerichtet seyn, daß sie sich selbst gehoͤrig zu stellen vermag, und
jedesmal dem Winde eine Flaͤche darbiethet, die in umgekehrtem
Verhaͤltnisse mit der Schnelligkeit des Windes steht. Auf diese Weise
wuͤrde in gleichen Zeitraͤumen immer dieselbe Menge von Luft
einstroͤmen.
Die Drehekappe am Ausgange fuͤr die verdorbene Luft ist oben an dem Dache, so
daß alle Zimmer, welche warme Luft erhalten, ihren Luftzug fuͤr die
verdorbene Luft, und zwar jedes, fuͤr sich einzeln, oben unter dem Dache
haben, und sich unter der Drehekappe entleeren.
Diese Vorrichtung ist in dem allgemeinen Krankenhause von Derbyshire und in dem
Lunatic Asylum zu Wakefield eingefuͤhrt. Im Sommer, wo der Ofen nicht im
Gange ist, haͤngt die Luͤftung von dem Winde ab, welche zu weilen dem
in Krankenhaͤusern so noͤthigen Wechsel der Luft nicht entsprechen
mag. Fuͤr diesen Fall habe ich eine andere Vorrichtung getroffen. Statt die
Drehekappe fuͤr die verdorbene Luft am Dache anzubringen, stellte ich sie
oben auf eine cylindrische Hoͤhlung, die ich in dem Dache selbst erbaute. In
diese Hoͤhlung leite ich alle Zuͤge der verdorbenen Luft, welche, wenn
sie aus Ziegelsteinen gebaut sind, in diesem Falle auch als Schornsteine dienen
koͤnnen. Mit eben dieser Hoͤhlung verbinde ich auch den Schornstein
des Ofens, und, wenn moͤglich, alle Rauchzuͤge in dem Gebaͤude.
Auf diese Weise laͤßt sich erwarten, daß stets einige Verduͤnnung in
dieser cylindrischen Hoͤhle im Dache statt hat, und daß hiedurch ein
anhaltender Zug aus jedem Zimmer in den allgemeinen Entleerer der verdorbenen Luft
hervorgebracht wird. Bei alten Gebaͤuden wird eine solche Vorrichtung sich
schwerlich ohne bedeutende Veraͤnderungen am Dache anbringen lassen,
waͤhrend an einem neuen Gebaͤude keine Schwierigkeit hieruͤber
statt haben kann, und die Vortheile, welche fuͤr gewoͤhnliche
Wohnzimmer dadurch entstehen, wirklich sehr groß sind. Denn erstens kann es bei dieser Art
von Heizung, gar keinen rauchenden Schornstein im ganzen Hause geben, und zweitens
kann kein Abwaͤrtsstroͤmen des Rauches in einem unbesezten
Schornsteine entstehen, und das Niederfallen des Rauches aus einem Rauchfange in den
anderen wird dadurch ganz und gar unmoͤglich; endlich gewinnt auch noch die
Schoͤnheit des Hauses, wenn man nur einen einzigen Schornstein fuͤr
dasselbe noͤthig hat, dem man uͤberdieß noch eine gefaͤllige
Form geben kann, waͤhrend unsere vielen heutigen Schornsteine die
Gebaͤude so sehr entstellen.
Wo man immer einen Luftzug fuͤr kalte Luft in einer bedeutenden Laͤnge
unter der Erde anbringen kann, ist es der Muͤhe werth sich denselben zu
verschaffen. Ich weiß durch Erfahrung, daß ein solcher Luftzug von 50 Yards (150
Fuß) Laͤnge die Luft beinahe bis zur arithmetischen Proportionale zwischen
der Temperatur der Erde und jener der Luft im Sommer abzukuͤhlen vermag.
Aehnlichen Vortheil hat man von demselben auch im Winter, da die Erde die Luft zu
dieser Jahreszeit waͤrmt. Die Form dieses Luftzuges soll die moͤglich
groͤßte Oberflaͤche darbiethen, waͤhrend gerade die
entgegengesezte Form wesentlich die beste fuͤr die Leitungszuͤge der
warmen Luft ist.
Diese Angaben werden zwischen den Wendekreisen mit eben so vielem Vortheile zur
Kuͤhlung der Luft in den Zimmern, als bei uns, wo die Temperatur der Luft im
Winter so sehr unter jener der Erde ist, zur Erwaͤrmung derselben mit dem
besten Erfolge angewendet werden koͤnnen.