Naar inhoud springen

Fabrieksschoorstenen: verschil tussen versies

625 bytes verwijderd ,  27 mei 2022
k
Tekst iets aangepast
Geen bewerkingssamenvatting
k (Tekst iets aangepast)
 
(7 tussenliggende versies door dezelfde gebruiker niet weergegeven)
Regel 1: Regel 1:
Historische fabrieksschoorstenen behoren tot een bijzondere groep binnen de industriële erfgoederen. Door hun hoogte vormen ze vaak markante elementen in het landschap of het stadsbeeld. Groeiende erkenning van de fabrieksschoorsteen als monument van voormalige bedrijvigheid heeft de afgelopen jaren geleid tot aanwijzing van een groot aantal schoorstenen als Rijksmonument.  
Historische fabrieksschoorstenen behoren tot een bijzondere groep binnen de industriële erfgoederen. Door hun hoogte vormen ze vaak markante elementen in het landschap of het stadsbeeld. Groeiende erkenning van de fabrieksschoorsteen als monument van voormalige bedrijvigheid heeft de afgelopen jaren geleid tot aanwijzing van een groot aantal schoorstenen als Rijksmonument.  


Onderstaand wordt een aantal aspecten van fabrieksschoorstenen besproken. Een groot deel van de informatie is afkomstig uit de brochure 'Fabrieksschoorstenen' van de Rijksdienst voor Archeologie, Cultuurlandschap en Monumenten (2008).


== Historische ontwikkeling ==
== Historische ontwikkeling ==
[[Bestand:Schoorsteen met buitenwerkse steiger.jpg|miniatuur|upright=0.95|Schoorsteen met buitenwerkse steiger]]
[[Bestand:Bouw van de Amsterdamsche Meel- en Broodfabriek.jpg|miniatuur|upright=1.1|Bouw van fabrieksschoorsteen met buitenwerkse steiger in 1863/1864 bij de Amsterdamsche Meel- en Broodfabriek. Bron: Stadsarchief Amsterdam/foto Jacob Olie]]
Door het in gebruik nemen van stoommachines worden er in de negentiende eeuw veel fabrieksschoorstenen gebouwd. In elke bedrijfstak waar behoefte is aan kracht of energie zijn schoorstenen nodig, zoals bij steenfabrieken, wasserijen en zuivelfabrieken. Er worden niet alleen schoorstenen gebouwd bij door stoomkracht aangedreven bedrijven en fabrieken, maar ook bij gemalen en ketelhuizen van tuinbouwbedrijven, kloosters, zorginstellingen, openbare nutsinstellingen, zwembaden en scholen. Er ontstaan bovendien nieuwe bedrijfstakken, zoals gas- en elektriciteitsbedrijven. Tussen 1820 en 1850 worden de schoorstenen steeds hoger, maar de traditionele bouwmethode blijft gelijk (zie afbeelding rechts).  
Door het in gebruik nemen van stoommachines worden er in de negentiende eeuw veel fabrieksschoorstenen gebouwd. In elke bedrijfstak waar behoefte is aan kracht of energie zijn schoorstenen nodig, zoals bij steenfabrieken, wasserijen en zuivelfabrieken. Er worden niet alleen schoorstenen gebouwd bij door stoomkracht aangedreven bedrijven en fabrieken, maar ook bij gemalen en ketelhuizen van tuinbouwbedrijven, kloosters, zorginstellingen, openbare nutsinstellingen, zwembaden en scholen. Er ontstaan bovendien nieuwe bedrijfstakken, zoals gas- en elektriciteitsbedrijven. Tussen 1820 en 1850 worden de schoorstenen steeds hoger, maar de traditionele bouwmethode blijft gelijk (zie afbeelding rechts).  


Regel 24: Regel 23:


[[Bestand:Radiaalsteen van De Ridder.jpg|miniatuur|upright=0.7|Radiaalsteen van De Ridder]]
[[Bestand:Radiaalsteen van De Ridder.jpg|miniatuur|upright=0.7|Radiaalsteen van De Ridder]]
Met de komst van grotere stoomketels, grotere vuurhaarden en daarbij horende hogere schoorstenen neemt de behoefte aan grotere, eenvoudig te verwerken stenen toe. De Duitse uitvinding van de strengpers voor de steenfabricage maakt het vanaf 1855 mogelijk de stenen in een bepaalde vorm te persen en machinaal te produceren. Hierdoor kan voor de schoorsteenbouw gebruik gemaakt worden van zogenoemde radiaalstenen. Dit zijn stenen in de vorm van een taartpunt, waarmee op efficiënte wijze ronde hogere schoorstenen kunnen worden gebouwd. Naast het feit dat radiaalstenen de geëigende vorm voor de bouw van ronde schoorstenen hebben, zijn zij veel groter van formaat dan gewone bakstenen en vervaardigd van kleisoorten met een verhoogde hittebestendigheid.  
Met de komst van grotere stoomketels, grotere vuurhaarden en daarbij horende hogere schoorstenen neemt de behoefte aan grotere, eenvoudig te verwerken stenen toe. De Duitse uitvinding van de strengpers voor de steenfabricage maakt het vanaf 1855 mogelijk de klei in een bepaalde vorm te persen met het profiel van de gewenste steen. Hierdoor kan voor de schoorsteenbouw gebruik gemaakt worden van zogenoemde radiaalstenen. Dit zijn stenen in de vorm van een taartpunt, waarmee op efficiënte wijze ronde hogere schoorstenen kunnen worden gebouwd. Naast het feit dat radiaalstenen de geëigende vorm voor de bouw van ronde schoorstenen hebben, zijn zij veel groter van formaat dan gewone bakstenen en vervaardigd van kleisoorten met een verhoogde hittebestendigheid.  
   
   
De firma Canoy-Herfkens uit Tegelen wordt in 1880 opgericht als steenfabriek met daarbij vanaf 1893 een schoorsteenbouwafdeling. Een andere Nederlandse schoorsteenbouwer was de firma De Ridder, die na 1900 een eigen steenfabriek kreeg in Oegstgeest. Bovendien was er nog een twintigtal kleinere schoorsteenbouwbedrijven die bouwen met de stenen van Canoy-Herfkens of De Ridder.
De firma Canoy-Herfkens uit Tegelen wordt in 1880 opgericht als steenfabriek met daarbij vanaf 1893 een schoorsteenbouwafdeling. Een andere Nederlandse schoorsteenbouwer was de firma De Ridder, die na 1900 een eigen steenfabriek kreeg in Oegstgeest. Bovendien was er nog een twintigtal kleinere schoorsteenbouwbedrijven die bouwen met de stenen van Canoy-Herfkens of De Ridder.
Regel 84: Regel 83:
Naast de uitkraging van de kop kan de schoorsteen ook worden versierd met contrasterende kleuren van stenen, soms ook wordt op deze wijze de bedrijfsnaam op de schacht aangebracht, eventueel ook met verspringend metselwerk.
Naast de uitkraging van de kop kan de schoorsteen ook worden versierd met contrasterende kleuren van stenen, soms ook wordt op deze wijze de bedrijfsnaam op de schacht aangebracht, eventueel ook met verspringend metselwerk.
<br clear=all>
<br clear=all>
==='''Klimijzers en trekbanden'''===
==Schade en onderhoud==
Een schoorsteen kan schade oplopen door vochtproblemen en vorstinvloeden, kromtrekken door opname van water, vergipsing van de mortel door inwerking van de chemische samenstelling van de rookgassen. Hierbij is de hardheid van de stenen een belangrijke factor: de hardere Canoy-stenen bieden meer weerstand tegen deze invloeden dan de De Ridder-stenen.
[[Bestand:Klimijzers en trekbanden.jpg|miniatuur|links|upright=0.7|Klimijzers en trekbanden]]
Een schoorsteen kan schade oplopen door vochtproblemen en vorstinvloeden, kromtrekken door opname van water of vergipsing van de mortel door inwerking van de chemische samenstelling van de rookgassen. Hierbij is de hardheid van de stenen een belangrijke factor: de hardere Canoy-Herfkens stenen bieden meer weerstand tegen deze invloeden dan die van De Ridder.


Om inspecties zowel inwendig als uitwendig mogelijk te maken, worden er ijzeren '''klimijzers''' in de schoorstenen gemetseld.  
Om inspecties zowel inwendig als uitwendig mogelijk te maken, worden er stalen klimijzers in de schoorstenen gemetseld.  
<br>Voor de stevigheid, vooral bij hogere temperaturen, worden nieuwe schoorstenen een enkele keer meteen '''ingebonden met metalen trekbanden'''.
<br>Voor de stevigheid, vooral bij hogere temperaturen, worden nieuwe schoorstenen een enkele keer meteen ingebonden met metalen trekbanden. Meestal worden trekbanden echter pas na vele jaren van gebruik aangebracht.
<br>'''Meestal''' worden trekbanden echter '''pas na vele jaren van gebruik''' aangebracht.
<br>De conditie van de klimijzers is van groot belang. Als die door roest gaan uitzetten kan er schade ontstaan aan het metselwerk, vaak aan de binnenkant van de schoorsteen. Het gebruik van trekbanden van roestvast staal is beter dan van gegalvaniseerd of geschilderd staal.  
<br>De staat van de ijzeren klimijzers is van belang. Als die '''door roest''' gaan '''uitzetten''' kan er schade ontstaan aan het metselwerk, vaak aan de binnenkant van de schoorsteen. Het gebruik van '''trekbanden van roestvast staal''' is beter dan gegalvaniseerd of geschilderd ijzer.


Als de kwaliteit van het ontwerp en de daaropvolgende bouw in orde is, heeft de schoorsteen weinig onderhoud nodig. Eventueel onderhoud hoeft slechts met lange tussenliggende periodes plaats te vinden.


==='''Bliksembeveiliging'''===
<br clear=all>
Voor elke schoorsteen betekent '''blikseminslag een groot risico'''. Bij de bouw van de schoorsteen van het '''[[ir. D.F. Woudagemaal]]''' '''vond blikseminslag plaats''' die een totale verwoesting van de nieuwe schoorsteen betekent. De schoorsteen moet opnieuw worden gebouwd. Bliksembeveiliging is voor een fabrieksschoorsteen dus een absolute voorwaarde.


Voor het relaas over de blikseminslag op zondag 16 juni 1918 zie: bouw stoomgemaal
[[Bestand:Schoorsteen blikseminslag.jpg|miniatuur|upright=0.9|Gevolgen van blikseminslag]]
Voor elke schoorsteen betekent blikseminslag een groot risico. Bij de bouw van de schoorsteen van het [[ir. D.F. Woudagemaal]] vindt op zondag 16 juni 1918 blikseminslag plaats die een totale verwoesting van de zojuist gereedgekomen schoorsteen betekent. De schoorsteen moet opnieuw worden opgebouwd. Bliksembeveiliging is voor een fabrieksschoorsteen dus een absolute voorwaarde.


[[Bestand:Schoorsteen_10.jpg|108x160px|link=]]
Voor het relaas over de blikseminslag in 1918 zie: [[Bouw van het stoomgemaal]]
 
<br clear=all>
'''(voor de informatie van deze tekst is gebruik gemaakt van de brochure Cultuurhistorie 10 – 2008 Rijksdienst voor archeologie, cultuurlandschap en monumenten, link:'''
==Functie en werking van de schoorsteen==
<br>'''www.cultureelerfgoed.nl/ sites/ default/ files/ u4/ racm_brochure_cultuurhistorie_10.pdf''')


==='''Functie van de schoorsteen'''===
De schoorsteen van de stookinrichting van een door stoomkracht aangedreven bedrijf heeft een tweeledig doel.
In de eerste plaats is dat het aanzuigen van de nodige luchthoeveelheid en ten tweede gaat het om het verwijderen van de verbrandingsproducten op een zodanige hoogte, dat er voor de omwonenden geen gevaar en last ontstaat.
Daarvoor wordt vaak in de hinderwetvergunning een minimumhoogte vastgesteld, die daarnaast ook afhangt van de aard van het ketelsysteem en de grootte van het verwarmend oppervlak.


De schoorsteen van de stookinrichting van een stoombedrijf heeft een '''tweeledig doel'''.
De werking van de schoorsteen berust op het verschil in het soortelijk gewicht van de hete rookgassen en de omringende lucht van de atmosfeer.
In de eerste plaats is dat '''het aanzuigen van de nodige luchthoeveelheid''' en '''ten tweede gaat het om het verwijderen van de verbrandingsproducten''' op een dergelijke hoogte, dat er voor de omwonenden geen gevaar en last ontstaat.  
De hete gaskolom in de schoorsteen ontwikkelt een opstijgende kracht, waardoor onderin de schoorsteen een onderdruk ontstaat en lucht toestroomt onder het rooster (bij vaste brandstoffen) of in de brander (bij oliestook).
Daarvoor wordt vaak in de hinderwetvergunning '''een minimum hoogte vastgesteld''', die zeker ook '''afhangt van de aard van het ketelsysteem en de grootte van het verwarmend oppervlak'''.


[[Bestand:IMG_1976_ketelhuis_k.jpg|400x267px|link=]]
De doorstroomsnelheid is afhankelijk van de weerstand in de rookkanalen en de schoorsteen, die weer bepaald wordt door de doorsnede en de hoogte.
Uiteraard speelt ook de temperatuur van de gassen een belangrijke rol.


De '''werking van de schoorsteen''' berust op '''het verschil in het soortelijk gewicht van de hete rookgassen en de omringende lucht van de atmosfeer'''.
De doorsnede van de schoorsteen is vaak in overeenstemming met de doorsnede van het laatste rookkanaal of de som van de rookkanalen. Deze rookkanalen en de schoorsteen hebben een ronde vorm, omdat hierbij de verhouding oppervlak/omtrek het meest gunstig is. Ook de weerstand die de rookgassen ondervinden is lager.
De hete gaskolom in de schoorsteen ontwikkelt een '''opstijgende kracht''', die zo weinig mogelijk gehinderd wordt door de toestromende lucht onder het rooster (bij vaste brandstoffen) of in de brander (bij oliestook).


De '''doorstroomsnelheid''' is '''afhankelijk van de weerstand in de rookkanalen en de schoorsteen''', die weer bepaald wordt door de '''doorsnede''' en de '''hoogte'''.
<br>Uiteraard speelt '''ook de temperatuur van de gassen''' een belangrijke rol.


Als de kwaliteit van het ontwerp en de daaropvolgende bouw in orde is, heeft de schoorsteen '''weinig onderhoud''' nodig. Eventueel onderhoud hoeft slechts met lange tussenliggende periodes  plaats  te vinden.
[[Bestand:Ketelhuis en schoorsteen.jpg|miniatuur|links|upright=1|Schoorsteen Woudagemaal]]
De '''doorsnede van de schoorsteen is vaak in overeenstemming met de doorsnede van het laatste rookkanaal of de som van de rookkanalen'''. Deze rookkanalen en de schoorsteen hebben '''een ronde vorm''', omdat door een bepaalde omtrek het grootste oppervlak wordt ingesloten. De ronde wanden zijn daarbij een weerstand bepalende factor.
Het kanaal aan de bovenkant van de schoorsteen moet in principe niet nauwer worden gemaakt dan aan de onderzijde, het is zelfs beter om het aan de bovenzijde wijder te maken.
Voor een goede trek moet de schoorsteendiameter inwendig geheel, of nagenoeg geheel constant blijven. Daarom zou de schoorsteen beneden wel een zeer grote wanddikte moeten krijgen.


[[Bestand:IMG_1964_voet_k.jpg|500x333px|link=]]
Om onnodige dikte van de steenmassa van de schoorsteenwanden te voorkomen, maakt men de wanddikte op bepaalde hoogte verspringend, zodat de wanddikte niet dikker wordt dan voor de stabiliteit van de schoorsteen noodzakelijk is.


Het '''kanaal aan de bovenkant''' van de schoorsteen moet '''in principe niet nauwer''' worden gemaakt '''dan aan de onderzijde''', het is zelfs beter om het aan de bovenzijde wijder te maken.  
Zo krijgt men echter inwendig een schoorsteen die beneden veel groter is dan boven. Om de constante binnenwerkse middellijn te realiseren , brengt men inwendig nog een losstaande, dunne pijp aan, de zogenoemde schutwand, die binnenwerks ongeveer dezelfde middellijn heeft als de schoorsteen inwendig van boven.  
Voor een goede trek moet '''de schoorsteenmiddellijn inwendig geheel, of nagenoeg geheel constant''' blijven. Daarom zou de schoorsteen beneden wel een zeer grote wanddikte moeten krijgen.
De schutwand heeft bovendien als voordeel, dat de buitenwand beschermd wordt tegen de hoge temperatuur van de doorstromende gassen.


Om onnodige dikte van de steenmassa van de schoorsteenwanden te voorkomen, maakt men '''de wanddikte op bepaalde hoogte verspringend''', zodat de wanddikte '''niet dikker wordt dan voor de stabiliteit van de schoorsteen noodzakelijk''' is.
Omdat steen een slecht warmtegeleidende stof is, bestaat er een risico van scheuren in de dikke stenen wand. Er kunnen ook scheuren in de wand ontstaan door onjuiste constructie, verzakking (onvoldoende sterkte van het fundament), metselen onder onjuiste weersomstandigheden (vorst), etc.
 
Zo krijgt men echter inwendig een pijp die beneden veel groter is dan boven. Om de constante binnenwerkse middellijn te realiseren , brengt men '''inwendig nog een losstaande, dunne pijp''' aan, de zogenoemde '''schutwand''', die '''binnenwerks ongeveer dezelfde middellijn heeft als de schoorsteen inwendig van boven'''.
De schutwand heeft bovendien als '''voordeel''', dat '''de buitenwand beschermd''' wordt tegen de hoge temperatuur van de doorstromende gassen.
 
[[Bestand:Schutwand.JPG|200x707px|link=]]
'''<br>Tekening van een schoorsteen met'''
'''<br>een schutwand tot 12 m hoogte'''
 
Omdat steen een slecht warmtegeleidende stof is, bestaat er een '''risico''' van scheuren in de dikke stenen wand. Er kunnen ook scheuren in de wand ontstaan door onjuiste constructie, verzakking (onvoldoende sterkte van het fundament), metselen onder onjuiste weersomstandigheden (vorst), etc.
Schoorsteenbouw vereist dus vakmanschap en bijbehorende ervaring.
Schoorsteenbouw vereist dus vakmanschap en bijbehorende ervaring.


Als bij een stookinstallatie de rookgassen een aantal malen langs de verwarmde oppervlakken worden geleid zullen de '''rookgassen al binnen het ketelsysteem sterk afkoelen'''. Als de rookgasweerstand in de rookkanalen verder redelijk groot is (ruwe oppervlakken), '''neemt de doorstroomsnelheid af''' en kan men '''onvoldoende trek''' verkrijgen.
Als bij een stookinstallatie de rookgassen een aantal malen langs de verwarmde oppervlakken worden geleid zullen de rookgassen al binnen het ketelsysteem sterk afkoelen. Als de rookgasweerstand in de rookkanalen verder redelijk groot is (ruwe oppervlakken), neemt de doorstroomsnelheid af en kan men onvoldoende trek verkrijgen.
 
In zulke gevallen gaat men over tot '''kunstmatige trek'''.  Hiervoor kan men '''in de rookgasweg een ventilator''' plaatsen. Door het uitschakelen van de ventilator of door gebruik te maken van '''een regelbare klep in het rookkanaal''' kan men gemakkelijk overschakelen naar natuurlijke trek. Door tussenvormen heeft men '''een groot regelbereik'''.


Bij het stoken van de ketel kan men ook gebruik maken van '''geforceerde luchttoevoer onder de verbrandingsroosters''''. Ook hier maakt men dan gebruik van''' ventilatoren''', waarbij bovendien weer regelmogelijkheden zijn door tussenstappen. Het beheer van deze mogelijkheden behoort tot het vakmanschap van de stokers.
In zulke gevallen gaat men over tot kunstmatige trek.  Hiervoor kan men in de rookgasweg een ventilator plaatsen. Door het uitschakelen van de ventilator of door gebruik te maken van een regelbare klep in het rookkanaal kan men gemakkelijk overschakelen naar natuurlijke trek. Door tussenvormen heeft men een groot regelbereik.


[[Bestand:Stoomm-vent.jpg|300x460px|link=]]
Bij het stoken van de ketel kan men ook gebruik maken van geforceerde luchttoevoer onder de verbrandingsroosters. Ook hier maakt men dan gebruik van ventilatoren, waarbij bovendien weer regelmogelijkheden zijn door tussenstappen. Het beheer van deze mogelijkheden behoort tot het vakmanschap van de stokers.


Dit systeem wordt ook toegepast bij de zes eerste Piedboeuf-ketels van het <strong>[[ir. D.F. Woudagemaal]]</strong>.


'''Voor de teksten is gebruik gemaakt van:'''
== Bronnen ==
<br>'''De Gids voor Machinisten, door E.F. Scholl, Leiden 1903'''
#Rijksdienst voor Archeologie, Cultuurlandschap en Monumenten. (2008). ''Fabrieksschoorstenen''.
<br>'''Stoom, uitgave der vereniging Krachtwerktuigen, Groningen 1942'''
#E.F. Scholl. (1903). ''De Gids voor Machinisten''
#Vereniging Krachtwerktuigen. (1942).''Stoom''
#Persoonlijke communicatie met Pierre Geelen, zoon van de schoorsteenbouwer van het Woudagemaal Sjang Geelen


<br>
<br>
[[Category:Techniek in ketelhuis en rookgasafvoer]]
[[Category:Techniek in ketelhuis en rookgasafvoer]]