Bodemdaling en Fabrieksschoorstenen: verschil tussen pagina's

Uit Wouda's Wiki
(Verschil tussen pagina's)
imported>Jan Pieter Rottine
Geen bewerkingssamenvatting
 
imported>Jan Pieter Rottine
Geen bewerkingssamenvatting
 
Regel 1: Regel 1:
'''Bodemdaling'''
=='''De fabrieksschoorsteen'''==


'''Nederland daalt''', weliswaar '''heel langzaam''', maar toch is dat '''een onomkeerbaar proces'''. De daling van de bodem is een '''natuurlijk geologisch''' proces. Hoewel deze '''bodemdalingsfactor mogelijk gering''' is, kunnen we toch zeggen dat het '''landoppervlak nergens een stabiele hoogteligging''' heeft.
De '''historische fabrieksschoorstenen''' vormen een bijzondere groep binnen de industriële erfgoederen. Door hun '''hoogte''' vormen ze vaak '''markante elementen''' '''in het landschap of het stadsbeeld'''. De herwaardering van de schoorsteen als '''monument van voormalige bedrijvigheid''' heeft ondertussen grote vormen aangenomen. Groeiende erkenning heeft geleid tot aanwijzingen als rijksmonument.
<br>Er lijkt bovendien '''een tweede proces''' aan de gang te zijn: '''Nederland lijkt''' iets '''te kantelen''': in het '''oosten iets omhoog''' en in het '''westen iets dieper'''.


In de '''17e eeuw''' kreeg '''Amsterdam overlast van het water van de toenmalige Zuiderzee'''. om inzicht te krijgen in wat er nu eigenlijk aan de hand was, liet liet burgemeester Hudde '''[[dijkpeilstenen]]''' of '''[[huddestenen]]''' langs het '''[[IJ]]''' inmetselen in een aantal bruggen en sluizen.
==='''Historische ontwikkeling'''===
<br>Vanaf de '''horizontale kerf in de steen''' werd vanaf dat moment de '''waterhoogte van het [[IJ]]''' gemeten, een '''aantal malen per dag'''. Zo werd de basis gelegd voor wat later het '''[[Normaal Amsterdams Peil]]''' zou worden.
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'''. Naast stoombedrijven zijn er ook schoorstenen gebouwd bij '''gemalen''' en ketelhuizen van '''tuinbouwbedrijven, kloosters, zorginstellingen en openbare nutsbedrijven, zwembaden en scholen'''.
<br>
 
[[Bestand:Huddesteen_eenhoornsluis_k.jpg|400×433px|link=]]
In '''1775''' wordt er in Nederland het '''eerste stoomgemaal in gebruik''' genomen. Tussen 1820 en 1850 worden de '''schoorstenen steeds hoger''', maar de traditionele bouwmethoden blijven gelijk.
'''Dijkpeilsteen of Huddesteen ingemetseld in de muur van een sluiskolk'''
 
[[Bestand:Schoorsteen_15_v2.jpg|200x275px|link=]]
 
Er ontstaan bovendien nieuwe bedrijfstakken, zoals '''gas- en elektriciteitsbedrijven'''.  
In de '''berekening van de maatvoering en de noodzakelijke hoogte, diameter en trek is het verwarmende oppervlak van de ketel(s)''' een belangrijk gegeven. Bovendien speelt de '''soort ketel, de hitte en de chemische samenstelling van de rookgassen''' een rol.
 
In het '''begin van de twintigste eeuw''' ontstaan er door de grote aantallen te bouwen schoorstenen al spoedig '''standaardmodellen''' voor de kleinere schoorstenen tot ongeveer twintig meter hoogte. Ze zijn vaak aan '''de diverse uitvoeringen van de kop''' te herkennen.
Vaak leveren de steenfabrieken series van speciaal gebogen stenen, waarmee deze standaardkoppen kunnen worden gerealiseerd.  
 
'''Tot de tweede wereldoorlog blijft de vormgeving traditioneel'''. Daarna ontstaan er fabrieksschoorstenen van nieuw toegepaste materialen zoals beton en staal.
Door de afname van het gebruik van stoommachines worden er '''na 1970 vrijwel geen nieuwe schoorstenen meer''' gebouwd. De nog bestaande schoorstenen zijn zodoende evenzovele '''monumenten''' geworden.
 
In Nederland zijn in totaal '''ooit''' ongeveer '''10.000 schoorstenen''' gebouwd.
   
   
De bodemdaling werd ook beïnvloed vanaf het moment dat de mens activiteiten in de bodem en aan het bodemoppervlak ging ontwikkelen.
==='''Bouw'''===
In Nederland worden '''voor 1880 veel schoorstenen door buitenlandse bedrijven''' gebouwd, met name de hogere van boven de veertig meter.
Vanaf 1880 ontstaan er '''gespecialiseerde schoorsteenbouwbedrijven''', die langzaam de markt veroveren, nadat ze ervaring hebben opgedaan met de lagere schoorstenen.
 
De '''oudste fabrieksschoorstenen worden van de zelfde stenen gebouwd als de bijbehorende gebouwen'''. In Friesland gebeurde dat van zogenoemde “Friese mop”, vaak in “kops verband” in de schoorsteen verwerkt. Dat kan, omdat de af te voeren rookgassen dan nog geen hoge temperaturen bereiken.
 
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''' met bijbehorende industriële productie.
Hierdoor was het mogelijk voor de schoorsteenbouw gebruik te gaan maken van zogenoemde '''vormsteen of radiaalsteen'''. Dit zijn '''stenen in de vorm van een taartpunt''', waarmee gemakkelijk de ronde hogere schoorstenen kunnen worden gebouwd. Bovendien heeft deze steensoort een '''hogere hittebestendigheid'''. De '''vorm van de radiaal- of façonstenen moet veranderen naarmate de hoogte van de schoorsteen toeneemt'''.
 
[[Bestand:Schoorsteen_3.jpg|382x274px|link=]]
De firma '''Canoy-Herfkens uit Tegelen''' wordt in 1880 opgericht als steenfabriek met daarbij 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'''.
 
[[Bestand:Schoorsteen_4.jpg|172x282px|link=]]
 
De''' radiaalsteen''' zorgt ook voor '''een omwenteling''' in de methode van schoorsteenbouw. Zij zijn veel groter dan de waalstenen of andere soorten en daarom '''kan er ook veel sneller mee worden gebouwd'''. De nieuwe werkwijze bestaat uit het feit dat men de schoorstenen steeds vaker '''van binnenuit''' gaat '''opmetselen''' en daarom '''geen buitenwerkse steiger meer''' hoeft te gebruiken.
 
==='''Klimijzers en trekbanden'''===
Om inspecties zowel inwendig als uitwendig mogelijk te maken, worden er ijzeren '''klimijzers''' in de schoorstenen gemetseld.
<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.
 
==='''Vormgeving'''===
In de jaren '''tussen 1775 en 1820''' worden er vooral '''vierkante schoorstenen''' gebouwd, zonder enige versterking van de voet of sokkel.
<br>'''Na 1820''' worden er ook '''vierkante voeten met ronde schachten''' gebouwd. De '''oudste''' van dit model '''met nog zeer hoge vierkante voeten''', soms '''tot de helft van de pijphoogte'''.
<br>'''Bij de latere ronde schoorstenen''' is er '''minder aanhechting van roet''' en dus wordt '''na de eeuwwisseling de ronde voet regel en de vierkante een uitzondering'''.
 
De '''vroegste schoorstenen hebben nog geen uitkragende kop''', zoals later steeds meer wordt toegepast. '''Uitkraging''' heeft '''als voordeel een versteviging van de schoorsteen''' en '''minder last van de temperatuurverschillen''' tussen de rookgassen en de buitenlucht.
Vaak kan '''de bouwer van de schoorsteen''' worden '''herkend aan de vorm van de uitkraging'''.


'''In de Middeleeuwen''' '''en later''' was dat vooral de '''vervening''' van woeste gronden.
[[Bestand:Schoorsteen_9.jpg|111x139px|link=]]


'''In Zeeland en delen van Holland''' diepte men lagergelegen '''veengrond''' op om door middel van '''verbranding''' van het veen daaruit '''het ingesloten zout te winnen''' '''([[selbarnen]])'''. Grote gebieden aan '''laaggelegen veengronden''' verdwenen daardoor '''onder het waterpeil''' en de '''watervlakten''' die ontstonden '''breidden zich door stormen en de bijbehorende afslag snel uit'''.
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 aangebracht''', eventueel ook met verspringend metselwerk.


Het '''winnen van veen om er turf van te maken''' is mogelijk nog '''veel ouder'''. In ieder geval wordt er reeds '''vanaf de Middeleeuwen op systematische wijze turf gewonnen''', een grootschalig proces dat '''pas in de 20e eeuw''' wordt '''beëindigd'''.
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.
<br>Adelijke families en regentenfamilies investeerden grote kapitalen van hun vermogen door het aankopen van woeste veengronden om die vervolgens te laten vervenen tot turf, waarna de overgebleven gebieden aan het water prijs werden gegeven of werden ontgonnen tot laaggelegen landbouwgronden.  


Aanvankelijk werden '''eerst de gemakkelijk te winnen hooggelegen (boven het waterpeil uitstekend) venen afgegraven''': deze bevonden zich in de '''komvormige vochtige kuilen op de hoge zandgronden''' en '''ook bovenop de veengronden die dieper (onder het waterpeil gelegen) zaten''' in de meer '''laaggelegen delen van Friesland, Groningen, Drente, Overijssel, Gelderland, Utrecht, Holland''' en Zeeland.  
==='''Klimijzers en trekbanden'''===
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.


Nadat de hogergelegen veenlagen waren afgegraven, kwamen de diepergelegen veengronden op het waterpeil te voorschijn.
==='''Bliksembeveiliging'''===
<br>In deze '''lage gebieden beneden de zeespiegel''' werd de '''veenspecie opgegraven of opgebaggerd''' om op de tussenliggende stroken land te worden '''uitgespreid en gedroogd'''. Als deze specie voldoende droog was geworden, werd ze '''tot kleine turven gesneden''': de zogenaamde '''baggelaars'''.
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.


<br>[[Bestand:Baggelaar_k.jpg|400×300px|link=]]
foto
'''Baggelaar'''


<br>In de '''hoogveengebieden op de zandgronden''' wordt de droge, '''boven de zeespiegel gelegen veengrond''' '''gesneden en gewonnen in de vorm van de grote hoogveenturven'''.
'''(voor de informatie van deze tekst is gebruik gemaakt van de brochure Cultuurhistorie 10 – 2008 Rijksdienst voor archeologie, cultuurlandschap en monumenten)'''


[[Bestand:Hoogveenturf_steken_k.jpg|400×314px|link=]]
==='''Functie van de schoorsteen'''===
'''Hoogveenturf'''


De '''grote gebieden''', waaruit de turf was gewonnen, werden '''als watervlakten achtergelaten''', of ze werden '''ontgonnen tot cultuurland''', meestal voor het veeteeltbedrijf.
De schoorsteen van de stookinrichting van een stoombedrijf heeft een '''tweeledig doel'''.
<br>Uiteraard lagen deze gebieden na het wegnemen van het veen '''beduidend lager dan oorspronkelijk'''. '''[[Bemaling]]''' van dit cultuurland deed zijn intrede. 
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.  
<br>Er verdween een laag van '''soms meerdere meters'''. Dat kon '''tot gevolg''' hebben dat het '''water vrij spel''' kreeg en de zwakke delen van zo'n veengebied '''onder water''' kwamen te staan. Wat eerst een klein water was kon '''uitgroeien tot een enorm meer'''.
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:Fochtloerveen_k.jpg|400×218px|link=]]
De '''werking van de schoorsteen''' berust op '''het verschil in het soortelijk gewicht van de hete rookgassen en de omringende lucht van de atmosfeer'''.
'''Het Fochteloërveen is een hoogveengebied'''
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).


<br>Op deze manier is de '''[[Haarlemmermeer]]''' ontstaan. Een eenvoudige uitvening: een plas niet opgevuld met grond, water en stormen deden de rest. '''In de driehoek Amsterdam, Haarlem en Leiden werd het meer een gevaarlijke plas water''', die meer dan eens zorgde voor overlast. Uiteindelijk maakte de bemaling met '''[[stoommachine|stoommachines]]''' het mogelijk de '''[[Haarlemmermeer]]''' te beteugelen door het droog te malen.
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.


[[Bestand:Haarlemmermeer-Jan_van_Goyen_k.jpg|400×276px|link=]]
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.
'''De Haarlemmermeer voor de drooglegging'''
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.


'''Zolang de bodem''' in de lage gebieden '''voldoende is doordrongen van grondwater''', werkt de '''veenlaag als een soort spons'''. Deze bodemlaag heeft in '''vele eeuwen voldoende steun gegeven aan de oppervlakte''': op de veenbodem waren voor de bewoners voldoende positieve omstandigheden aanwezig om zich hier blijvend te vestigen.
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 schoorsteenmiddellijn inwendig geheel, of nagenoeg geheel constant''' blijven. Daarom zou de schoorsteen beneden wel een zeer grote wanddikte moeten krijgen.


Door''' intensitieve bewoning''' en het '''toenemen van de cultuurdruk''' ontstaat er behoefte aan '''meer en voldoende gebieden waar het droog en stevig genoeg is''', om er nieuwe nederzettingen en bestaansactiviteiten te kunnen ontwikkelen.
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.
<br>Daarom worden er '''steeds meer pogingen ondernomen om de algemene waterstand te gaan beheersen''', ook gaat men steeds sterker '''bemalen: diepontwatering''' is lange tijd in de mode geweest.


Op het moment dat de grond te nat is en het bodemwater te hoog staat, kan er met behulp van '''mechanische bemaling''' worden ingegrepen. De '''grondwaterstand wordt aangepast''' aan het doel waarvoor het land nodig is: veeteelt of akkerbouw of om woningen op te bouwen.
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'''.  
<br>Leeghwater deed in de 15e eeuw de uitvinding van zijn leven: hij verbeterde de beheersing van het waterpeil door beter gebruik te maken van '''windenergie''' en bouwde een '''[[poldermolen]]'''.
De schutwand heeft bovendien als '''voordeel''', dat '''de buitenwand beschermd''' wordt tegen de hoge temperatuur van de doorstromende gassen.


[[Bestand:Poldermolen_k.jpg|400×300px|link=]]
[[Bestand:Schoorsteen_11_k.jpg|318×455px|link=]]
'''Poldermolen'''


Maar '''vanaf het moment dat er bemaling op gang kwam''', '''klinkt de grond door de onttrekking van water steeds wat verder in''' en daardoor daalt de bodem in een voortdurend proces. Het gaat daarbij misschien om millimeters, maar over een lange periode vanaf 1500 is de oppervlakte '''in het westen van Nederland al een fors eind gedaald'''.
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.
<br>Ook in het Lage Midden van Fryslân is dit dynamisch proces duidelijk merkbaar en het '''werkt ook heden ten dage nog steeds door'''.  
Schoorsteenbouw vereist dus vakmanschap en bijbehorende ervaring.


'''Moderne menselijke activiteiten''' zijn ook van grote invloed op de bodemdaling.
In de laatste bouwperiode van fabrieksschoorstenen metselt men de schoorsteen '''van binnenuit''' op. Hiervoor gebruikt men de '''passende radiale vormstenen, strengpersstenen met gaten'''. De gaten worden gedeeltelijk met specie gevuld, zodat er een sterke onderlinge verbinding tussen de steenlagen ontstaat.
<br> De '''gaswinning in Groningen en Fryslân''' en de '''winning van olie in zuidoost Drenthe en in Zuid-Holland''' zijn ook oorzaken van bodemdaling. In Groningen zit de kern van het grote '''gasveld onder en nabij Slochteren'''. Vergelijk dit gebied met een soepbord: aan de randen hoog en het middendeel diep. Ook op andere locaties in Groningen en Fryslân bevinden zich tal van gasvelden.  


[[Bestand:Natural_gas_NL_k.jpg|400×375px|link=]]
Voor de schoorstenen worden alleen '''de beste, goed doorbakken stenen''', de zogenoemde klinkers,  gebruikt. Zo worden dus '''nauwkeurig geselecteerd''' voordat ze op het werk worden aangevoerd.
'''Aardgas'''


Als '''gevolg van de aardgaswinning daalt de bodem''' met tientallen centimeters: soms wel 40 cm. Als de '''gasdruk uit de diepere aardlagen van deze gebieden vermindert, ontstaan er zelfs geologische verschijnselen''': sinds de winning van het aardgas hebben zich al '''verscheidene grotere en kleinere aardbevingen''' in deze gebieden voorgedaan.
Wanneer er '''meerdere metselaars''' gelijktijdig aan dezelfde schoorsteen werken, laat men ze '''voortdurend van plaats wisselen'''. Als de ene metselaar individueel wat meer specie gebruikt dan de andere en zou hij daarvoor ook dunnere stenen gebruiken ter compensatie, dan treedt er toch een nog een kromtrekken van de schoorsteen op als die zich “zet” tijdens de uitharding!


[[Bestand:Stadtroda_Sandstein_k.jpg|200×150px|link=]]
Omdat men van binnenuit metselt, gebruikt men later '''geen steigers meer aan de buitenzijde''', die onnodig duur zijn gebleken.
'''Zandsteenlagen waarbinnen in de bodem aardgas is ingesloten'''  
<br>De metselaars staan daarbij op een planken vloer, waarvan de dragers in uitgespaarde holten in de binnenzijde geplaatst zijn en die van tijd tot tijd worden verhoogd, waarna de lagere holten passend met stenen worden opgevuld. Voor de metselaars wordt het materiaal via de buitenzijde omhoog gehesen. Daarvoor gebruikt men een bok, die ook steeds omhoog gebracht kan worden.


Het kost steeds meer moeite om het oppervlaktewater uit gebieden met bodemdaling weg te krijgen. Om en in de gasvelden staan dan ook veel '''nieuwe gemalen''', die dat water uit de winningsgebieden moeten pompen.
afbeelding


Wat geldt voor een groot gasveld als Slochteren in Groningen, of de kleinere gasvelden, geldt in feite '''ook voor iedere grote of kleine polder'''. De '''meeste polders liggen dieper dan het buitenwater''' en '''dalen door de constante bemaling nog steeds'''. Dat proces van dalen en inklinken '''gaat heel geleidelijk'''. Om het te illustreren: het stoomgemaal de Cruquius maalde vanaf 1849 het water 5 meter omhoog, het nieuwe gemaal Koning Willem maalt het water sinds 2005 5,5 meter omhoog.
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 het Lage Midden van Fryslân is de bodem in de laatste decennia tientallen centimeters gedaald.


De '''discussie over hogere en zwaardere dijken''' houdt '''met bodemdaling verband''' en is daarom al net zo oud als de eerste bodemdaling. '''Niet alleen de zeedijken''' dienen voldoende op hoogte te zijn, '''ook de rivierdijken''' zullen periodiek op hun hoogte gecontroleerd moeten worden.
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'''.
<br>Immers: naast bovengenoemde oorzaken van bodemdaling is er '''ook sprake van stijging van de zeespiegel!''' Ook hier ligt '''het menselijk handen voor een deel via klimaatfactoren en klimaatverandering ten grondslag aan''' de zeespiegelstijging.
<br>Het gaat hierbij dus om '''een optelsom''': door de genoemde '''klimaatverandering''' zal er naar verwachting ook veel '''meer regenwater via de rivieren afgevoerd''' gaan worden, de waterstanden op de rivieren: Maas, Rijn en Waal kunnen in de toekomst aanzienlijke fluctueren. '''Bij grote hoeveelheden zullen de rivieren buiten hun oevers kunnen treden''' als er geen, omvangrijke, maatregelen worden getroffen.


[[Bestand:Oosterschelde-stormvloedkering_k.jpg|400×284px|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.
'''Stormvloedkering Oosterschelde'''
Dit systeem wordt ook toegepast bij de zes eerste Piedboeuf-ketels van het <strong>[[ir. D.F. Woudagemaal]]</strong>.


'''De zeespiegelstijging, bodemdaling en toenemende wateroverlast door neerslag''' vormen voor de toekomst '''totaalproblemen, waarvoor wij in Nederland nieuwe oplossingen zullen moeten vinden'''.
'''(Voor de teksten is gebruik gemaakt van:
<br>Soms kunnen voorlopig '''[[retentiegebieden]]''' nog de oplossing zijn, soms moet er '''een nieuw gemaal''' worden gebouwd, of moet de capaciteit een gemaal worden uitgebreid. In de toekomst zullen we ons ook moeten bezighouden '''met nieuwe waterstaatswerken en methoden van dijkbouw'''.
De Gids voor Machinisten, door E.F. Scholl, Leiden 1903
Stoom, uitgave der vereniging Krachtwerktuigen, Groningen 1942)'''

Versie van 3 feb 2012 09:29

De fabrieksschoorsteen

De historische fabrieksschoorstenen vormen een bijzondere groep binnen de industriële erfgoederen. Door hun hoogte vormen ze vaak markante elementen in het landschap of het stadsbeeld. De herwaardering van de schoorsteen als monument van voormalige bedrijvigheid heeft ondertussen grote vormen aangenomen. Groeiende erkenning heeft geleid tot aanwijzingen als rijksmonument.

Historische ontwikkeling

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. Naast stoombedrijven zijn er ook schoorstenen gebouwd bij gemalen en ketelhuizen van tuinbouwbedrijven, kloosters, zorginstellingen en openbare nutsbedrijven, zwembaden en scholen.

In 1775 wordt er in Nederland het eerste stoomgemaal in gebruik genomen. Tussen 1820 en 1850 worden de schoorstenen steeds hoger, maar de traditionele bouwmethoden blijven gelijk.

Er ontstaan bovendien nieuwe bedrijfstakken, zoals gas- en elektriciteitsbedrijven. In de berekening van de maatvoering en de noodzakelijke hoogte, diameter en trek is het verwarmende oppervlak van de ketel(s) een belangrijk gegeven. Bovendien speelt de soort ketel, de hitte en de chemische samenstelling van de rookgassen een rol.

In het begin van de twintigste eeuw ontstaan er door de grote aantallen te bouwen schoorstenen al spoedig standaardmodellen voor de kleinere schoorstenen tot ongeveer twintig meter hoogte. Ze zijn vaak aan de diverse uitvoeringen van de kop te herkennen. Vaak leveren de steenfabrieken series van speciaal gebogen stenen, waarmee deze standaardkoppen kunnen worden gerealiseerd.

Tot de tweede wereldoorlog blijft de vormgeving traditioneel. Daarna ontstaan er fabrieksschoorstenen van nieuw toegepaste materialen zoals beton en staal. Door de afname van het gebruik van stoommachines worden er na 1970 vrijwel geen nieuwe schoorstenen meer gebouwd. De nog bestaande schoorstenen zijn zodoende evenzovele monumenten geworden.

In Nederland zijn in totaal ooit ongeveer 10.000 schoorstenen gebouwd.

Bouw

In Nederland worden voor 1880 veel schoorstenen door buitenlandse bedrijven gebouwd, met name de hogere van boven de veertig meter. Vanaf 1880 ontstaan er gespecialiseerde schoorsteenbouwbedrijven, die langzaam de markt veroveren, nadat ze ervaring hebben opgedaan met de lagere schoorstenen.

De oudste fabrieksschoorstenen worden van de zelfde stenen gebouwd als de bijbehorende gebouwen. In Friesland gebeurde dat van zogenoemde “Friese mop”, vaak in “kops verband” in de schoorsteen verwerkt. Dat kan, omdat de af te voeren rookgassen dan nog geen hoge temperaturen bereiken.

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 met bijbehorende industriële productie. Hierdoor was het mogelijk voor de schoorsteenbouw gebruik te gaan maken van zogenoemde vormsteen of radiaalsteen. Dit zijn stenen in de vorm van een taartpunt, waarmee gemakkelijk de ronde hogere schoorstenen kunnen worden gebouwd. Bovendien heeft deze steensoort een hogere hittebestendigheid. De vorm van de radiaal- of façonstenen moet veranderen naarmate de hoogte van de schoorsteen toeneemt.

De firma Canoy-Herfkens uit Tegelen wordt in 1880 opgericht als steenfabriek met daarbij 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 radiaalsteen zorgt ook voor een omwenteling in de methode van schoorsteenbouw. Zij zijn veel groter dan de waalstenen of andere soorten en daarom kan er ook veel sneller mee worden gebouwd. De nieuwe werkwijze bestaat uit het feit dat men de schoorstenen steeds vaker van binnenuit gaat opmetselen en daarom geen buitenwerkse steiger meer hoeft te gebruiken.

Klimijzers en trekbanden

Om inspecties zowel inwendig als uitwendig mogelijk te maken, worden er ijzeren klimijzers in de schoorstenen gemetseld.
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.

Vormgeving

In de jaren tussen 1775 en 1820 worden er vooral vierkante schoorstenen gebouwd, zonder enige versterking van de voet of sokkel.
Na 1820 worden er ook vierkante voeten met ronde schachten gebouwd. De oudste van dit model met nog zeer hoge vierkante voeten, soms tot de helft van de pijphoogte.
Bij de latere ronde schoorstenen is er minder aanhechting van roet en dus wordt na de eeuwwisseling de ronde voet regel en de vierkante een uitzondering.

De vroegste schoorstenen hebben nog geen uitkragende kop, zoals later steeds meer wordt toegepast. Uitkraging heeft als voordeel een versteviging van de schoorsteen en minder last van de temperatuurverschillen tussen de rookgassen en de buitenlucht. Vaak kan de bouwer van de schoorsteen worden herkend aan de vorm van de uitkraging.

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 aangebracht, eventueel ook met verspringend metselwerk.

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.

Klimijzers en trekbanden

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.

Bliksembeveiliging

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.

foto

(voor de informatie van deze tekst is gebruik gemaakt van de brochure Cultuurhistorie 10 – 2008 Rijksdienst voor archeologie, cultuurlandschap en monumenten)

Functie van de schoorsteen

De schoorsteen van de stookinrichting van een stoombedrijf 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 dergelijke hoogte, dat er voor de omwonenden geen gevaar en last ontstaat. 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.

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 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.
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. 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 schoorsteenmiddellijn inwendig geheel, of nagenoeg geheel constant blijven. Daarom zou de schoorsteen beneden wel een zeer grote wanddikte moeten krijgen.

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.

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.

318×455px

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.

In de laatste bouwperiode van fabrieksschoorstenen metselt men de schoorsteen van binnenuit op. Hiervoor gebruikt men de passende radiale vormstenen, strengpersstenen met gaten. De gaten worden gedeeltelijk met specie gevuld, zodat er een sterke onderlinge verbinding tussen de steenlagen ontstaat.

Voor de schoorstenen worden alleen de beste, goed doorbakken stenen, de zogenoemde klinkers, gebruikt. Zo worden dus nauwkeurig geselecteerd voordat ze op het werk worden aangevoerd.

Wanneer er meerdere metselaars gelijktijdig aan dezelfde schoorsteen werken, laat men ze voortdurend van plaats wisselen. Als de ene metselaar individueel wat meer specie gebruikt dan de andere en zou hij daarvoor ook dunnere stenen gebruiken ter compensatie, dan treedt er toch een nog een kromtrekken van de schoorsteen op als die zich “zet” tijdens de uitharding!

Omdat men van binnenuit metselt, gebruikt men later geen steigers meer aan de buitenzijde, die onnodig duur zijn gebleken.
De metselaars staan daarbij op een planken vloer, waarvan de dragers in uitgespaarde holten in de binnenzijde geplaatst zijn en die van tijd tot tijd worden verhoogd, waarna de lagere holten passend met stenen worden opgevuld. Voor de metselaars wordt het materiaal via de buitenzijde omhoog gehesen. Daarvoor gebruikt men een bok, die ook steeds omhoog gebracht kan worden.

afbeelding

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. Dit systeem wordt ook toegepast bij de zes eerste Piedboeuf-ketels van het ir. D.F. Woudagemaal.

(Voor de teksten is gebruik gemaakt van: De Gids voor Machinisten, door E.F. Scholl, Leiden 1903 Stoom, uitgave der vereniging Krachtwerktuigen, Groningen 1942)