Eerste Schoorsteen 1891

Uit Test Wiki
Ga naar: navigatie, zoeken

Stoomtechniek

De eerste ijzeren schoorsteen

In de voorwaarden die de Gemeente Idaarderadeel stelt bij het afgeven van de hinderwetvergunning voor de op te richten fabriek in 1891 kunnen we lezen dat de schoorsteen minimaal 18 m hoog moet worden. In de marge van het document kunnen wij lezen dat deze eis naderhand is verlaagd naar 15m.
(Later wordt geschreven dat de schoorsteen 15 m hoog is geworden: het kan zijn dat men daarmee alleen het ijzeren deel bedoelt en dat de schoorsteen met een stenen voetstuk toch bijna de 20 m haalde)

In De Gids voor Machinisten (E.F. Scholl) lezen we, dat het ontwerp van een schoorsteen eveneens aan technische uitgangspunten gebonden is.

E.F. Scholl maakt eerst duidelijk dat de schoorsteen twee doelen beoogt:
1. het aanzuigen van van de nodige luchthoeveelheid (voor het verbrandingsproces)
2. het verwijderen van de verbrandingsproducten op een dergelijke grote hoogte dat zij voor de omwonenden geen hinder meer opleveren (De CO2 uitstoot werd destijds nog niet als een wereldprobleem gezien) De minimale hoogte was soms in grote steden in de Algemene Politie Verordening vastgelegd.

De werking van de schoorsteen berust op het verschil in soortelijk gewicht van warme en koude lucht. Warme lucht (dus ook de benutte hete rookgassen) neemt door zijn grotere uitzetting een groter volume in en is daardoor relatief lichter.
Volgens de Wet van Archimedes ontstaat er dan in de schoorsteen een kolom met hete rookgassen die omhoog wil en dus uit de schoorsteen ontwijkt. Door toestroming van weer nieuwe hete rookgassen en warme lucht bij de ketel vandaan via het rookkanaal naar de schoorsteen, ontstaat er een doorgaand proces van luchtstroming.

De schoorsteen is een onderdeel van de stoominrichting die niet veel onderhoudskosten vergt, als die éénmaal op een goede wijze is gebouwd.
De inwendige doorsnede van een fabrieksschoorsteen is meestal 1/4 tot 1/8 van het roosteroppervlak. Bij meerdere ketels die tegelijk in gebruik zijn moeten de waarden bij elkaar worden opgeteld.
De ronde vorm van de schoorsteen geniet de voorkeur, want dan is de verhouding tot de omtrek en de daarmee omsloten oppervlakte het gunstigst en daarmee de weerstand voor de doorstromende gassen het kleinst.

Voor de bouwer is de ronde vorm met gietijzer of plaatijzer als bouwmateriaal minder problematisch dan voor een schoorsteen van steen.

Wij lezen: //Voor ronde schoorstenen moeten noodzakelijk bijzondere façonstenen gebakken worden, waarvan de vorm met de toenemende hoogte van het kanaal moet veranderen. Deze worden in de laatste tijd (1903) door verschillende fabrieken geleverd, terwijl bepaalde firma’s zich speciaal bezighouden met het bouwen van stenen schoorstenen//
In Nederland hebben zich destijds twee bedrijven gespecialiseerd op het terrein van de schoorsteenbouw.

Scholl raadt af om de schoorsteen bovenin inwendig smaller te gaan maken dan beneden, hij pleit voor een goede doorstroming eerder om de bovenwijdte van de monding wat te verbreden…
Het advies van Scholl is bovendien om de hoogte nooit minder dan 18 meter te nemen, omdat de snelheid van de uittredende gassen dan groot genoeg blijven en omdat een sterke wind dan de trek niet meer ongunstig kan beïnvloeden, wat bij een lage schoorsteen maar al te vaak gebeurt.
Een lage schoorsteen is wel goedkoper, maar doordat er meer warmte nodig is voor een goede doorstroming (er gaat dan ook meer warmte de pijp uit), is een hogere schoorsteen uiteindelijk goedkoper in het gebruik.
Hoger dan 40m is niet nodig en brengt ook alleen maar kosten met zich mee.
Veel hogere schoorstenen uit die tijd zijn alleen maar zo hoog gebouwd om het aanzien van het bedrijf.

Als bouwmateriaal noemt Scholl o.a. ook gietijzer of plaatijzer.
Op steen als bouwmateriaal komen we later nog terug, als er bij Halbertsma stenen schoorstenen worden gebouwd.
Van de metalen schoorstenen komen zelden andere dan uit plaatijzer voor.
Bij ijzeren schoorstenen is het gebruikelijk een verloop toe te passen van 1 cm per strekkende meter.
Bij een schoorsteen van 16 m, met een mondingsopening van 30 cm krijgt hij van onderen een opening van 30+(1600/100) = 46 cm.


De wanddikte van onderen is vaak 5 mm en boven 3,5 mm. Meestal is een ijzeren schoorsteen getuid met kettingen of staalkabels om hem voldoende stabiliteit te geven.
Een ijzeren schoorsteen heeft als nadeel dat de hete gassen er sterk in afkoelen, omdat het ijzer goed geleidt en dus snel warmte aan de buitenlucht afgeeft. Ook hebben zij dunne wanden die met een dunne laag verf of teer behoorlijk aan de weersinvloeden zijn blootgesteld.
Men kiest echter vaak voor ijzer, omdat ze sneller kunnen worden gebouwd en opgesteld. Ook wordt er vaak gekozen voor een ijzeren schoorsteen met het oog op een slappe ondergrond.
Men zou een ijzeren schoorsteen kunnen verbeteren door hem dubbelwandig uit te voeren en de tussenruimte op te vullen met as (als isolatiemateriaal).

Scholl ijzeren schoorsteen gi k.jpg
Tekening van de opbouw van een ijzeren schoorsteen op een sokkel
(afbeelding: uit De Gids voor Machinisten, door E.F. Scholl, 1903)

In de bovenstaande figuur is een schoorsteen van plaatijzer afgebeeld.
Op een stevig fundament van bak of breuksteen A staat een uit baksteen opgetrokken voetstuk B.
De ijzeren schoorsteen C zelf is in een voetstuk van gegoten ijzer ingelaten en daarmee door middel van wiggen en kit bevestigd. Vier zware ankerbouten, die tot diep in het fundament doorgaan, houden het voetstuk op zijn plaats, zodat het in staat is de schoorsteen geheel vrij te dragen.
De schoorsteen is van boven door een kap van geslagen ijzer F afgedekt, waaronder een katrol G is aangebracht. Die katrol draagt een dunne ketting, waarmee een zwaardere ketting omhoog kan worden getrokken, om een schilder de schoorsteen te kunnen laten verven.
De verbrandingsgassen worden via het kanaal H in het voetstuk van de schoorsteen gevoerd.


Als men de schoorsteen door spankettingen overeind wil houden, dan heeft de voet een minder sterke bevestiging nodig dan eerder beschreven.
Meestal stelt men de spankettingen samen uit 2 tot 2,5m lange stangen met aangesmede ogen en maakt de ondereinden der kettingen vast aan delen van het muurwerk van het ketelhuis of aan stevig ingeheide palen, terwijl men voor de bevestiging van de boveneinden oren aan de schoorsteen worden vastgeklonken.
Eenvoudiger nog is de toepassing van drie stuks kabels van gevlochten staaldraad, die aan een ijzeren ring aan het boveneinde van de schoorsteen worden bevestigd.

IJzeren schoorstenen moeten vaker worden geveegd. Men moet nooit wachten tot het van binnen aangezette roet in verbranding raakt en uitbrandt. De daarbij uitgeworpen gloeiende roetklompen zijn, vooral bij ongunstige windomstandigheden zeer gevaarlijk voor de omliggende gebouwen.
Als er brand in de schoorsteen ontstaat, moet men voorzorgen nemen en de schoorsteen goed in de gaten houden totdat hij is uitgebrand. Men kan dan ook de zuurstoftoevoer afsluiten.
De ijzeren schoorstenen vragen regelmatig, jaarlijks onderhoud. Meestal wordt er een mengsel van “zwartsel en teer” gebruikt. Liever gebruikt men olieverf, die in twee lagen wordt opgebracht. Langer wachten dan 1 a 2 jaar met een onderhoudsbeurt houdt risico’s in: doorroesten!
Het onderste deel van de schoorsteen is het moeilijkst te onderhouden: door de grote hitte van de verbrandingsgassen heeft de verflaag onderaan nog het meest te lijden. Als de schoorsteen wijd genoeg is worden er daarom wel eens vuurvaste stenen aan de binnenzijde aangebracht.

600×440px
“Omstreeks 1875 was het zoo....”
(afbeelding: uit De Kof, jubileumboek 1941, collectie Halbertsma)

800×453px
“…en omstreeks 1900 was het zoo…”
(afbeelding: uit De Kof, jubileumboek 1941, collectie Halbertsma)

De foto toont de drie houtschuren (artillerieschuren) en meer naar links een hoog fabrieksgebouw.
Dit gebouw staat waarschijnlijk links van de “lytse fabryk”, het eerste bedrijfsgebouw. Volgens de plattegrond in “De Kof” (jubileumboek van 1941) zou dit gebied in 1897 gereed gekomen zijn.
Als wij de foto’s van 1875 en 1900 vergelijken, dan zijn er ook links van het gebouw van 1897 al de nodige huizen verdwenen in 1900.

Het is dus goed mogelijk dat de foto de situatie van juist vóór 1900 weergeeft. Daarom menen wij ook te mogen vaststellen dat de schoorsteen op de foto de eerste (ijzeren) schoorsteen van Halbertsma toont.
De tweede schoorsteen van 1900 zal namelijk veel hoger zijn en een afslankende vorm naar boven hebben.

Reconstructie

Als wij de bovenstaande vakinformatie nauwkeurig bestuderen, dan kunnen wij inschatten hoe de eerste schoorsteen van Halbertsma er heeft uitgezien.
Volgens Sj. Sjoerdsma was hij gemaakt van “stort”, ijzeren plaatwerk dus.
Volgens de aanvullende gegevens bij de aanvraag voor een Hinderwetvergunning schrijven vader H.B. en zoon P.G. Halbertsma dat de schoorsteen inderdaad een stenen voetstuk heeft:
//Metselwerk van den grond uit tot het dak M 4.50 lang M 0.2 dik //
Gelet op de bijgeleverde plattegrond is het voetstuk een vierkant met zijden van ca. 1,25 m. Als het metselwerk 20 cm is geweest, zal de binnenruimte (de rookkamer) 85 x 85 cm geweest zijn.
Daarop komt dus de schoorsteen van ijzer ter dikte van 0,003 m, dus 3 mm.
De doorsnede is daarbij 40 cm.
Als de totale hoogte 18 m zal zijn geweest, zou dat inhouden dat de ijzeren schoorsteen over ongeveer 1,5 m in het metselwerk opgenomen zal zijn geweest. Deze maten komen aannemelijk voor, omdat ze ook overeenkomen met de algemeen geldende normen, zoals die in 1903 door E.F. Scholl werden beschreven.
Uit de plattegrond van het ketelhuis wordt de info van de heren Halbertsma duidelijk bevestigd dat het voetstuk van de schoorsteen in het ketelhuis is opgemetseld uit steen. Hierin zien wij bovendien nog een vierkant rookkanaal, dat weer op de rookkanalen van de ketel aangesloten zal zijn geweest.
Op de enige foto waarop deze schoorsteen vaag staat afgebeeld, lijkt het wel dat er inderdaad sprake is geweest van een afdekplaat. Ook is het vanwege de dikte van het plaatmateriaal en lagere kosten waarschijnlijk dat hij getuid geweest.
Misschien is er ook wel een katrol geweest voor het schilderwerk… Het principe en de plaats van de vonkenvanger blijft nog onbekend, maar het zou iets te maken kunnen hebben met de “afdekplaat” op de schoorsteen.

Terug naar de pagina met onderwerpen