De eeuwenoude geschiedenis van hout verbranden
Waar mensen wonen zijn altijd vuurplaatsen voor houtverbranding geweest, zelfs bij
de nomadische volken boven de poolcirkel. In vroeger tijden woonde men daar in
tenten, gebouwd van palen met huiden en doeken. In het midden lag de vuurplaats.
Vuur maken was voor speciale mensen, ook al hadden die nog geen enkele kennis van
de moderne natuurkunde. Zij wisten dat er hitte en rook(gas) ontstond door hout tegen
elkaar te wrijven, en dat dit tot vuur kon leiden. Het resultaat, de houtgasvlam, bracht
tegelijkertijd licht én warmte! De vlam bleef de hele dag ‘aan’ door er steeds opnieuw
een paar stukken hout bij te leggen. De overige rook (het onverbrande gas) trok weg
door een gat in de nok.
De eerste verbetering was het leggen van keien rond het vuur. Daarmee verbrandde
het hout beter en gaf de vlam meer licht. Én er was langer warmte, want de keien
namen een deel van de warmte op, die later weer werd afgegeven, ook nadat het vuur
uit was. De bewoners waren dag en nacht bezig met het bijhouden van de
houtvoorraad en het gaande houden van het vuur.
De tweede verbetering. In de loop der tijd werd de tent
verruild voor de houten blokhut. In een hoek werd een
open haard gemetseld. Het werd een stenen hoekhaard
met een opvangkap voor de rook en een schoorsteen die
uit het dak stak. De haard was zo fors gebouwd dat de
mensen onder de kap dicht bij het vuur konden zitten. In
de hoek brandde het vuur de hele dag. Daar werd
gekookt en hogerop werd vlees en vis gerookt. Door het
vuur lang aan te houden werden de stenen van de haard
ook warm. Na het laatste opgebrande stammetje werd
vóór het slapen gaan, met een lange houten hefboom van
buitenaf, een platte steen op de schoorsteen gelegd en
kon er nog maar weinig warmte ontsnappen. Met de
opgewarmde muren die ‘s nachts warmte terug straalden en de dikke houten wanden
die een sterke afkoeling voorkwamen, bleef het binnen tot de volgende dag redelijk
warm. ’s Ochtends ging de platte steen weer van de schoorsteen af en werd het vuur
opnieuw ontstoken. Het houtverbruik was in vergelijking met dat in de tenten meer
dan gehalveerd. ‘s Avonds werd er ook licht gemaakt met lange houten toortsen, maar
die brandden slechts een korte tijd en moesten regelmatig worden vervangen. Later
werd binnen licht gemaakt met brandende kaarsen of een olielamp.
De derde verbetering ontstond door eens goed te kijken naar die mooi brandende
kaarsen en olielampen. Op de stookplek werd voortaan net als bij een kaars de
houtstapel van boven bij de kleinste houtjes aangestoken. De heldere houtgasvlam
zorgde meteen voor licht en extra warmte én … de rookontwikkeling werd minder!
De vierde verbetering werd bereikt door van
een hoop stenen een houtkachel te bouwen. Door
één keer per dag de kachel (met een gewicht van
een tot twee ton) warm te stoken, bleef deze
lánger dan een etmaal (!) voor een warme
blokhut zorgen. Doordat het vuur niet meer zo
lang hoefde te branden en door het afsluiten van
de schoorsteen na de stookbeurt, werd een zeer
efficiënte warmtebenutting bereikt. Er was veel
minder brandhout nodig en de mensen kregen
vrije tijd! Ze gingen die besteden aan huisvlijt,
creativiteit, etc., etc. Er ontstond een heuse cultuur, inclusief bosbouw. In de
daaropvolgende eeuwen werden in vrijwel alle Scandinavische woningen een of twee
stenen houtkachels geïnstalleerd, waarmee de lange strenge winters werden doorstaan.
Bij de vijfde verbetering, van eind 18 e begin 19 e eeuw, kunnen we ons afvragen of
het wel een verbetering was. In de periode van de industriële revolutie werd op steeds
grotere schaal steenkool gedolven en verbrand. Gelijk met de steenkool kwam een
grote hoeveelheid energie beschikbaar. Er kon gemakkelijk gietijzer en staal worden
geproduceerd, het vervoer van goederen nam een vlucht en met het maken van cokes
ontstond het restproduct gas. De gaslampen zorgden voor licht en van gietijzer en staal
konden o.a. kachels worden gefabriceerd. Steenkool bezit per gewichtseenheid twee
keer zoveel warmte als brandhout en de kachel hoefde nog maar half zo groot te zijn.
In nagenoeg alle gebouwen werd steenkool in kleine metalen kachels verbrand. Met
een regelbare zuurstoftoevoer verliep de verbranding veel gelijkmatiger en het
onderhouden van het vuur nam opnieuw minder tijd in beslag. Maar overal stootten
schoorstenen massaal zwarte rook uit!
De zesde ‘verbetering’ kwam eind jaren ‘60 begin ‘70 van de 20 e eeuw, toen de
Nederlandse kolenmijnen dicht gingen en vrijwel iedereen overstapte op aardgas. Al
die rokende kolenkachels konden de deur uit. Met één draai aan de thermostaatknop
stookten gaskachels de huizen warm. We kregen nóg meer vrije tijd en we stookten
alleen nog hout voor de sfeer. De nostalgische Nederlander wilde nog wel een echt
houtvuur in huis en daarvoor werden heel veel open haarden gebouwd. De
kachelfabrikanten speelden in op die sfeerbeleving en brachten de allesbrander op de
markt. Bij de gebruiker ontstond verwarring over welke brandstof je in welke kachel
het beste kon verbranden. Tegenwoordig is de naam ervan veranderd in kachel voor
vaste brandstoffen maar de verwarring is gebleven. De kunst en kunde van het hout
stoken raakte erdoor in vergetelheid en vanwege de rook werd het een sfeerbedérver.
Nadat het aardgas duurder werd en het stoken van brandhout voor de warmte ook weer
interessanter, doofde vrij snel het vuur in de open haarden. De fabrikanten van de
metalen kachels gingen zich meer toeleggen op het rendement van de kachel.
Tegenwoordig worden regelmatig metalen kachels te koop aangeboden met een A-
label. Helaas staat die A nog steeds voor afgeremd, want door in kleine (kolen)kachels
hout te verbranden blijft de afgeremde stookmanier noodzakelijk.
Gelukkig wijst de geschiedenis ons de weg naar een betere houtverbranding.
Houtverbranding is een complex proces met onvoorspelbare reacties. Om
daarvan maximaal lang en veel warmte te kunnen benutten, komt er
(natuur)kunde bij kijken.
Hout in een warme oven/kachel op baktemperatuur gebracht, valt
uiteen in gas en dat wordt als rook zichtbaar. Dit houtgas verbrandt in
reactie met zuurstof – te zien aan de kenmerkende hoge gele vlammen
– waardoor er meer warmte ontstaat. Daardoor ontstaat er weer meer
houtgas en nog meer warmte, enzovoort. Zo’n progressieve
kettingreactie kan gemakkelijk oncontroleerbaar worden. Om de warmteontwikkeling tot een
bepaalde hoogte toe te laten, zijn voorbedachte handelingen nodig. Zo’n toegepaste ‘stookstrategie’
kan uitmonden in een optimale verbranding. Dit is waarschijnlijk een net zo belangrijke kunde als
het vuur máken. De kunst is het brandproces vooraf in te schatten: hoe zal het gaan verlopen en
waar en hoe kan de beheersbaarheid worden verbeterd. Dit begint al bij het naar de stookplek
brengen en het opstapelen van het brandhout.
De zevende verbetering.
Naar aanleiding van een aantal strenge winters in Finland in de jaren ’70, waarbij een
deel bewoners door de kou én storingen aan het elektriciteitsnet in de problemen
waren gekomen, is op verzoek van de Finse overheid op de universiteit in Tampera
een onderzoek gestart naar hoe een houtkachel het best kan functioneren. Het
eindresultaat was dat opnieuw de stenen houtkachel in beeld kwam.
Geraadpleegde literatuur:
Finnisch fire places; Albie Barden en Heikki Hyytiainen
The fireplace book; published by The Aberdeen Group USA
Verwarmen en verlichten in de negentiende eeuw; Meindert Stokroos
Sustainable Energy – without the hot air -; David J.C. Mackay
Toegepaste Energietechniek, delen 1 en 2; Ouwehand, Papa, Post en Taal
Kachelofenbau en Ofenkacheln; Bernd Grützmacher
Zuinig en veilig stoken en Gemetselde kachels, fornuizen en open haarden; Willem Aalders
Poly-Technisch Zakboek 49e druk; Prof. Ir. P.H.H. Leijendeckers, Ir. J.B. Fortuin, Prof. Ir. F. van Herwijnen,
Ir. G.A. Schwippert en 39 ervaren vakauteurs. Uitgave van: Elsevier Bedrijfsinformatie bv.
Vergeten technologieën/Hakbossen; www.Lowtech.be
Binnenlands Biomassapotentieel, 2008; EcoFYS bv.
Inspiratieboek Oogstbaar Landschap en Stedelijk gebied; Debet bv, ROid en Avestura
Energie à la carte; Alterra Wageningen UR
Biomassa voor energie uit de Nederlandse natuur; Alterra-rapport 1616 Wageningen UR
Rapport Statusoverzicht Houtkachels in Nederland, 2010; Ir. Koppejan
Hout als energiebron in zich uitbreidende Europese Unie, 2006; Publicatierapport Europese Unie.
Energieprojecten – meestal brandhout -; Ir. Herman Noback