Titel: Kleinere Mittheilungen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1896, Band 301 (S. 95–96)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj301/mi301is04

[Kleinere Mittheilungen.]

Bemerkungen zu den Versuchen: Bestimmung der Stärke der Isolirwände an Geldschrankkörpern.

In Bd. 300 S. 173 dieser Zeitschrift beschreibt der Civilingenieur Franz Ruff von ihm angestellte Versuche behufs Ermittelung einer zweckmässigen Stärke der isolirenden Wandstärke von sogen. feuersicheren Geldschränken. Ruff sagt, dass der Wärmedurchgang durch die Wände entweder rechnerisch oder durch Versuche festgestellt werden könnte. Die erste Methode würde sehr verwickelt ausfallen, namentlich da in unserm Fall eine sehr grosse Temperaturdifferenz vorhanden und die sogen. Wärmeleitungscoëfficienten noch sehr nebelhafte Grössen sind. Letzterem Ausspruche kann ich nicht zustimmen. Dank den mühsamen Versuchen des Physikers Péclet sind uns besonders die Wärmeleitungscoëfficienten der sogen. schlechten Wärmeleiter genau bekannt (Péclet, Traité de la chaleur, 1878 S. 553). In folgender Tabelle sind von einigen Körpern die Wärmeleitungscoëfficienten angegeben.

Holzkohlen aus Gasretorten 4,96
Gewöhnlicher Gyps 0,331
Mit Alaun vermischter Gyps 0,44
Gebrannter Thon 0,63
Fichtenholz, senkrecht zu den Fasern 0,093
„ parallel „ „ „ 0,17
Kork 0,143
Glas 0,75
Holzasche 0,06
Holzkohlenpulver 0,079
Wolle 0,044
Druckpapier 0,034

Der Wärmeleitungscoëfficient von Kieselguhrmasse, wie dieselbe zu Isolirungen von Dampfleitungen verwendet wird, beträgt im Mittel 0,12 und der für Seidenabfall 0,045. Diese Zahlen geben bekanntlich die Wärmemenge an, welche in 1 Stunde durch eine Platte von 1 qm Oberfläche und 1 m Dicke geht, wenn die beiden Flächen eine um 1° verschiedene Temperatur besitzen.

Die durch eine Wand von 1 qm Querschnitt und in 1 Stunde hindurchgehende Wärmemenge M wird nach folgender sehr einfachen Formel berechnet:

In dieser Formel bedeutet C den Wärmeleitungscoëfficienten, t und t1 die Oberflächentemperaturen der Wand und d die Dicke derselben. Es wird somit durch die Geldschrankwände desto weniger Wärme gehen, einen je schlechteren Wärmeleiter man anwendet, je dicker man denselben nimmt und je kleiner die Temperaturdifferenz t – t1 wird. Ist ein Geldschrank einem Feuer ausgesetzt, so wird von allen Seiten in das Innere Wärme eindringen, und zwar so lange, bis die Innentemperatur dieselbe geworden ist, als die Temperatur der äusseren Oberflächen. Würde somit ein sogen. feuersicherer Schrank lange Zeit hindurch einer hohen Temperatur ausgesetzt sein, so würden alle darin befindlichen organischen Substanzen (Papier, Leder u.s.w.) verkohlen. Der schlechte Wärmeleiter, mit welchem man die Doppelwände ausfüllt, schützt daher die im Schrank befindlichen organischen Körper nur bis zu einer bestimmten Zeit vor dem Verderben. Diese Zeit wird wahrscheinlich, gleiche Wandstärke vorausgesetzt, bei grösseren Geldschränken wegen der grossen Flächen und der geringen specifischen Wärme der Luft kürzer sein, als bei kleineren.

Um die Temperatur kennen zu lernen, welche im Innenraum eines Geldschrankes nach einer bestimmten Zeit entstanden ist, stellte Ruff Versuche an mit einem cylindrischen Gefäss von Schmiedeeisen, welches 0,1 qm Querschnitt und |96| eine Gesammthöhe von nur 200 mm hatte. Der Boden war doppelt und der Zwischenraum von 100 mm wurde mit verschiedenen schlechten Wärmeleitern gefüllt. Nach dem zweiten Boden kam eine 15 mm dicke Luftschicht, dann 15 mm starkes Holz und der übrige Luftraum war 68 mm hoch und mit einer Eisenplatte abgedeckt. Die entstandene Temperatur nach 1 Stunde wurde an verschiedenen Stellen mit Legirungen von verschiedenem Schmelzpunkt ungefähr bestimmt, nachdem der Boden dem Heizeffect von Steinkohlen auf dem Herd eines Ventilatorgebläses ausgesetzt worden war.

Zu diesen Versuchen habe ich Folgendes zu bemerken: Das Gefäss hätte zunächst etwas grösser sein können und so construirt wie ein Geldschrank, somit an allen Seiten Doppelwände und der Zwischenraum mit schlechten Wärmeleitern gefüllt. Da nur der Boden des Gefässes erhitzt wurde, so konnte durch den Deckel und die oberen Theile der Seitenwände Wärme an die Luft abgegeben werden, wodurch die Innentemperatur erheblich niedriger geblieben ist, als wenn von allen Seiten Wärme in das Innere gedrungen wäre. So wie Ruff die Versuche angestellt hat, haben dieselben für die Praxis nur geringen Werth.

Ruff empfiehlt als schlechte Wärmeleiter Flugasche, Lehm und Kieselguhr. Nach Péclet ist der Wärmeleitungscoëfficient von gebranntem Thon 0,63. Im Vergleich zu andern Körpern ist dieser Coëfficient hoch und deshalb ist Lehm nicht zu empfehlen. Ich möchte an dieser Stelle auf Seidenabfall aufmerksam machen, welcher Stoff schon seit langer Zeit als bestes Isolirmittel für Dampfleitungen im Gebrauch ist. Der Wärmeleitungscoëfficient von Seidenabfall beträgt nur 0,045. Seidenabfall übertrifft somit fast alle Körper an schlechter Leitungsfähigkeit. Wie alle organischen schlechten Wärmeleiter: Wolle, Filz, Kork, Torf, unterliegt auch Seide, höheren Temperaturen ausgesetzt, einem Zersetzungsprocess oder einer Verkohlung. Während aber die Stoffe pflanzlicher Herkunft, also Baumwolle, Kork, Torf, Holz, sehr leicht brennbar sind, so ist bei den stickstoffhaltigen Faserstoffen thierischer Herkunft diese Gefahr ausgeschlossen. Ist die Seide verkohlt, so ist die daraus entstandene Kohle ein fast noch schlechterer Wärmeleiter als die Seide selbst. Folgender Vorfall bestätigt dieses. Nach dem Brande der Brauerei Halt in Strassburg stellte sich heraus, dass eine mit Korkformstücken bekleidete Rohrleitung ganz unbrauchbar geworden war; von der Isolirung selbst war keine Spur mehr da. Eine in demselben Raume gelegene, mit Seidenzöpfen isolirte Leitung, die derselben Einwirkung des Feuers ausgesetzt war, war gut erhalten und brauchbar geblieben. Das Rohr war noch umhüllt von der allerdings verkohlten Seide, welche die Einwirkung des Feuers auf das Rohr selbst verhindert hatte. Genau derselbe Fall ereignete sich in der Bleicherei und Färberei Stuttgart in Uhingen. Die mit Kork umhüllten Rohre waren vollständig vernichtet, während die mit Seide versehene Leitung, die neben der anderen gelegen war, unversehrt geblieben war.

Nach den Versuchen von Ruff vermindert die Holzeinlage die Temperaturerhöhung im Innenraum nur um 40° und nach dessen Meinung könnte unter Umständen diese 15 mm starke Holzverkleidung weggelassen werden. Diese Holzverkleidung wird aber eine viel bessere Wirkung hervorbringen, wenn die der eisernen Wand zugekehrte Seite mit Zink- oder Weissblech verkleidet wird. Der Strahlungscoëfficient von Eisen ist 3,17, von Holz 3,6, von Zink 0,24 und der von Zinn 0,215. Eisen strahlt somit 14mal, Holz 16mal mehr Wärme aus als Zink und Zinn. Körper, welche ein geringes Strahlungsvermögen besitzen, haben auch ein geringes Absorptionsvermögen. Ist das Holz mit Zink- oder Weissblech bekleidet, so wird diese Bekleidung die von der eisernen Wand kommenden Wärmestrahlen grösstentheils zurückwerfen, wodurch sich das Holz weniger stark erwärmt, als wenn es unbekleidet bleibt.

Um das Ansteigen der Temperatur im Innenraum eines sogen. feuersicheren Geldschrankes mit der Zeit beobachten zu können, wenn derselbe rings einer hohen Temperatur ausgesetzt wird, wird man statt Legirungen zweckmässig ein Thermoelement mit Galvanometer, oder ein Luftthermometer aus Porzellan benutzen.

Chemnitz, im Juli 1896.

Dr. Russner.

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