Schornsteinprüfung: dem Weg von Hitze und Rauch folgen, innen und außen

Schornsteine lassen sich grob in Stahlbetonschornsteine (oft mit innerem Stahl- oder Ziegelzug), Stahlschornsteine (freistehend, abgespannt oder turmgestützt) und ältere gemauerte Schornsteine einteilen. Sie haben dieselben Feinde: saures Kondensat beim Abkühlen des Rauchgases (Schwefelsäure-Taupunktkorrosion und Ähnliches), Temperaturwechsel sowie Wind und Erdbeben.

Außen steigen seit jeher Industriekletterer – spezialisierte Höhenarbeiter – über Leitern oder Seile hinauf, um nachzusehen. Innen wird die Anlage abgeschaltet, abgekühlt und belüftet, dann wird im Zug ein Gerüst oder eine Gondel eingebaut, damit Menschen hineinkönnen. Kraftwerke und Verbrennungsanlagen planen das meist in einen Jahre im Voraus festgelegten Stillstand ein.

Der größte Kostenfaktor ist der Stillstand. Ein Kraftwerk oder eine Verbrennungsanlage für die Schornsteinprüfung abzuschalten, stoppt die Stromerzeugung oder die Abfallverarbeitung. Wenn allein das Gerüst Tage braucht, findet die Prüfung nur statt, wenn die Anlage stehen kann, nicht wenn sie es sollte. Und das Innere eines Zugs ist ein enger Raum mit der Gefahr von Sauerstoffmangel und giftigen Gasen, sodass jeder Einstieg von Menschen aufwendige Sicherheitsmaßnahmen verlangt.

Drohnen teilen die Schornsteinprüfung in zwei Teile. Im Betrieb, von außen: Wärme und Form betrachten. Nach dem Abschalten, von innen: den gesamten Zug ohne Gerüst erfassen. Die Ansätze gliedern sich so.

Außen arbeitet die Drohne Spalte für Spalte oder in einer Spirale mit konstantem Abstand. Innen fliegt sie durch die Einstiegsöffnung am Fuß hinein und steigt mit eingeschalteter Beleuchtung langsam auf. Sie warten weiterhin, bis der Schornstein abgekühlt ist, aber die Gerüsttage entfallen vollständig.

Das Innere eines Schornsteins vereint alles, was eine Drohne nicht mag: kein GNSS, völlige Dunkelheit, eine enge Röhre, Restwärme und Aufwind sowie Ruß und Asche. Außen herrscht an der Spitze weit stärkerer Wind als am Boden.

• Ohne GNSS-Empfang: Im Rauchgaszug gibt es keinen Satellitenempfang. Nutzen Sie Fluggeräte, die ihre Position über die Abstandsmessung zur Wand mit LiDAR oder Kameras halten. Ohne GNSS-Empfang
• Eng & dunkel: Verwenden Sie Fluggeräte mit Schutzkäfig, die Wandkontakt überstehen, und eine starke Beleuchtung. Fixieren Sie die Belichtung, damit die Bilder einheitlich bleiben. Enge Räume · Dunkelheit
• Hitze: Ein kürzlich abgeschalteter Schornstein ist heiß. Prüfen Sie den Betriebstemperaturbereich von Fluggerät und Akkus und warten Sie, bis er abgekühlt ist. Temperaturunterschiede erzeugen zudem Aufwind, rechnen Sie also damit, dass das Fluggerät angehoben wird. Hitze
• Staub & Rauch: Der Rotorabwind wirbelt Ruß und Asche vom Boden auf, und die Sicht wird in Sekunden weiß. Planen Sie Flugreihenfolge, Reinigung und Belüftung im Voraus. Staub & Rauch
• Sauerstoffmangel & giftige Gase: Menschen fernzuhalten ist der größte Vorteil der Drohne. Verzichten Sie aber nicht auf Gasmessungen für die Personen, die an der Zugangstür arbeiten oder das Fluggerät bergen. Giftige Gase
• Wind in der Höhe: Oben ist es windig, und hinter dem Schornstein bildet sich ein Nachlauf. Halten Sie auf der Leeseite zusätzlichen Abstand. Höhe

Schornsteindaten sind nur als Karte entlang der Höhe nützlich: welcher Schaden, auf welcher Höhe, in welche Richtung. Legt man Innenaufnahmen und Außenthermografie auf gleicher Höhe übereinander, lässt sich bestätigen: „Innen fehlen Ziegel – genau dort, wo es außen heiß läuft.“

In Japan gelten Schornsteine über 6 m nach dem Building Standards Act als Bauwerke (kōsakubutsu) und unterliegen Genehmigungs- und Tragwerksanforderungen. Wie sie geprüft werden, hängt vom Eigentümer ab: Anlagensicherheitsregeln nach dem Electricity Business Act für Kraftwerke, das eigene Instandhaltungsprogramm des Betreibers für Fabriken. Schornsteine ab 60 m Höhe brauchen nach dem Civil Aeronautics Act Luftfahrthindernisbefeuerung oder Tagesmarkierungen (etwa rot-weiße Bänder), und deren Funktion zu erhalten gehört ebenfalls zur Prüfung.

Der Einstieg von Menschen unterliegt Arbeitsschutzvorschriften, darunter Japans Verordnung zur Verhütung von Sauerstoffmangel. Für die Drohne zählt die Außenarbeit in der Regel als besonderer Flug (unter anderem im Umkreis von 30 m von Personen oder Sachen), der eine Erlaubnis oder Genehmigung erfordert. Innen kann Japans offizielle Auslegung einen Schornstein, dessen Inneres klar von der Außenwelt getrennt ist, als Innenraum behandeln – aber Sie müssen verhindern, dass die Drohne durch Öffnungen nach draußen gerät, und die Einstufung hängt von der Situation ab, also klären Sie es vorab. International werden die Model Codes von CICIND (dem internationalen Komitee für Industrieschornsteine) sowie die US-Normen ACI 307 (Betonschornsteine) und ASME STS-1 (Stahlschornsteine) breit herangezogen. Vergleichen Sie die Flugregeln in den weltweiten Vorschriften.

• Im laufenden Schornstein: In einem Rohr voller heißem Rauchgas wird nicht geflogen. Für den Blick ins Innere braucht es weiterhin einen Stillstand.
• Im Beton und im Spalt zwischen Mantel und Zug: Fotos zeigen nur Oberflächen. Bewehrungskorrosion und Betonfestigkeit brauchen Bohrkerne oder ZfP.
• Oberflächen unter Ruß: Unter dicken Ablagerungen ist nichts zu sehen. Erst reinigen.
• Abklopfen und Tasten: Ablösungen werden traditionell durch Abklopfen gefunden. Ultraschall-Kontaktmessungen sind möglich, aber ein Ersatz für das Abklopfen ist noch nicht Routine.
• Reparaturen: Ziegel neu zu verlegen und die Mündung instand zu setzen ist Menschenarbeit.
• Sicherheitsbewertung: Erdbebensicherheit und Betriebstauglichkeit liegen bei Tragwerksplanern und den Verantwortlichen der Anlage.

Was folgt, ist die Projektion der Redaktion. Auf dem Dach der Verbrennungsanlage steht ein kleiner Drohnenport. Einmal im Monat umkreist eine Drohne den laufenden Schornstein auf einer festen Route. Auf dem Bildschirm des Ingenieurs leuchten nur die Höhen auf, an denen die Hotspots seit dem letzten Mal gewachsen sind. Der nächste Stillstand wird aus diesem Protokoll geplant: welche Höhen zu reparieren sind, und in wie vielen Tagen.

Am Tag des Stillstands öffnen die Arbeiter die Einstiegsöffnung, und die Drohne fliegt als Erste hinein. Innerhalb von Stunden liegen ein 3D-Modell des Zugs und eine Dickenkarte vor. Niemand verbringt mehr Tage in einem Schornstein. Die Arbeit wandelt sich vom Klettern zum Planen, wie ein Wahrzeichen der Stadt noch Jahrzehnte sicher stehen kann.