Kacheltypes, kiezen (of maken)

In gematigd en koud klimaat was er zeker in de winter verwarming nodig om te overleven. Met een open vuur op de verblijfsplaats (zoals J.M. Auel het beschrijft in De Aardkinderen, Een vuurplaats van steen.) werd het vuur gedomesticeerd. Verschillende toestellen en methoden brachten meer rendement, efficiëntie en veiligheid. En minder rook en ongezonde lucht.

Er kwam een haard, fornuis, kachel, stoof, oven, brander, komfoor, samowar, maar ook al zeer vroeg vloerverwarming en later een radiator.

De haard was de stookplaats van hardgestampte aarde binnen in huis. Een open haard dus zoals we die nog kennen, en die nu nog als stalen of gietijzeren inbouwcassette geplaatst wordt. Gelukkig nu met een schouw i.p.v. een rookgat.

Naast brandhaard en broeihaard stond het woord ook voor centraal punt, met als betekenis woning of thuis.

Een kachel is een meer gesloten stookruimte waarin verbranding van (fossiele) brandstof de verblijfsruimte verwarmt. (Ook bij elektrische energie wordt het woord straalkachel gebruikt.) De oorsprong gaat terug tot het Latijnse cac(c)alus: tegel; en het Griekse kakkabos: ketel, pot. Kachels hadden toen wanden van leem die automatisch hard gebakken werd door het interne vuur.

Van het woord Kachelofen behielden de Duitsers: Ofen. en wij het eerste deel. De kakeloven was een kookpot waaromheen wanden van tegels werden gebouwd.

Kachel is ook een bijvoeglijk naamwoord: (stom)dronken (of ‘verhit’).

De gekende Leuvense stoof heeft er voor gezorgd dat het woord bijna dezelfde betekenis kreeg als kachel. Maar een stoof is bedoeld om iets warm te houden. Ook een couveuse voor pasgeboren baby's is een soort stoof. Verwarmde kasten om kunstmatig eieren uit te broeden waren broedstoven.

Het was meestal een houten kistje of kastje met daarin warme stenen of een komfoortje met gloeiende kooltjes. Het had gaten vanboven en een opening aan de voorkant en werd vooral in de winter gebruikt als voetenbankje. Voor een warme stoof werd in kerken stovengeld betaald.

Stoven is een kooktechniek om voedsel traag en op relatief lage temperatuur (zo'n 90 graden) gaar te maken in vocht.

Een stoof is ook het laag afgekapte ondereind van een loofboom. Een soort lage knotboom waarvan om de paar jaar hakhout (en geriefhout) kan geoogst worden.

Bakovens, droogovens en smeltovens waren in 1525 nog ‘ovenen, asten ende fournoysen‘, dus verschillende toestellen. Een oven is een besloten ruimte waarin voedsel of (grond)stoffen tot een hoge temperatuur worden verhit om een chemisch proces te realiseren.

We kennen dit voor de hoogoven, pottenbakkersoven, veldoven, droogoven, emailleeroven, kalkoven, maar ook culinair voor een bakoven, pizzaoven en Dutch oven. Het woord stamt van het Oudindische ukha dat vuurpot betekent.

Een forneyse of fornayse was een ‘grote oven, smeltoven; hellevuur’, er werd geen voedsel in bereid. Via het Oudfrans kwam het van het Latijn fornacem, (fornax: oven), verwant met formus: warm. In onze keuken slaat fornuis op het hele meubel (oven + kookplaten), maar voedsel bereiden we toch in de oven of op het vuur (1 pan op 1 pit).

Een brander is het voorwerp waarmee je vlammen maakt: de branders van een gasfornuis, een verfbrander, een onkruidbrander. Hij zet chemische energie (brandstof + zuurstof) om in thermische energie.

Een komfoor is een toestel om iets in warm te maken of te houden zoals een schotelverwarmer of theestoof. Het is ontleend aan Picardisch cauffoir ‘verwarmingstoestel’ dat stamt van het Laatlatijn calefacere: warm maken.

In het artikel 'Warmwaterkruik of bedkruik, en samowar’, vind je ook info over de kotatsu, bedverwarmers, kersenpitkussen ed. En vergeet de ‘Vergeten hooikist’ niet!

Een van de oudste vormen van vloerverwarming is de Koreaanse Ondol die al vanaf ca. 5.000 BC zou ontstaan zijn als systeem om de rook van het kookvuur horizontaal weg te leiden. Eender welk droog organisch materiaal werd als brandstof gebruikt. Het verlengde, lemen rookkanaal was een aangenaam zitelement. Door later de keuken wat lager te maken kon de warmte onder de vloer van de aanpalende ruimte verspreid worden. Het principe bleef minstens tot laat in de 20^ste eeuw in Korea in gebruik.

De Kang-bedkachel was een Chinese variant.

De Romeinen bouwden vanaf de 2de eeuw v.Chr. een gelijkaardig stenen hypocaustum. De ruimte onder de volledige vloer werd als rookkanaal gebruikt. Er werden steunzuiltjes onder gemetseld. Die waren ruw om een groot oppervlak te hebben om warmte op te nemen. Zo waren ze een soort accu die langzaam en lang warmte aan de vloer bleef afgeven.

Sommige schrijver vermelden schoorstenen in de hoeken van de te verwarmen ruimten. Ander werpen op dat die nergens gevonden zijn. Wel zouden er holle binnenmuren bestaan hebben waarlangs de rook kon ontsnappen. Een extra warmteaccumulator dus. De Romeinse vuurplaats was meestal buiten het gebouw gelegen. Dat kon een openbaar badhuis ("thermen") zijn, of een grote villae rusticae.

Telkens werd hier dus de volledige vloer als massakachel gebruikt.

Deze (vloer-) verwarming  met luchtkanalen en een stookplaats aan de (buiten)kant en de schoorsteen aan de andere kant is in Spanje nog gekend als de ‘gloria’  en in America als “crimean oven“ (hospitaaltent met er dwars onder een met metalen platen afgedekt rookkanaal).

Een radiator is een warmtewisselaar (een gesloten watercircuit) die door straling warmte afgeeft aan lucht. Hij wordt gebruikt in centrale verwarming (in Vlaanderen chauffage) en in het koelsysteem van auto's, radiateur genoemd. Deze versie koelt koelwater van een motor af door de rijwind en /of een ventilator. In het woord herken je de Franse en Engelse stam ‘radiate‘: stralen, en radius (straal). Er zijn kachels waaraan een radiator kan gekoppeld worden.

Dus zowel de oorspronkelijke vuurplaats, als de kachel en de vloerverwarming waren massieve lemen constructies. Dit concept wordt nog steeds gebruikt in (lemen en stenen) massakachels.

Een leemkachel maken

Massakachel  vind ik wel een geschikte verzamelnaam voor massieve, steenachtige kachels die traag opwarmen door één (tot 2) korte stookperiodes van ca. 2 uur per dag, om dan ca. 12 uur (infrarood) stralingswarmte af te geven. Daardoor verwarmen niet (zozeer) de binnenlucht, maar wel vloer, muren, objecten en mensen in de nabije stralingszone. De thermometer meet weinig, en achter een object of muur voel je geen effect meer. (In tegenstelling tot de meest gebruikte convectie warmte, waarbij de lucht die verwarmd wordt warmte overbrengt.)

De afwerking van de 700 kg tot 5 ton zware constructie (die degelijke fundamenten moet hebben) maakt hiervan een tegelkachel (of keramische kachel), een finoven (Finse speksteen) of een leemkachel. Afwerken met gips is een andere mogelijkheid. Ook vuurvaste steen, beton, kleisteen (of chamotte) en metselwerk kunnen gebruikt of gecombineerd worden. Bij combinatie van diverse materialen kunnen verschillende uitzettingscoëfficiënten barstjes veroorzaken. In leem wordt vaak kippengaas als wapening gebruikt.

Tegelkachels bestaan sinds ca. 1300, en waren een belangrijke verbetering ten opzichte van de open haard. Ze zijn zuiniger, milieuvriendelijker en er komen geen rookgassen in huis.

Het energetisch rendement  is 80 tot 90 procent.

Voor oudere types metalen kachels of centrale verwarming is dat 40 tot 50 procent, en slechts 10 tot 15 procent voor een open haard (waar de meeste warmte via de schoorsteen verdwijnt).

De stookruimte lijkt belachelijk klein in vergelijking met de kachel.

De temperatuur in de stookruimte kan oplopen op tot circa 1.000°C. Daardoor is de verbranding van hout vollediger en minder vervuilend dan bij de lagere temperatuur in ijzeren kachels. Metaal warmt snel op, maar het koelt ook snel weer af. Een massakachel wordt daarom altijd korte tijd hard gestookt, ook als een lagere temperatuur gewenst is.

Stook 1 kg hout per 100 kg kachelmassa. Meer heeft geen zin, de verzadigde massa kan geen extra warmte opnemen.

Het rendement is hoog door het gebruik van tegenstroomkanalen. De warme rookgassen worden van boven eerst terug naar beneden geleid. Ze gaan door een soms complex labyrint van gaskanalen  en binnenkamers. Die houden de warme rook zo lang mogelijk vast om zoveel mogelijk warmte aan de steen af te geven alvorens buiten geloosd te worden (aan ca. 200°C). De massa van de kachel accumuleert dit warmteverschil. De warmte wordt later door de buitenwand afgegeven. Lichte modellen verliezen dit voordeel en rendement.

Het oppervlak wordt in tegenstelling tot metaal behaaglijk warm, en geschikt als zit- of ligbank. Het materiaal laat iedere vormgeving toe: trapkachels, boomkachels, klimkachels…

Een massakachel kan ook kookplaten of een oven hebben.

De nodige verbrandingslucht wordt best via een buis rechtstreeks van buiten i.p.v. uit de kamer gehaald (en eventueel voorverwarmd via buizen door de massa).

Je kan de kachel ’s nachts stoken afhankelijk van de grootte, de buitentemperatuur en de gewenste binnentemperatuur, zodat ze dan in de gesloten ruimte haar warmte voor accumulatie ook aan vloeren en muur kan afgeven om een comfortabele temperatuur te krijgen.

Om te genieten van een massakachel investeer je evenveel in isolatie als in de aankoop van de kachel. (Voor infrarood gebruik je reflecterend materiaal als isolatie.) Plaats een tegelkachel nooit tegen een (niet geïsoleerde) buitenmuur.

Nadelen van een massakachel

De trage werking. Er is geen fine tuning. Je kan niet snel even bij verwarmen. Dat duurt een paar uur. En blijft ook uren. Er is planning en ervaring voor nodig.

Moeilijk voor de uithuizige tweeverdieners. Ze horen meer thuis in een laagenergieconcept met een aangepaste levensstijl.

Ze verwarmt slechts 1 kamer, tenzij je bijkomende systemen gebruikt. Combinaties met boilers en cv zijn mogelijk.

Ze zijn duur. Vooral door arbeidsuren: het materiaal zelf is niet zo duur. Zelf bouwen kan, maar dat vraagt enige vakkennis. (Zie ook <Lemen oven>). De 12 Ambachten biedt workshops aan. En op internet vind je plannen en video’s.

Kacheltypes kiezen

Koken of verwarmen met hout maakt je onafhankelijk en zelfvoorzienend. Het is een energiebron die je van A tot Z zelf kan beheren. Met eenvoudige middelen kan je een lang bewaarbare voorraad brandstof aanleggen. Het Noorse Directoraat voor Burgerbescherming en Noodplanning verplicht dat alle huizen vanaf een bepaalde grootte een alternatieve warmtebron moeten hebben, in de praktijk een houtkachel. De man het hout, van de Noor Lars Mytting beschrijft prachtig feeling en band van gebruikers met brandhout.

In 1742 ontwierp Benjamin Franklin (van de bliksemafleider) uit veiligheidsoverwegingen een metalen kachel. Dat was een hele verbetering t.o.v. de tot dan gebruikte gewone haard . Zijn vriend Robert Grace produceerde ze. Franklin wou ze niet patenteren. Hij wou dat de technologie vrij beschikbaar was. Dit wordt wel eens aangehaald als het eerste voorbeeld van het ‘open-bronprincipe’ (open source). 

Een met (spek)steen bekleedde kachel slaat meer warmte op dan een (giet)ijzeren. Door die daarna langzaam terug af te geven blijft de ruimte langer warm. Afhankelijk van de isolatie van de woning is dit een belangrijke overweging bij de aanschaf.

Kachelpijpen geven ook veel warmte. Het is dus niet nodig ze binnen weg te stoppen achter muren of bekleding.

In het Chinese Zhejiang zag bodemkundige F.H. King de kang  (1909): een lage kachel waarvan de restwarmte van de platte horizontale schoorsteen werd benut. Het waren 2m² grote, lage, platte zitbanken overdag waarop ’s nachts een slaapmatras werd gelegd. Wegens slijtage en lekken moesten deze constructies van klei, stro en leem om de 3 à 4 jaar opnieuw gemaakt worden. De oude werd verpulverd (bevatte veel mineralen) voor de composthoop.

Dunwandige stalen kachels zijn vanbinnen met vuurvaste steen bekleed tegen doorbranden, en voor warmteopslag. Gietijzeren kachels hebben zwaardere wanden en verdragen meer hitte.

Een stalen of gietijzeren houtkachel heeft altijd een regelbare luchttoevoer en een vulopening met deur, meestal ook een aslade en een (giet)ijzeren rooster. En we hebben allemaal liefst een glazen ruit in de deur (en zijwand), zodat we het vlammenspel en de noodzaak tot bijvullen kunnen zien.

Het is me niet duidelijk of een glazen kacheldeur (of -wand) meer IR-warmte doorlaat dan een stalen wand uitstraalt. Ik vond er nog geen deugdelijke testen of verklaringen voor. Meestal heeft keramisch glas blijkbaar wel een metaalcoating die (delen van de) IR energie begrensd. Metingen met een hittedetector bevestigen dit, en tonen over de hele glasoppervlakte dezelfde begrensde waarde. De minder uitgestraalde hitte wordt dan toch wel weer gebruikt in de verbrandingskamer.

Maar het oog wil ook wat he? Als ik de vlammen zie, krijg ik het al meteen warmer, zelfs als de kachel nog koud aanvoelt.

Met open kacheldeuren stoken is minder efficiënt omdat de verbrandingskamer dan onvoldoende verhit wordt voor een secundaire verbranding van houtgassen, en er wordt extra veel (ook verwarmde) lucht uit de kamer door de schoorsteen gejaagd.

Zeer belangrijk bij het gebruik van een kachel is voldoende ventilatie. (Zie ook CO-vergiftiging.)

Keuzecriteria

Er bestaan prachtige fornuizen  die naast de stookruimte een oven hebben, soms ook nog een boiler (heetwaterreservoir). De kookplaat heeft met ringen verkleinbare openingen om passende pannen, ketels en wafelijzers op te zetten. Er kan ook nog een rookkast opgebouwd zijn.

Ons moeder heeft nog taart gebakken in de ‘Leuvense stoof’ (in de trom, de oven) door metalen bandringen met twee handvatten, en gevuld met gebakken klei, langs 2 kanten op de kachel op te warmen. De geaccumuleerde warmte volstond om er taart op te zetten in de oven, en ze zo te laten bakken.

Hoeveel m³ moet ik kunnen verwarmen? Hoeveel kW vermogen heb ik dan nodig? (Ook afhankelijk van je isolatie.)

Staat er al een schoorsteen? Of langs welke (buiten)muur kan die gemaakt worden? Of kan het ergens door de bovenliggende verdiepingen?

Wil ik de aansluiting voor rookgasafvoer achteraan of boven op de kachel?

Wil ik er op kunnen koken? Is het bovenvlak dan groot, dik en vlak genoeg?

Hoe groot kan de kachel zijn in functie van een veilige afstand tot brandbare materialen als wandbekleding, kasten, zetel ed.

Een goede kachel voldoet aan hedendaagse normen als een hoog rendement en weinig uitstoot van schadelijke stoffen. Er bestaat een energielabel en een recentere Europese Ecodesign-norm (2020 en 2022). In Duitsland geldt het DIN-plus keurmerk. In diverse landen wordt al langer gelabeld met het uitstekende Franse kwaliteitslabel (zie Flamme verte).

Hoe ouder je wordt, hoe meer de taart gaat lijken op een fakkeloptocht. Katherine Hepburn