Station Kohlenmeiler Physik Oberstufe

PROJEKT: Physik (Oberstufe)
„Der Kohlenmeiler“
Zwischen Waldlerdorf und Mühlental findest Du einen Kohlenmeiler zur Herstellung
von Holzkohle.
Aufgaben
Lest euch den Artikel (Anhang 2) bitte aufmerksam durch und beantwortet folgende
Fragen!
1) Welche waren die Hauptverwendungszwecke von Holz im Mittelalter und in
der vorindustriellen Zeit
2) Wofür wurde die Holzkohle in der vorindustriellen Zeit hauptsächlich
verwendet
3) Welchen Vorteil hat die Verbrennung von Holzkohle gegenüber der von
reinem Holz Was ist der wesentliche Unterschied zwischen Holzkohle und
normalem Holz
4) Schätzt das Volumen des Holzes im Kohlenmeiler ab.
Beschreibt genau, welche Abschätzungen ihr macht und wie ihr auf das
Ergebnis kommt!
Entnehmt aus untenstehendem Anhang 1, welchem Energiegehalt dieses
Volumen entspricht.
Wie vielen Litern heutigen Heizöls entspricht dies
5) In Ländern der dritten Welt geht man davon aus, dass pro Mensch für Heizung
und Kochen etwa 1,0 t Holz im Jahr verbraucht wird.
Diese Zahl kann annähernd für die Bevölkerung in der vorindustriellen Zeit
verwendet werden.
Wie viel Energie (in kJ) hatte ein Mensch im Mittelalter also im Durchschnitt
zur Verfügung
Wie viel mehr Energie ‚verbraucht’ ein heutiger Mensch Berechnet auch den
prozentualen Anteil!
1

Anhang 1
Datenblatt zu obigen Fragen
Grund:
Bei trockenem Holz muss keine Energie mehr verbraucht werden, um das im Holz vorhandene
Wasser zu verdampfen. Die im Holz enthaltene Energie steht also zur Erzeugung von Hitze zur
Verfügung. Holzkohle enthält beinahe keine Feuchtigkeit mehr, weil diese durch die Verkohlung aus
dem Holz entfernt wird.
Mittlere Heizwerte von lufttrockenem Holz mit 15% Restfeuchte
Die Holzkohle-Ausbeute betrug ca. 1700 kg.
Der Heizwert von trockenem Holz mit ca. 20 %
Feuchte ist annähernd doppelt so hoch, wie der
von frischem Holz mit ca. 60 %.
Baumart Rohdichte Heizwert
Laubholz g/dm³ kWh/fm kWh/rm kWh/kg
Ahorn 600 2.600 1.900 4,1
Birke 640 2.700 1.900 4,3
Buche 680 2.800 2.100 4,0
Eiche 680 2.900 2.100 4,2
Pappel 410 1.700 1.200 4,1
Weide 520 2.000 1.400 4,1
Umrechnung:
1 kWh = 3,6 MJ (Megajoule)
1000 MJ = 1,000 GJ (Gigajoule)
Energiegehalt von Holz: 15–17 MJ/kg
Primärenergieverbrauch pro Person in Deutschland (1999): 141 GJ
Primärenergiebedarf gesamt in Deutschland (2000): ~ 485 Mio t SKE
( 1 Tonne SKE (t SKE) = 29,3076 GJ Energie)
Mittlere Heizwerte im Vergleich
Trockenzeiten
Lufttrockener Zustand wird bei grünem Holz etwa nach
folgenden Lagerzeiten problemlos erreicht:
Holzart Heizwert
kWh/rm
Buche
Eiche
Birke
Ahorn
1850
1890
1810
1675
Heizwert
MJ/rm
6.660
6.804
6.516
6.030
Heizölmenge
162 Liter
166 Liter
159 Liter
147 Liter
Erdgasmenge
185 m³
189 m³
181 m³
168 m³
Holzart Lagerzeit
Pappel, Fichte 1 Jahr
Linde, Erle, Birke 1,5 Jahre
Buche, Esche, Obstgehölze 2 Jahre
Eiche
2,5 Jahre
Umrechnung: Raummeter in kg
1rm Buche = ca. 484 kg
1rm = 1 Raummeter = 1 m 3 in loser
Lagerung (wie im Kohlemeiler)
Energiepreis
5–6 rm Laubholz oder 7–8 rm Nadelholz
ersetzen ca. 1000 l Heizöl!
Der Baum als Leistungsträger
- Eine ausgewachsene Buche entzieht der Luft ca. 400 g CO2/Tag
- Dieser Baum nimmt ca. 900 bis 1.300 l Wasser/Tag auf und
verdunstet es wieder.
- Dieser Baum hat eine Blattoberfläche von 1.200 m² und produziert
soviel Sauerstoff, wie ein Mensch am Tag benötigt.
2

Anhang 2
Nichts ging ohne Holz
Als die Germanen noch ähnlich wie Asterix und seine Freunde in ihren Dörfern lebten, war
Deutschland zu 90% mit Wald bedeckt. Ein paar hundert Jahre später, gegen Ende des 14.
Jahrhunderts, war diese Fläche auf ein Drittel zusammengeschrumpft. Womit hing das zusammen
Erst einmal stieg die Bevölkerung an, so dass die Bauern Wald roden mussten, um sich dort neu
anzusiedeln. Die gefällten Bäume konnte man gleich zum Hausbau benutzen. Dazu steckte man
Baumstämme in die Erde und umwand sie mit Weidengeflecht, das man dann mit Lehm beschmierte
und schon war das Haus fertig. Die Pfähle, die man in die Erde steckte, faulten rasch durch, so
musste man bald ein neues Haus bauen. Solche Pfahllöcher können die Archäologen heute noch im
Boden finden und auf diese Art vollständige Dörfer rekonstruieren. Die neuen Siedlungen entstanden
oft unter der Anleitung von Klöstern. Dazu gehört auch das Zisterzienserkloster Waldsassen und aus
diesem sogenannten Stiftland kommen alle Häuser, die im ersten Dorf im Oberpfälzer
Freilandmuseum stehen. Die Felder reichten bis zum Waldrand und so hat man die Landschaft auch
im Museum nachgebaut. Wenn ein Ortsname mit Reut, Rode oder Roding aufhört, dann weiß man,
auf welche Art es entstanden ist. Nur ganz reiche Städter, die Burgherren und die Kirche konnte es
sich leisten, ihre Gebäude in Stein zu errichten, deshalb nennt man sie auch „steinreich“. Solche
steinreichen Kaufleute gab es zum Beispiel in der Stadt Regensburg.
Im Laufe des Mittelalters stellten die Zimmerleute die Häuser dann auf einen Steinsockel, so dass sie
länger hielten. Entweder bauten sie ein Gerüst aus Balken, das dann nach wie vor mit Weiden und
Lehm ausgefacht wurde, zu sehen ist das im Stiftlanddorf und im Juradorf des Museums, oder sie
bauten sogenannte Blockhäuser, die ganz aus Holz waren, die sieht man im Waldlerdorf des
Museums. Im Stiftlanddorf kann man auch sehen, dass die Dächer oft aus Holzschindeln gefertigt
waren. Aber nicht nur die Häuser waren aus Holz. Nahezu alle Gebrauchsgegenstände waren es
auch. Das Essen löffelte die Familie mit einem Holzlöffel aus einer Holzschale, die Füße steckten in
Holzschuhen und fast alle Werkzeuge waren aus Holz. Es gab aber auch Gegenstände, für die Holz
nicht widerstandsfähig genug war. Eine Axt zum Beispiel musste natürlich aus Eisen sein und auch
ein Pflug war aus Holz zu schwach. Den hat man aber trotzdem aus Holz gebaut und dann die
wichtigen Stellen, wie das Streichbrett, mit Eisen verstärkt. Im Denkenbauernhof steht eine große
Sammlung solcher Pflüge. Die meisten Handelswaren wurden in Holzfässern transportiert, die hatten
ähnliche Vorzüge wie unsere Container, denn ihre Größen waren genormt. Das Fass war viel
praktischer als eine Kiste. Es war nämlich stabiler, man konnte es rollen und aufeinander stapeln.
Viele Gegenstände, die heute aus Kunststoff sind, waren früher aus Leder und auch die Gerber, die
aus Tierhäuten das Leder produzierten, brauchten viel Holz und vor allem Baumrinde, um ihre
Gerberlohe anzusetzen. Ein anderer, wichtiger Stoff, den man aus dem Holz gewinnt ist das Pech.
Das war der viel gebrauchte Klebstoff des Mittelalters. Schon der vor über 5000 Jahren verstorbene
Ötzi trug ein Päckchen Birkenpech in seiner Tasche. Mit Pech haben die Handwerker ihre Fässer und
ihre Boote wasserdicht gemacht und wenn sie das Pech mit Fett vermischten, hatten sie eine
ausgezeichnete Wagenschmiere, ohne die sich kein Rad früher gedreht hätte. Wenn man Baumharz
durch Destillierung in seine flüssigen und festen Bestandteile trennt, hat man Terpentin und
Kolophonium, mit welchem noch heute jeder Geiger seinen Bogen einstreicht. In den Küstenstädten
bauten die Bewohner aus Holz riesige Schiffe, mit denen ein Christoph Columbus sogar bis nach
Amerika fahren konnte, aber auch in der Oberpfalz brauchten die Menschen Boote zum Fischen und
Lastkähne, um Waren über die Flüsse zu verschiffen.
Viel Holz brauchte die Hausfrau zum Kochen. Das Kochen fand am offenen Feuer statt, in einem
kleinen gemauerten Raum mit Rauchabzug, der sogenannten Rußküche. Im Denkenbauernhof des
Museum kann man eine solche Küche anschauen. In Deutschland hatte man genügend Holz um
ganze Tiere am Spieß zu braten und so ist ja auch heute noch der Schweinebraten die
Lieblingsspeise der Deutschen. Es gibt aber auch Länder, die nur ganz wenig Holz hatten und viel
sparsamer damit umgehen mussten. Die haben ihre Nahrung erst kleingeschnitten und dann ganz
kurz gebraten, was auch gut schmeckt, wie wir aus jedem Chinarestaurant wissen.
Auch im Mittelalter gab es Industriebetriebe, die richtig viel Energie verbrauchten. Das waren die
Ziegeleien, die Kalkbrennereien, die Salinen und die Eisenverhüttung. Um zum Beispiel die
Salzpfannen der Saline in Lüneburg am Kochen zu halten, haben die Menschen soviel Holz
umgehauen, dass eine einzigartige Kulturlandschaft entstanden ist, die Lüneburger Heide.
Nun ist es aber so, dass es sehr mühsam ist, die schweren Holzstämme aus dem Wald
herauszubringen und dann bis zu ihrer Verwendung weiter zu transportieren. Viel besser ist es, das
Holz bereits im Wald zu Holzkohle zu verarbeiten, weil sie zum Transportieren viel leichter ist (60 %
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Gewichtsverlust) und außerdem mehr Hitze erzeugt. Heute braucht man Holzkohle nur noch im
Sommer zum Grillen, wenn man einen ganz besonders hochwertigen Stahl schmieden will oder für
das Weihrauchfassl. Aber früher hat die Industrie große Mengen an Holzkohle verbraucht. Daher gibt
es auch heute noch so viele Leute, die auf den Nachnamen Köhler oder Meiler hören, denn die Köhler
haben im Wald die Kohlenmeiler betrieben. Der Kohlenmeiler funktioniert so, dass eine Menge Holz
möglichst dicht aufgeschlichtet wird, dann mit Zweigen und Erde bedeckt und durch einen
freigehaltenen Abzug angezündet wird. Nun ist es die Kunst des Köhlers, das Holz zum Verglühen zu
bringen. Das Feuer darf nicht aus gehen, aber der Meiler darf nicht abbrennen. Das erreicht der
Köhler dadurch, dass er mit einem Stecken Löcher in den Meiler sticht, die gezielt die Luftzufuhr
beeinflussen. Diese Köhler waren oft ein wenig seltsam, denn sie lebten meist lange allein im Wald.
Außerdem waren sie von der Kohle natürlich immer dreckig. Das Spiel „Wer hat Angst vorm
Schwarzen Mann“ bringt das noch zum Ausdruck. Auch haben sie wohl oft schaurige Geschichten
erzählt, so dass man noch heute, wenn man jemanden nicht glaubt, sagt: „Du willst mich wohl
verkohlen!“ Es gibt viele Sagen, in denen Köhler vorkommen. Die berühmteste hat Wilhelm Hauff
aufgeschrieben. Sie heißt „Das kalte Herz“. „Kohlenberußt und den Menschen ein Abschaum“ ist der
arme Köhler Peter Munk, der natürlich seinem Schicksal entrinnen will und auf der Suche nach
Reichtum seine Warmherzigkeit verliert.
Im Oberpfälzer Freilandmuseum kann man im Mühlental ein Modell von einem Kohlenmeiler
besichtigen. Alle zwei Jahre wird Anfang Mai ein richtiger Kohlenmeiler entzündet, der dann ungefähr
zwei Wochen vor sich hin glüht. In der Oberpfalz hat es im späten Mittelalter viele Köhler gegeben,
denn die Region war voller Eisenhütten, seit dem 16. Jahrhundert gab es auch Glashütten. Und beide
brauchten viel Hitze um das Eisen und das Glas zu schmelzen. Man spricht von der Oberpfalz auch
vom Ruhrgebiet des Mittelalters. Das Eisen brauchte man weniger für Gebrauchsgegenstände, als
hauptsächlich für Kanonen, Rüstungen und sonstige Waffen aber auch für technische Instrumente,
wie Zirkel, Uhren und so weiter. Um einen Zentner Eisen zu gewinnen, braucht man 6 t Holzkohle, die
gewinnt man aus 30 t Holz, was etwa 30 ausgewachsenen Fichten entspricht. Natürlich führte das auf
Dauer zu Problemen. Der Wald, der einst so reichlich vorhanden war, der undurchdringlich und mit
wilden Tieren besetzt war, zog sich mehr und mehr zurück. In der Oberpfalz haben wir aus dem Jahre
1512 eine erste Waldverordnung, denn schon am Ende des 14. Jahrhunderts war der Wald auf ein
Drittel zusammengeschrumpft. Diese Waldverordnungen sind die frühesten Gesetze für ein ökologisch
nachhaltiges Wirtschaften, die wir kennen. In Parkstein bestimmte die Obrigkeit, dass systematisch
neue Bäume angepflanzt wurden und sie verboten die Waldweide. Auf diese hatten die Bauern
besonders gerne ihre Schweine gebracht, die sich im Herbst den Bauch mit Eicheln und Bucheckern
füllten, so dass man sie gut gemästet im Winter schlachten konnte. Früher besaß jeder Ort eine
sogenannte Allmende, ein unbebautes Wald- oder Wiesengebiet, was jeder nutzen durfte. Besonders
für die armen Leute war das eine große Einschränkung ihres Einkommens als der freie Gebrauch der
Allmende zugunsten der Wiederaufforstung des Waldes untersagt wurde.
Holz war bis in das 19. Jahrhundert hinein der wichtigste Energielieferant, vergleichbar mit dem Erdöl
heute und so ist es auch nicht verwunderlich, dass manche Historiker behaupten, das der Sieg des
Abendlandes über den Islam darin begründet ist, dass das Abendland über größere Energiereserven,
also mehr Holz verfügte.
Birgit Angerer
Aufbau eines Holzkohlemeilers Ein Holzkohlemeiler wird angezündet Um 1840: Häufung von Kohlemeilern
und industrielle Kohleproduktion
Erstellt durch:
Arbeitsgemeinschaft Oberpfälzer Gymnasiallehrer
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