Warum knackt ein Kaminfeuer?

Wenn in der dunklen und kalten Jahreszeit ein Feuer im offenen Kamin oder im Kaminofen brennt, sorgen nicht nur die lodernden Flammen und die wohlige Wärme für eine gemütliche Stimmung – auch das Knistern und Knacken des brennenden Holzes gehört dazu.

Lebendes Holz ist aus Zellen aufgebaut, die zum Transport von Nährstoffen und Wasser röhrenförmige Strukturen bilden. Das Ergebnis ist ein poröses Material mit faseriger Struktur. Chemisch besteht Holz vor allem aus Zellulose, Hemizellulose und Lignin. Diese drei Substanzen – allesamt organische Makromoleküle auf der Basis von Kohlenstoff und Wasserstoff – bilden den Hauptbestandteil der verholzten Zellwände. Eingelagert in den Hohlräumen der porösen Holzstruktur finden sich außerdem Harze, ätherische Öle – und Wasser, viel Wasser: Zwischen 30 und 60 Prozent des Gewichts von frisch geschlagenem Holz geht auf das Konto von Wasser.

Zellstruktur von Holz

Tatsächlich ist das im Holz eingeschlossene Wasser die Hauptursache für das charakteristische Knacken eines Feuers. Bevor die Scheite allerdings im Kamin landen, müssen sie zunächst ausreichend trocknen. Für die Verbrennung in Kaminen und Öfen gilt eine Restfeuchte von 12 bis 20 Prozent als optimal. Bis das Holz eines frisch gefällten Baumes verfeuert werden darf, können – je nach Lagerung und Holzart – zwischen sechs Monate und mehrere Jahre vergehen. Das Verbrennen von zu feuchtem Holz ist nicht empfehlenswert: Es entsteht erheblich mehr Rauch und Ruß. Zudem können sich Teerablagerungen bilden, die schlimmstenfalls zu Schornsteinbränden führen.

Sobald das – hoffentlich gut abgelagerte – Holz im Ofen oder Kamin in Brand gerät, zerfallen die großen Makromoleküle in den Zellwänden durch die hohen Temperaturen in immer kleinere chemische Verbindungen. Diese kleineren Moleküle treten nun als brennbare Gase aus dem Holz aus und reagieren mit dem Sauerstoff der Luft zu Kohlendioxid und Wasserdampf. Deshalb brennt ein Feuer nicht ohne Luftzufuhr. Die enorme Hitze lässt zudem das in den Hohlräumen gespeicherte Wasser verdampfen, wodurch der Druck innerhalb der winzigen Kammern ansteigt. Übersteigt der Druck schließlich die Festigkeit der umgebenden Zellwand, kommt es zu einer kleinen Explosion: Der Hohlraum platzt mit einem Knall auf und der Druck entlädt sich.

Insbesondere bei Nadelhölzern spielt zusätzlich zum Wasser auch das enthaltene Harz eine Rolle beim Entstehen der Knackgeräusche. Das Harz verdampft später als Wasser und bildet dabei brennbare Gase. Diese können sich beim plötzlichen Aufreißen eines Hohlraums sofort entzünden und so die „Miniexplosionen“ eindrucksvoll mit hellen Funken verstärken. Aber auch bei einem von Wasserdampf ausgelösten Knacken kann ein Funkenflug auftreten, wenn der schlagartig entweichende Dampf winzige verkohlte Holzpartikel mitreißt oder lose Asche- und Rußpartikel aufwirbelt.

Lautstark bemerkbar machen kann sich auch der Kaminofen selbst – und zwar sowohl bei der Erwärmung als auch bei der Abkühlung. Die Öfen bestehen zumeist aus Gusseisen oder Stahl, und Metalle dehnen sich bei Erwärmung aus, beim Abkühlen ziehen sie sich wieder zusammen. Die Teile des Ofens erwärmen sich aber nicht gleichmäßig und so kommt es zu mechanischen Spannungen. Gelegentlich entladen sich diese Spannungen, indem sich Bauteile geringfügig – es geht um Bruchteile eines Millimeters – verschieben. Und diese plötzliche Bewegung löst ebenfalls ein lautes Knacken hervor.