Für die angenehme Klimatisierung der Räume, vor allem im Winter ist Wärme erforderlich.
Wärme ist die Transportform der inneren Energie von einem thermodynamischen System auf ein anderes. Es wird ein Körper benötigt, der innere Energie über einen Wärmetransport abgibt. Dies erfolgt über ein Temperaturgefälle.
Die Wärme kann durch Konvektion und durch Strahlung übertragen werden.
In fluiden Stoffen, zum Beispiel Raumluft, kann die innere Energie auch durch die Teilchen selbst transportiert werden. Diese Art des Wärmetransportes heißt Konvektion. Luft strömt an der Oberfläche des Heizkörpers vorbei und nimmt dabei Wärmeenergie auf und gibt dies an kalter Stelle wieder ab.
Für die Übertragung der Wärmeenergie bei Strahlung ist kein Stoff als Träger erforderlich. Körper können aufgrund ihrer Temperatur elektromagnetische Wellen aussenden, die als Wärmestrahlung (Temperaturstrahlung) in Erscheinung treten. (Beispiel: Sonne Erde). Im Beispiel Bild 1 an einer Außenfassade ist die unterschiedliche Höhe einer Wärmestrahlung gut erkennbar.
Bild 1: Bei diesem Beispiel kann man die unterschiedlichen Wärmestrahlungen an einer Fassade sehr deutlich erkennen.
Eine Strahlungsheizung kann daher nicht mit einer üblichen Konvektionsheizung, die nur bei vorliegender Temperaturdifferenz zwischen Heizkörper und Luft wirksam wird, verglichen werden.
Die Behaglichkeitstemperatur setzt sich aus der Raumlufttemperatur und der Wandtemperatur zusammen und liegt etwa in der Mitte bei der Einzeltemperaturen.
Dabei ist zu unterschieden: Bei der Konvektionsheizung ist die Raumlufttemperatur höher als die Wandtemperatur, bei der Strahlungsheizung dagegen umgekehrt. Der Unterschied zwischen den beiden Heizungen wird im Bild 2 dargestellt.
Eine Wärmestrahlung erwärmt keine Luft, sondern nur Materie (fest oder flüssig). Sie ist diatherm, die Raumluft bleibt deswegen kühl und angenehm. Bei einer Strahlenheizung kann sich in der Regel kein Kondenswasser an der Wandoberfläche bilden (Schimmelpilzbildung an der Oberfläche wird vermieden), da sich die Wärmestrahlung in alle Richtungen ausbreitet und so alle Flächen erreicht werden. Hingegen kann bei einer Konvektionsheizung nur die frei von warmer Luft zugänglichen Bereiche erwärmt werden.
Die Lufttemperatur kann infolge der höheren Strahlungstemperatur der Wände bei gleicher Behaglichkeit niedriger gehalten werden und es ergeben sich auch wegen dem erforderlichen Lüftungswechsel energetische Gewinne, da ja die Temperaturdifferenz der Luft zwischen innen und außen geringer ist. Ist die Raumlufttemperatur 1 K niedriger, so erspart dies eine Heizenergieeinsparung von ca. 5%.
Die klassische Strahlungsheizung ist der Kachelofen, der Kamin bzw. Kaminofen und Die Fußbodenheizung. Zu den Strahlungsheizkörpern gehören die alten gusseisernen Heizkörper aber auch eine Randleistenheizungen. Letzte ist besonders geeignet für die Temperierung der unteren Wandbereiche.
Es gibt heute optisch moderne Heizkörper, welche Strahlung und Konvektion vereinen. Im Bild 3 werden auch andere Strahlungsheizkörper gezeigt.
Unter infrarot-flachheizung.de werden zum Beispiel alle wichtigen Merkmale zur Anwendung einer Infrarot-Heizung beschrieben. Es erfolgt auch eine wissenschaftliche Studie zusammen mit Herrn Dr.-Ing. Kosack von der Technischen Universität in Kaiserslautern. Vergleich einer Infrarotheizung unter realen Bedingungen und einer herkömmlichen Gasheizung. Hier gibt es auch einen Heizkostenrechner.
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