Strahlungsheizung und Luftheizung, Hüllflächentemperierung
Servus Gemeinde,
Nachdem hier einige Informationen zum Thema Heizen auf mich eingeflossen sind, möchte ich das Ganze mal etwas übersichtlich darstellen.
Räume können beheizt werden, indem entweder die Raumluft mit einer Vorrichtung erwärmt wird, oder indem man Flächen dazu bringt, Wärmestrahlung abzugeben.
Raumluftbeheizung
Warme Luft steigt nach oben, kalte Luft strömt seitlich heran. Die warme Luft trifft irgendwo auf kalte Flächen, kühlt ab, sinkt wieder und trifft dann wieder auf den warmen Heizkörper: Die Luft wird umgewälzt. Diese transportiert zuerst mal Staubpartikel mit sich herum. Das ist nicht gesund und auch nicht schön, wegen der verstaubten Flächen.
Warme Luft kann mehr Feuchtigkeit aufnehme als kalte. Kühlt warme, feuchte Luft an kalten Flächen ab, gibt sie Wasser an diese Flächen ab, mit zwei Folgen: Es entsteht ein Lebensraum für Schimmelsporen. Zudem wird die kalte Fläche wegen Eintrags von wärmeleitenden Wasser noch kälter.
(Mit einer wasserundurchlässigen Beschichtung könnte man verhindern, dass das Mauerwerk noch nässer wird. Wischt man das niederschlagende Wasser regelmäßig ab, hätte man eine Luftentfeuchter - aber wer krabbelt schon in Ecken mit einem Handtuch rum. Ist das Mauerwerk schon nass, dann kann es bei einer Beschichtung nicht mehr austrocknen.)
In einem Raum mit gleichmäßig warmen Wänden und ohne viel Energieverlust kann eine Luftbeheizung übrigens zur Strahlungsheizung werden, wenn alle Oberflächen gleichmäßig temperiert sind. Das ist aber im Altbau, in öffentlichen Gebäuden, bei hohen Räumen oder bei großen Fensterflächen fast nie gegeben.
Strahlungsheizung
Um die Raumluftbeheizung mit all ihren Folgen zu vermeiden, setzt man Strahlungsheizung ein. Jeder warme Körper gibt Wärmestrahlen an seine kühlere Umgebung ab, ohne dabei die Luft wesentlich aufzuheizen. Welches Material dabei als Strahler verwendet wird, ist egal, ausgenommen bei der Frage, wie gut ein Material Wärme abgibt. Dunkle und rauhe Flächen geben und nehmen mehr Wärme auf oder ab, als glänzende und helle. Die Luft wird dabei nie wärmer als die wärmste wärmeabgebende Stelle im Raum.
Konventionelle Heizkörper können folglich sowohl Luftumwälzer als auch Wärmestrahler sein. Je heißer die Oberfläche im Gegensatz zur Raumluft ist, desto mehr wird die Luft in Bewegung gesetzt. Daher kann auch ein Lamellenheizkörper mit Luftschächten ein Strahlungsheizkörper sein, wenn seine Temperatur nicht viel höher ist als die die Umgebungstemperatur. Durch seine größere Oberfläche kann er mehr Wärmestrahlen abgeben, (auch in den Konvektorschächten) die dann sich mit Lichtgeschwindigkeit reflektiernd von dort aus im Raum ausbreiten. Verschließt man die Luftschächte an einer Seite, unterbindet man die Umwälzung und kann den Konvektor mit höherer Temperatur betreiben - wenn nicht durch die hohen Temperaturen auch die Luft an der Außenseite in Bewegung kommt.
Umgekehrt kann ein Strahlungsheizkörper mit höheren Temperaturen zum Lufterhitzer und Umwälzer werden. Daraus ergibt sich, die Forderung nach großen Heizflächen mit geringen Temperaturunterschieden zur Raumtemperatur.
Das bedeutet aber noch nicht die völlige Lösung aller Probleme. Solange es noch kalte, wärmeleitende Stellen im Raum gibt, wird sich dort vorhandene Luftfeuchtigkeit niederschlagen, wenn auch in geringerem Maße als bei Umwälzung von großen Luftmassen.
Dabei scheint auch die Oberfläche der Materialien einen Einfluss zu haben. Ein beispiel dafür sind die (oft nur halbhohen) Holzvertäfelungen an den Wänden von Bauern- und Bürgerstuben. Die Räume wurden damals mit Einzel- oder Kachelöfen und damit großteils durch Strahlungswärme beheizt - es gab also keine Möglichkeit der Wärmezufuhr an alle gewünschten Stellen. Holz fühlt sich trotz einer gewissen Feuchte trocken an und wird bei Erwärmung selber schnell zum Strahler, weil es die Wärme nicht schnell weiterleitet. (Ich habe eine nur drei Millimeter dicke Sperrholzplatte hinter einem Klavier direkt an die unbeheizte Wand geschraubt, um dort Kälte, Feuchtigkeit und Schimmel zu vermeiden. Seitdem ist es dort trotz Stoßbeheizung trocken.)
Auch Gipskartonplatten lassen Strahlungswärme nicht schnell durch und könnnen so in Problemecken und Zonen die Innenwandtemperatur ohne direkte Wärmezufuhr erhöhen und damit zu einem angenehmeren Wärme-Strahlungsklima beitragen.
Hüllflächentemperierung:
Die beste Lösung ist es natürlich, die kältesten Stellen im Raum so zu erwärmen, dass sie danach die wärmsten im Raum sind. Dann können sie austrocknen, werden durch die schlechtere Wärmeleitung zu isolierenden Materialien und durch ihr Temperaturniveau sogar zu Heizflächen. Die kältesten Stellen sind meist die Außenwände und dort der Sockelbereich.
Technisch gelöst werden kann das durch verschiedene Vorgehensweisen:
-Wandhypokauste:
Eine Minikonvektor hinter einer Gipskartonplatte, die mit einem Abstand zur Außenwand montiert ist. Die Gipskartonplatte wird zum großflächigen Strahler.
-Wandheizung:
Heizschleifen oder -rohre, in die Wand eingeputzt. Zur Wand-Austrockung müssen sie auch den Sockelbereich beinhalten und dürfen zur Wand hin nicht isoliert werden.
-Sockelheizung nach Großeschmidt:
a) Zwei Rohre (Vor- und Rücklauf) werden mit geringem Abstand in die Wand im Socklebereich eingeputzt. Duch Beheizung entsteht in der Wand ein Wärmestau. Es bildet sich ein 10 cm breiter warmer Wand-Streifen der pro lfd. Meter eine Heizleistung von ca. 100 Watt hat.
b) Die zwei Rohre werden mit Schellen an die Wand geklemmt und mit dunkler Farbe oder Schlämme "weggestrichen". (Blankes Kupfer ist ein schlechter Strahler, deswegen die dunkle Farbe). Diese Version reagiert schneller als die eingeputzte kühlt aber auch schneller aus.
Ahnlich funktioniert Therma-Skirt: Ein bis zu 20 cm hohes, aber nur 2cm dickes Aluprofil hat die Vor- und Rücklaufleitung integriert. Die Leiste kann durch ein Baukastensystem einfach zusammengesteckt werden und auch um Winkel und Ecken geführt werden.
Bei beiden vorstehenden Systemen ist es notwendig, an allen Wänden Sockelleisten anzubringen, auch an den Innenwänden, um die nötige Heizleistung zu erbringen. Nach Großeschmidt sind manchmal auch noch Leisten in Brüstungshöhe und in kalten Fensterlaibungen nötig.
-Sockelleisten nach Eisenschinck:
Minikonvektoren (mit Lamellen) hinter einer Sockelverkleidung lassen warme Luft langsam an der Wand hochsteigen. Die wird dadurch erwärmt und zu einer Strahlfläche. Auch hier sind oft in Fensterlaibungen und vor Türen und Glasflächen zusätzliche Strahl-Leisten nötig.
Auch die Fußbodenheizung könnte dazugerechnet werden, wenn sie im Wandsockelbereich genügend Wärme abgibt.
Alle Versionen der Hüllflächen-Temperierung müssen mit konstanter Temperatur betrieben werden. Durch die angenehme, zugfreie Strahlungswärme kann die Temperatur aber etwas niedriger sein.
Die Preiswerteste und am schnellsten zu installierenede Version scheint Großeschmidt b) zu sein. Nach Großeschmidt ist es möglich, zwischen den Vor-und Rücklauf normale Heizkörper (vorzugsweise Plattenheizkörper) anzuschließen wenn zusätzlicher Wärmeeintrg nötig ist. Großeschmidt berichtet außerdem vom Verschwinden von Salzausblühungen an Wänden. Dies dürfte dann auch für die anderen Systeme zutreffen.
Soweit mal,
Johannes
