Infrarotheizungen

Was sind Infrarot-Wärmewellen?

Wie kann es sein, dass Sonnenwärme Millionen Kilometer durch den eiskalten Weltraum zurücklegt und uns trotzdem so gut wärmt? Der Grund für dieses Phänomen sind elektromagnetische Wellen im Bereich unter (lat. infra) dem roten Bereich von sichtbarem Licht. Diese Wellen bringen Moleküle in Schwingungen und setzen Energie frei, die wir als Wärme empfinden. Im Gegensatz zu noch kürzeren Wellen wie z. B. Röntgenstrahlen wirken Infrarotstrahlen sogar sehr positiv auf den Menschen.


Der Unterschied liegt in der Luft!

Im Gegensatz zu herkömmlichen Heizkörpern erwärmen Wärmewellen-Heizungen nicht die Raumluft sondern das Mauerwerk. Die Wände speichern die Wärme viel länger als die Luft und geben sie in den Wohnraum zurück. So bleiben die Mauern trocken und Schimmel hat keine Chance sich auszubreiten. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Luft nicht zirkuliert und somit kein Staub aufgewirbelt wird.


Die Vorteile der Infrarotheizung

Gegenstände und Mauernbleiben trocken und geben Wärme ab. Infrarotwärme wirkt positiv auf den Menschen. Günstig in der Anschaffung und energiesparend im Betrieb.

Wirkungsweise der IR-Heizelemente:

Die Infrarotwärmewellen die vom Heizelement ausgesendet werden treffen auf einen Gegenstand im Raum (Wand, Decke, Boden, Inventar) und werden von diesem entweder absorbiert (aufgenommen) oder reflektiert. Die von einem Körper reflektierten Wärmewellen treffen einen anderen Körper bis sie restlos absorbiert werden. Sie können sich die Verbreitung der Infrarotwärmewellen so vorstellen, als wenn Sie eine Handvoll Gummibällchen in einen Raum werfen. Diese springen unkontrolliert in alle Richtungen davon. Überall wo diese auftreffen, verlieren sie einen Teil ihrer Kraft (Energie). Die Gummibällchen (die Infrarot-Wärmewellen) springen so lange umher, bis ihre Energie aufgebraucht ist bzw. in der Raumhülle gespeichert ist. Die Wärmewellen erwärmen vorerst die oberste Schichte des Mauerwerkes und diese Wärmeenergie wird größtenteils wieder in den Raum zurückgestrahlt (Weg des geringeren Widerstandes).


Hier ist der große Unterschied

Bei einer Konvektionsheizung wird die Raumluft erwärmt, daraus resultiert eine ganze Palette von verschiedenen Nachteilen. Bei einer Wärmewellenheizung wird die Raumhülle, Mensch, Tier, Inventar direkt mit gesunden und wohltuenden Infrarotwärmewellen versorgt (Prinzip der Sonne). Durch die Rundum-Wärme kommt es zu keiner Wärmeschichtung im Raum. Aus diesem Grund ist auch Schluss mit kalten Füßen. Durch die gleichmäßige Wärme im Raum gibt es kaum Luftbewegung und die Staubbelastung durch Aufwirbelung wird auf ein Minimum beschränkt.


Angenehmes und gesundes Wohnklima

Durch das Zusammenspiel von niedriger Raumlufttemperatur, höheren Wandtemperaturen, geringer Staubbelastung und einer angenehmen, nicht zu hohen Luftfeuchtigkeit fühlt sich der Mensch einfach wohl. Besonderes Augenmerk ist hier wohl auf die kühle, trockene und staubfreie Atemluft zu legen. Dies ist wohl die Grundvoraussetzung für gesundes und leichtes atmen (Tropenklima bzw. Spaziergang an einem klaren Wintertag). Diese wesentlichen Vorteile kommen in jedem Bereich zum tragen, ob im Wohnzimmer, Schlafzimmer, Büro, usw.


Mauerwerk und Gesundheit

Bei vernünftiger Beheizung der Räume mit IR-Heizsysteme ist eine Pilz- und Schimmelbildung praktisch unmöglich, weil es zu keiner Kondensatbildung kommen kann (selbst bei Wohnungen in denen selten gelüftet wird). Da es zu keiner Kondenswasserbildung kommt wird das Mauerwerk bei einer bereits vorhandenen Mauerfeuchte ausgetrocknet. Diese Tatsache hat ein angenehmes und gesünderes Wohnklima zu Folge. Die meisten Menschen kennen das eigenartige Kältegefühl, das von einer großen Glasscheibe ausgeht. Das selbe Gefühl geht auch von kalten Wohnraumwänden aus, wenn auch in einer abgeschwächten Form. Trockene und warme Wände bedeuten für Menschen mit Gicht, Ischiasleiden, usw. eine wesentliche Erleichterung.


Trockenes Mauerwerk

Die Wärmeleitfähigkeit eines feuchten Mauerwerkes ist erheblich größer gegenüber einer trockenen Wand. Dies bedeutet einen unterschiedlichen U-Wert bei ein und demselben Mauerwerk aber unterschiedlichen Feuchtgehalt. Aufgrund eines niedrigeren U-Werts (wegen trockener Mauern) ergibt sich mit dem IHS-System eine wesentliche Energieeinsparung. Nicht nur Schimmel- und Pilzbelastung, sondern auch Salzausblühungen gehören bei trockenen Gemäuern der Vergangenheit an. Bei der Temperierung und Beheizung von historischen Gebäuden ist eine Wärmewellenheizung in jedem Fall einer Konvektionsheizung vorzuziehen, da diese Gemäuer in der Regel einen höheren Feuchtigkeitsgehalt aufweisen. Durch die Temperierung der Räume mit dem de Wärmewellenheizung kommt es zu keiner Kondensatbildung. Dieser Umstand bedeutet - trockene Mauern, gesunder Verputz, lang anhaltende schöne Wandmalereien, usw.


Was ist der Unterschied zwischen Strahlungswärme und Konvektion?

 

Im Unterschied zur Konvektion wird bei der Strahlungswärme (Strahlungsheizung, Radiatoren) die Energie nicht durch die Luft übertragen, sondern durch elektromagnetische Wellen, d.h. die Luft zwischen Wärmeträger und -empfänger erwärmt sich nicht. Meist bevorzugt der Mensch Strahlungswärme (auch Wärmestrahlung genannt) vor Konvektorwärme. Je größer die Fläche, die der Heizkörper einnimmt, desto weniger bewegt sich die Luft und desto mehr Strahlungswärme sendet er aus (vgl. Heizkörper, Konvektor)

Ein Versuch im John B. Pierce Laboratory, USA, verdeutlichte das Ziel vernünftiger Heiztechnik: Personen in einem Raum mit 50°C warmer Luft und gekühlten Wänden froren jämmerlich, während sie bei 10°C und erhitzten Wänden ins unangenehme Schwitzen gerieten. (Quelle: Techn. Info „Strahlungsenergie - die Ur-Energie, neu entdeckt, TT Technotherm GmbH, Nürnberg)

Die technische Umwälzung der Moderne hat auch in der Heiztechnik ihre Spuren hinterlassen. Während früher grundsätzlich strahlungsintensive Heiztechnik mit geringem Energieeinsatz Bauwerk und Mensch vernünftig, schadensarm und gesund erwärmte, brachte das 19. Jahrhundert entscheidende Änderungen. Mehr und mehr entwickelte sich die Heiztechnik zur lufterhitzenden und luftbewegenden Konvektionsheizung. Die herkömmliche Erwärmung des Hauses und seiner Bewohner in der kühlen Jahreszeit machte sich das von der Sonnenstrahlung abgeleitete Erfahrungswissen zunutze. Dabei waren wohl die Kenntnisse rund um das Kochen und wärmeabstrahlenden Steine des Lagerfeuers dürften die Aha-Einsicht ausgelöst haben, die zum Backofen und folgerichtig zur Strahlungsheizung geführt haben.


Es gibt viele Arten von Strahlungsheizungen

Die älteste und wohl auch bekannteste Strahlungsheizung ist die Sonne. „Sie zeigt uns wie's geht." Bei einer Oberflächentemperatur von 5785 K liefert diese an der Obergrenze der Erdatmosphäre ein Leistungspotential von 1,37 kW/m² (=Solarkonstante). Ohne Sonne kein Leben!


Infrarotstrahlung

Die Wärmelehre und damit die Thermodynamik war seit Beginn der Aufklärung und dem Siegeszug der Naturwissenschaften ein erfolgreiches Feld intensiver Forschung und rational nachvollziehbaren Ergebnissen. Dagegen war die Strahlungsphysik in der Wissenschaft bis zur Wende zum 20. Jahrhundert ein Buch mit sieben Siegeln. Erst mit der Formulierung der Quantenmechanik und der entsprechenden Strahlengesetze wurden die physikalischen Grundlagen für die Beschreibung der Strahlung geschaffen.


Ist die Wärmewellenheizung eine Erfindung der jüngsten Zeit?

NEIN!

Auf Wärmewellen basierendes Heizen ist so alt wie der gezielte Einsatz des Feuers durch den Menschen. Stein-, Lehm und später Kachelöfen verbreiten bis heute eine behagliche Wärme. Hierzu schreibt der Schweizer Baufachmann Paul Bossert: „Der griechische Begriff Hypokauston wird in Latein mit Vaporaium übersetzt. Das bedeutet, dass ein Tubuli weder ein Lüftungsziegel noch eine Abgasführung war. Außerdem waren die Tubuli oben vermauert bzw. geschlossen.

"Vapore weist auch nicht auf Rauchgase und Heißluft hin, sondern auf Dampf bzw. Dunst, dessen Kondensat nach der Wärmeabgabe via Kondensatrücklauf auf dem gemauerten Hypokausten-Unterboden zum Praefurnium zurückgeführt wurde. Die Römer hatten also eine Kondensationsheizung."

Die Hypokaustenheizung der Römer ist als erste Zentralheizung bekannt. Sie arbeitete als reine Wärmewellen - Heizung. Offenbar vertrug die römische Bauweise diese Dampfheizung sie hatten ja auch noch keine schimmelfördernden Anstriche und Putze, geschweige denn WDVS (Wärmedämmverbundsysteme). Jedenfalls wurden die Wände durch die sich anlagernde Kondenswärme warm. Mit der Rückbesinnung auf natürliche Lebensweisen und gesundes Wohnen, halten längst vergessene Heizmethoden wieder Einzug in die Häuser und Wohnungen der Moderne. Neu an Wärmewellen-Heizsystemen ist die Art und Weise, wie die Wärmewellen erzeugt werden - nämlich durch Elektrizität. Mit Hilfe wärmeleitender nicht metallischen Schichten erhält man eine saubere, gesundheitlich vorteilhafte und energiefreundliche Wärme.


Der alte Kachelofen

Kein zweites Heizgerät hat einen derart guten Ruf wie „der alte Kachelofen". Es muss etwas gewesen sein an Kachelöfen, dass sie so legendär gemacht hat.„Etwas, was man spürte, aber doch nicht beschreiben konnte." Was macht die gemütliche Wärme des Kachelofens aus: Kühle, trockene, unbewegte und deshalb staubfreie Luft und warme Wände. Ein richtig platzierter Kachelofen steht an der Innenwand eines Raumes, und zwar immer so, dass er die ganze Fläche der Außenwände annähernd gleich gut bestrahlen kann. Die starke Wärmestrahlung des Ofens erwärmt die Innenseite der Außenwände, erhöht deren Oberflächentemperatur, lässt aber die Raumluft kühl.


Wieso herrscht oft allgemeine Skepsis, dass Wärmewellenheizungen nicht ausreichend Wärme liefern?

Weil immer noch viele dem Irrglauben aufsitzen, dass das Gefühl von Wärme und Kälte einzig und allein von der Temperatur der Umgebungsluft abhängt. Das ist schlichtweg falsch! Ein Beispiel aus der Natur beweist es: Skifahrer und Bergsteiger frieren selbst dann nicht, wenn die sie umgebende Luft extrem kalt ist. Der Grund: Sie sind von Wärmewellen umgeben, die direkt von der Sonne kommen oder von der Umgebung ( Schnee, Steine, Erde usw. ) reflektiert werden.

Strahlungswärme statt schmutz- und feuchte belastender Warmluftströmung, warme, trockene und schimmelfreie Wände und Einrichtungsgegenstände (Mobiliar/Inventar/Exponate) gegenüber der systematisch kühleren Raumluft. So wird es erklärbar, dass wir in historischen Räumen bis zur Einführung luftbeheizender Systeme sehr langfristige Instandhaltungsintervalle von Raumschale und Inventar über zig Jahre haben, während danach alle paar Jährchen intensivste Maßnahmen gegen Schimmel, Pilz, Schwamm, Flächen und Detailverschmutzung, Malschicht und Putzablösung, Untergrundverrottung, Salzdruckmobilisation im Dauerwechsel von Lösung und Kristallisation, Rissbildung, Instrumentverstimmung, Flächen- und Bauteilkorrosion an Malflächen und Metallbauteilen usw. nötig sind. Als Dauerbrenner intelligentester Haustechnik, Planungs- und Handwerksleitung. Eben nach dem Motto: Alle Jahre wieder. Wie schön, dass öffentliche aber auch die privaten Bauherrn heutzutage so unerschöpflich anschwellende Geldvorräte horten, denen ein rapider Schwund durch derartige Bauschlauheiten geradezu gut tut.


Dabei war das echte Kosten- und Energiesparen früher entscheidend

Trockene Räume lassen sich mit Strahlungstechnik am wirtschaftlichsten heizen. Auch der fröstelnde Mensch im kalten Bett erhält mit einer energiestrahlenden Wärmeflasche die billigste Form einer wohligen Nachtruhe.

Einige Heizsysteme haben äußerst bedenkliche Auswirkungen auf die Gesundheit. Alle Systeme, die vorwiegend Luft erwärmen ( Schwarze Wärme), arbeiten mit dem Prinzip Luftumwälzung. Luft wird erwärmt, steigt auf und zieht von unter kalte Luft nach, die dann ihrerseits wieder aufgeheizt wird usw. Dabei entsteht in den Räumen ein Luftkreislauf, durch den die Beheizung des Raumes erst möglich wird. Je stärker nun die Luft aufgeheizt wird, um so größer ist der Feuchtigkeitsentzug und das Aufwirbeln von Hausstaub, Pollen, Bakterien usw. Diese werden im Luftstrom mitgeführt und laufend über den gesamten Raum verteilt. Die Folge: Eine hohe Lufttemperatur sowie trockene und verschmutzte Raumluft. Das wirkt sich sehr nachteilig auf den Organismus und auf die Behaglichkeit aus.

Die Strahlungsheizung ist dem Menschen auch physiologisch naturgemäß. Der menschliche Körper kann über die Haut 99 % der auf ihn einwirkenden Wärmestrahlung aufnehmen. Seit urdenklichen Zeiten ist er der Sonnenstrahlung ausgesetzt, seine Körperkonstitution ist darauf eingerichtet. Sobald es aber zu feuchtwarmen Luftströmen kommt, verspürt der Körper ein unbehagliches Gefühl: Wer hat noch nichts gehört von Föhnschmerzen und den seuchengefährdeten Tropen? Genauso „bewährt" sich unsere moderne lufterhitzende „Tropenklima-Heizung" mit Radiatoren und Konvektoren in abgedichteten Räumen: Über 1/3 der deutschen Wohnbevölkerung sind inzwischen Allergiker, mit 8.000 - 10.000 Asthmatoten sind die Deutschen Europameister auf dem Kontinent, nur das feuchte Irland hat hier noch mehr zu bieten. Feuchte Dämmpakete über dichte Gebäudehüllen mit Schimmelecken, und verkeimte Lüftungsanlagen fördern auch kaum Gesundheit und Wohlbefinden. Auch im Museums- und Kirchenbereich sind asthmatisch erkranktes Personal und temporär sporenbelastete Besucher inzwischen ein immer dringlicheres Thema.


Die Abschaffung der Praxis durch die Theorie

Durch den 1885 für Prof. Hermann Rietschel eingerichteten Lehrstuhl für Heizung und Lüftung an der TU Berlin wurde die Nachahmung der Solarstrahlung durch den heizenden Menschen eingestellt. Die Watt´sche Dampfmaschine hielt als Dampfheizung Einzug in der Bautechnik. Rietschel „erfand" den lufterhitzenden Rippenheizkörper inkl. seiner Berechnungsgrundlagen. Dieser Einbruch „moderner" Technik in das praktische Erfahrungsumfeld revolutionierte seitdem die energetisch und gesundheitlich bewährte Strahlungsheizung zur energieverschleudernden und krankmachenden Konvektionsheizung. Nun pfiff überhitzte Luft aus dem Bauwerk, nun zog es an allen Ecken und Enden wegen der heizungstechnisch erzwungenen Luftumwälzung, nun wurden die Raumschalen schwarz wie Dampflokomotiven und die teure Heizluft in Groß- und Kleinräumen staute sich an der Decke, ohne dort irgendwelche Nutzer mit Wärme versorgen zu können. Die gleichwohl vorhandenen Vorschläge und Versuche, nun auch das Prinzip der Strahlungsheizung technisch weiterzuentwickeln, blieb auf Einzelbeispiele beschränkt. In den seit dem 19. Jh. erscheinenden Jahrgängen der Verbandszeitschrift „der Gesundheits-Ingenieur", vorm. „Der Rohrleger und Gesundheitsingenieur" kann die Entwicklung nachgelesen werden.