Physiologische Behaglichkeit durch Strahlungswärme
Die Temperierung der Gebäude-Hüllflächen
Warum und wie lange gibt es schon die Temperierung der Gebäude-Hüllflächen?
Die Menschen in den vorigen Jahrhunderten machten sich das von der Sonnenstrahlung abgeleitete Erfahrungswissen für sich und die Erwärmung ihrer Häuser in der kühlen Jahreszeit technisch zunutze.
Dabei waren wohl die Kenntnisse rund um das Kochen und Backen ausschlaggebend. Die langfristig wärmespeichernden und wärmeabstrahlenden Steine des Lagerfeuers dürften die Aha-Einsicht ausgelöst haben, die zum Backofen und folgerichtig zur Strahlungsheizung geführt haben. Natürlich gehörte auch die Ersterfahrung am Lagerfeuer dazu: vorne schwitzen, hinten - im Strahlungsschatten - frieren.
Ein Versuch im 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).
Es kommt also nicht darauf an, das Lebensmittel Luft als staubiges Heizmedium zu vergewaltigen, sondern auf die Strahlungsqualität der Umgebung. Das haben unsere postindustriellen Vorfahren mangels "Ingenieurwissenschaft", "Bauphysik" und DIN-gerechtem Schwachverstand dann auch logischerweise herausgefunden:
Im historischen Massivbau gibt es die Temperierung der Raumhülle mittels einfacher oder raffinierter Heiztechniken sozusagen seit der Antike bis in die Neuzeit. Die Baumeister der römischen Thermen und Kloster- bzw. Burgenbauten mit ihrem unter dem Fußboden geführten Heizsystem, der sog. Hypokaustenheizung, und der Abgasführung durch Lüftungsziegel (Tubuli) in der Wand bis über Dach verstanden die Heizungsprobleme, das Energiesparen und die Substanzschonung im Massivbau durchaus zutreffend: sie erwärmten die Raumhülle, nicht die Raumluft. Folge:
Strahlungswärme statt belastender Warmluftströmung, warme, trockene und schimmelfreie Wände gegenüber der systematisch kühleren Raumluft.
Dabei war das echte Energiesparen früher entscheidend:
Trockene Räume lassen sich mit Strahlungstechnik am wirtschaftlichsten heizen. Auch der fröstelnde Mensch im kalten Bett erhält mit einer energiestrahlenden Wärmflasche die billigste Form einer wohligen Nachtruhe.
Eine erhöhte Verschmutzung an kühlen Raumschalen durch warmfeucht verstaubte Heizluft war in strahlungsbeheizten Bauwerken früher - abgesehen von sakralem Kerzen- und profanem Kienruß sowie Küchenrauch - nicht das Problem wie heute. Nur so konnten jahrhundertealte Wand- und Deckenmalereien bis in unsere Zeit erhalten bleiben. Und deren Freilegung zeigt immer wieder: Oft gaben Stil- bzw. Nutzungswechsel, nicht Verschmutzung, den Ausschlag für die Neufassung. Neufassungsperioden über 30-50 Jahre waren da keine Seltenheit, heute sind falsch beheizte Räume alle paar Jahre reif für den Tüncher.
Auch transportabel aufgeständerte Becken mit glühender Kohle boten bis über das Mittelalter hinaus eine lokal und kurzfristig wirksame Wärmequelle. Sie strahlten den wärmebedürftigen menschlichen Körper und die Raumhülle an, ohne Umweg über die leicht flüchtige Luft. Als stationäre Strahlungsheizkörper funktionierten dann die Kachelöfen und offene Kaminfeuerungen, die in den Raum hineinstrahlten und durch Strahlungsausgleich zwischen den Wänden zu angenehmen Umgebungstemperaturen führten. Und das bei geringem Energieverlust, da die flüchtige Raumluft kaum bzw. nur sekundär erhitzt wurde und die Wärmeenergie in speicherfähigen Umgebungsflächen bzw. dem massiven Grundofen lange "festgehalten" wurde. Obendrein sorgte das wärmende "Rückgrat" der Kaminanlage für beste Ausnutzung der Rauchabgase im ganzen Gebäude.
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, bricht schlagartig seine Gesundheit zusammen: 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 wir Deutsche Europameister auf dem Kontinent, nur das feuchte Irland hat hier noch mehr zu bieten. Dank der Anstrengungen der Dämmstoff-, Heizungs- und Lüftungsindustrie und ihrer politischen und beamteten Helfershelfer werden wir Irland aber bald übertroffen haben. Absaufende Dämmpakete, überdichte Schimmelbuden, verschleimte Lüftungsanlagen und schadstoffverwirbelnde Heizsysteme dienen alle auch diesem Ziel.
Die Abschaffung der Praxis durch die Theorie und neue Geschäftsfelder
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. Resultat der Fehlorientierung der Ingenieurmajorität: Überdimensionierte Heizanlagen, vorteilhaft nur für Planer, Gutachter und Lieferanten. Folgende Abbildung stellt das favorisierte Prinzip der Konvektionsheizung als Zimmer-Taifun dar:
"So war es bisher:
Konventionelle
Heizung
(Konvektionswärme)
Raumluft
wird erwärmt und steigt auf.
Die
Luftströmung wirbelt Staub, Milben und Bakterien auf.
DerFußbodenbereich bleibt kalt."
[aus:Marmorheizung-Prospekt
der Firma Classic-therm Solnhofen]
Diese
Abbildung zeigt die Folgen der
Heizkörperheizung ebenso deutlich.
[Bildquelle: Hartmut Grotjahn: Sanfte Wärme aus der Wand
Teil 1, sbz 4, 6, 8/1997]
Auch die Bankheizung im Kirchenraum durch hocherhitzte Wärmestrahler konterkariert das eigentliche Ziel. Ihre hohe Wärmeabgabe erzeugt raummittig großen Luftauftrieb, der den Dreck und Staub hochwirbelt und an den kühlen Außenwänden im Konvektionsabtrieb ablädt. Als kalte Zugluft im Fußbereich kommt der Luftstrom dann wieder im Kirchengestühl an.
Ähnlich ist die Fußbodenheizung zu verstehen. Sie erzeugt zwar keinen dauernden Konvektionsauftrieb, regt aber gleichwohl die langsam erhitzte Luftschicht am Boden zu plötzlichen Auftriebsbewegungen an. Die stoßweise aufsteigende erhitzte Luftschicht erzeugt wiederum erhöhte Verschmutzung und Kondensatdurchfeuchtung der systemtypisch kühlen Wände.
Abb.:
Wirkungsweise der Fußbodenheizung
[Bildquelle: Hartmut Grotjahn: Sanfte Wärme
aus der Wand Teil 1, sbz 4, 6, 8/1997]
Die Errungenschaft der Niedertemperatur-Fußbodenheizung ist inzwischen nicht als wohlige Strahlung, sondern als Quelle übler Fuß- und Venenkrankheiten entlarvt. Abgesehen davon, daß sie im Gegensatz zur Sonne nicht den Körper über seine gesamte Länge, sondern die Fußsohlen erwärmt, stört sie dort die natürliche Wärmeabgabe und soll nach manchen Autoren sogar die oben dargestellten Warmluftwalzen im Raum erzeugen. Folgen: Hygienische Probleme und Gesundheitsgefährdung der auf dem warmen Boden vorwiegend laufenden Hausfrau. Hauptsache, das System läßt sich rechnen.
"So
muß es sein:
Strahlungswärme, Gleichmäßige Temperaturverteilung im Raum,
keine Verwirbelung der Luft. Der Fußbodenbereich bleibt warm."
[aus:Marmorheizung-Prospekt der Firma Classic-therm Solnhofen]
Auszug aus: Die Temperierung der Gebäude-Hüllflächen von Konrad Fischer