Heizung / Heizungsbau gesucht?

-> Eine Infrarotheizung ist die perfekte Alternative zur herkömmlichen Konvektionsheizung.

Sie brauchen eine neue Heizung in Ihrem Haus oder Wohnung? Sie haben keine Lust mehr auf schmutzige Heizkörper, die wertvollen Stellplatz an den Wänden verschwenden? Sie möchten eine gleichmäßige und angenehme Wärme?

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Gewinnen Sie im Keller einen zusätzlichen Raum dazu. indem Sie die alten Öltanks entsorgen und komplett nur noch mit Strom heizen. Mit optionalen Solaranlagen (Photovoltaik) auf dem Dach sogar weitgehend kostenlos.

Kennen Sie das bei einer normaler Heizung?

Heißer Kopf und kalte Füße? Bei einer Konvektionsheizung ist das leider normal. Nur mit Strahlungswärme läßt sich ein Raum vollständig und weitgehend gleichmäßig beheizen.

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Informationen über unsere Heizungssysteme

Wer über Energieeinsparung und Klimakatastrophe etwas mehr nachdenkt, wird schnell darauf kommen. Absaufende Dämmung, aufgeschäumte Baustoffe und subventionsbedürftige Technik, die mehr Energie schluckt als sie erzeugt, können Heizenergie nicht einsparen. Das kann nur die Heizenergie selbst.

“High Tech” von Photovoltaik über Windrotor bis zur Wärmerückgewinnung liefert noch unwirtschaftliche Ergebnisse.

Durch die raumlufterhitzende Konvektionsheizung verpufft viel Energie durch Fugen und Ritzen, durch Fenster und Türen. Raumlufterhitzende Heizsysteme liefern zwangsweise Kondensat und Dauerfeuchte an den immer etwas kühleren Außenwänden bzw. am Inventar. Nur eine Strahlungsheizung (bekannt als Hüllflächenheizung, Bauteiltemperierung, Bauteilheizung, Strahlungsheizung, Wärmestrahlenheizung, Infrarot-Wärmestrahlungsheizung, etc.) kann Energie auch wirklich sparen.

Die Bauart und Verteilung der Strahlungsheizkörper (Heizrohre, Heizflächen, Sockelleistenheizung, Strahlplatten, Flachheizkörper, Wandheizung, Wandflächenheizung, Fußbodenheizung, Deckenheizung, Steinplattenheizung, Glasflächenheizung, Glasheizung, Heizgläser-Temperierung, …) und die Betriebsweise (stetiger Betrieb, Nachtabsenkung, Nachtabschaltung, …) spielen dabei eine wesentliche Rolle. Die technischen Umwälzungen der Zeit haben auch in der Heiztechnik ihre Spuren hinterlassen. Früher wurde grundsätzlich strahlungsintensive Heiztechnik mit geringem Energieeinsatz eingesetzt, um Bauwerk und Mensch vernünftig, schadensarm und gesund zu erwärmen. Das 19. Jahrhundert brachte entscheidende Änderungen, mehr und mehr entwickelte sich die Heiztechnik zur lufterhitzenden und luftbewegenden Konvektionsheizung.

Der 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 Lufttemperatur und erhitzten Wänden ins Schwitzen gerieten.

(Quelle: Techn. Info “Strahlungsenergie – die Ur-Energie, neu entdeckt, TT Technotherm GmbH, Nürnberg)

Es kommt also auf die Strahlungsqualität der Umgebung an.

Unser Lebensmittel Luft sollte besser nicht zum staubigen Heizmedium werden.

Zur Geschichte dieser Heizungsart:

Das von Sonnenstrahlung abgeleitete Erfahrungswissen machte man sich früher für die Erwärmung des Hauses samt seiner Bewohner in der kühlen Jahreszeit  zunutze. Dabei waren wohl auch die Kenntnisse rund um das Kochen ausschlaggebend. Die langfristig wärmespeichernden und wärmeabstrahlenden Steine des Lagerfeuers dürften zu Erkenntnissen geführt haben, die dann zum Backofen und folgerichtig zur Strahlungsheizung führten. Auch gehörte die Ersterfahrung am Lagerfeuer dazu: vorne schwitzen, hinten – im Strahlungsschatten – frieren.

Im historischen Massivbau gibt es die Temperierung der Raumhülle mittels einfacher oder raffinierter Heiztechniken seit der Antike bis in die Neuzeit. Als Beispiel seien die Baumeister der römischen Thermen, der Kloster- bzw. Burgenbauten mit ihrem unter dem Fußboden geführten Heizsystem, der so genannten Hypokaustenheizung, oder der über Heißdampf erfolgten Wärmeverteilung in die teils mit Hohlziegeln errichteten Wände, genannt. Sie verstanden die Heizungsprobleme, das Energiesparen und die Substanzschonung im Massivbau und erreichten dies mittels Wahl einer gegenüber Feuchte- und Temperatur-schwankungen extrem dämpfungsfähigen Baukonstruktion, durch Erwärmen der Raumhülle, nicht der Raumluft.

1885 wurde für Prof. Hermann Rietschel ein Lehrstuhl für Heizung und Lüftung an der TU Berlin eingerichtet und die Nachahmung der Solarstrahlung wurde eingestellt. Es hielt die Watt´sche Dampfmaschine als Dampfheizung Einzug in der Bautechnik. Rietschel “erfand” den lufterhitzenden Rippenheizkörper.

Die “moderne” Technik, in Form der energieverschleudernden und krankmachenden Konvektionsheizung, löste nun die energetisch und gesundheitlich bewährte Strahlungs-heizung ab. Nun pfiff überhitzte Luft aus dem Bauwerk, es zog an allen Ecken und Enden wegen der heizungstechnisch erzwungenen Luftumwälzung und die teure Heizluft in Groß- und Kleinräumen staute sich an der Decke, ohne dort irgendwen mit Wärme zu versorgen. Die vorhandenen Vorschläge und Versuche, auch das Prinzip der Strahlungsheizung technisch weiterzuentwickeln, blieben auf Einzelfälle beschränkt.

Strahlungswärme verhindert schmutz- und feuchtebelastete Raumluftströmung,

das Resultat sind warme, trockene und schimmelfreie Wände sowie Einrichtungsgegenstände. So wird es klar, warum in historischen Räumen bis zur Einführung der luftbeheizenden Systeme nur sehr langfristig Instandhaltungen von Raumschale und Inventar notwendig waren, während danach stetig intensivste Maßnahmen gegen Schimmel, Pilz, Schwamm, Flächen- und Detailverschmutzung, Malschicht und Putzablösung, Untergrundverrottung, Salzdruckmobilisation im Dauerwechsel von Lösung und Kristallisation, Rissbildung usw. von Nöten waren und noch sind. Dabei war früher das echte Kosten- und Energiesparen entscheidend, denn trockene Räume lassen sich mit Strahlungstechnik am wirtschaftlichsten heizen. Auch heute können bei massiven Gebäuden mit Außenhüllentemperierung – gegenüber vergleichbaren Neubauten mit “guter” Außenisolation – ca. 1/3 Heizenergie eingespart werden.

Eine erhöhte Verschmutzung an kühlen Raumflächen durch warmfeucht verstaubte Heizluft war in strahlungsbeheizten historischen Bauwerken – abgesehen von sakralen Kerzen sowie Küchenrauch – nicht vorhanden. Nur so konnten jahrhundertealte Wand- und Deckenmalereien bis in unsere Zeit erhalten bleiben. Nicht Verschmutzungen gaben oft den Ausschlag für die Neugestaltung, sondern Stil- oder Nutzungswechsel. Renovierungsperioden über 30-50 Jahre waren keine Seltenheit. Heute sind falsch beheizte Räume alle Jahre reif für den Anstreicher und klimabedingte Holzschutzarbeiten wegen exzessiver Holzbewurmungs- und Verschimmelungstendenz eine tiefe Geldgrube für den Holzschutzbetrieb und auch für das Gesundheitswesen.

Die konventionelle Heizung – Konvektionswärme

Die Raumluft wird durch den Konvektionsheizkörper erwärmt und steigt auf. Die Wärme hängt unter der Decke und die Luftströmung mit samt seiner Elektrostatik, je nach Raumausstattung, wirbelt mehr oder weniger Staub, Milben und Bakterien auf. Der Fußboden und kritische Raumecken bleiben kalt.

Folgen der ungleichen Luftverwirbelung sind bekannt: Schmutzablagerung an den Wänden, je nach Luftstrom, meist über dem Heizkörper; die niedrigeren Temperaturen in Ecken und Nischen sorgen für Kondensat und im schlimmsten Fall für Schimmelbildung und Bauschäden. Einflächige Plattenheizkörper ohne Innenrippen sind Strahler, sie erzeugen kaum Konvektion, im Vergleich zu Rippenheizkörpern oder Flächenheizkörpern mit Innrippen, die schlecht zu reinigen sind und dadurch für noch mehr Staub in der Raumluft sorgen. Ähnlich ist dieses Prinzip mit der Fußbodenheizung und mit der ihr wirkungstechnisch verwandte strömungsreduzierten Luftheizung in Großräumen, mit bodennahem Luftauslass, zu verstehen.

Sie erzeugen zwar keinen dauernden Konvektionsauftrieb, führen aber zu plötzlichen Auftriebs-bewegungen der langsam erhitzten Luftschicht am Boden. Die stoßweise aufsteigende erhitzte Luftschicht erzeugt wiederum erhöhte Verschmutzung und Kondensatdurchfeuchtung der typisch kühlen Wände, in Großräumen vorrangig der unterkühlten Decke, der oberen Wand-Ecken und des Raum-Inventars oder der Stuckleisten etc.

Die Errungenschaft der Niedertemperatur-Fußbodenheizung sollte also auch skeptisch gesehen werden. Abgesehen davon, dass sie im Gegensatz zur Sonne nicht den ganzen Körper, sondern nur die Fußsohlen erwärmt, stört sie dort die natürliche und zur Körperkühlung physiologisch erforderliche Wärmeabgabe und erzeugt die oben dargestellten Luft- und Schmutzumwälzungen im Raum.

Ein weiteres Problem ist die Trägheit der Fußbodenheizung, sie muss zuerst mit teurer Energie den schweren Estrich aufheizen, ehe sie endlich die Bodenoberfläche erreicht um dort Wärme-strahlung an den Mensch und den Raum abzugeben. Im Vergleich zu einer Strahlungsplatte an der Wand, welche an und für sich auf dem gleichen Wirkprinzip beruht – es wird eine Fläche erhitzt, die dann dank Bauteiltemperierung Wärme abstrahlt – gibt es doch gravierende Unterschiede. Stellen Sie sich mal die Wirkung auf den angestrahlten Körper vor. Wer läuft schon gern den ganzen Tag auf glühenden Kohlen? Vom Badezimmer mal abgesehen. Und dann die ineffiziente Systemträgheit mit den hohen Aufheizkosten sowie die sich nach oben entladende Wärme inkl. Staubluftaufwirbelung!

Am effizientesten arbeitet die Niedertemperatur-Fußbodenheizung, wenn sie konstant, ohne Absenkung, auf niedrigster Temperatur (max. 30°C) betrieben wird.

Kachelöfen und Kamine

Auch Kachelöfen und offene Kaminfeuerungen, die in den Raum hineinstrahlen, funktionieren als stationäre Strahlungsheizung. Sie führen durch Strahlungsausgleich zwischen den Wänden zu angenehmen Umgebungstemperaturen. 

Und das bei geringem Energieverlust, da die flüchtige Raumluft kaum bzw. nur sekundär erhitzt wird und die Wärmeenergie in speicherfähigen Umgebungsflächen bzw. dem massiven Grundofen lange “festgehalten” wird. Obendrein sorgt der Schornstein als wärmendes “Rückgrat” für die beste Ausnutzung der Rauchabgase im ganzen Gebäude.

Es kommt aber auch hier aufs Detail, z.B. die Masse (eingesetzte Schamotte) sowie die Länge des Zuges im Grundofen, an. Je mehr, desto besser ist der Speicher! Bei Kaminen gilt das gleiche, so manches schön anzusehende Designer-Stück heizt uneffizient die Wärme sofort in den Schornstein, er dient dann eher der Optik.

Wandflächentemperierung

Ende der 70er Jahre wurde die Strahlungsheizung mittels Kleinkonvektoren hinter Fußboden-leisten entwickelt. Sie versorgten die Wandoberfläche mit Wärme, die von dort in den Raum strahlte. Heute sind verschiedene Bauarten möglich, um für jeden Einzelfall die beste Lösung zu finden. Es darf auch nicht verschwiegen werden, dass das “Temperieren” eine erhebliche technische Entwicklung durchgemacht hat, mit vielen Fehlern und Lernprozessen. Oft genügt als Temperierung die reine “Rohrlösung” oder Strahlkörperflächen offen vor der Wand montiert. Bei der eleganteren Verlegung unter Putz muss mit Wärmestrahlungsverlust gerechnet werden, es kann zu Spannungen an den Rohren und in der Putzschicht kommen und nicht zuletzt ist der Reparaturaufwand im Havariefall um einiges höher.

Eine erheblich teurere Version – Temperierung mittels Wand- und Bodenvorsatzschalen. Z.B. werden Kleinkonvektoren hinter Verkleidungen, so genannte Heizleisten verlegt. Hier wird erst der Kleinkonvektor vom Heizrohr erhitzt, dann die Luft vom Konvektor, dieser erwärmt die anliegende Wand, die letztlich in den Raum abstrahlt. Da Wärmestrahlung von der Quelle frei in den Raum abgegeben wird, ist es für Außenwände kein Nachteil, wenn sich die Strahlungsquelle von diesen entfernt befindet. Die Wärme durchdringt nahezu ohne Energieverlust die Luft, erst wenn sie auf feste Materie trifft, wie etwa die Massivbauwand, erwärmt sie diese (Absorption), welche daraufhin einen Großteil der auftreffenden Energie dem Raum (Reflexion) und seinen Nutzern zurück spendet. Wenn jedoch der Trocknungseffekt bei Mauerfeuchte genutzt werden soll, z.B. an einem, durch Beregnung feuchten Sockelbereich, sollte die Wärmequelle auch dort verlegt werden.

Bisher wird die Wandflächentemperierung vorwiegend im denkmalgeschützten Altbau verwirklicht. Doch immer mehr Neubauten nutzen diese wirtschaftlich, technisch und gesundheitlich überlegene Technik.Man kann sich denken, was sich die Heizungsindustrie zur Strahlungsheizung an teuren Ideen  (Wandflächenheizung, Hypokaustenheizung, Bauteiltemperierung, …) ausgetüftelt hat! Es ist zwar auch ganz toll, aber nicht unbedingt der geldbeutel- und energieeffizienteste Weg. Neue Begriffe, wie “thermoaktive Flächen”, “thermische Bauteilaktivierung” klingen gut und unterstützen das Marketing zum Nachteil des Portemonnaies.

Wie immer: Nicht aus Rechenmodellen, sondern aus der Praxis mit all ihren Niederlagen entsteht die konstruktive Erfahrung.

Nachtabsenkung

Die energieverschwendende Nachtabsenkung der Betriebstemperatur ist bestenfalls ein Marketingtrick der Energieverkäufer. Ausgerechnet wenn es besonders kalt ist und die Gebäudehülle schneller auskühlt, soll weniger geheizt werden? Das kann bei Temperierung, die auf mittels Wärmestrahlung thermisch aufgeladene Gebäudehüllen setzt, nur schwerlich bis gar nicht funktionieren.

Wenn gegen das Prinzip der Strahlungsheizung aus “Energiespargründen” so geheizt wird, als hätte man Konvektionsheizkörper und auch in kältesten Winterperioden reduzierte Betriebs-temperaturen gefahren werden, obwohl die Strahlflächen gerade dann maximal versorgt werden müssten, dann wird das System nicht funktionieren.

Am nächsten Tag kann die reduzierte Heiztechnik, die für Temperierungsbetrieb ausgelegt ist, nicht in der notwendigen Geschwindigkeit die unterkühlten Raumhüllen und Raumlufttemperaturen aufheizen. Nutzer werden sich beschweren, gleichzeitig steigt der Heizenergieverbrauch. Vergleichend mit einer Autofahrt in der Stadt – mit Vollgas an die rote Ampel – Stopp! – und dann weiter mit Vollgas, bis zur nächsten Ampel? So ist auch kein Kraftstoff zu sparen!

Worauf kommt es noch an? Auf die Homogenität der Gebäudehülle mit viel Wärmespeicher, günstige Wärmeverteilung durch entsprechende fachmännisch erfahrene Planung!

Grundsätzlich unterscheidet man drei Energie-Transportvorgänge:

• die Wärmeleitung,
• die Wärmeströmung (Konvektion)
• und die Wärmestrahlung.

[Cziesielski, E.; Daniels, K.; Trümper, H.: Ruhrgas Handbuch – Haustechnische Planung. Hrsg. Ruhrgas AG, Karl Krämer Verlag Stuttgart 1985]:

“Der Wärmetransport durch Strahlung unterscheidet sich grundsätzlich von den Vorgängen der Wärmeübertragung durch Leitung oder Konvektion. Die Unterschiede bestehen darin, dass der Energietransport durch Strahlung an keinen stofflichen Träger gebunden ist und damit auch nicht vom Temperaturfeld des durchstrahlten Mediums abhängt.

Dieses Phänomen kann anhand der Sonnenstrahlung, welche durch den Weltraum mit einer Temperatur von annähernd 3 K (-270 °C) zur Erde gelangt, veranschaulicht werden. Die Temperatur des “Strahlers” ist demnach die wesentliche Größe, die auf den abgegebenen Energiestrom bei der Wärmestrahlung Einfluss nimmt”.

Das Strahlungs-Phänomen

Dazu ein Auszug aus einem Text von “Wohnung und Gesundheit” 3/01 – Nr. 98 (IBN-Verlag):

Humane Strahlungswärme

Strahlungswärme bedeutet eine Nutzwärme, die physiologisch günstig bewertet und vom menschlichen Organismus als wohltuend empfunden wird. Seit Urzeiten nutzt und genießt der Mensch die Strahlungswärme der Sonne. Es gibt drei Möglichkeiten des Wärmetransportes: Die Wärmeleitung, die Wärmeströmung oder Konvektion und die Wärmestrahlung.

Die Wärmeleitung und damit auch die Konvektion ist Teil der klassischen Wärmelehre und braucht zum Wirksamwerden immer Temperaturdifferenzen (zweiter Hauptsatz der Thermo-dynamik – Wärme fließt vom höheren zum niedrigeren Potential). Dies wird auch bei den Dimen-sionen erkennbar (W/m²K), (W/mK). In der Heiztechnik spricht man von “Übertemperaturen”.

Die von einer Oberfläche ausgehende Wärmestrahlung, wie z. B. die Heizfläche einer Strahlungsheizung oder die Oberfläche eines Raumes, ist als Wärmestrahler eine elektromagnetische Welle, gleich dem sichtbaren Licht, der Radiowelle, den Röntgenstrahlen und gehorcht im Gegensatz zur Wärmeleitung quantenmechanischen Gesetzen, eben dem Planckschen Strahlungsgesetz.

Dieses Strahlungsgesetz lässt sich nicht aus der klassischen Physik herleiten, sondern erfordert die Annahme quantenhafter Absorption und Emission elektromagnetischer Strahlungsenergie durch den Schwarzen Strahler [8]. Es musste damals von Planck ein radikaler Bruch mit den klassischen Vorstellungen der Wärmelehre vollzogen werden. Somit lässt sich Strahlung physikalisch auch nicht mit den Mitteln der kinetischen Wärmelehre beschreiben [11]. …

(… ) Mit der Wärmestrahlung werden besonders günstige Wärmeleistungen erreicht, weil diese allein von der “absoluten Temperatur” abhängen. Damit fallen Unterschiede von z. B. 10 oder 15 K nicht groß ins Gewicht, wie dies beim klassischen Wärmeübergang der Fall ist. Eine Strahlungsheizung funktioniert allein durch eine temperierte Fläche und kann deshalb auch nicht mit einer üblichen Konvektionsheizung, die auf vorliegende Temperatur-differenzen zwischen Heizkörper und Luft angewiesen ist, verglichen werden.