Wissenswertes zum Thema Heizung, Raumklima und Nachhaltigkeit
Das Atelier für Architektur + Raum in Weimar informiert

Prinzipiell lassen sich zwei verschiedene Heizprinzipien voneinander unterscheiden:

Strahlungsheizung

Die Strahlungsheizung ist ein Heizsystem, dass sich schon die alten Römer als Heizverfahren zunutze machten. Ein Bauteil oder eine Wand wird durch hindurchströmende beheizte Medien erwärmt und gibt diese Wärme in Form von Strahlung nach außen ab. Die Abgabe erfolgt ohne zusätzliche Luftbewegungen. Trifft die Strahlung auf andere Körper (den Menschen), wird die Strahlung in Wärme umgewandelt – ein Prinzip, auf dem zum Beispiel die Funktionsweise eines Kachelofens beruht.

Konvektionsheizung

Bei Konvektionsheizungen wird die Luft durch das Vorbeiströmen an warme Heizquellen erwärmt. Gerippte Heizkörper, die meist unterhalb der Fenster montiert sind, erwärmen den stetigen Luftstrom, der folglich nach oben steigt. Kühlt er sich wieder ab und sinkt ab, wird er von unten wieder durch die Rippen des Heizkörpers nach oben gezogen, um erneut durch die Rippen der Wärmequelle zu strömen. Auf demselben Prinzip beruht die Funktionsweise von Umluft-Töpfen.

In der DIN-Norm 1946 wird thermische Behaglichkeit definiert: Sie ist gegeben, wenn ein Mensch die Temperatur, Feuchtigkeit, Bewegung und Wärmestrahlung der Luft in seiner Umgebung als optimal empfindet. Weil die Behaglichkeit individuellen Schwankungen unterliegt, kann sie nur als Bereich verstanden werden.

Faktoren, die die Behaglichkeit beeinflussen:

• Lufttemperatur des Innenraumes
• Temperatur der Oberflächen
• Temperaturgefälle innerhalb des Raumes
• Luftbewegung (Zugerscheinungen)
• Luftqualität
• relative Luftfeuchte

Die DIN-Norm 1946 liefert Richtwerte für empfohlene Temperaturen mit der sogenannten operativen Raumtemperatur – eine Größe, die anhand einer Berechnungsformel ermittelt werden kann. Die Hauptfaktoren der operativen Raumtemperatur sind die Lufttemperatur des Innenraums und die Temperatur der Oberflächen. Wird zum Beispiel die Oberflächentemperatur der Wände erhöht, kann die Lufttemperatur gesenkt werden, ohne dass Behaglichkeitseinbußen entstehen. Genau genommen ist sogar das Gegenteil der Fall: Zu warme Luft steigert die Müdigkeit, wohingegen kühlere Luft und wärmere Oberflächen ein Gefühl "innerer" Wärme erzeugen. Diese Empfindung basiert auf der physikalischen Tatsache, dass Strahlungswärme nicht über den Umweg der Luft transportiert werden muss, sondern dass die als Strahlung transportierte Energie mit geringerem Verlust erst unmittelbar am Körper des Menschen in Wärme umgewandelt wird. Gleichzeitig bleiben Poren durch die Reaktion der körpereigenen Sensoren auf die kühlere Luft geschlossen.

Die ebenfalls in der DIN-Norm aufgeführte Lufttemperatur des Außenraums spielt für das Behaglichkeitsempfinden nur eine untergeordnete Rolle. Auf den Faktor der entsprechend getragenen Kleidung hat sie einen gewissen Einfluss, für das Empfinden im Innenraum ist sie aber recht bedeutungslos.

Der Einsatz einer Konvektionsheizung fördert das Temperaturgefälle und sorgt für eine erhöhte Luftbewegung, bemerkbar durch Zugerscheinungen. Beides wirkt sich negativ auf die Behaglichkeit im Raum aus. Weil die erwärmte Luft ständig nach oben steigt, wird der Raum "fußkalt". Im Mikrobereich werden durch die Aufwärtsbewegung hohe Luftgeschwindigkeiten erreicht, welche nur durch eine generelle Erhöhung der Temperaturen im Sinne des Behaglichkeitsempfindens kompensiert werden können. Darüber hinaus steigt mit einer Konvektionsheizung auch die Staubbelastung und die Luftqualität sinkt. Die erhöhte Lufttemperatur führt zudem zu einer geringen relativen Luftfeuchte. Die Folge ist der "Trockene-Nase-Effekt", der anfällig für Krankheiten und Allergien macht.

In den vergangenen Jahren wurde ein altbewährtes Heizprinzip wiederentdeckt und auf Basis moderner Möglichkeiten weiterentwickelt: Die Funktionsweise des Kachelofens hat die Entwicklung der Temperierung als neuartiges System der Strahlungsheizung inspiriert.

Temperierung als Weiterentwicklung des Kachelofens

Bei der Temperierung werden Heizschlangen innerhalb der Außenwand unter Putz verlegt und erwärmen so diesen kältesten Bauteil auf der Innenseite auf eine Durchschnittstemperatur von maximal 25°C. Die Temperierung basiert – wie auch der Kachelofen – auf dem Prinzip der Wärmestrahlung, dem Körper wird keine Wärme entzogen. Anders als der Kachelofen arbeitet die Temperierung aber mit großen Oberflächen, mittleren Oberflächentemperaturen und einer von der Peripherie ausgehenden Strahlung.

Weil ein Temperier-System innerhalb der Wand verlegt wird, muss die Verlegung der Rohre exakt dokumentiert werden – zum Beispiel in Form eines Verlegeschemas. So wird der spätere Nutzer davor bewahrt, das System und seine wasserführenden Rohre durch Bohren oder Hämmern versehentlich zu beschädigen.

Sofern die Wände innen aus Natursteinsichtmauerwerk bestehen oder es schützenswerte denkmalpflegerische Befunde gibt, kann der Rückgriff auf konventionelle Heizsysteme sinnvoller sein. Gern beraten wir Sie zu diesem Thema in unserem Atelier für Architektur und Raum.

Wärmeverluste in Außenbauteilen sind hauptsächlich auf die Schwingung von darin befindlichen Wassermolekülen zurückzuführen. Weil eine Temperierung die Trocknung der Baumasse bewirkt, wird die Güte des Wärmedämmeffekts der Außenwand (und damit der K-Wert) erhöht. Als weitere Folge wird durch die Trocknung auch die Kapillarwirkung des Mauerwerks erhöht und das Aufsteigen von Feuchtigkeit unterbunden. Insbesondere für die thermische Bausanierung ist dies eine effektive Maßnahme, um die wärmespeichernden Eigenschaften massiver Wände optimal auszunutzen.

Die Herstellungskosten eines Temperiersystems liegen etwas über denen für den Einbau eines konventionellen Heizsystems. Im konkreten Fall müssen die eingesparten Dämmkosten u. ä. aber den Kosten für den Einbau einer Temperierung gegengerechnet werden. Langfristig gilt: Der gemessene Energieverbrauch entspricht in etwa dem von vergleichbaren Niedrigenergiehäusern. Temperier-Systeme erfüllen die Anforderungen der neuesten Wärmeschutzverordnung – insbesondere im Rahmen der Altbausanierung ist dies von Vorteil.

Einige Schüler einer elften Klasse der Freien Waldorfschule Weimar kleideten ihre Erfahrungen des neu gebauten und mit einem Temperier-System ausgestatteten Klassenraums in folgende Worte:

"So eine angenehme Wärme haben wir noch nie erlebt."

Die Schüler-Erfahrungen in der Waldorfschule zeigen, dass der Energieverbrauch im temperierten Neubau (1. BA) ca. ein Drittel niedriger ist als im früheren Schulhaus.