Wärmestrahlung und Wärmekonvektion

Für die angenehme Klimatisierung der Räume, vor allem im Winter ist Wärme erforderlich.
Wärme ist die Transportform der inneren Energie von einem thermodynamischen System auf ein anderes. Es wird ein Körper benötigt, der innere Energie über einen Wärmetransport abgibt. Dies erfolgt über ein Temperaturgefälle.
Die Wärme kann durch Konvektion und durch Strahlung übertragen werden.

In fluiden Stoffen, z.B. Raumluft, kann die innere Energie auch durch die Teilchen selbst transportiert werden. Diese Art des Wärmetransportes heißt Konvektion. Luft strömt an der Heizkörperoberfläche vorbei nimmt dabei Wärmeenergie auf und gibt dies an kalter Stelle wieder ab.

Für die Übertragung der Wärmeenergie bei Strahlung ist kein Stoff als Träger erforderlich. Körper können auf Grund ihrer Temperatur elektromagnetische Wellen aussenden, die als Temperaturstrahlung (Wärmestrahlung) in Erscheinung treten. (Beispiel: Sonne Erde).

Bild 1: Bei diesem Beispiel kann man die unterschiedlichen Wärmestrahlungen an einer Fassade sehr deutlich erkennen.

Eine Strahlungsheizung kann daher nicht mit einer üblichen Konvektionsheizung, die nur bei vorliegender Temperaturdifferenz zwischen Heizkörper und Luft wirksam wird, verglichen werden.
Die Behaglichkeitstemperatur setzt sich aus der Raumlufttemperatur und der Wandtemperatur zusammen und liegt etwa in der Mitte beider Einzeltemperaturen.
Dabei ist zu unterschieden: Bei der Konvektionsheizung ist die Raumlufttemperatur höher als die Wandtemperatur, bei der Strahlungsheizung dagegen umgekehrt. Bei einer Strahlenheizung kann sich in der Regel kein Kondenswasser an der Wandoberfläche bilden (Schimmelpilzbildung an der Oberfläche wird vermieden), da sich die Wärmestrahlung in alle Richtungen ausbreitet und so alle Flächen erreicht werden. Hingegen kann bei einer Konvektionsheizung nur die frei von warmer Luft zugänglichen Bereiche erwärmt werden. Wird die Ströung behindert, so ist dies nicht mehr möglich.
Die Lufttemperatur kann infolge der höheren Strahlungstemperatur der Wände bei gleicher Behaglichkeit niedriger gehalten werden und es ergeben sich auch wegen dem erforderlichen Lüftungswechsel energetische Gewinne.

Bild 2: Unterschied zwischen Konvektionsheizung und Strahlenheizung.