Die 8 energierelevanten Faktoren der Aussenwand

– Aufgelistet in absteigender Folge nach ihrer Wichtigkeit – nach Bossert –

Plant ein Architekt eine Aussenwand, so sollte er 24 unterschiedliche Dinge wie Ästhetik, Preis etc. beachten, 8 davon sind energierelevant!

1. Die Wanddicke

Die Wanddicke führt über die Zeitkonstante (Tau) τ x 0,5 log n zur Halbwertszeit. Die Halbwertszeit ist ein qualitativer Wert. Sie gibt an, in welcher Zeit der Wärmeinhalt einer Wand bei „freier“ Auskühlung abnimmt.
Weil die Wanddicke im Quadrat über der Temperaturleitzahl in die Formel eingeht, bildet sie einer der wichtigsten Energie-Faktoren einer Aussenwand!
(Dr. habil. Georg Hofbauer, Gesundheitsingenieur, 29. März 1941)

Konstante für Halbwertszeit „k“ bei 0°C    k = 0,5 x log. n = 0,347

Beispiel:
Zwei Wände mit gleichem Flächengewicht und gleichem U-Wert:
a = λ / ς x c = 0,1 W/mK / 0,03 Wh/kgK x 1500 kg/m³ = 0,002 m²/h (Diese Konstruktionen könnte man sogar „hinbasteln“)

Wand W1: d = 25 cm; d² = 0,0625 m²

Wand W2: d = 50 cm; d² = 0,25 m²

Fazit: Bei doppelter Wanddicke ist die Halbwertszeit 4 mal höher!!!

2. Die Wärmespeicherfähigkeit

Anhand von Energie-Verbrauchs-Analysen (EVA) ist beobachtbar, dass ein Flächengewicht von 700 (39 cm Vollziegel verputzt) bis 1’000 kg/m² (54 cm Vollziegel verputzt) energetisch von Vorteil ist.

Gebäude mit derartigen Wänden haben einen Netto-Energieverbrauch von Qh = 20 kWh/m³a (siehe Gesundheits-Ingenieur 1925 bis 1927).

3. Strahlungsaufnahmefähigkeit / Farbe

Strahlungsabsorptionsmessungen sind zur Zeit nur für den sichtbaren Teil des Lichts erhältlich. Wie die Infrarotstrahlung in einem Bauteil ankommt und wie sie ausgenützt werden kann, weiss niemand. Es ist anzunehmen, dass in der gemessenen Globalstrahlung – bestehend aus direkter und diffuser Strahlung – das IR möglicherweise enthalten ist.
Es ist m.E. aber unzulässig, Strahlungsprozente aus gemessenen Anteilen des sichtbaren Lichtes mit der gemessenen Globalstrahlung zu multiplizieren und so eine Strahlungsabsorptionsmenge zu bestimmen.

Zusammenhänge:
Verputze auf Aussendämmungen müssen – damit sie nicht reissen – einen hellen Farbton aufweisen und meistens handelt es sich um einen sogenannten Kunststoffputz mit einer:

Auf massiven Wänden hingegen können durchgefärbte Kalkputze mit dunkler Einfärbung appliziert werden:

4. Die Oberflächenstruktur

Je nach Oberflächenstruktur kann eine Fassadenfläche mehr oder weniger Strahlung aufnehmen. Lisenen, Gewände und Gesimse bilden zwar so genannte geometrische Wärmebrücken. Sie nehmen jedoch auch auf allen Seiten Strahlung auf. Gleiches gilt für Putze. Rohe Putze haben eine grössere Oberfläche als feine Putze und können deshalb mehr Sonnenstrahlung aufnehmen. Bis heute gibt es nur mathematisch ermittelte Wärmebrückenkataloge, beruhend auf stationären Theorien von innen nach aussen. Experimentelle Messungen und instationäre Wärmebrücken-Theorien existieren zur Zeit nicht.

5. Feuchtigkeit / Sorptionsfähigkeit

Die „offizielle“ Bauphysik nimmt an, dass im Winter die Raumfeuchtigkeit im innern der Wände kondensiert (Kondensationsperiode) und diese dann im nächsten Sommer wieder austrocknet (Austrocknungsperiode). Aus den experimentellen Untersuchungen von ETH-Prof. und EMPA-Chef Paul Haller aus den Jahren 1953 bis 1958, geht aber eindeutig hervor, dass Aussenwände im Sommer generell nass sind und in den Wintermonaten austrocknen. Die Angaben im Berechnungsprogramm WUFI sind deshalb falsch. Experimente zu WUFI existieren nicht!

Es kann auch aus den Untersuchungen der Eidgenössischen Materialprüfungsanstalt EMPA entnommen werden, dass sich die von Aussenwänden aufgenommene Feuchtigkeit im Herbst und Frühjahr positiv auf den Energiehaushalt auswirkt, weil die eingedrungene Feuchtigkeit die Wärmespeicherfähigkeit im Aussenbereich von Wänden erhöht und somit die solare Zustrahlung bereits auf niederstem Niveau energiewirksam wird.

Eine Aussenwand kann somit aussen kalt und feucht und bei normaler innerer Beheizung auf 20 °C, innen warm und trocken sein!

Hypothese: Die um die Feuchtigkeit erhöhte Wärmespeicherfähigkeit übertrifft in ihrer Wirkung den negativen Aspekt des angeblich grösseren Wärmeverlustes der Wand infolge besserer Wärmeleitung.

Aus den Experimenten von Haller sind keine quantitativen Energieeinsparungen errechenbar.

6. Wärmeleitung > U-Wert (alt k-Wert)

Der U-Wert bildet bei nicht bestrahlten Bauteilen wie: Kellerdecke, Dachdecke und Rohrdämmungen etc. zweifelsfrei die relevante Energiespargrösse, wobei in zweiter Linie wiederum die Materialdicke und anschliessend die Wärmespeicherfähigkeit zum tragen kommt. Bei Aussenwänden aber, fehlt jedoch bis heute jegliche Korrelation in Bezug zum messbaren Energieverbrauch.

Das stellte auch ETH-Professor Max Hottinger in den 40-er Jahren fest. Die nach ihm benannte Hottinger-Formel lautete:

Q = Wirkungsgrad x Fläche x Temperaturdifferenz x k-Wert x Gleichzeitigkeitsfaktor plus zusätzlich noch ein paar weitere unwichtige Faktoren.

Der Gleichzeitigkeitsfaktor betrug für Bauten mit Wandstärken mit Vollziegeln von 40 bis 50 cm = 0,5 !

Q = µ x F x T x k x 0,5 µ = 0,45 x m² x K x W/m²K x 0,5

7. Wärmebrücken

Generell gilt die Argumentation von Faktor: 4. „Die Oberflächenstruktur.“ Im Wesentlichen sind energetisch negative Wärmebrückenwirkungen bei Aussenecken, Wandanschlüssen zu Fassaden, bei Deckenauflagern und auskragenden Bauteilen zu beachten. Das trifft aber nur auf aussengedämmte Konstruktionen mit geringer Innenwandstärke und mit niedrigem Flächengewicht zu. Meistens kommt es bei diesen Schwachstellen zu Kondensatausfall mit Schimmelpilz. Vermutlich spielt auch hier die Wanddicke gemäss Faktor: 1. „Die Wanddicke“ die entscheidende Rolle. Unterschreitet die Wanddicke eine bestimmte Grösse, wird die exponentielle Auskühlung beschleunigt.
Bei dicken massiven Wänden von 40 bis 50 cm sind diese Nachteile nicht beobachtbar. Würde man aber bei einem Jugendstil-Haus die Entwärmung nach der aktuellen Wärmebrückentheorie berechnen, so entsteht alleine aus Lisenen, Gewänden und Gesimsen ein derart hoher Energiebedarf, dass mit den Fenster-, Wand-, Boden- und Dachflächen ein um das vielfache höherer Energieverbrauch entsteht, als er in der Wirklichkeit beobachtbar ist. Offizielle, reale Messungen bestehen hierzu nicht.

8. Die Wärmeeindring-Geschwindigkeit

Die Wärmeeindring-Geschwindigkeit leitet sich von der „Eindringzahl“ b ab. Wattstunden pro Quadratmeter mal °Celsius mal Wurzel aus der Zeit. Normale Baustoffe haben b-Werte von 700 bis 2000 J/m² K (Wurzel aus) s

Generell hängt die Wärmeeindring-Geschwindigkeit vom Flächengewicht, der Wanddicke und der Aussenstruktur des Wandbaustoffes ab. Hat die Wand infolge zu hoher Porosität, einem allzu niedrigen Flächengewicht oder zu weit auseinanderliegenden Verbund-Stegen mit geringer Dicke (Schlitzlochsteine) einen zu grossen Wärmeeindring-Widerstand, so lässt sich beispielsweise die eingestrahlte Sonnenenergie nur in geringem Umfang nutzen. Es herrscht eine Wärmedepression! Erstmals wurden diese Zusammenhänge im Februar 1982 bei Messungen am Justus Knecht Gymnasium in Bruchsal beobachtet. Die Ergebnisse wurden in der Folge als „Bruchsaler-Messung“ publiziert und baugeschichtlich festgehalten. Grundlagenforschungen dazu bestehen nicht.

Falsch verstandener Reduktionismus führt zum „Schichtendenken“! Die“Trag-, Dämm- und Wetter-Schichten“ sind letztendlich wieder ganzheitlich zu betrachten. Vermutlich bildet die einschalige Wand – infolge der besten Temperaturverwaltung – die idealste Wandkonstruktion!

CH-8955 Oetwil a.d. Limmat, 18.06.2003
Arch. & Ing. Paul Bossert
www.universe-architecture.com
e-mail: paul.bossert@greenmail.ch

„Read here. As the dotted trend line indicates on this German temperature chart, „global warming“ is not so happening in Germany. The same is likely true for a number of nearby central European states.“ … www.c3headlines.com

Die US National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), die wichtigste Wetter- und Klimabehörde der USA, jahrelanger Lieferant von Temperatur- und CO2-Kurven für das IPCC, den Weltklimarat, gibt soeben in seinem Klima-Jahresbericht seine Daten für 2011 bekannt. Überschrift übersetzt ins Deutsche:

Neue NOAA Daten zerstören die Behauptung des Establishment (Regierung), der Wissenschaft und der Massenmedien von einem gefährlichen Anstieg der (Erd) Erwärmung. Und weiter:Global warming is dead. – Global Warming ist tot.

Die schwarze Linie in der linken Grafik zeigt die Zunahme von C02 in der Atmosphäre in der Zeit von Januar 1997 bis Jahresende 2011. Die blaue absteigende Kurve zeigt dazu die Entwicklung der Erdtemperatur.

Der NOAA-Bericht besagt, dass es eine Korrelation von CO2 mit der Erderwärmung gib. Es gibt somit auch eine Mensch-gemachte Klimakatastrophe.

Durch die Politik wurden auf der Grundlage des Klimaprotokolls von Kyoto die Industrieländer verpflichtet, Gesetze zur Minimierung von CO2 zu entwickeln und zu erlassen. Mit einer Hypothese wurde und wird eine vor der Haustür lauernde Mensch-gemachte Weltklimakatastrophe prophezeit. 100e von Milliarden Euro wurden bislang zur Korrektur von angeblich Mensch-gemachten Klimaschäden verbraucht.

Die wunderschöne deutsche Landschaft wird mit Windmühlen verunstaltet, auf (ökologisch) unwirtschaftliche Stromerzeugung umgestellt und die Hauseigentümer auf der Grundlage der EnEV, EnEG, EEWärmeG, BImSchV und Heizkostenverordnung zur „energetischen Sanierung“ ihrer Wohnhäuser gezwungen.

Weiter Ausführungen im zweiten Teil von Klimazonen

Erstellt am Donnerstag 5. April 2012

Die Windenergieanlagen verursachen einen Infraschall, welcher sich bis 15 km über den Boden ausbreitet. Alles Leben wird durch diesen Schall geschädigt. Ebenso wird das Mikroklima hinter den Windrädern durch die Verwirbelung verändert. Mit diesen sehr großen Windrädern wird dies eher noch katastrophaler. Unsere Mutter Erde wird durch ein natürliches Energienetz (Erdverwerfungen, Wasseradern usw.) überzogen. Diese Windparks erzeugen punktuell ein sehr großes künstliches Energiefeld, überlagern oder löschen die natürlichen Energiefelder. Abgesehen davon sind diese Vorrichtungen ingenieurtechnisch veraltet, dies hängt mit der Nutzung der sehr geringen Energiedicht zusammen. Z.B. Die Energiedichte von Wind zur Atomkernspaltung beträgt ca. 1: 100.000.000

Ветрогенераторы создают инфразвук, который распространяется на высоту до 15 км над землей. Вся жизнь повреждена этим звуком. Из-за турбулентности меняется и микроклимат за ветряками. С этими очень большими ветряными турбинами это становится еще более катастрофическим. Наша Мать-Земля покрыта естественной энергетической сетью (земляные разломы, водные жилы и т. д.). Эти ветряные электростанции генерируют очень большое искусственное энергетическое поле в определенных точках, перекрывая или удаляя естественные энергетические поля. Кроме того, эти устройства технически устарели из-за использования очень низкой удельной мощности. Например, плотность энергии ветра для ядерного деления составляет около 1: 100 000 000.

Der Kugelhaufenreaktor
Vor- und Nachteile niedriger Leistungsdichte
Brennelemente
Besondere Vorteile

Die Transmutation (siehe Neue Solidarität 14/2003) löst das Abschalt- und das Entsorgungsproblem, aber sie ist aufwendig und komplex. Unberührt läßt sie ein anderes „Problem“, das man „technisch weitgehend im Griff“ hat, bei dem aber ein größerer Schadensfall und ein Restrisiko nicht ganz auszuschließen ist: das „Nachwärmeproblem“ des üblichen Leichtwasserreaktors. Dieses Problem vermeidet der Hochtemperatur-Kugelhaufenreaktor (HTR), bei dem eine Überhitzung ausgeschlossen ist.

Die Lösung liegt beim Ofenprinzip. Es wurde ein Reaktor entwickelt, dem ständig frische Brennelemente zugeführt und die mit Spaltprodukten angereicherten Elemente entzogen werden können. Dieser viel einfachere und inhärent (d.h. aufgrund physikalischer Gesetze) sichere Hochtemperatur-Kugelhaufenreaktor (HTR) wurde Ende der 50er Jahre von Professor R. Schulten entwickelt und von 1966 bis 1988 im Forschungszentrum Jülich nach allen Regeln der Kunst getestet.

In ihn werden die Brennelemente als feste Kugeln von oben auf eine Schüttung eingebracht. Sie sacken während des Betriebs durch die Schüttung zum trichterförmigen Reaktorboden hinunter und werden dort abgelassen. Die abgebrannten Brennelemente sind so stabil, daß sie nach einer längeren Abklingzeit ohne weitere Bearbeitung in Fässer abgelegt und direkt ins Endlager gebracht werden können. Über das voneinander unabhängige Zuführen bzw. Ablassen der Brennelemente lassen sich die Spaltvorgänge im Reaktor allein schon weitgehend steuern.

Der Kugelhaufenreaktor

Ein besonderer Sicherheitsvorteil des HTR besteht darin, daß nur soviel Spaltmaterial im Reaktor enthalten ist, wie gebraucht wird, um die gewünschte Menge an Kernspaltungen pro Zeiteinheit aufrechtzuerhalten. Im Reaktor gibt es demnach keine „Überkritikalität“, der durch Einsatz von Neutronengiften entgegengesteuert werden müßte. Daher läßt sich die Steuerung des Reaktors sehr vereinfachen, eine konstante Reaktivität wird unschwer eingehalten und damit ein entsprechend gleich bleibendes Leistungsniveau. Da die entstandenen Spaltprodukte mit den abgebrannten Brennelementen ständig aus dem Reaktor entnommen werden, sammeln sie sich nicht im Reaktor an, so daß die beim Abschalten des Reaktors entstehende Nachwärme immer die gleiche – und zwar eine relativ geringe – ist.

Auch für diesen Reaktor gilt der sogenannte negative Temperaturkoeffizient, auf den wir im Zusammenhang mit dem Leichtwasserreaktor schon aufmerksam gemacht hatten. Nimmt die Reaktorleistung zu, weil zum Beispiel mehr Brennelemente zugeschüttet als abgelassen wurden, dann steigt im Reaktor naturgemäß die Temperatur. Bei steigender Temperatur werden die Neutronen schneller und verlieren ihre Fähigkeit, Spaltprozesse auszulösen. Dementsprechend nehmen die Kernspaltungen ab. Wenn wegen der relativ geringeren Nachwärme die Temperatur wieder sinkt, nehmen die Spaltvorgänge wieder zu.

Wird der Reaktor mit Wasserdampf (vorgesehen war ursprünglich Heliumgas), der durch den Kugelhaufen strömt, „gekühlt“, wird dieser Effekt noch ausgeprägter. Wasser ist nämlich neben dem hier eingesetzten Graphit ein Moderator, d.h. er hilft mit, die Neutronengeschwindigkeit auf die für Kernspaltungen erforderliche Geschwindigkeit abzubremsen. Heißerer Dampf ist weniger dicht und bremst daher die Neutronen weniger ab. Auf diese Weise läßt sich der Reaktor so auslegen, daß er sich nahezu selbst regelt und ein großer Teil der aufwendigen Regeltechnik überflüssig wird.

Wenn trotz vollem Reaktorbetrieb sämtliche Kühlsysteme vollständig abgeschaltet werden, bleibt die Temperatur in der heißesten Zone des Reaktorkerns unter der kritischen Temperatur von 1600C. Der Grund dafür ist, daß die Zerfallswärme von der Bausubstanz des Reaktors aufgenommen und durch Wärmeleitung, Wärmestrahlung und natürliche Luftzirkulation nach außen abgegeben werden kann. Die Temperatur erhöht sich an der heißesten Stelle zwischen den Brennelementen nur um 10°C. Die Temperatur des Kesselsystems bleibt bei diesem Unfall unter 500°C. Es baut sich dabei, im Falle der Heliumkühlung, kein zusätzlicher Gasdruck auf.

Tatsächlich wurden am Versuchsreaktor in Jülich 1988 mehrere Verrsuche durchgeführt, bei denen das Kühlsystem während des Vollbetriebs ganz abgeschaltet wurde. Die innere Selbstregelung des Reaktors verlief so, wie es theoretisch berechnet worden war. Reaktorbehälter und Inventar nahmen unter dieser Belastung keinen Schaden, auch kam es nicht zur Freisetzung von Spaltprodukten aus den Brennelementen. Der Reaktor konnte nach dem Versuch problemlos weiterbetrieben werden.

Vor- und Nachteile niedriger Leistungsdichte

Diese Sicherheit hat einen Preis: Sie wurde durch die relativ niedrige Leistungsdichte im HTR erkauft. Im Unterschied zum Leichtwasserreaktor mit einer Leistungsdichte von 90 MWth/m3 werden im HTR nur 3 MWth/m3 erreicht. Pro Rauminhalt muß also wesentlich weniger Wärme abgeführt werden, was wiederum die Voraussetzung dafür ist, daß Gas (Helium oder Wasserdampf) als Kühlmittel ausreicht. Andererseits fallen dadurch Reaktorkessel und das dazugehörige Gebäude im Verhältnis zur Nutzleistung recht groß aus.

Die Gaskühlung bedeutet allerdings auch einen Vorteil. Die Kühlgase – das extrem stabile Edelgas Helium, aber auch der Wasserdampf – nehmen aus einem Grund, den wir weiter unten erläutern, keine Radioaktivität und keine radioaktiven Teilchen auf. Sie können daher unmittelbar genutzt werden und brauchen nicht in aufwendigen Wärmetauschern ihre Nutzenergie an einen Sekundär- oder gar Tertiärkreislauf weiterzugeben.

Die Kühlgase können bei einem Druck von 60 bar unmittelbar über eine Gasturbine elektrische Energie erzeugen oder bei einer geplanten Austrittstemperatur von bis zu 950C im Falle von Helium und 650C im Falle von Wasserdampf Prozeßwärme für industrielle Anwendungen zur Verfügung stellen. Dadurch, daß aufwendige und energieverlustreiche Wärmetauschprozesse vermieden werden können, läßt sich bei diesem Hochtemperaturreaktor eine für Kernkrkraftwerke sehr hohe Leistungsausbeute von 48% erzielen.

Die geringe Leistungsdichte und daher relative Größe des Reaktors und der dazugehörigen Gebäude verteuern den Reaktor. Dem stehen aber die verbilligenden Gewinne entgegen. Der Wegfall von Wärmetauschern, die Vereinfachung der Regelung, mögliche Einsparungen an mehrfach vorhandenen Sicherheitssystemen (Redundanz) senken die Investitionskosten für diesen Reaktor erheblich.

Ein weiterer günstiger Kostenfaktor liegt auch in dem Reaktorgefäß, das infolge der geringeren Leistungsdichte auch wesentlich einfacher gehalten werden kann. Statt einem Reaktordruckgefäß aus Edelstahl wie beim Leichtwasserreaktor reicht in diesem Fall auch ein gröberer Spannbetonbehälter, der innen mit hitzebeständigem Graphit ausgekleidet wird.

Allerdings liegt die optimale Betriebsgröße des Kugelhaufenreaktors bei etwas über 100 MWe. Dem gegenüber sind moderne Leichtwasserreaktoren auf 1300 MWe ausgelegt. Die relativ kleine Betriebsgröße macht den Reaktor für die Stromversorgungsunternehmen in dichtbesiedelten Industriegebieten uninteressant. Interessant wird er aber wegen seines Angebots von Prozeßwärme für industrielle Anwendungen und zum Einsatz in entlegenderen Gebieten ohne Verbundnetz und relativ geringem Energiebedarf in der Grundlast. Das macht den Reaktor, vor allem auch wegen seiner sicheren Handhabung, vor allem für einzelne Unternehmen und für Entwicklungsländer interessant.

Brennelemente

Die entscheidenden Vorzüge des Reaktors werden durch seine besonderen Brennelemente möglich. Es handelt sich um harte Kugeln mit einem Durchmesser von 6 cm. Diese Kugeln bestehen weitgehend aus dem Moderatormaterial Kohlenstoff. In ihn werden die eigentlichen Brennstoffpartikel eingearbeitet. Das sind wiederum kleine Kugeln mit einem Durchmesser von etwa 1 mm. Sie enthalten das spaltbare Material in Form von Uran- oder Thoriumoxid. Dieses wird von einer dünnen Schicht Kohlenstoff umgegeben.

Diese wiederum sind, und das ist das Geheimnis dieser Brennelemente, von einer Schicht Siliziumkarbid (SiC) eingehüllt. Zum Schluß wird die Brennstoffkugel insgesamt von mehreren voneinander unabhängigen, jeweils 100 m dicken SiC-Schichten umgeben. Sie stabilisieren die Brennstoffkugel so, daß sie nicht nur möglichen Quetschungen im Schütthaufen des Reaktors, oder dem Aufprall sehr schnell in den Reaktorraum hineingeschossener Abschaltstäbe standhält, sondern auch allen Versuchen, ihnen wieder Brennstoffpartikeln entnehmen zu wollen.

Entscheidend ist hierbei das SiC. Die Verbindung der beiden eng verwandten Elemente Kohlenstoff und Silizium ist chemisch extrem fest. Das macht SiC sehr hitzebeständig und außerordentlich widerstandsfähig gegen jede Form von Korrosion oder mechanischem Abrieb. Siliziumkarbid wird bereits weegen seiner Härte als Schleifmittel und auf Werkzeugen zur Bearbeitung von Hartstählen und Hartmetall, Glas etc. verwendet. Das Entweichen flüchtiger Spaltprodukte, wie es beim Leichtwasserreaktor vorkommt, ist ausgeschlossen.

Man hat SiC auch an vielen Stellen der Erde im Erdreich gefunden. Dort war es Hunderte von Millionen Jahren allen denkbaren chemischen Einflüssen ausgesetzt, ohne sich zu verändern. Es veränderte sich auch nicht, als man es bei Laborversuchen längere Zeit mit extrem harten Neutronen bestrahlte. Die in Siliziumkarbid eingeschlossenen Spaltprodukte, aber auch die nuklearen Brennstoffe, können aus dieser Hülle nicht mehr entweichen. Eine Wiederaufbereitung dieser Brennstoffe ist daher ebenfalls kaum möglich, die in ihnen noch enthaltenen Restbrennstoffe oder wertvolle Spaltprodukte können also nicht zurückgewonnen werden.

Andererseits sind die Kugeln bereits für das Endlager fertig „konditioniert“: Sie können nach einer gewissen Abklingzeit – vorgesehen sind 100 Jahre – so wie sie sind, ins nukleare Endlager verbracht werden. Es ist unmöglich, daß aus ihnen radioaktive Stoffe heraus und ins Grundwasser gelangen könnten, außerdem wäre dann ihre Eigenstrahlung relativ gering und nicht mehr gefährlich. Auch die direkte Endlagerfähigkeit birgt einen großen wirtschaftlichen Vorteil – jedenfalls, solange genügend nukleare Brennstoffe zur Verfügung stehen und der Preis für sie relativ gering ist.

Besondere Vorteile

Der besondere Vorteil des HTR liegt darin, daß das Kühlmittel den Reaktor mit einer sehr hohen Temperatur verläßt, die vielfältige Anwendungsmöglichkeiten eröffnet. So ist im Falle der Stromerzeugung die Restwärme nach der Gasturbine so hoch (120°C bis 250°C), daß in diesem Fall die Kraftwärmekopplung nicht auf Kosten der Stromerzeugung ins Gewicht fällt.

Die Erzeugung von überhitztem Wasserdampf im HTR findet zahlreiche Einsatzmöglichkeiten in der Industrie, wenn man bedenkt, daß in der deutschen Industrie noch in den 90er Jahren jährlich Dampf mit einem Energiegehalt von 30000 bis 40000 MW/a eingesetzt wurde. Dieser wurde durch Verbrennung von Kohlenwasserstoffen erzeugt. Der HTR kann neben der üblichen Stromerzeugung daher auch industrielle Großfeuerungsanlagen ersetzen.

Ein Anwendungsbereich, für den der HTR ursprünglich eigentlich entwickelt worden ist, war die hydrierende Kohlevergasung. Bei der vom HTR gelieferten hohen Temperatur reagieren Kohle und Wasserdampf in einem Wirbelbett miteinander. Dabei entsteht ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff, das in einem nachgeschalteten Prozeß in Methan umgewandelt werden kann. Interessanter und inzwischen sehr aktuell ist die Methanisierung von Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) zu Methan oder höherwertigen Kohlenwasserstoffketten. Auf diese Weise ließen sich die Verbrennungsgase der Kohlenwasserstoffe (CO2 und H2O) im Kreis führen (recyclen) und unter Einsatz der Kernenergie des HTR wieder in Kohlenwasserstoffe zurückverwandeln. Es ist erstaunlich, daß die gleichen Leute, die uns mit einer angeblichen Klimakatastrophe erschrecken wollen, die Voraussetzung für ein Recycling des CO2 in Deutschland verhindert haben.

Der überhitzte Dampf aus dem HTR hat noch weitere Nutzungsmöglichkeiten, die der Verknappung der Ölreserven entgegenwirken könnte. Mit Hilfe dieser Reaktorwärme würde es nämlich wirtschaftlich möglich, die Ölreserven in den riesigen Teersand- oder Ölschieferlagergebieten abzubauen, die vor allem in Kanada und China, aber auch in anderen Weltgegenden, vorkommen.

Der erste funktionstüchtige 300-MWe-Kugelhaufen-HTR wurde daher in Hamm-Uentrop im Ruhrgebiet gebaut und nach zwei Betriebsjahren, in denen er über eine Milliarde kWh erzeugte, stillgelegt. Nach zahlreichen mehr oder weniger willkürlichen Verschärfungen der ursprünglichen Auflagen, verabredeten fünf Ministerpräsidenten der SPD, darunter auch Johannes Rau, den Ausstieg aus der Kernenergie. Die erste gemeinsame Tat war der Widerruf der Betriebsgenehmigung für den HTR-300, als die Industrie nicht mehr bereit war, die ständig zusätzlich erhobenen finanziellen Belastungen alleine zu tragen.

Das in Deutschland angesammelte Wissen wurde – wie im Falle anderer Technologien vom Fax bis zum Transrapid – vom Ausland verwertet, in diesem Falle von China und Südafrika. China verfügt über große Teersandgebiete, Südafrika über große Lager an Kohle, die mit Hilfe des HTR veredelt werden kann.

China betreibt seit März 2001 einen 10-MW-Versuchsreaktor nach dem Kugelhaufenprinzip und will ähnlich wie Südafrika schließlich einen 100-MW-Reaktor in Modulbauweise auf den Markt bringen. In Südafrika haben die Bauarbeiten für ein solches Modul bereits begonnen. Im Jahr 2004 soll der erste Prototyp fertiggestellt werden und ab 2007 die Lieferung der in Serie gebauten Reaktoren beginnen. An dem Projekt beteiligen sich neben dem südafrikanischen Versorgungsunternehmen Eskom die Firmen British Nuclear Fuels und die US-Firma Exelon, die 40 bis 50 dieser Reaktoren in Nordamerika einsetzen will. Die Regierung in Pretoria hat dem Projekt, nach dem mehrere unabhängige Studien jeden Zweifel an der Machbarkeit beseitigen konnten und dem Reaktor bescheinigt haben, daß er katastrophensicher ist, inzwischen die Zustimmung erteilt.

Teil1 Ehrlich streiten über Kernenergie
Teil2 Quellen der Energie
Teil3 Was geschieht eigentlich im Kernreaktor?
Teil4 Warum der „GAU“ beherrschbar ist
Teil5 Wann ist Radioaktivität gefährlich?
Teil6 Das sogenannte Abfall-Problem
Teil7 Transmutation
Teil8 Der Öko-Reaktor
Teil9 Ist der Ausstieg aus der Kernenergie moralisch vertretbar?

Name: Dr. Helmut Böttiger
Email:boettigerdrh@web.de
Dieser Beitrag darf nur Mitzustimmung des Autors verändert werden.

Das Thema Energie sparen ist sehr umfangreich, wobei hier nur wenige Aspekte angesprochen werden können. Für die Erzeugung von Energie in unserer Lebensumwelt werden Ressourcen benötigt, wie Kohle, Gas, Öl oder Kernbrennstoffe. Es gibt in unserem Universum sehr viele verschiedene Energieformen. Allerdings werden für die Nutzung bestimmte technische Voraussetzung benötigt, die dann zur Verfügung stehen, wenn sie benötigt werden. Siehe Erdöl, welches schon seit vielen Jahren alle sein sollte. Mit neuen Technologien können immer neue Quellen erschlossen werden.

Welche Energie stehen zur Verfügung

Bereits in der Antike wurde der Wasserdampf genutzt aber nicht um die Arbeit der Sklaven zu erleichtern, sondern um Türen von Tempelanlagen „wie von Geisterhand“ zu öffnen. Es gab zu dieser Zeit kein gesellschaftliches Interesse an der Nutzung einer fortschrittlichen Energie. Freie Energie kann überall kostengünstig zur Verfügung gestellt werden. Die technische Nutzung wird es jedoch sobald nicht geben. Dann können die großen Öl-, Gas- und Energiekonzerne kein Geld mehr verdienen. Wer braucht dann noch Gas oder Öl für die Erzeugung von Strom und Wärme. Was noch viel schlimmer ist, die politische und wirtschaftliche Abhängigkeit der Staaten geht verloren.

Die Verwendung von Solar- und Windenergie muss noch technisch gelöst werden

Der Gedanke zur Nutzung zum Beispiel der Solarenergie oder Windenergie ist nicht schlecht, aber die erzeugte Elektroenergie ist unwirtschaftlich und steht nicht kontinuierlich an. Zum Beispiel Licht benötigen wir in der Nacht und nicht am Tag. Die elektrische Energie kann zwar in kleinen Mengen gespeichert (Akku) werden aber nicht in der Größenordnung einer oder mehrerer Volkswirtschaften.

Die Umwandlung in eine andere speicherfähige Energie und wieder Rückumwandlung führt zu hohen Verlusten. Der Wirkungsgrad sinkt. Diese sogenannten „alternativen Energien“ sind Wunschvorstellungen von Leuten, welche über ein nur ungenügendes ingenieurtechnisches Wissen verfügen. Für die Betreiber und Hersteller dieser Anlagen ist es natürlich ein fantastisches Geschäft auf Kosten des Endverbrauchers. Dieser finanziert über die EEG-Umlage diese wirtschaftlich unsinnigen Anlagen bzw. die Erzeugung.

Die benötigte Energie muss dann produziert werden, wenn diese auch benötigt wird. Der Herstellungsort von Wärmeenergie und elektrischer Energie sollte möglichst in der Nähe des Verbrauches sein, um die Verluste so gering wie möglich zu halten. Und das geht heute eben nur mit den konventionellen Kraftwerken.

Werden weltweit und in unseren Nachbarländern neue Kernkraftwerke errichtet, so schaltet Deutschland die sichersten Kernkraftwerke ab. Verschenkt seinen überschüssigen Solarstrom an das Ausland, welcher durch die Bundesbürger über die EEG-Umlage finanziert wird und bezieht in der Nacht bei Windstille aus dem Ausland in Kernkraftwerken erzeugten Strom. Nun, die überwältigende Mehrheit der Deutschen sind davon überzeugt, dass sie durch ihre Entscheidung etwas Gutes tun. Für die Anderen, welche nicht davon überzeugt sind, sollen hier ausgewählte Alternativen vorgestellt werden, wie man sich wenigsten etwas Energiekosten sparen kann.

Richtig heizen

Zum richtigen Heizen gehören die Auswahl der Heizanlage, das Betreiben und die zu beheizenden Räume.
Die Raumgeometrie und -größe sowie die Bauhülle bestimmen den Standort und die Größe der Heizung bzw. der Heizkörper. Bei einem verwinkelten Raum sind mehrere kleine Heizkörper erforderlich, damit eine gleichmäßige Erwärmung des gesamten Raumes erfolgen kann. Strahlungsheizung sind gegenüber Konvektionsheizungen wesentlich besser und sparen Wärmeenergie, in dem bei gleicher Behaglichkeit die Lufttemperatur geringer sein kann. Strahlungsheizungen sind zum Beispiel die Fußbodenheizung, die Randleistenheizung, die Wandheizung und nur wenig bekannt die Deckenheizung.

Dann ist auch eine Kombination verschiedener Heizungen sinnvoll. Eine Fußbodenheizung ist sehr effektiv, bedarf aber eine gewisse Zeit, bis diese wirksam wird. Ein zusätzlicher Heizkörper oder ein Kaminofen erwärmt die Raumluft innerhalb weniger Minuten. Das ist sinnvoll, wenn in der Übergangszeit oder im Sommer die Temperatur der Raumluft nicht sehr hoch ist.

Analog betrifft dies auch für die Warmwasserbereitstellung. Um ständig warmes Wasser zu erwärmen, muss die Heizanlage betrieben werden. Wird eine Heizung im niedrigen Bereich betrieben, so ist meistens der Wirkungsgrad auch gering. Eine dezentrale Wasserversorgung kann hier Abhilfe verschaffen. Zum Beispiel ein 5-l-Warmwasserboiler reicht für das Händewaschen in der Toilette oder für den kleinen Abwasch des Geschirrs. Wenn nicht dreimal am Tag geduscht wird, sollten Sie auch einmal nachrechnen, ob eine Dusche mit eigener elektrischen Warmwassererzeugung günstiger ist.

Energielabel

Sie kennen beim Kauf von Kühlschränken, Waschmaschine oder anderen elektrischen Haushaltsgeräten das EU-Energieeffizienzlabel. Analog wurde jetzt das EU-Heizungslabel eingeführt, welches ein effizientes Heizen unterstützen soll. Die Geräte sind durch die bekannten Farben Dunkelgrün bis Dunkelrot (mangelhafter Effizienz) gekennzeichnet.

Aber der Anwender bestimmt selbst, wie effektiv die Heizung oder das elektrische Haushaltsgerät arbeitet. Ist zum Beispiel der eingebaute Heizkessel zu groß, so wird der wirtschaftliche Betrieb (Wirkungsgrad) nur selten erreicht. Stromabschaltungen gehören in Deutschland noch nicht zur Tagesordnung. Bei uns in Transkarpatien sind die Transformatoren sehr alt und bei jedem Gewitter gibt es längere Zeit kein Strom. Eine computergesteuerte hocheffiziente Heizung wäre fehl am Platz.

Wie die Zahlen zustande kommen, dass 85 % des gesamten Energieverbrauchs eines deutschen Haushaltes für die Heizung und Warmwasserbereitung benötigt werden, soll an dieser Stelle nicht weiter diskutiert werden.
Fakt ist aber, eine Glühbirne hat nicht nur Licht gespendet, sondern auch eine große Menge Wärme. Analog trifft dies auch bedingt für andere Haushaltsgeräte zu. Diese so „eingesparte Wärmeenergie“ muss durch die Heizung ausgeglichen werden. Auch daran sollte man denken.

Eine große 6 kg Waschmaschine ist für das Waschen von ein Paar Socken nicht sehr sinnvoll. Aber das dürfte für jeden plausibel sein.
Ein Kühlschrank und Kühltruhen arbeitet Tag und Nacht, verbrauchen täglich 24 Stunden Strom. Hier ist die richtige Auswahl der Geräte von Bedeutung. Aber auch der Standort ist wichtig. Der Kühlschrank sollte möglichst kühl und nicht im wärmsten Raum stehen. Wir haben zum Beispiel ein Kühl-Gefrierschrank von Samsung, wo mit einem Kühlaggregat der Kühlschrank und das Tiefkühlteil betrieben werden. Wenn man ein paar Tage nicht da ist, dann braucht man den Kühlschrank und kann diesen abschalten. Das Tiefkühlteil arbeitet weiter. In Deutschland gibt es so etwas nicht.

Solarleuchten haben gegenüber einer herkömmlichen Beleuchtung einen höheren Anschaffungspreis. Dieser wird jedoch mit eine Reihe Vorteile wieder ausgeglichen. Wenn an eine Solarlampe gedacht wird, dann denken die meisten an die kleinen Lampen, welche im Garten zwischen die Blumen aufgestellt werden. Anfänglich waren die meisten dieser Solarleuchten dafür gedacht. Jetzt haben diese Lampen ein breites Anwendungsfeld gefunden und es entstehen immer mehr verschiedenartige Lampen für unterschiedliche Anwendungsbereiche. Anfang dieses Jahres hatten wir auch kleine etwa 20 cm hohe Pilzhäuschen und eine Windmühle aus Keramik mit Solarlampe gekauft aber auch wieder zurückgegeben. Die Figuren waren wunderschön aber die Beleuchtung, Solarelement und der Akku waren einfach zu klein, sodass diese Solarlampen nur wenige Stunden leuchten. Wir haben in den letzten 7 Jahren unterschiedliche Solarlampen gekauft. Von den 20 Solarleuchten benutzen wir gegenwärtig noch 10 Stück, welche uns am besten gefallen. Die anderen werden im Moment nicht benötigt. Hier müsste nur der Akku ausgetauscht werden.

Solarleuchten für den Garten

Bei der Auswahl der Solarleuchten sollten Sie darauf achten, wo dies aufgestellt und welchen Effekt diese erzielen sollen. Sollen diese als Beleuchtung des Gartenweges dienen, oder die Terrasse an warmen Sommertagen zusätzlich beleuchten und so den Grillabend bei einem Glas Wein eine angenehme Atmosphäre geben. Sie können aber auch die Bepflanzung des Steingartens dekorativ ergänzen. Im Steingarten passen eher kleine Lampen, sie können buntes Licht ausstrahlen oder es eignen sich dekorative Keramikfiguren mit Solarlampen. Diese Solarlampen dienen weniger für eine Ausleuchtung.

Für die Wegbeleuchtung sind dagegen schlicht gehaltene Lampen mit kleinen Ständern sinnvoll, welche nicht blenden aber auch ausreichend die Wegränder oder Stufen ausleuchten. Für die Terrasse wird wesentlich mehr Licht benötigt. Hier sind größere Solarlampen anzubringen.

Sehr schön sind die Lichterketten, welche es in verschiedenen Ausführungen gibt. Bei unserem Lieblingskaffee, welches aus einem großen überdachten U-förmigen Freisitz mit rustikalen Holzbänken besteht, wurden die Lichterkette an der Dachkante entlang verlegt. Die relativ große Solarpaneele sorgt auch für eine lange Beleuchtung.

Auf die richtige Größe der Solarpaneele achten

Bei der Auswahl muss auch auf eine ausreichende Leistung geachtet werden. An trüben oder wolkigen Tagen wird sonst nicht genügen Strom erzeugt. Ich bin nun leider kein Fachmann und kann daher nicht sagen, welche Leistungsparameter für die jeweiligen Anlagen erforderlich sind. Nach unseren Erfahrungen lässt die Leuchtkraft unserer einfachen Solarleuchten an regnerischen Tagen bereits nach kurzer Zeit (circa 2 Stunden) nach. An sonnigen Tagen leuchten diese Solarlampen bis zum nächsten Morgen. Meine Eltern hatten vor 20 Jahren ihren Fernseher im Wohnwagen auf dem Campingplatz mit einer Solarpaneele mit Strom versorgt. Wenn es den ganzen Tag geregnet hatte, reichte der Strom gerade für den Wetterbericht. Sonst konnten Sie das Abendprogramm ansehen.

Solarleuchten für die Dekoration

Wie bereits oben genannt, hatten wir verschiedene Solarleuchten gekauft und dies für dekorative Zwecke in die Fenster unserer Hauses gestellt, welches auf der sonnigen Straßenseite 13 Fenster hatte. Am Abend sah dies ganz toll aus, wenn die verschiedenfarbigen Lampen in den Fenstern leuchteten. Unser jetziges kleines Haus hat nur 4 Fenster, aber auch hier sehen jeden Abend die leuchtenden Fenster zur Straßenseite schön aus. (Leider lässt sich dies bei Dunkelheit nicht so gut fotografieren, aber ich hoffe, der Eindruck kann vermittelt werden.) Ein weiterer positiver Effekt ist, die Zimmer werden durch die leuchtenden Fenster in der Nacht nicht vollständig dunkel und von außen kann man nicht in die Zimmer sehen.

Solarlleuchten im Fenster zur Dekoration

Solarleuchten in der Sahara

Zum Abschluss möchte ich noch eine sinnvolle große Solaranlage zeigen, welche wir auf der Fahrt in Tunesien am Rand der Sahara in der Nähe von Medenine gesehen hatten. Diese Straßengablung ist viele Kilometer weit von der nächsten Ortschaft entfernt. Diese Solarbeleuchtung in dieser einsamen Gegend ist viel kostengünstiger als das Verlegen einer Elektroleitung. Hier im Süden von Tunesien scheint auch viel länger die Sonne als in Deutschland und es gibt auch nur wenige Regentage.

Die Sonne liefert jeden Tag kostenfrei Solarenergie, welche auf der Erde in vielfältiger Form genutzt. So würden die Pflanzen auf unserer Erde das wertvolle Kohlendioxid mithilfe der Fotosynthese nicht zu hochmolekularen Kohlenstoffverbindungen verwandeln können und so erst das höhere Leben ermöglichen. Es ist nicht nur Licht, sondern auch Wärme erforderlich. Seit Tausenden Jahren wird der Wind von den Menschen genutzt, um mit Schiffen die Meere zu durchsegeln.
Aber auch durch die richtigen Gebäudekonstruktionen mit massiven Baustoffen wird solare Wärme gespeichert, welche einerseits zu einem ausgeglichenen Raumklima führt und gerade im mittleren Westeuropa ein Heizen im Sommerhalbjahr kaum erforderlich ist.

Der Wärmespeicher für Solarenergie ist Wasser

Solare Wärme kann durch einen massiven Baustoff gespeichert werden, aber der Nachteil besteht darin, die Wärme kann nur bedingt durch die Wärmeleitung an eine andere Stelle im Gebäude weitergeleitet werden. Das ist meistens nur die Innenseite der Gebäudeinnenwand. Eine wesentlich bessere Lösung ist die Speicherung der Wärme in einer Flüssigkeit. Ãœber ein Leitungssystem kann die Flüssigkeit dann an jede andere Stelle weitergeleitet werden. Wasser hat die höchste spezifische Wärmespeicherkapazität von 4,18 kJ/kgK und ist damit die am besten geeignete Flüssigkeit zur Wärmespeicherung.

Nicht so häufig sieht man in Mittel- und Westeuropa die technische Nutzung der Solarenergie mit Flachkonvektoren oder Valkuumröhrenkollektoren. Da hier die Sonne nicht solange und oft scheint, wie vergleichsweise in den südlichen Ländern, ist die Ausbeute an nutzbarer Wärme kleiner. Als Einzelanlage ist diese daher nicht verwendbar, ausgenommen das schwarze Fass auf dem Dach der Gartenlaube, welche im Sommer für die Erzeugung des warmen Duschwassers genutzt wird. Wirtschaftlich macht dies aber in Kombination mit der konventionellen Heizanlage viel Sinn. Ein Dozent für Physik an einer Hochschule, für den wir das Einfamilienhaus das Sanierungsprojekt erarbeitet hatten, hatte sich vor 25 Jahren zwei Flachkonvektoren auf das Haus installiert und einen entsprechenden Wärmepuffer installiert. Er sage mir damals, die Investition für den 4 Personhaushalt hatte sich bereits nach 2 Jahren gerechnet. Gut er hat vieles selbst gebaut, aber auch wenn Sie die Installation durch eine Fachfirma ausführen lassen, dürfte der Investitionszeitraum kaum länger sein, da in den 25 Jahren die Energiekosten spürbar angestiegen sind. Unter Solarprofi24 finden Sie die gewünschten Flachkonvektoren oder Valkuumröhrenkollektoren und alle zusätzlichen Ausrüstungsteile.

Solare Wärmenutzung in der südlichen Region

Bei unserem Arbeitsbesuch in der Türkei in den 90iger Jahren hatte ich die einfachen Solaranlagen auf den Hausdächern das erste Mal gesehen. Wir wohnten in einer Wohnung des türkischen Geschäftspartners. Das warme Wasser zum Baden war nicht heiß, aber es reichte vollkommen zum Baden aus. Zu dieser Zeit hatten bereits viele Häuser eine solche Warmwassererwärmung durch die Sonne. Im Bild sehen sie solche Anlagen.

Wir hatten in der letzten Zeit über ein Jahr in Tunesien gearbeitet. Auf der Insel Djerba gibt es dagegen relativ wenige Anlagen zur Erzeugung des warmen Wassers. Diese findet man meistens bei neu errichtet Gebäuden. Vielleicht ist dies eine Frage der Kosten, die Tunesier verdienen verhältnismäßig wenig. Hier gibt es auch verhältnismäßig wenig Wasser, es ist auch sehr kostbar. Bei einem Besuch bei einer tunesischen Familie in einem Dorf hatte das Wasser, welches für das Gemüse zur Speisebereitung genutzt wurde auch für die Zubereitung des Tees verwendet. Ein zweimaliges Duschen am Tag ist dort für die heimische Bevölkerung doch ein Luxus.

Ich kann mich den Vorstellungen der zahlreichen „bezahlten“ Journalisten und leichtgläubigen Politikern zum Thema der menschengemachten Klimaerwärmung nicht anschließen. Wenn Sie möchten, dann können Sie in Ihrer verträumten Welt weiter leben und Kohlendioxid reduzieren und sich ihre Hauswände mit Plastikmüll bekleben.

In dem Artikel Klimazonen hatte ich im zweiten Teil bereits vor einigen Jahren die wichtigsten Fakten zusammengestellt, wonach der menschliche Einfluss auf die Klimaänderung bedeutungslos bzw. vernachlässigbar klein ist. Nachfolgend möchte ich auf eine Zusammenfassung einer Forschungsarbeit der Russischen Akademie der Wissenschaften verweisen:
„Aktuelle planeto-physikalische Veränderungen der Erde werden irreversibel. Es gibt starke Beweise dafür, dass diese Transformationen durch hoch geladenes Material und energetische Ungleichförmigkeiten im anisotropen interstellaren Raum verursacht werden, die in den interplanetaren Bereich unseres Sonnensystems eingebrochen sind. Diese „Spende“ von Energie erzeugt hybride Prozesse und angeregte Energiezustände in allen Planeten und auch in der Sonne. Die Auswirkungen auf der Erde liegen in der Beschleunigung der magnetischen Polverschiebung, in der vertikalen und horizontalen Verteilung des Ozongehalts und in der erhöhten Häufigkeit und Stärke signifikanter katastrophaler klimatischer Ereignisse.
Es besteht eine wachsende Wahrscheinlichkeit, dass wir uns in eine Phase der raschen Temperaturinstabilität begeben, ähnlich wie vor 10.000 Jahren. Die adaptiven Reaktionen der Biosphäre und der Menschheit auf diese neuen Bedingungen können zu einer globalen Totalrevision des Arten- und Lebensspektrums auf der Erde führen. Nur durch ein tiefes Verständnis der grundlegenden Veränderungen, die in der uns umgebenden natürlichen Umwelt stattfinden, werden Politiker und Bürger gleichermaßen in der Lage sein, ein Gleichgewicht mit dem erneuerten Fluss von planeto-physischen Zuständen und Prozessen zu finden.“ [1]

Quelle:
[1] Dr. Alexey N. Dmitriev, Professor für Geologie und Mineralogie und wissenschaftliches Hauptmitglied; Planetophysical state of the earth and life Veröffentlicht in Russisch, IICA Transactions, Band 4, 1997

Die Infrarotheizung basiert auf dem gleichen Prinzip, wie die wärmende Sonnenstrahlung. Gerade in den letzten Jahren gab es interessante technische Entwicklungen, welche von der Wandheizung, Fußbodenheizung, Tapetenheizung, Heizkörper und Trocknungsgeräte reicht. Diese sind formschön, praktisch und tragen nicht nur zur optischen Raumgestaltung bei.

Der Infrarotheizspiegel

Eine sehr interessante technische und raumoptische Lösung ist der Infrarotheizung Spiegel. Mit dieser technischen Lösung werden zwei wichtige Teile miteinander verbunden. Ein oder mehrere Spiegel befinden sich in der Wohnung, vor allem im Bad und im Korridor. Abhängig von der heizungstechnischen Lösung ist zum Beispiel im Bad ein bzw. ein zusätzlicher Heizkörper erforderlich. In vielen Bädern steht nicht viel Platz an den Wandflächen zur Verfügung. Man muss sich also entscheiden, einen großen Spiegel oder ein Heizkörper bzw. Heizkörper und einen kleinen Spiegel. Der Infrarotheizspiegel vereint die Heizung und den Spiegel und stellt so eine wunderbare Lösung für enge und kleine Räume dar.

In unserem ehemaligen Wohnhaus hatten wir die kleinen Bäder mit einem IR-Heizkörper, welche an der Wand befestigt waren, beheizt. Das waren aber die einzigen größeren Wandflächen. Es konnten daher nur kleine Spiegel aufgehängt werden. Zur Zeit der Planung gab es diese sinnvolle Lösung noch nicht.

Die Wärmestrahlung und die Oberflächentemperatur

In einem Bad möchte man ein besonders angenehmes Raumklima, da man hier gewöhnlich beim Waschen, Duschen oder Baden wenig bzw. keine Kleidung trägt. Unabhängig von der Temperatur der Raumluft fühlen wir die Wärmestrahlung der Umgebung. Sind die Wände kalt, so empfinden wir diese wenig warme Flächen. Je kühler diese sind, um so größer wird unsere Kälteempfindung unabängig von der Lufttemperatur. In diesem Fall erwärmen wir über die Wärmestrahlung diese weniger warmen Flächen. Die Wände im Bad bestehen in der Regel aus Keramikfliesen, welche einen großen Wärmeeindringkoeffizienten haben und bei Berührung kalt sind. Daher gehören Metallflächen nicht in das Bad, da der Wärmeeindringkoeffizienten sehr groß ist. Viel besser sind Flächen aus Holz, welche sehr schnell warm werden. Daher werden die Wände der Saunen aus Holz gefertigt.

Eine Infrarotheizung gibt gleichmäßig Wärme an den Raum ab und alle Flächen werden gleichmäßig erwärmt. Für die Übertragung der Wärmeenergie ist kein Stoff als Träger erforderlich. Die auf den Wandfliesen absorbierte Strahlung wird in innere Energie zurück verwandelt. Das geschieht in einer sehr dünnen Randschicht. Das heißt, die Temperatur der Oberfläche wird angehoben und liegt über der Temperatur der Raumluft. Trotz niedriger Raumtemperatur fühlt man sich in einem Raum mit Strahlungsheizung wohl. In der Regel bringt man einen Spiegel dort an, wo man sich die meiste Zeit aufhält. Der Infrarotheizspiegel sorgt für eine angenehme Temperatur beim Waschen, Abtrocknen oder bei der Hautpflege.

Beispiel der Anwendung einer IR-Strahlenheizung:

In diesem Schlosssaal kam es selbst an den Innenwänden durch Kondenswasserbildung zu Feuchteschäden. Durch die Strahlenheizung (Säulen) wurde eine gleichmäßige Temperierung erzielt und die Raumfeuchte reduziert. [1]

Einige Gedanken zur Wirtschaftlichkeit bei der Anwendung

Eigentlich nur für Deutschland selbst sind diese vom Strom abhängigen IR-Heizgeräte ungünstig, da vorwiegend nur in Deutschland der Strompreis in den letzten Jahren explosionsartig durch die Energiewende angestiegen ist. Dagegen hält sich der Anstieg der Strompreise in den anderen Ländern mit den anderen Energiekosten (Öl, Kohle oder Gas) die Waage. Aber deutsche Leser wohnen ja nicht nur in Deutschland, sondern auch in anderen Ländern, wo die Strompreise wesentlich niedriger sind.
Ich denke, die Spiegelheizung vor allem im Bad wird sicherlich als Zweitheizung betrieben, welche während der Nutzung ein angenehmes Raumklima schaffen soll. Die Grundwärme wird von einem anderen Energieträger geschaffen.
Auch werden Sie an kühleren Sommertagen wegen des Bades den Heizkessel der zentralen Heizanlage anwerfen.
Unter diesen Gesichtspunkten ist eine hohe Wirtschaftlichkeit gegeben.

Weiter Informationen zur Wirkungsweise der Infrarotstrahlung auf das Raumklima erhalten Sie unter:
Behaglichkeit in geschlossenen Räumen
Die Temperaturstrahlung – Wärmestrahlung bei einem Passivhaus?
Wärmeübergang durch Wärmekonvektion und Wärmestrahlung

Quelle: [1] Schmidt, Joachim; Wärme wie vom Sonnenschein, gas 3 2007 S. 26, ebenso die Bildquelle