Strahlungsheizung – eine gut vergessene alte

In diesem Artikel: Strahlungsheizung – 10.000 Jahre Geschichte; die ersten Strahlungsheizsysteme; Russischer Ofen – Generator f√ľr Infrarotstrahlen; Strahlungsw√§rme des menschlichen K√∂rpers; Arten moderner Haushaltsstrahlungsheizsysteme; am Ende – die Bedingungen, unter denen Strahlungsheizung rentabler als konvektiv ist.

Strahlungsheizung - eine gut vergessene alte

Vor ungef√§hr 200 Jahren wurden die Heizsysteme unserer H√§user wiedergeboren, √Ėfen und Kamine, die seit Tausenden von Jahren beliebt sind, wurden Archaismen genannt und durch ein Wasserheizsystem ersetzt, das konvektive W√§rme liefert. Im Laufe eines Jahrhunderts wurde ein Kreuz auf die Strahlungsw√§rme gelegt, es wurde zu Schrott abgeschrieben. Die im letzten halben Jahrhundert durchgef√ľhrten Studien von Wissenschaftlern zeigen jedoch das Gegenteil – die Strahlungsw√§rme √ľbertrifft die konvektive W√§rme in ihren Eigenschaften und in einer Reihe von Eigenschaften. Wir schlagen vor, dieses Problem zu verstehen und herauszufinden, warum Strahlungsheizung besser als konvektiv ist.

Die Geschichte der Heizung – von strahlend zu konvektiv und … wieder zu strahlend?

Seit Tausenden von Jahren war die erste und einzige Heizquelle in einer menschlichen Wohnung ein Feuer, und die Heizmethode selbst war ein Konvektionsstrahl. W√§hrend des Brennens eines Feuers in einem primitiven Ofen und danach, als das Feuer schwelte, str√∂mten Infrarotstrahlen vom Steinportal aus, und infolge der Konvektion wurde die Luft im Raum erw√§rmt. Der offensichtliche Nachteil dieser Heizmethode besteht darin, dass die Wohnung beim Brennen eines Feuers mit Rauchgasen gef√ľllt wurde, wodurch eine unertr√§gliche Atmosph√§re entstand. Daher wurde oben auf den D√§chern der H√§user ein Kaminloch hergestellt, durch das hei√üer Rauch zusammen mit erw√§rmter Luft entweichen konnte. Der Hauptanliegen war die Strahlungsheizung, da ihre Intensit√§t nicht vom Grad der Luftheizung abhing.

Vor zweitausend Jahren wurden neue Heizsysteme geschaffen, die auf Kan√§len unter der Oberfl√§che von Steinb√∂den basieren, entlang derer sich Rauchgase aus geschmolzenen √Ėfen bewegten und die B√∂den mit ihrer W√§rme heizten (Hypocaust (Dr. Rom), Gloria (Spanien), Ondol (Korea), Dikan (China) usw.). Die Bev√∂lkerung Europas verwendete unterdessen eine teilweise modifizierte Version des Feuers – einen schwarz erhitzten Kopfsteinpflasterherd. Erst im 15. Jahrhundert verbesserten die Europ√§er den Steinherd, indem sie ein Auspuffrohr aus Holz anbrachten.

Hypocaust des HeizungssystemsHypocaust des Heizungssystems

Im 17. Jahrhundert war das „russische Heizsystem“ in den Schloss- und Palastkomplexen Russlands und Europas beliebt – der Lufteinlassschacht verlief nahe der Ofenwand und entlang dieser, wo die Luft erw√§rmt wurde und aufgrund der Konvektion durch verzweigte Ziegelkan√§le zu den zu beheizenden R√§umen aufstieg. Nachdem die W√§rme abgegeben worden war, trat die Luft aus den R√§umlichkeiten durch die Abluftkan√§le au√üerhalb des Geb√§udes aus. Ein Heizsystem dieser Bauart schloss die M√∂glichkeit des Eindringens von Rauchgasen in die Wohnr√§ume vollst√§ndig aus, was zu dieser Zeit ein erstaunliches Know-how war. Dieses Heizsystem, das als „Feuer-Luft-System“ bezeichnet wird, erfreute sich bis Mitte des 19. Jahrhunderts wachsender Beliebtheit, war jedoch bis zu seinem Ende nicht mehr gefragt, was durch das konstante niederfrequente Brummen in den Luftkan√§len, √ľberm√§√üige trockene Luft, das Verbrennen von Staub und die Ablagerung von Staubru√ü an den W√§nden und Innenr√§umen erleichtert wurde.

Ende des 18. Jahrhunderts erfand und baute der franz√∂sische Ingenieur Jean-Simon Bonneman das erste Warmwasserheizsystem, bei dem die Zirkulation des K√ľhlmittels auf nat√ľrliche Weise erfolgte. Ein halbes Jahrhundert sp√§ter erschien in Russland ein Heizsystem mit nat√ľrlicher Zirkulation des K√ľhlmittels, das von Professor Petr Grigorievich Sobolevsky entwickelt wurde. Konvektionswasser-, Dampf- und Feuerluftheizungen erfreuen sich von Jahr zu Jahr wachsender Beliebtheit, haupts√§chlich aufgrund des technischen Fortschritts, der Entstehung und Entwicklung zentraler Heizquellen f√ľr das K√ľhlmittel und Systeme f√ľr die Lieferung an Verbraucherobjekte. Der gro√üfl√§chige Bau typischer Hochh√§user mit minimaler D√§mmung der Fassaden, geringe √úberlappung der Fenster- und T√ľr√∂ffnungen zugunsten der konvektiven Warmwasserbereitung – Strahlungsheizung ist nur in einem gut isolierten Geb√§ude wirksam.

Strahlungsheizung - eine gut vergessene alte

150 Jahre sp√§ter haben Wissenschaftler jedoch festgestellt, dass die Wahrnehmung von Strahlungsheizung dem Menschen viel n√§her kommt als die Konvektionserw√§rmung von Luft. Und das nicht nur f√ľr eine Person, sondern auch f√ľr Haushaltsgegenst√§nde sowie f√ľr Materialien, die f√ľr die Innenausstattung von R√§umlichkeiten verwendet werden.

Heizen zu Hause РRealität

Waren Sie im Winter jemals in einem ungeheizten oder schlecht beheizten Raum – einem Klassenzimmer, einem H√∂rsaal eines Instituts oder einem Versammlungssaal einer Institution? Als Reaktion auf die Unzufriedenheit des Publikums beruhigt sich der Lehrer (Dozent) – nichts, wir werden atmen und in einer halben Stunde wird es warm. Und tats√§chlich wird es nach einer Weile w√§rmer, aber der Grund daf√ľr h√§ngt √ľberhaupt nicht mit dem Begriff „geatmet“ zusammen – die Anwesenden erw√§rmten die Atmosph√§re des Raumes mit W√§rmestrahlung, die von ihren eigenen K√∂rpern erzeugt wurde. Infrarotstrahlen, die von den K√∂rpern der im Publikum Anwesenden ausgehen, erw√§rmen die in ihrer N√§he befindlichen Objekte, die wiederum ihre eigene Strahlung erzeugen, diese auf benachbarte Objekte √ľbertragen und die W√§rme ihrer Oberfl√§chen an die Luft.

Strahlungsheizung - eine gut vergessene alte

Jedes Objekt mit einer Temperatur √ľber dem absoluten Nullpunkt Kelvin (oder ‚Äď273,15 ¬į C) sendet Infrarotstrahlen aus. Je h√∂her die Temperatur des Objekts ist, desto intensiver ist die Strahlung. Beispielsweise erzeugt der menschliche K√∂rper bei seiner normalen Temperatur (von 36,6 bis 37 ¬į C) Infrarotstrahlen im mittleren Wellenl√§ngenbereich mit einer Wellenl√§nge von 5 bis 25 Mikrometern. Der Verbrauch menschlicher Energie f√ľr Infrarotstrahlung wird reduziert, wenn die Umgebungstemperatur steigt, nicht jedoch die Luft, sondern die umschlie√üenden Strukturen (W√§nde, Decke und Boden) und M√∂bel. Tatsache ist, dass die Luftumgebung transparent und f√ľr Infrarotstrahlen durchl√§ssig ist. Kalte W√§nde und B√∂den entziehen dem menschlichen K√∂rper auch bei einer Raumtemperatur von 25 Grad Infrarotw√§rme – dies ist ein Strahlungsw√§rmeaustausch, der durch die Gesetze von Planck und Stefan-Boltzmann erkl√§rt wird.

Generationen von Stadtbewohnern sind an die Lebensbedingungen in Backstein- und Plattenh√§usern gew√∂hnt und versuchen, die Infrarotenergie des K√∂rpers, die zur Erw√§rmung der umschlie√üenden Strukturen verwendet wird, mit Hilfe verschiedener Arten von elektrischen Konvektoren auszugleichen. In Erinnerung an die Stadtbewohner gab es eine vage √úberzeugung √ľber die Bedeutung von Holzw√§nden im Haus, die „atmen“ k√∂nnen, um die Luftfeuchtigkeit auszugleichen. Ofen.

Strahlungsheizung - eine gut vergessene alte

Der massive Bau des russischen Ofens erhielt einen bedeutenden Platz im Haus, hielt die Wärme perfekt und heizte das ganze Haus mit Infrarotstrahlung. Kein Wasser- oder Luftheizsystem kann seine Heizleistung mit einem russischen Ofen vergleichen! Gerade wegen der Radialheizmethode erweisen sich Backwaren in einem russischen Ofen als viel appetitlicher und schmackhafter als im modernsten Ofen, dessen Kochprinzip auf Heißluft basiert (Feuer-Luft-System)..

Strahlungsheizung - eine gut vergessene alte

Die Eigenschaften der Strahlungsenergie unter dem Gesichtspunkt der Erw√§rmung wurden von einem Labor an der Yale University untersucht, das von der John Bartlett Pearce Foundation finanziert wurde. Die Ergebnisse eines Experiments, an dem Freiwillige teilnahmen, waren sehr aufschlussreich. In der ersten Phase wurden die Probanden in einen kleinen Raum mit k√ľnstlich gek√ľhlten W√§nden gebracht, deren Lufttemperatur mittels Heizl√ľfter auf einem Niveau von 50 ¬į C gehalten wurde – Freiwillige in leichter Kleidung klagten nach ihrem Aufenthalt in diesem Raum √ľber extreme K√§lte. W√§hrend der zweiten Stufe wurde die Lufttemperatur absichtlich auf 10 ¬į C gesenkt, und die W√§nde wurden mit Hilfe von im Inneren eingebauten Rohren beheizt, durch die hei√ües Wasser zirkulierte – die ebenso leicht gekleideten Probanden schwitzten stark, wenn sie sich in diesem Raum befanden, sie waren hei√ü.

Jeder von uns kann jedoch jederzeit den „Vampirismus“ der K√§lte und die „Spende“ beheizter W√§nde √ľberpr√ľfen und pers√∂nlich erleben – Sie m√ľssen nur heraufkommen und sich vor die Wand stellen. Im Winter werden Sie die K√§lte sp√ľren, die von ihr kommt, da das Material, das die Wand bildet, die von Ihnen ausgehenden Infrarotstrahlen absorbiert. Im Sommer werden Sie die W√§rme sp√ľren, dh Ihr K√∂rper wird bereits die Infrarotstrahlung absorbieren, die die Wand tags√ľber von der Sonne empf√§ngt.

Beschreibung der Strahlungsheizsysteme

Ein massiver Ofen war und ist eine ideale Strahlungsw√§rmequelle. In einer Wohnung oder einem B√ľro und in vielen Privath√§usern ist es jedoch unrealistisch, einen solchen Ofen anzuordnen. Betrachten Sie moderne Strahlungsheizsysteme, die es erm√∂glichen, auf einen solchen Ofen zu verzichten – „warmer Boden“, Wand- und Deckenstrahler.

Fußbodenheizungssysteme unterscheiden sich in Design und Heizprinzip:

  • Konvektionssysteme umfassen alle Systeme mit einem Wasserw√§rmetr√§ger sowie Kabel, Kabel, die in w√§rmeisolierenden Platten und Folien verlegt sind (Heizmatten – ein d√ľnnes Kabel, das in einer Maschenbasis angeordnet ist);

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  • Strahlungsw√§rme wird durch einen Kohlenstofffilm (Heizelement – Graphitstreifen, die in einem Polyesterfilm versiegelt sind) und Kernb√∂den (ihre Heizelemente bestehen ebenfalls aus Graphit) erzeugt..

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Die an den W√§nden installierten Paneele sind modulare Bl√∂cke aus Kupferrohren, deren W√§rmetr√§ger hei√ües Wasser ist. Die W√§rme√ľbertragung von Strahlungsw√§rme von Wandpaneelen mit zirkulierendem hei√üem Wasser bei einer Temperatur von 40 ¬į C betr√§gt etwa 80%, die restlichen 20% sind auf Konvektion zur√ľckzuf√ľhren – dies ist auf die zul√§ssige hohe Temperatur des K√ľhlmittels zur√ľckzuf√ľhren, die das in europ√§ischen Normen festgelegte Maximum von 30 ¬į C f√ľr einen „warmen Boden“ √ľberschreitet.

Modulare Kupferbl√∂cke werden mit horizontalen oder vertikalen Stangen auf der Wandoberfl√§che installiert, bevor eine Isolierschicht mit Aluminiumfolie auf der Wandoberfl√§che montiert wird. Nach der Installation werden die Wandpaneele mit einer 350 mm dicken Putzschicht versiegelt, die mit Gipskartonplatten oder anderen harten Bel√§gen bedeckt ist. Zus√§tzlich zur externen Installation k√∂nnen modulare Bl√∂cke f√ľr die Strahlungsheizung in Betonw√§nden installiert werden – sie werden an einem Bewehrungsrahmen befestigt und anschlie√üend mit Beton gegossen.

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Der Vorteil von Wandpaneelen ist eine geringere thermische Tr√§gheit im Vergleich zu „warmen B√∂den“, was besonders f√ľr Geb√§ude mit intermittierender Heizung geeignet ist. Es ist zu beachten, dass Wandpaneele f√ľr eine effektive Heizung um den Umfang der W√§nde, in denen sie installiert sind, freien Raum ben√∂tigen. Bei einer gro√üen Anzahl von Schrankm√∂beln ist es irrational, sie zu verwenden.

Die ersten Modelle von Deckenstrahlplatten wurden lange vor den „warmen Fu√üb√∂den“ und Wandpaneelen hergestellt, das Interesse der Hersteller an ihnen wurde einfach erkl√§rt – die Decke und damit die Deckenpaneele befanden sich am weitesten von den Haushalten entfernt, was es erm√∂glichte, die Paneele ohne hohe Temperaturen zu erw√§rmen Sch√§den am Menschen. Die maximale Temperatur moderner Deckenpaneele h√§ngt von der H√∂he der Decken ab – der optimale Unterschied zwischen der Lufttemperatur im Raum und der Oberfl√§chentemperatur des Balkenpaneels betr√§gt 10 ¬į C. Moderne Deckenpaneele werden nicht in Decken eingebaut – sie werden auf der Deckenoberfl√§che installiert, was ihre Installation und Wartung vereinfacht.

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Am Ende

Die Popularit√§t der Konvektionsheizung h√§ngt heute nur damit zusammen, dass die meisten H√§user nur minimale W√§rmespeichereigenschaften aufweisen – fr√ľher interessierten dies Designer und Bauherren nicht, da ihre Aufgaben auf die Senkung der Projektkosten gerichtet waren. Daher leuchten H√§user nachts in Infrarotdetektoren, kolossale Heizkosten und h√§ufige kosmetische Reparaturen. Und gerade wegen der hohen W√§rmeverluste durch die Fenster√∂ffnungen wurden Heizk√∂rper direkt darunter installiert – um die kalte Luft von der Stra√üe abzuschneiden, die durch die Schlitze der Fensterrahmen und durch deren Verglasung kommt.

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Durch konvektive Heizung k√∂nnen Sie nicht isolierte R√§ume schnell und relativ kosteng√ľnstig heizen, aber Sie k√∂nnen nicht vermeiden, die Luft auszutrocknen, kalte Luft auf Bodenh√∂he (die w√§rmste Luftschicht sammelt sich an der Decke), konstante Schimmelbildung der W√§nde in der kalten Jahreszeit (aufgrund von Feuchtigkeitsablagerungen auf ihren kalten Oberfl√§chen) und die Notwendigkeit h√§ufiger kosmetischer Reparaturen – die oben genannten Fakten sind unbestreitbar.

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Wenn die umschlie√üenden Strukturen des Hauses aus Holz, Ziegel oder Stahlbeton bestehen, wird die D√§mmung (Sandwichplatten, W√§rmed√§mmstoffe, gefolgt von Verputz usw.) an der Au√üenseite (Stra√üe) durchgef√ľhrt, und moderne T√ľren und Fenster werden mit ausreichenden Mitteln in die Fenster und T√ľr√∂ffnungen eingebaut Geringe W√§rmeleitf√§higkeitsraten und die L√∂sung des Heizproblems mit Hilfe eines Strahlungsheizsystems rechtfertigen sich. Andererseits ist es beim Isolieren von umschlie√üenden Strukturen aus dem Inneren eines Raumes, was besonders h√§ufig in mehrst√∂ckigen Geb√§uden sowjetischer Bauart durchgef√ľhrt wird, nicht sinnvoll, ein Heizsystem auf Infrarotheizung zu bauen, da sich das Material, aus dem die W√§nde bestehen, nicht erw√§rmt und W√§rme in Form von Strahlung abgibt, weil Wandfl√§chen sind mit W√§rmed√§mmstoffen w√§rmeisoliert.

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Unter Ber√ľcksichtigung der neuen Anforderungen f√ľr den W√§rmeschutz von Geb√§uden, die in SNiP 23-02-2003 festgelegt sind, k√∂nnen Strahlungsheizsysteme durchaus die F√ľhrung bei der konvektiven Heizung √ľbernehmen. Haushalte jeden Alters sind viel angenehmer und n√ľtzlicher, um Infrarotstrahlen einer bestimmten Wellenl√§nge wahrzunehmen, als in einem Luft- „Aquarium“ mit st√§ndig kalten W√§nden, gef√ľllt mit Luft, die durch Konvektion und Schwebstaub erw√§rmt wird.

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