Heizleisten im Holzhaus 30.08.04
Moin,
habe Fragen zu Heizleisten in Verbindung mit einem Holzhaus.
Gedanken dazu resultieren aus den letzten Resten aus dem Jahrzehnte zurückliegenden Physikunterricht und etwas Stöbern im Internet.
Also bitte laienhafte Feststellungen/Vermutungen im Beitrag nicht zu streng bewerten.
Heizleisten ..hört sich zwar schön, dass die Strahlungswärme von der Wandoberfläche zurückgestrahlt wird, aber inwieweit ist "Masse" zur Wärmespeicherung und Wiederabgabe der Wärme in den Wänden nötig?
Stelle mir vor, dass ein guter Teil der Wärme nicht gleich an der Oberfläche reflektiert wird, sondern auch von der Wand gespeichert und dann in alle Richtungen, also auch nach außen wieder abgeben wird.
Bei mir besteht folgender Wandaufbau:
1,5 cm Holz, 3 cm Luft dahinter Rigips. Danach Folie, ca. 15 cm Dämmung (Steinwolle), Folie, 3 cm Luft, Abschluss 2,5 cm Holz.
Das Häuschen steht extrem windgeschützt in einem Fichtenwald.
Es würde zwar durch die Isolierung vermutlich nicht all zuviel Wärme direkt nach außen dringen, aber durch Konvektion in der Luftschicht vor der Rigipsplatte nach oben steigen und über das Flachdach abfließen.
Für Wohnräume kämen daher ev. Heizköper in Frage, die zum Raum hin Strahlungswärme abgeben und zur Wand hin hauptsächlich durch Konvektion wirken.
Ein anderer Gedanke kam mir aber in Bezug auf das Schlafzimmer (2 Außenwände).
Könnte es da nicht unter Umständen sinnvoll sein in diesem stets nur schwach beheizten Raum deshalb Heizleisten zu verwenden, um hier durch die Abgabe von Strahlungswärme in die Wände der (vermuteten) erhöhte Feuchtigkeit in den Wänden entgegen zu wirken?
Wer kann mir zu dem Thema Hinweise oder Anregungen geben?
Gruß
Klaus
Name: Klaus Fischer  

1. schwarzer Raum 31.08.04
   Wenn Sie über Wärmestrahlung in einem Raum nachdenken, dann sollten Sie wissen, daß sich im Infrarotbereich alle Oberflächen (einschließlich Glas) fast schwarz verhalten.
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   Deswegen wird Wärmestrahlung so gut wie nicht reflektiert. Aber eine schwarze Oberfläche strahlt auch maximal - allerdings ist das Mehr an Abstrahlung (infolge höherer Temperatur) nur unwesentlich bezüglich der Absorption der Strahlung aus der Umgebung. Deswegen sind Schattengebiete, die keine Zustrahlung erhalten, sehr umfangreich.
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   Den Hauptteil der Wärmeverteilung wird deshalb über Konvektion erfolgen.
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   Name: Jochen Ebel   E-Mail-Adresse anzeigen   http://www.Ing-Buero-Ebel.de/ing.htm

2. Holzblockhaus und Heizleisten ergänzen sich ideal 15.09.04
   Die Formatierung des Textes ist hier nicht möglich, deshalb ist der Text in einem Zug ohne Absätze.
   Wir wohnen in einem Holzblockhaus und haben uns vor fünf Jahren bewußt für Heizleisten als Wohnraumbeheizung entschieden.
   Die Holzwände haben ideale isolierende aber ideal kombiniert auch speichernde Eigenschaften. Die Speicherwirkung des Holzes kann geringer als die eines Ziegels (auch hier gibt es sehr unterschiedlich porosierte Produkte) sein, aber das Holz (und hier wirkt es auch an der Oberfläche) hat in jedem Fall einen niedrigeren Wärmeeindringungskoeffizienten.
   Dadurch entsteht gerade bei Holzoberflächen eine bessere Abgabe der Wärme über die gesamte Länge (durch die Bauart der Länge der Heizleisten) und der Höhe der Wand (durch die Aufsteigende entlangstreifende Luft aus den Heizleisten).
   Wäre die Wand "glatter", würde sie weniger warm wirken bzw. müßte mehr Konvektionswärme entstehen um das selbe Wärmegefühl zu bekommen.
   Geringere Konvektion bzw. in der Art, dass sie optimal nur für den Aufbau eines "Schleiers" hinauf an die Wand reicht (wie eben Heizleisten dimensioniert werden), bewirkt die angenehmere, wirtschaftlichere und nicht zuletzt gesündere (u.a. bessere relative Luftfeuchte) Beheizung der Räume.
   Der Wärmeeindringungskoeffizient b ist abhängig von der Wärmeleitzahl, dem Raumgewicht und der spezifischen Wärme.
   Er ist auch bekannt für die Bewertung von Fußbodenbelägen, weil hier der nackte Fuß in Berührung mit der Oberfläche des Belages kommen kann. Hier habe ich ein paar Werte herausgeschrieben:
   Material [W/m²K Wurzel h]
   Leichtbeton 9-23
   Schwerbeton 25-35
   Marmorplatten 50
   Ziegel 14-18
   Korkplatten 2,5
   Hartholz 9,3
   Weichholz 4,5
   Holzblockhäuser werden normalerweise aus Weichholz gebaut (z.B. Kiefer,...).
   Der Vorteil den dieses Material hinsichtlich des Wärmegefühl bietet, ist enorm. Als ich mit meinen Schwiegereltern vor 6 Jahren Musterhäuser der Holzblockhausfirma besuchte, war eines davon im Erdgeschoß mit einer verputzten Ziegelmauer bis zu ca. 1 m Höhe konstruiert worden, darüber begannen die Holzbolen.
   In einem Gespräch erläuterte ich meinem Schwiegervater, welche unterschiedliche Auswirkung das Holz gegenüber der verputzten Wand hatte - und ich war selbst sehr erstaunt über den Unterschied: Obwohl es sich im konkreten Fall um eine Innenmauer handelte, fühlte sich die Holzwand angenehm warm und die verputzte Ziegelmauer ziemlich kalt an (es handelte sich um eine nach innen geführte Verlängerung einer Aussenwand, daher wirkte sich die Kälte des damals kalten Wintertages noch mehr aus).
   Das Haus meiner Schwiegereltern steht schräg vis a vis und an Wintertagen merken wir starke Unterschiede. Die Mauern (auch Innenwände; Das Haus ist übrigens außen isoliert) fühlen sich dort generell kalt an, sie "ziehen" die Wärme an sich und so kommt es dazu, dass wir uns bei gleicher Raumlufttemperatur in unserem mit Heizleisten beheizten Holzhaus viel angenehmer/wärmer fühlen.
   Nachdem die Holzwände nun nicht sogleich die Wärme an sich "ziehen", können die Heizleisten viel schneller ihren wirksamen Warmluftschleier aufbauen und es stellt sich schneller als die Raumlufttemperatur tatsächlich höher wird ein angenehmes Wärmeempfinden ein: Die Wände ziehen die Wärme unseres Körpers nicht an, und wir können Wärmestrahlung im Sinne von höherer Energie an den Außenwänden empfangen.
   Mit der Zeit stellt sich die gewünschte Raumlufttemperatur ein, diese kann generell niedriger belassen werden und es stellt sich auch keine sonst bekannte Luftschichtung durch die Beheizung der Heizleisten ein.
   Fast alle unsere Räume haben eine Raumhöhe von bis zu 4,5 m. Es handelt sich nämlich um eine eingeschoßige Bauweise mit offener Dachkonstruktion. Würde es also stimmen, dass die Wirkung der Heizleisten nur aufgrund der Konvektion wirkt, würde sich eine warme Luftwolke oben bilden und wir müßten viel Energie zur Beheizung unseres Hauses aufwenden.
   Die Heizleisten wirken ideal mit den Holzwänden zusammen: Der Schleier baut sich optimal auf (z.B. ca. 2 m) und er bleibt so gering, sodass sich keine Wärmewalze ergibt.
   Wir haben auch einen zentralbeheizbaren Kachelofen, in den Naßbereichen wie im Badezimmer, Eingangsraum und WC haben wir eine Fußbodenheizung. Im Badezimmer zusätzlich eine Wärmebank die einenhalb Raumwände umfaßt sodass es wie ein Tepidarium (das mild wärmende) wirkt.
   Zum Schwarzen Strahler möchte ich noch folgendes ausführen:
   Eine Oberfläche, die alle auftretende Strahlung verschluckt, bezeichnet amn als "schwarz". Ein kleines Loch in einem größeren, geschlossenen Holzraum mit strahlungsundurchlässiger, absorbierender Wandung erfüllt diese Bedingung. Das Bild das mit untenstehendem Link aufgerufen werden kann zeigt eine auftreffende Licht- oder Wärmestrahlung, die an den Wänden teilweise absorbiert und zum anderen nach den Gesetzen der Optik reflektiert wird, so daß von der eingefallenen Strahlung praktisch keine Reflektion nach außen erfolgt. Wegen des anschaulichen Analogons spricht man auch vom "Starkasteneffekt".
   Der Absorptionsgrad (Absorptionskoeffizient) des schwarzen Strahlers beträgt alpha = 1.
   Andererseits ist ein Holraum mit den konstanten Wandtemperaturen T auch von einer strahlung der zugehörigen Temperatur erfüllt. Durch ein kleines Loch tritt diese
   schwarze Strahlung in allen Richtungen mit der gleichen Energiestromdichte e (siehe Bild) aus. Diese Energiestromdichte ist auf eine jeweils senkrecht stehende Sendefläche bezogen.
   Im technischen Bereich gibt es praktisch keinen schwarzen Strahler (selbst Rußoberflächen haben nur ein Absorpionsvermögen von alpha = ca. 0,95). Der Begriff wird als idealisiertes Bezugsobjekt verwendet.
   Der niedrige Wärmeeindringkoeffizient zeigt, dass so eine schnelle Reaktion seites der Heizleisten und seitens der Holzoberfläche optimal möglich ist und diese Oberlfäche besser als andere Oberflächen ein behagliches Wärmegefühl aufgrund angenehmer Oberflächentemperaturen bewirkt.
   Die Heizleisten selbst können so den Raum ideal durch die Schleierwirkung erwärmen, ohne dass es zu unerwünschten Raumschichtungen oder Konvektionswalzen kommt.
   Die untenstehenden Links sind von der Firma, von der wir unsere Heizsysteme gekauft haben.
   Sie können mich gerne direkt per E-Mail anfragen, auch wegen Fotos der Räume mit den Heizleisten oder anderer Details.
   Mit sonnigen Grüßen
   Angelika Fischer
   Weiterführende Links:
     - http://www.variotherm.com/08_faq/00_14_sw/schwarzer.gif
     - http://www.variotherm.at/03_produkte/033_hl/00_fs_33_holz.htm
   Name: Angelika Fischer   E-Mail-Adresse anzeigen  

3. Ergänzung 15.09.04
   @Frau Fischer, Ihr Text ließt sich fast so, als müßte was zu meinen Ausführungen korrigiert werden - dem ist nicht so.
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   Ich hatte "fast schwarz" geschrieben. Ideal schwarz nennen Sie richtig mit "alpha = 1", allerdings ist statt "alpha" der Buchstabe "epsilon" gebräuchlicher.
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   "Im technischen Bereich gibt es praktisch keinen schwarzen Strahler (selbst Rußoberflächen haben nur ein Absorpionsvermögen von alpha = ca. 0,95)." Richtig. Im technischen Bereich liegt für fast alle Stoffe "epsilon" im Infraroten zwischen 0,8 und 1 also fast bei 1 - und das habe ich geschrieben. (Ruß liegt noch mehr bei 1).
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   Zu der "Wärme" des Holzes. Mit der Hand können Sie eine Temperatur nicht feststellen, sondern nur den Wärmenachschub. Deshalb fühlt sich Holz "wärmer" an als Fliesen - trotz gleicher Temperatur.
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   Zu Ihrer Luftwalze. Im Zuge des Aufsteigens der Warmluft wird der Warmluftschleier immer breiter und langsamer - aber er endet nicht.
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   Name: Ebel  

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