Viele Menschen heizen, damit es im Raum warm wird. Das ist reine Physik. Sie befolgen öko-korrekte Lüftungs- und Heiztipps, um Klima und Geldbeutel zu schonen. Doch wer weiß schon, was tatsächlich wie und warum mit der Luft beim Heizen geschieht, welcher Tipp tatsächlich Heizkosten spart?

Alles heiße Luft? Was beim Heizen mit der Luft im Raum passiert

Wer heizt, muss die verbrauchte Energie bezahlen. Damit die Heizungsrechnung nicht zu hoch ausfällt, lohnt es sich allemal, sich mit der Materie Heizen unter physikalischen Aspekten auseinanderzusetzen. Hier geht es um die praktischen Schlüsse, die sich dank der wissenschaftlichen Theorie fürs optimale Heizen ziehen lassen. Los geht’s!

Was ist Wärme?

Wärme ist Energie. Bewegungsenergie. Kinetische Energie der Moleküle eines Systems. Mittlere Energie ungeordneter Teilchenbewegung (sogenannte Brownsche Bewegung). Wärme lässt sich transportieren:

  • über den direkten Kontakt von Teilchen zu Teilchen (substanzgebundene Wärmeleitung)
  • über Materie, die elektromagnetische Strahlung (nicht substanzgebundene Wärmestrahlung) absorbiert
  • über strömende Gase oder Flüssigkeiten, die die Wärmeenergie mit sich führen (sogenannte Wärmeströmung)

Das klingt ganz schön trocken, oder? Ich muss dabei unweigerlich an meinen Physiklehrer und seine Frau, meine Chemielehrerin, denken. Vielleicht versuche ich den drögen Stoff (Ich weiß, einigen ist es das, was mir „The Chronicles of Narnia“  oder „His Dark Materials“ sind.) mal anders zu betrachten. Ah, da, jetzt sehe ich es: A76321, ein Teilchen, eins von unzähligen, die meine Raumluft ausmachen. Kreuz und quer wirbeln sie durch den Raum, ich muss aufpassen, A76321 nicht aus den Augen zu verlieren.

Luft im Raum physikalisch betrachtet: Was ist Raumluft?

Mein Raum (thermodynamisch definiert: ein offenes System, das Energie mit der Außenwelt austauscht) hat ein bestimmtes Volumen. Die Raumluft hat einen bestimmten Druck und eine bestimmte Temperatur. Der Druck entsteht, weil A76321 sich bewegt, dabei zig Mal gegen viele seiner Artgenossen trifft (Teilchensex!) und ebenso häufig gegen die Wand donnert (Autsch!). Die Geschwindigkeit, besser gesagt: die mittlere kinetische Energie der Moleküle, mit der sich A76321 & Co. durch den Raum bewegen, ist von der Temperatur abhängig. Drehe ich die Heizung hoch, geschieht folgendes: Da die Wärmeübertragung immer in Richtung der niederen Temperatur (Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik) erfolgt, greift sich A76321, der während seines aufregenden Tanzes plötzlich an meinen warmen Heizkörper stößt, dessen Energie ab. A76321 bewegt sich anschließend schneller durch den Raum (noch mehr Sex mit Kollisionspartnern!). Gleichzeitig verschwinden Teilchen aus dem Raum, die Teilchenzahl im Raum sinkt also, wenn wir heizen.

Feuchte Luft: Feuchtgebiete, die keiner im Raum haben will

A76321 und seine unzähligen Freunde können Feuchtigkeit binden. Es heißt, ein Kubikmeter Luft mit einer Temperatur von zwanzig Grad Celsius könne 17,5 Gramm Wasser aufnehmen, dann sei die sogenannte Sättigung erreicht: Es herrscht dann 100 Prozent Luftfeuchtigkeit. Bei Null Grad nähme Luft nur noch fünf Gramm Wasser auf. Während ich hier ruhig am Schreibtisch sitze, gebe ich pro Stunde etwa zwanzig bis dreißig Gramm Wasser ab, also zwanzig bis dreißig Milliliter. Meine mittelgroße Topfpflanze, eine Aloe Vera, befeuchtet meine Luft mit geschätzten sieben bis 15 Millilitern Wasser pro Stunde. Feuchte Luft, die kalt wird, weil sie beispielsweise auf kalte Wände oder Fenster trifft, gibt das mitgeführte Wasser ab: Schwitzwasser oder Tauwasser (sogenantes Kondenswasser) entsteht. Sorgt man nicht für Luftwechsel, können sich Stockflecken oder gar Schimmel bilden. (Hey, ich bin Hamburger, Stock und Schimmel sind hier alltägliche Mitbewohner, denn das viele schöne Wasser in der Hansestadt und von der nahen Waterkant beschert uns nicht nur mehr Brücken als Venedig, sondern eben auch Feuchtigkeit.)

Luftbewegung dank Lüften: Raus mit der dicken Luft!

Gerade fliegt A76321 zum Balkon hinaus. (In Hamburg sagt man: Tschüss!) Denn ich lüfte nach Bedarf, betreibe dann so genanntes Stoßlüften, wobei ich für ordentlichen Luftzug sorge, indem ich die Fenster vorn und hinten gleichzeitig öffne. Mein Frischluftbedarf entsteht, weil ich entweder die verbrauchte Raumluft austauschen will oder weil ich mit Kochen oder Baden feuchte (gesättigte) Luft gegen trockenere (ungesättigte) tauschen will. Meine Katze hasst diese Momente und sitzt dann direkt auf der Heizung (siehe Foto), die dank des Temperaturfühlers im Kopf des zugehörigen Thermostatventils, der den Zustrom kalter Januarluft  sofort wahrnimmt und los heizt (übrigens der Grund, warum Fenster auf Dauerkipp im Winter reine Energieverschwendung sind), und spielt A76321. Wobei eine sich mit Wärmeenergie auftankende Katze ja nicht beweglicher, sondern träger wird. Aber zurück zum Lüften: Seit wir dichte Fenster und Türen haben, erhöhte sich das Risiko für Feuchtigkeit und infolge dessen für Stock und Schimmel im Raum erheblich. Die einst normale Luftbewegung zwischen Türritzen und Fensterspalten findet nicht mehr statt. Vielen fällt es schwer, zu heizen und zu lüften. Doch das ist ein Must-do. Andernfalls handelt man sich Schimmelprobleme ein. Die gehen an die Gesundheit und ihre Bekämpfung geht ins Geld. Im Winter ist (selbst im Feuchtgebiet Hamburg) die Außenluft trockener als im Sommer. Das Lüften muss also nicht lange dauern, um die feuchte Luft aus dem Haus zu jagen.

Ein strategisch guter Platz für die Heizung: unterm Fenster

Mein Raum hat eine Außenwand mit deckenhohen Fenstern zum Balkon. Die Heizung befindet sich an einer Zwischenwand im rechten Winkel zur Außenwand. Dort sei sie, so mein Haus- und Hofhandwerker, ganz gut platziert, weil sie so so nah wie möglich am Fenster sei. Idealerweise sei eine Heizung direkt unter einem Fenster, weil sie dort die Kaltluft am besten erwärmen (größter Wärmeverlust im Raum) und somit für den größtmöglichen Luftstrom im Raum sorge, der wiederum Grund gleichmäßiger Wärmeverteilung sei. Die warme Heizungsluft steige am Fenster nach oben, erwärme dabei die kältere und schwerere am Fenster und ändere an der Decke angekommen die Richtung, wobei sie stetig an Wärme verlöre. Sie ströme anschließend zur dem Fenster gegenüberliegenden Wand und falle dort wegen ihres zunehmenden Gewichts nach unten, um zum Heizkörper zurück zu strömen (dies nähme ich übrigens als kalten Luftzug an meinen Füßen wahr – ein alltägliches Übel), erklärte mein Handwerker. Außerdem, so der Experte weiter, sei es aus bautechnischen Gründen praktisch, die Heizungsrohre alle an der Außenwand zu platzieren, anstelle sie in jeder Wohnung noch durch die Räume zu verlegen.

Heizungswand nachträglich dämmen

Selbstverständlich heizt eine Heizung der Wand, an der sie befestigt ist, ordentlich ein. Da das bei mir eine Zwischenwand ist, war deren heimelig warme Rückseite lange mein Arbeitsplatz. Doch mit den Kindern kommen auch mehr Dinge in die Räume, so dass mein Schreibtisch einem Schrank weichen musste.  Und da der Schrank es nicht zu warm braucht, und ich die Heizungswärme lieber im Raum habe, habe ich hinter den Heizkörper eine Wärmedämmmatte (siehe schwarzer Pfeil auf dem Titelfoto) angebracht, die es zum Beispiel im Baumarkt oder im Internet gibt.

Apropos Schränke: Ich habe nur alte Weichholzschränke, da mein Herz für Antikes schlägt. Deren Vorteil: Sie stehen samt und sonders auf Füßen, so dass es zu keinem Luftstau kommt, der seinerseits Ursache für Stock und Schimmel sein könnte.

Selbstverständlich habe ich meine Heizung nicht mit Möbeln zugebaut. Die würden dem Luftstrom im Weg stehen. Außerdem halte ich meine Heizkörper echt sauber: Denn der sich dort regelmäßig ansammelnde Staub und Schmutz wäre dem ungestörten Luftstrom ebenfalls abträglich, wenn auch der Energieverlust verschwindend gering sein mag.

Fotos: Doreen Brumme