Strahlungswärme: Funktions- und Heizprinzip einfach erklärt

• Was ist Strahlungswärme? Strahlungswärme ist eine Form der Wärmeübertragung, bei der Wärme nicht über Luft, sondern durch elektromagnetische Strahlen direkt auf Körper, Wände und Gegenstände im Raum übertragen wird - ähnlich wie Sonnenstrahlen Wärme erzeugen. Diese Strahlung erwärmt Oberflächen, die dann selbst wieder Wärme abgeben, was sich oft angenehmer anfühlt als bloß warme Luft.
• Wie unterscheidet sich Strahlungswärme von Heizwärme? Im Gegensatz zur klassischen Konvektionsheizung, die Luft erwärmt und dadurch Wärme umverteilt, zielt Strahlungswärme darauf ab, direkt Objekte und Menschen zu erwärmen. Dadurch entstehen weniger Luftbewegungen und Zugluft, was als behaglicher empfunden wird.
• Was ist eine Wärmewellenheizung? Eine Wärmewellenheizung ist eine Elektroheizung, die ihre Wärme überwiegend in Form von Infrarotstrahlung abgibt - deshalb wird sie häufig auch Infrarotheizung genannt. Physikalisch wird diese Art der Strahlung korrekt als Infrarotwärme bezeichnet, doch der Begriff „Wärmewelle“ ist im Alltag verbreitet.
• Wie wirkt sich Strahlungswärme auf das Raumklima aus? Bei Strahlungswärme bleibt die Lufttemperatur niedriger, während Oberflächen und Körper angenehm warm werden. Dadurch entsteht ein behagliches Raumgefühl auch bei niedrigerer Lufttemperatur, was subjektiv oft als angenehmer empfunden wird als reine Warmluft-Heizung.
• Wann ist eine Infrarotheizung sinnvoll? Wärmewellenheizungen wie Infrarotheizungen eignen sich besonders für gut gedämmte Räume oder als Zusatzheizung, zum Beispiel im Badezimmer oder als Ergänzung bei punktuellem Heizbedarf. Aufgrund der Art der Wärmeübertragung kommt es aber vor allem auf Dämmung und Nutzung an.
• Welche Vorteile bietet eine Strahlungsheizung? Strahlungsheizungen erwärmen direkt Oberflächen und Personen, nicht die Luft, was weniger Staubaufwirbelung bedeutet und gerade für Allergiker angenehm sein kann. Die elektrische Umwandlung von Strom in Wärmestrahlung ist technisch effizient, da nahezu der gesamte Strom in Wärme umgesetzt wird.
• Gibt es Nachteile bei Strahlungswärmeheizungen? Da Strahlungswärme vor allem direkt Oberflächen und Menschen erwärmt, kühlt der Raum ohne Strahlung schnell wieder ab, wenn sie ausgeschaltet ist. Zudem hängt die Effizienz stark von Stromkosten ab, da dieser 1:1 in Wärme umgewandelt wird und damit deutlich ineffizienter als mit einer Wärmepumpe.

Um Strahlungswärme zum Heizen zu nutzen, kommen unterschiedliche Heizsysteme zum Einsatz. In geschlossenen Räumen werden Infrarotheizungen an der Wand oder Decke montiert. Zum Einsatz kommen dabei langwellige IR-C-Strahlungswärme-Heizungen. Hierzu zählen

• Natursteinheizungen,
• Glasheizungen,
• Bildheizungen und
• Spiegelheizungen.

Alle anderen Elektroheizkörper oder Direktheizgeräte funktionieren nach dem normalen Konvektionsprinzip.

Außerhalb von Gebäuden werden kurz- und mittelwellige Strahlungsheizungen wie z.B. Heizstrahler eingesetzt, da deren Wärmewirkung entsprechend der kälteren Umgebungstemperatur höher ist.

Strahlungswärme wird auch im medizinischen Bereich insbesondere zur schonenden Bestrahlung von Säuglingen eingesetzt. Neben einfachen Wickeltischstrahlern, gibt es auch verschiedenste Geräte der Medizintechnik, um die Strahlungswärme so schonend wie möglich abzugeben.

Eine trennscharfe Abgrenzung zwischen Strahlungswärme- und Konvektionsheizungen ist jedoch nicht möglich, da auch "normale" Heizkörper (Radiatoren, Flachheizkörper) nicht nur die Luft erwärmen, sondern ebenfalls Strahlungswärme abgeben. Dies ist jedoch keine Infrarotstrahlung. Dies liegt daran, dass Wärmestrahlung aus unterschiedlichen elektromagnetischen Wellen mit unterschiedlichen Wellenlängen besteht. Die Intensität der Strahlung verteilt sich dabei nicht gleichmäßig auf alle Wellenlängen. Dabei gilt, dass sich ein Strahlungswärmemaximum bei immer kürzeren Wellenlängen bildet, je wärmer ein Körper ist. So liegt z. B. die höchste Strahlungsintensität der Sonne nicht im infraroten, sondern im sichtbaren Bereich des Lichts.

Während Wärmestrahlung schon bei sehr geringen Heizkörpertemperaturen demzufolge abgegeben wird, so spricht man nur von Infrarotstrahlung bei höheren Temperaturen, bei denen Strahlungswärme mit einer Wellenlänge abgegeben wird, die in den infraroten Bereich zwischen 780 Nanometer und 1 Million Nanometer Wellenlänge fällt. Wird die Wellenlänge der Infrarotstrahlung kürzer als 780 Nanometer, dann geht Infrarotstrahlung in sichtbares Licht über. Die Strahlungswärme wird dann als sichtbares oder ultraviolettes Licht ausgesendet. Strahlungswärme darf daher nicht ausschließlich mit der Infrarotstrahlungswärme gleichgesetzt werden.

Um mit Strahlungswärme Räume beheizen zu können, muss eine Infrarotheizung jedoch nicht mehrere hundert Grad heiß werden. Dies liegt an dem physikalischen Grundprinzip, dass sich die entstehende Strahlungswärme nicht linear zur Temperatur des Heizkörpers erhöht, sondern um den Faktor 4 ansteigt: Verdoppelt man die Temperatur des Infrarot-Heizkörpers, so versechzehnfacht sich die abgestrahlte Strahlungsleistung.

Das schnelle Erhitzen eines Raumes hat jedoch auch Nachteile, da permanent Energie zur Erzeugung der Wärmestrahlen zugeführt werden muss. Der Raum kühlt sich daher ohne Strahlungswärme im Gegensatz zum Konvektionsheizkörper recht schnell wieder ab. Trotzdem werben Hersteller damit, dass man mit z. B. einer Infrarotheizung weniger Strom verbraucht als andere Stromheizungen. Der Grund für diese Ersparnisse soll wieder in den Wärmestrahlen liegen, die nur gezielt den Bereich erwärmen, der auch beheizt werden soll.

Im Gegensatz dazu würden Konvektionsheizungen die Wärme über die Raumluft umwälzen auch Wärme für den nicht unmittelbar genutzten Aufenthaltsort produzieren und damit ungenutzt lassen. Das ist aber nicht so, da eine Heizungsanlage immer so viel Wärme in die Räume abgeben muss, wie durch die Gebäudehülle verloren geht. Daran kommt auch eine elektrische Strahlungswärmeheizung nicht vorbei. Die Energieeffizienz einer Strahlungsheizung ist daher nicht besser als eine typische Elektroheizung.