Kachelofen und Raumklima:

Die Raumerwärmung mit Kachelöfen wird seit jeher als angenehm und behaglich empfunden.  

Auf den folgenden Seiten soll näher  erläutert werden,  durch welche Kriterien der Kachelofen - insbesondere der Grundofen - ein  angenehmes und auch gesundes Raumklima erzeugt und welche Heizformen ähnliche  Wirkungen hervorrufen.

Zunächst einmal muss geklärt  werden,  wie das Raumklima beschaffen sein muss,  um  sich wohlzufühlen und vor allem,   welche Raumklimaparameter eine GESUNDHEITSFÖRDERUNG  bewirken :

Die Kriterien für  Behaglichkeit und Gesundheit sind identisch !

1.)  Thermische Kriterien

  wArt der  Wärmeüberbertragung

     w   Wärmestrahlung, Wärmeleitung, Konvektionswärme

  wLuft- und  Wandtemperatur

  w Luftfeuchtigkeit

  w Luftbewegung

2.)  Luftqualität

 w   Staubgehalt

     w   Ionisierung

    w   Geruch

1.)  Thermische Kriterien
        
 Art der Wärmeübertragung    

 Wärmestrahlung                      

         Für die Form der Warmeübertragung stehen prinzipiell drei Möglichkeiten                                 zur Verfügung.
        
         Leitung, Konvektion (Strömung) und Strahlung:                                                                        
         Bei der Wärmeleitung wird die Warme innerhalb eines Körpers von einem
         Teilchen  zum nächsten weitergeleitet.  Daher  ist diese  Form  der
         Wärmeübertragung zwischen zwei festen Korpern nur beim direkten Kontakt
         möglich.
        
         Die Konvektion benötigt ein Trägermedium.
         z.B Luft ,Wasser
        
         Unter Wärmestrahlung versteht man eine elektromagnetische Strahlung, die
         von jedem Körper einzig und allein infolge seiner Temperatur abgegeben wird
         Die Intensität der Strahlung hängt stark von der Temperatur, aber auch vom
         Material und dessen Oberflächenbeschaffenheit ab. Bei niedriger Temperatur ist
         sie gering, bei hohen Temperaturen jedoch ziemlich stark. Auch die Verteilung
         der Intensität der Wärmestrahlung über die verschiedenen Wellenlängen ist stark
         temperaturabhängig, wobei sich das Maximum mit steigender Temperatur zu
         kürzeren Wellenlängen verschiebt.
        
  Lufttemperatur /Wandtemperatur
        
         Für die Behaglichkeit ist nicht nur die Raumlufttemperatur massgebend.
         sondern auch die Temperatur der umschliessenden Raumflächen. Der Grund ist
         darin zu sehen, das rund 46 % der vom Menschen abzugebenden Wärme in
         Form von Strahlung erfolgt. Da der Strahlungsaustausch primär zwischen zwei
         festen Körpern erfolgt (der Anteil der Gasstrahlung der Raumluft kann
         vernachlaáigt werden), wird z.B. eine kalte Wandfläche (Fensterfläche) durch
         einen erhöhten einseitigen Wärmeabfluss sofort als unangenehm registriert.
        
         Hinsichtlich der Behaglichkeit besteht ein Zusammenhang zwischen der
         Raumlufttemperatur und der Temperatur der umschliessenden Wandflächen. Im
         entsprechenden  Behaglichkeitsfeld ( Abbildung -n.n. vorh.) ergibt sich (aufgrund                      der individuellen Unterschiede keine Linie sondern ein Feld.
                        
         Abbildung Behaglichkeitsfeld Lufttemperatur - Wandtemperatur (folgt)
        
         Je höher die Umschliessungsflächentemperatur, desto niedriger kann die
         Raumlufttemperatur bei gleichem Behaglichkeitsempfinden gehalten werden
         Umgekehrt gilt natürlich auch: Je niedriger die Umschliessungsflächentemperatur,
         desto höher muss die Raumluft aufgeheizt werden. Anzustreben ist hierbei
         allerdings dass die Temperaturunterschiede zwischen der Raumlufttemperatur
         und der Temperatur der Raumwände nicht zu gross sind. Damit wird das
         Behaglichkeitsfeld weiter eingeschränkt.
        
   Luftfeuchtigkeit
        
         Die Luftfeuchtigkeit wird üblicherweise als relative Luftfeuchtigkeit in %
         angegeben. Die relative Luftfeuchtigkeit gibt an, zu welchem Prozentsatz die Luft
         mit Feuchtigkeit gesättigt ist. Eine relative Luftfeuchtigkeit von 60 % gibt also an.
         das die Luft noch 40% an Feuchtigkeit aufnehmen könnte .                                                               Bei einer Überschreitung der maximal möglichen Feuchtigkeit (100 %) in der Luft fällt              das Wasser in Form von feinen Tröpfchen aus (Nebel). Die relative Feuchtigkeit in der
         Luft ist abhängig von der Temperatur. Wärmere Luft kann mehr Wasser
         aufnehmen als kältere.        

        
         Das für die Luftfeuchtigkeit relevante Behaglichkeitsfeld ist in der Abbildung
         2  zu sehen. Als unterer Grenzwert hinsichtlich der Behaglichkeit wird ein
         Grenzwert von ca. 30 % relativer Luftfeuchtigkeit angegeben. Je niedriger die
         Raumlufttemperatur. desto grösser ist der Spielraum für die Luftfeuchtigkeit bei
         gleicher Behaglichkeit. Je höher die Raumlufttemperatur, desto empfindlicher
         reagiert der Körper auf die Luftfeuchte. Bei hoher relativer Feuchte wird der
         Verdunstungsanteil des Körpers herabgesetzt. Es entsteht das Gefühl von
         Schwüle.
        

         Als guter Mittelwert ist bei einer Temperatur von 20°C etwa 50 - 60 %
         relative Feuchte anzusehen. Unter Zugrundelegung gleicher Lufttemperatur und
         Belüftung ist die Raumluftfeuchte praktisch unabhängig vom Heizsystem.
              
  Luftbewegung
        
         Die Luftbewegung in Räumen kommt vorwiegend durch unterschiedlich
         erwärmte Luftschichten zustande. Warme Luft besitzt ein geringeres Gewicht als
         kalte Luft und steigt daher auf. Bei Abgabe der mitgeführten Wärmemenge kühlt
         die Luft ab (meist an kalten Wänden) und sinkt wieder nach unten. Je größer die
         Temperaturdifferenzen zwischen Wärmetauscherflächen und kalten Wänden
         sind, umso stärker ist die Luftbewegung.
        
         Die   Luftbewegung    ist   ein   wesentlicher  Bestandteil    des Behaglichkeits-                            zustandes.  Bewegte Luft unterhalb der Körpertemperatur wird stets
         kühler empfunden als ruhende Luft bei gleicher Temperatur.  Durch das
         Vorbeiströmen der Luft am Körper wird der konvektive Wärmeabgabeanteil erhöht
         und damit das Regelniveau  gestört.  Es muss also der Grenzwert  der
         Luftgeschwindigkeit so festgelegt werden dass kein Unbehagen eintritt.  In der
         Abbildung 3 ist das entsprechende Behaglichkeitsfeld angegeben.
                  
         Die Geschwindigkeit von 0.1 m/s gilt als kritische Schwelle  für die
         Behaglichkeit. Bei höheren Temperaturen kann die Luftgeschwindigkeit etwas
         ansteigen. Luftgeschwindigkeiten über 0.5 m/s sind abzulehnen da sie allgemein
         zu Unbehagen führen.
        
   Luftqualität/  Staubgehalt
        
         Oft wird der Luftfeuchtigkeit besonders im Wohnungsbau zu grosse
         Bedeutung beigemessen und ein anderer Gesichtspunkt völlig Übersehen.
         Entscheidend für das Empfinden einer zu trockenen Luft ist nicht allein die
         relative  Feuchte, sondern  vielfach  der Staubgehalt  der Luft.  Die
         Staubaufwirbelung wird durch Luftbewegungen im Raum verursacht. Vor allem in
         der Nähe von Heizkörpern. Daher sollte angestrebt werden die Warme
         vorwiegend über Strahlungsheizflächen abzugeben. ( z.B. Wandheizung, Grundofen)
        
         Durch den Staub oder andere Verunreinigungen werden Reize auf der
         Rachenschleimhaut ausgelöst, die als unangenehm empfunden werden
        
        

  lonisierung der Raumluft
        
         Die natürliche Luft in der Atmosphare besitzt eine gewisse Anzahl von
         ionisierten Molekülen. Diese lonisierung erfolgt durch elektrische Entladungen
         (Blitzschläge), kosmische Strahlung (X-Strahlung  lambda = 10 ^-3 nm).  UV-Strahlung              (10 - 400 nm) und durch natürliche Radioaktivität. Die Anzahl der Ionen beträgt in der              Höhenlage beträgt rnd. 3000 Teilchen pro cm^3  (Kubikzentimeter), in der Ebene rund             1000 - 2000 /cm ^3 .
         Das natürliche Verhältnis der negativen zu den positiven Ionen beträgt ca. 4,5:5,5
         (Mayer 1989).
                                                                        
         Besonders wichtig  sind  die negativen  Kleinionen, die  zum Teil
         Sauerstoffionen beinhalten. Diese negativen Sauerstoffionen erhöhen beim
         Einatmen durch den Menschen den Sauerstoffpartialdruck in der Lunge und
         bewirken dadurch ein tieferes Atmen und erzeugen so ein Gefühl der
         Zufriedenheit und des Wohlbefindens. Negative Auswirkungen haben hingegen
         die positiven Ionen und hier vor allem die Grossionen. Verändert sich das
         Verhältnis zu gunsten der positiven Ionen, so können sich beim Menschen
         nachteilige Effekte wie Kopfschmerzen, verstopfte Nase, Heiserkeit, Müdigkeit
         trockener Hals und Schnwindelgefühl einstellen (Kime. 1989)

         Beispiele für die Erzeugung von positiven  (schädlichen) Ionen :

         Fernsehgeräte, Kunststoffe (PVC Böden) , allg. elektromagnetische Strahlung
                                        
       

      

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