Was ist Wärmestrahlung?

Wärmestrahlung ist die Übertragung von Wärme durch elektromagnetische Wellen, überwiegend im Infrarotbereich; jeder Körper sendet sie abhängig von seiner Oberflächentemperatur aus. Neben Wärmeleitung und Konvektion ist sie einer der drei Wege der Wärmeübertragung. Der Unterschied: Strahlung braucht kein Medium. So gelangt die Wärme der Sonne durch den leeren Weltraum zur Erde.

Wie viel ein Körper abstrahlt, hängt von der Oberflächentemperatur und vom Material ab, ausgedrückt im Emissionsgrad ε (zwischen 0 und 1). Die meisten Baustoffe wie Ziegel, Beton und Holz haben einen hohen Emissionsgrad von etwa 0,9. Blankes Aluminium liegt bei etwa 0,1, oxidiertes Aluminium bei etwa 0,4. Der ideale Strahler ist der schwarze Körper mit ε = 1.

Emissionsgrad ε (zwischen 0 und 1) im Vergleich. Die Werte für Baustoffe und Aluminium sind Richtwerte (etwa); der schwarze Körper ist der ideale Strahler mit ε = 1.

Die abgestrahlte Wärmestromdichte folgt dem Stefan-Boltzmann-Gesetz: q = ε · σ · T⁴, mit σ ≈ 5,67 · 10⁻⁸ W/(m²K⁴) und T als absoluter Temperatur in Kelvin. Wegen der vierten Potenz steigt die Strahlung mit der Temperatur stark an.

Wärmestrahlung im Gebäude

Behaglichkeit. Das Wärmeempfinden hängt nicht nur von der Lufttemperatur ab, sondern auch von der Temperatur der umgebenden Wände, Fenster und Böden. Neben einem kalten Fenster friert man auch bei warmer Raumluft.
Infrarotpaneele heizen überwiegend über Strahlung: Sie erwärmen Personen und Oberflächen direkt.
Reflexionsfolien verringern Strahlungsverluste, wirken aber nur, wenn ihnen eine Luftschicht gegenüberliegt.

Anwendung

Reflexionsfolie zur Luftschicht ausrichten. Liegt sie direkt an einem anderen Material an, ist der niedrige Emissionsgrad wirkungslos.
Folie sauber und blank halten. Staub und Oxidation erhöhen den Emissionsgrad und mindern die Wirkung.
Kalte Oberflächen anheben, durch Dämmung oder bessere Verglasung. Das verbessert die Behaglichkeit oft mehr als ein höher gestelltes Thermostat.
Vorsicht bei der Thermografie. Blanke Metallflächen reflektieren und strahlen wenig ab; die Wärmebildkamera zeigt dann eine falsche Temperatur.

Häufiger Fehler: eine Reflexionsfolie als vollwertige Dämmschicht zu betrachten. Ohne Luftschicht oder mit verstaubter Oberfläche bringt sie thermisch wenig.