Was heizt die Erde eigentlich?

Hundertfünfzig Millionen Kilometer Vakuum

Das ist der Abstand zwischen Sonne und Erde, und er enthält weder Luft noch Materie noch Kontakt. Weder Leitung noch Konvektion können ein Vakuum durchqueren. Dennoch kommt die Wärme an, was die Existenz eines dritten Übertragungswegs beweist.

Die Strahlung, der einzige Weg, der nichts braucht

Leitung verlangt Kontakt, Konvektion verlangt ein Medium. Strahlung breitet sich ohne Träger aus, wie das Licht, und wird in dem Augenblick zu Wärme, in dem sie auf eine Fläche trifft, die sie aufnimmt.

Was das am Denken über Heizung ändert

Einen Raum zu heizen heißt nicht zwangsläufig, seine Luft zu heizen. Auf Personen und Flächen gerichtete Strahlung erzeugt eine unmittelbare Wärmeempfindung, ohne das ganze Volumen in Bewegung setzen zu müssen.

Der Versuch, den jeder schon gemacht hat

An einem Wintertag in der Sonne empfängt die Haut deutliche Wärme, während die Umgebungsluft kalt bleibt. In den Schatten zu treten nimmt die Empfindung in einer Sekunde, ohne dass die Lufttemperatur sich um ein Zehntelgrad geändert hätte.

Jeder warme Körper strahlt

Nicht nur die Sonne. Ein Heizkörper, eine Wand, eine Decke, ein menschlicher Körper geben ständig Infrarotstrahlung ab. Der empfundene Komfort hängt also von der Bilanz zwischen dem ab, was die Haut empfängt, und dem, was sie an die Flächen abgibt.

Warum eine kalte Fläche frieren lässt

Weil der Körper ihr mehr Strahlung sendet, als er zurückerhält. Das ist genau der Mechanismus des Unbehagens am Fenster oder unter einer schlecht gedämmten Decke, und er lässt sich nicht durch höhere Lufttemperatur beheben.

Die Anwendung am Gebäude entwickelt die Seite von der Sonne inspiriert, das Prinzip die Seite zur passiven Heizung.

Was heizt die Erde eigentlich?

Die meisten würden antworten: die Wärme der Sonne.

• Und doch übersteigt die Temperatur an ihrer Oberfläche 6000 °C nicht.
• Sie steht außerdem 150 Millionen Kilometer entfernt, jenseits eines Vakuums, und ein Vakuum ist ein ausgezeichneter Dämmstoff.

Die Erklärung muss also anderswo liegen.

Im Sommer ist es Ihnen aufgefallen: bei hochstehender Sonne und wolkenlosem Himmel ist der Sand doppelt so heiß wie die Luft, obwohl die Sonne beiden dieselbe Energie liefert.

Wie ist das möglich?

Die Sonnenstrahlen tragen eine Form von Licht, die wir Infrarot nennen. Licht durchquert die Luft um uns her, wird aber von Materie aufgehalten, von Sand oder von Haut, die es vollständig aufnimmt.

Diese Energiepakete wirken kaum auf Luft. Sie regen die Moleküle und Atome an, aus denen die Materie besteht, und diese Bewegung ist es, die wir als Wärme spüren.

Für die meisten Menschen ist Wärmekomfort eine Frage der Lufttemperatur und der Umwälzung dieser Luft.

Nimmt man die Sonne zum Vorbild, folgt daraus zweierlei:

1. Materie zu erwärmen braucht halb so viel Energie wie Luft zu erwärmen,
2. und Infrarotlicht von der Decke aus abzugeben, erwärmt die Haut unmittelbar, ohne Hindernis dazwischen.

Eine Strahlungsdecke ist die Form der direkten Heizung, die dem, was die Sonne tut, am nächsten kommt.