Der Wärmeaustausch wird von der Oberflächentemperatur der raumumschließenden Flächen sowie der Inneneinrichtung maßgeblich beeinflusst – besonders hinsichtlich Wärmeleitung und Wärmestrahlung. Zu achten ist nicht nur auf die Oberflächentemperaturen der Fußböden, Wände und Fenster, sondern auch auf diejenigen der Möbel (besonders Tischplatte), Arbeitsgeräte und Maschinenteile, aber auch auf die Kleidung (besonders Schuhe). 

Primäre Ursache der Wärmeempfindung ist die der Körperoberfläche durch Strahlung, Konvektion und Wärmeableitung entzogene oder zugeführte thermische Energie. Die thermische Belastung der Füße ist vorwiegend durch die Wärmeableitung über die Schuhsohlen bedingt, während bei Kopf, Händen und Rumpf die Wärmeabgabe hauptsächlich durch Strahlung und Konvektion erfolgt. Kopf, Hände und Füße nehmen trotz ihres geringen Flächenanteils eine Sonderstellung als Indikatoren für das thermische Behaglichkeitsempfinden ein.

Thermografie

Abb. 04: Thermografie von zwei Menschen und deren Körperoberflächenanteile (Durchschnittswerte bei einer Körpergröße von 1,75 m und einem Körpergewicht von 75 kg). | Bild: Adobe Stock, Ingo Bartussek

Für ein gesundes Raumklima sind genügend hohe Oberflächentemperaturen und vor allem ein fußwarmer Boden, aber auch geeignete Schuhe, sehr wichtig.

Teppich 0,06 W/mK
Korkfliese 0,07 W/mK
Weichholz (z. B. Fichtendielen) 0,13 W/mK
Linoleum 0,17 W/mK
Hartholz (z. B. Eichenparkett) 0,18 W/mK
Fliesen aus Keramik 1,30 W/mK
Zementestrich 1,40 W/mK
Marmor 3,50 W/mK

Als fußwarm gilt ein Baustoff mit einer Wärmeleitfähigkeit bis ca. 0,20 W/mK
Der Unterschied zwischen z. B. einem Teppich- und einem Marmorfußboden beträgt wärmeleittechnisch 1 : 58
Tab. 01: Wärmleitfähigkeit (W/mK) von Materialien für Fußböden 

Versuche im IBN mit einem künstlichen Fuß von 30 °C bestätigen die Bedeutung fußwarmer Böden. Nach 5 1/2 Minuten reduziert sich dessen Temperatur bei:

  • Estrich auf ca. 24 °C 
  • 24 mm Holzfußboden auf ca. 28 °C 
  • 8 mm Kork-Parkett auf ca. 29 °C 

Wohlbefinden und Gesundheit (Erkältung, Rheuma, Kreislaufstörungen, Erkrankungen innerer Organe) werden von diesen Gegebenheiten stark beeinflusst. Das gilt besonders für Kinder, die auf dem Fußboden spielen sowie für Menschen, die wenig Bewegung haben. 

Die thermischen Eigenschaften der Baustoffe (insbesondere Wärmeleitung und -speicherung) sind auch bestimmend für die Geschwindigkeit der Zunahme der Oberflächentemperatur bei Beheizung eines Raumes. 

Bei einem Versuch im IBN wurde eine Stunde lang die Raumlufttemperatur von 5 auf 20 °C erhöht; die Oberflächen erwärmten sich zugleich bei:

  • Zementestrich auf 7 °C
  • Holzfußböden auf 12 °C
  • Korkparkett auf 16 °C

Abb 05

Abb. 05: Abhängigkeit zwischen der mittleren Raumlufttemperatur und der Wandtemperatur (Behaglichkeitszone blau) | Quelle: Wilhelm Ledwina, Angewandte Bioklimatologie mit modernen naturnahen Heilmethoden, 1981

Aus Abb. 05 geht hervor: 

  • Falls die mittlere Wandtemperatur (einschließlich Fenster) 5 °C unter der Raumlufttemperatur von etwa 20 °C liegt, muss die Raumlufttemperatur um ca. 3 °C angehoben werden, um das Temperaturempfinden des Menschen in den Behaglichkeitsbereich zu bringen. 
  • Die Erhöhung der Raumlufttemperatur um 1 °C bringt eine Steigerung der Heizkosten von ca. 5 - 6 % mit sich. Erhöht man also die Raumtemperatur von z. B. 21 °C auf 23 °C, steigen die Heizkosten um ca. 10 – 12 %. 

Wände und Fußböden von Wohnräumen sollten also idealerweise max. 2 °C kühler bzw. max. 5 °C wärmer (z. B. bei Wand- oder Fußbodenheizung) sein als die Raumluft (gemessen in 10 cm Abstand). 

Auf kalten Oberflächen kann sich durch Unterschreitung des Taupunktes Tauwasser bilden. Auch deshalb sind genügend hohe Oberflächentemperaturen anzustreben, um bauliche und gesundheitliche Schäden zu vermeiden; es sei hier nur auf Durchfeuchtung, Korrosion, Rissbildung, Farb- und Tapetenschäden, verminderte Wärmedämmung, Schimmel- und Pilzbefall und als Folge u. a. Allergien, Asthma, Rheuma hingewiesen (vgl. Kurs 13 Schadstoffe und Schimmelpilze). 

Wärmedämmungen sollen bei Außenbauteilen wie z. B. bei Außenwänden so beschaffen sein, dass der Taupunkt weit außen liegt und der Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) unter 0,5 W/m2K beträgt. Durchfeuchtung, ungenügende Dimensionierung oder Wärmebrücken (z. B. Grundmauern, Außenecken oder auskragende Balkonplatten) führen häufig dazu, dass die Oberflächentemperaturen vor allem bei älteren Gebäuden an den Innenseiten der Außenwände oft weit unter dem Optimum von ca. 20 °C liegen. An solchen Wänden sollten keine Betten aufgestellt werden. Zumindest der wärmephysiologisch empfindliche Kopfbereich darf nicht in ihrer unmittelbaren Nähe sein; dies gilt natürlich auch hinsichtlich der Fensterflächen. 

Auch großflächige Möbelstücke und Einbauschränke einschließlich ihres Inhalts sind an solchen Wandflächen gefährdet (Feuchtigkeit, modriger Geruch, Schimmel u. a.), weil hier noch zusätzlich die trocknende Luftzirkulation gemindert oder unterbunden ist bzw. der Inhalt (Wäsche, Bücher usw.) bauphysikalisch betrachtet nichts anderes ist als eine Innendämmung, durch welche sich der Taupunkt weiter nach innen verlagert und zu vermehrtem Ausfall von Tauwasser führt.