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Infrarotstrahlung 2020-09-21T14:57:35+00:00

Infrarotstrahlung: Erklärung, Wirkung und Anwendung

Die Infrarotheizung zählt heute zu den marktführenden Heizsystemen. Doch obwohl sie sich großer Beliebtheit erfreut, wissen wohl die wenigsten, was man eigentlich unter der Infrarotstrahlung versteht. Was sich hinter der Infrarotstrahlung verbirgt, wie sie wirkt und in welchen Bereichen sie angewendet wird, erfahren Sie in unserem Beitrag.

Was ist Infrarotstrahlung?

Das Sonnenlicht besteht aus einem vielfältigen Farbspektrum. Der Mensch nimmt jedoch nur einen kleinen Bruchteil der Gesamtstrahlung wahr. Es gibt nämlich Lichtarten, die für das menschliche Auge nicht erkennbar sind: das sogenannte elektromagnetische Spektrum.

Neben Gammastrahlen, Röntgenstrahlen und ultraviolettem Licht zählt auch Infrarot zu den elektromagnetischen Strahlen. Der Begriff Infrarot kommt nicht von ungefähr. Die Vorsilbe -infra stammt aus dem Lateinischen und bedeutet unterhalb. Diese Bezeichnung verdeutlicht, dass die Infrarotstrahlen an das untere Ende des roten Farbspektrums des Sonnenlichts grenzen.

Infrarotstrahlung ist eine für den Menschen unsichtbare, elektromagnetische Strahlung.

Wie entsteht Infrarotstrahlung?

Die Sonne ist die größte Quelle für Infrarotstrahlung – sie besitzt einen Anteil von etwa 50% des Sonnenlichts. Entdeckt wurde das Infrarot vom deutsch-britischen Astronom Friedrich Wilhelm Herschel im Jahr 1800 – und das aus reinem Zufall.

Eigentlich wollte Herschel nur die Temperaturen der einzelnen Farben des Lichtspektrums der Sonne messen und miteinander vergleichen. Dazu brach er das Sonnenlicht mit Hilfe eines Glasprismas, sodass die einzelnen Spektralfarben – die typischen Farben eines Regenbogens – auf seinem Schreibtisch abgebildet wurden.

Wie entsteht Infrarotstrahlung und wie wurde sie entdeckt?

Mit Hilfe eines Glasprismas entdeckte Friedrich Wilhelm Herschel im Jahr 1800 die Infrarotstrahlung.

Mit einem Quecksilberthermometer maß er die Temperaturen – u. a. den Bereich hinter dem roten Licht. Dabei stellte sich heraus, dass es dort wärmer als im restlichen Farbspektrum war. Herschels Schlussfolgerung: Das Sonnenlicht wird – neben den sichtbaren Spektralfarben – in weitere Strahlungen aufgesplittet, die für das menschliche Auge nicht erkennbar sind. Somit war die Infrarotstrahlung entdeckt.

Infrarotstrahlen – Wirkung

Der Spektralbereich der Infrarotstrahlung lässt sich – genauso wie das restliche Lichtspektrum – weiter unterteilen. Je nach Wellenlänge kann das Infrarot in drei Teilbereiche mit unterschiedlicher Wirkung gegliedert werden. Je kurzwelliger die Infrarotstrahlung ist, desto tiefer dringt sie in die menschliche Haut ein. Es ergeben sich die nachfolgenden drei Spektralbereiche (Infrarot-ABC-Strahlung).

Wie gesund sind Infrarotstrahlen?

Infrarotstrahlen sorgen nicht nur für angenehme Wärme, sondern wirken sich auch besonders positiv auf das allgemeine Wohlbefinden aus. Die Infrarotstrahlung arbeitet vollkommen berührungslos, was die Haut schont. Die Wärmestrahlung kommt – als einer von vielen Vorteilen – der Gesundheit sehr zugute.

  • Durchblutung: Infrarotwärme erweitert die Gefäße, wodurch eine verbesserte Durchblutung erreicht werden kann.
  • Stoffwechsel: Die angenehme Wärme, die sich nach und nach im gesamten Körper ausbreitet, lässt biochemische Vorgänge besser ablaufen. So werden gesunde Organe zu erhöhter Aktivität animiert und der Stoffwechsel dadurch angeregt.
  • Schmerzen und Verspannungen: Infrarotstrahlung kann Schmerzen lindern und Verspannungen lockern. Durch die erhöhte Durchblutung entspannen sich nämlich die einzelnen Muskelpartien.
  • Erkältungen: Die durchblutungsfördernde Wirkung der Infrarotstrahlung kann bei Erkältungen helfen. Bakterien und Viren werden schneller abtransportiert. Gleichzeitig werden die körpereigenen Abwehrkräfte gestärkt. Das Infrarot bewirkt also eine höhere Widerstandskraft des Körpers.
Infrarotstrahlung wirkt sich positiv auf die Gesundheit aus.

Wirkung der Infrarotstrahlung auf den Körper.

Infrarot- vs. Konvektionsheizung

Weil Infrarotstrahlung angenehme Wärme produziert, eignet sie sich sehr gut zum Heizen. Den Infrarotheizungen stehen herkömmliche Heizsysteme gegenüber, die nach dem Prinzip der Konvektion funktionieren.

Konvektion ist nichts anderes als Wärmeströmung. Die kalte Raumluft wird vom Heizkörper erwärmt und steigt in Richtung Decke. Dort fließt sie – mit zunehmender Abkühlung – wieder nach unten. Am Boden angekommen, wird sie wiederum erwärmt. So entsteht ein Kreislauf, der die gesamte Raumluft umwälzt. Weil bei Konvektionsheizungen die Luft als Wärmeträger fungiert, kühlen Räume beim Lüften schnell wieder aus.

Wie eine Konvektionsheizung funktioniert.

Das Prinzip der Konvektion – anschaulich erklärt

Infrarot als Heizsystem – Vorteile

Die Funktionsweise einer Infrarotheizung ist anders als bei herkömmlichen Heizsystemen. Hier wird nicht die Luft selbst erwärmt, sondern alle festen Gegenstände im Raum. Darunter fallen Möbelstücke, Decke, Wände und Boden – ja sogar der menschliche Körper selbst. Die folgenden Vorteile ergeben sich beim Heizen mit Infrarot.

Gleichmäßige Wärmeverteilung

Die ausgestrahlte Wärme der Infrarotheizung wird von allen Oberflächen und Gegenständen aufgenommen und gespeichert. Dabei wird sie erst nach und nach wieder an den gesamten Raum abgegeben. Die Wärme verteilt sich dadurch gleichmäßig und es entstehen – anders als bei Konvektionsheizungen – geringe Temperaturunterschiede zwischen Decke und Boden.

Die Wärme der Infrarotstrahlung verteilt sich gleichmäßig im Raum.

Bei einer Infrarotheizung verteilt sich die Wärme gleichmäßig über den ganzen Raum.

Keine Schimmelbildung

Feuchtigkeit im Mauerwerk ist grundsätzlich die Hauptursache für Schimmel. Weil die gesundheitlichen Folgen ernst zu nehmen sind, sollte man nach Möglichkeit Schimmel vorbeugen. Infrarotheizungen wirken der Schimmelbildung gezielt entgegen. Weil beim Heizen mit Infrarot alle Wände, Decken und Böden erwärmt werden, entstehen keine feuchten Stellen und Ecken. Schimmelpilz kann also gar nicht erst wachsen.

Keine Luftaufwirbelungen

Weil sich die Infrarotwärme gleichmäßig im Raum verteilt, wird hier – anders als bei Konvektionsheizungen – keine Luftzirkulation verursacht. Dadurch kommt es weder zu Luftaufwirbelungen noch -aufstauungen. Somit entsteht ein gesundes Raumklima, das sich vor allem für Allergiker und Asthmatiker lohnt.

Weitere Anwendungen der IR-Strahlung

Die IR-Strahlung findet Verwendung in vielen verschiedenen Lebensbereichen – nicht nur beim Heizen. Ob in der Wissenschaft, Medizin oder im Alltag: Die Entdeckung der Infrarotstrahlung hat das Leben um einiges bereichert. So kommt sie zum Beispiel in den folgenden Bereichen zum Einsatz:

  • Kunstwissenschaft: Hier wird Infrarotstrahlung für Gemäldeuntersuchungen verwendet. Dadurch ist es möglich, die einzelnen Farbschichten genauer zu betrachten. Diese Methode gibt u. a. Aufschluss über die angewandten Kunsttechniken und hilft, Fälschungen zu erkennen.
  • Astronomie: Die sogenannte Infrarotastronomie ist ein Teilbereich der Astronomie. Mittels Infrarotstrahlung werden das Sonnensystem und die Milchstraße beobachtet, um neue Erkenntnisse darüber zu gewinnen.
  • Fotografie: In diesem Bereich werden Infrarotfilme immer wieder verwendet. Dabei wird sichtbares Licht durch einen vorgesetzten Filter vollkommen ausgeschaltet. Das Ergebnis ist der sogenannte Wood-Effekt – typisch dafür sind z. B. Aufnahmen mit einem dunkel abgebildeten Himmel und hellen Pflanzenanteilen. Auch Infrarotkameras kommen zum Einsatz – diese können leichten Dunst und Nebel gut durchdringen.
  • Thermografie: Mit Hilfe von Infrarotstrahlung können Wärmebilder erzeugt werden. Diese finden unter anderem in der Bauthermografie Verwendung. Mit solchen Wärmebildern kann z. B. der Wärmeverlust in Gebäuden gut veranschaulicht werden.
Infrarotstrahlung in der Thermographie

Einsatz der IR-Strahlung in der Thermografie.

Pros und Cons: Wichtigste Vor- und Nachteile von Infrarotheizungen

Infrarotstrahlung sorgt für angenehme Wärme, wirkt sich positiv auf Gesundheit und Wohlbefinden aus und eignet sich als ideales Heizsystem. Allerdings birgt sie so manche Gefahren und das Heizen ist manchmal weder günstig noch nachhaltig. Die Infrarotstrahlung ist also nicht immer empfehlenswert. Wir haben hier die wichtigsten Vor- und Nachteile für Sie aufgelistet.

  • Vorteile:

    • Geringe Anschaffungskosten: Im Vergleich zu anderen Heizsystemen sind Infrarotheizungen sehr kostengünstig.
    • Gesundes Raumklima: Beim Heizen mit Infrarot entsteht keine Luftzirkulation. Staub wird nicht aufgewirbelt und Allergiker können aufatmen.
    • Keine Schimmelbildung: Wände, Decke und Boden werden erwärmt. Feuchte Stellen entstehen nicht, sodass Schimmel vorbeugt werden kann.
    • Schnelles Wärmegefühl: Es wird nicht die Raumluft, sondern der Körper direkt erwärmt. So wird schnell wohltuende Wärme wahrgenommen.
  • Nachteile:

    • Hohe Strompreise: Die Stromkosten steigen stetig an. Auch für Infrarotheizungen gibt es keine verbilligten Stromtarife.
    • Hohe Kosten: Die Kosten einer Infrarotheizung sind dann sehr hoch, wenn es sich um einen teuren Stromtarif handelt oder das Zuhause schlecht isoliert ist. Es gibt jedoch Wege, um Heizkosten zu sparen.
    • Schlechte Umweltbilanz: Falls fossile Brennstoffe zum Heizen mit Infrarot verwendet werden, verschlechtert sich die Gesamt-Umweltbilanz.
    • Aufwendig: Nachhaltiger Ökostrom kann jedoch mit einer Photovoltaikanlage produziert werden.
5 Fakten über Infrarotheizungen.

Infrarot: Wärmewellen mit vielen Gesichtern

Infrarotstrahlung ist zwar für das menschliche Auge nicht sichtbar, aber trotzdem hat sie sich als revolutionäre Entdeckung herausgestellt. Sie findet Verwendung in vielen Lebensbereichen: Vor allem beim Heizen überzeugt sie mit ihrer angenehmen Wärme. Die Infrarotstrahlung bringt zahlreiche Vorteile mit sich, doch auch ihre Gefahren und Kosten müssen berücksichtigt werden. Infrarot hat viele Seiten!

Infrarotstrahlung – Infografik – zum Download!

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Infrarotstrahlung-Alle-Grafiken-im-Überblick

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