Wärmedämmung

Zwischen Körpern mit einer höheren Temperatur und solchen mit einer niedrigeren Temperatur findet eine Wärmeübertragung durch Wärmeleitung, Wärmeströmung oder Wärmestrahlung statt. Diese Wärmeübertragung ist teils erwünscht, teils unerwünscht. Maßnahmen zur Verringerung der Wärmeübertragung bezeichnet man als Wärmedämmung.
Eine solche Wärmedämmung ist z. B. in der Technik bei Rohrleitungen für Heizwasser, bei Häusern oder bei Thermoskannen erforderlich. Auch in der Natur spielt Wärmedämmung eine wichtige Rolle. So müssen sich viele Tiere durch geeignete Maßnahmen vor tiefen Temperaturen schützen.

Möglichkeiten der Wärmedämmung

Da ein Wärmeaustausch zwischen Körpern durch Wärmeleitung, Wärmeströmung oder Wärmestrahlung erfolgt, sind zur Wärmedämmung alle Maßnahmen geeignet, die diese drei Arten der Wärmeübertragung erschweren oder unmöglich machen.

(1) Wärmeleitung wird vor allem dadurch vermindert, dass man zur Isolierung Stoffe verwendet, die die Wärme schlecht leiten. Solche schlechten Wärmeleiter sind vor allem Stoffe, die viel Luft enthalten, da Luft ein sehr schlechter Wärmeleiter ist. Zur Wärmedämmung bei Häusern verwendet man deshalb Wärmedämmplatten aus Styropor. Das sind etwa 10 cm dicke Platten, in denen viel Luft eingeschlossen ist und die eine gute Dämmung der Außenwände bewirken.
Andere Dämmstoffe sind Matten aus Glaswolle und Wärmeisolierglas. Matten aus Glaswolle verwendet man z. B. zur Innenisolierung von Hausdächern und zur Isolierung von Rohrleitungen für die Fernwärme. Wärmeisolierglas wird für Fenster von Häusern und PKW verwendet. Bei Doppelfenstern ist darüber hinaus eine Luftschicht vorhanden, die eine Wärmeleitung deutlich vermindert.

(2) Wärmeströmung zwischen Körpern wird vor allem dadurch verhindert, dass man die Strömung von Luft oder anderen Stoffen so klein wie möglich macht. Typische Beispiele dafür sind die Dichtungen moderner Fenster und Türen, Doppelfenster oder die doppelwandigen Thermosgefäße. Durch die doppelte Wandung wird nicht nur die Wärmeleitung deutlich verringert, sondern auch eine Wärmeströmung weitgehend verhindert.
Beachte: Bei Wohnräumen ist ein Luftaustausch erforderlich. Gerade bei gut isolierten Räumen ist daher ein mehrmaliges tägliches intensives Lüften dringend zu empfehlen.

(3) Wärmestrahlung wird vor allem dadurch verhindert, dass man die Eigenschaft von Wärmestrahlung nutzt, an hellen und glatten Flächen reflektiert zu werden. Thermoskannen sind deshalb innen verspiegelt. Die Wärmestrahlung, die von einem heißen Getränk ausgeht, wird von der Wandung nach innen reflektiert.
Bei Rohrleitungen für die Fernwärme verwendet man helle Aluminiumverkleidung, die ebenfalls die Wärmestrahlung nach innen reflektiert.

Wärmedämmung bei Lebewesen

Lebewesen benötigen zur Aufrechterhaltung ihrer Lebensfunktionen eine bestimmte Körpertemperatur. Beim Menschen beträgt sie 37 °C, bei den meisten Vögeln 40 °C - 42 °C, bei Säugetieren zwischen 30 °C und 42 °C. Die zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur notwendige Körperwärme wird durch chemische Prozesse im Körper erzeugt. Dabei wird die aufgenommene Nahrung z. T. in Wärme umgewandelt. Durch die "Verbrennung" im Körperinneren wird ständig Wärme produziert, die zu einem Aufheizen des Körpers führen würde, wenn über die Körperoberfläche keine Wärmeabgabe an die Umgebung erfolgt. Das geschieht vorrangig in Form von Wärmestrahlung, aber auch Wärmeströmung spielt eine Rolle, vor allem bei Wind.

Bei hoher Außentemperatur ist der Wärmeaustausch mit der Umgebung erschwert. Beim Menschen und auch bei einigen Tieren kommt es zur Schweißbildung. Das ist eine natürliche Reaktion des Körpers, die ihn vor einer Überhitzung schützt, da durch das Verdunsten des Schweißes dem Körper zusätzlich Wärme entzogen wird. Eine Kühlung erfolgt auch bei Wind. Dann wird Körperwärme schneller abgeführt.

Tiere ohne Schweißdrüsen, z. B. Hunde, schützen sich durch Hecheln vor Überhitzung. Kann vom Körper nicht genügend Wärme abgegeben werden, so kommt es zu einem Wärmestau, der bis zu einem lebensgefährlichen Hitzschlag führen kann. Dann muss schnell die Körpertemperatur gesenkt und der Kreislauf angeregt werden.

Vor Kälte schützen sich der Mensch und andere Lebewesen in unterschiedlicher Weise. Der Mensch schützt sich vor allem durch eine dem Wetter angemessenen Bekleidung. Besonders warm ist Kleidung, die viel Luft enthält, z. B. Thermokleidung.
Tiere schützen sich vor Kälte mit einem dichten Fell, bei Vögeln mit dem Gefieder und bei Walen oder Robben mit einer dicken Speckschicht.