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Temperatur

Die Temperatur bezeichnet das Potential des Phänomens Wärme. Tausende von Jahren hat der Mensch gelebt ohne zu wissen wie warm es ist. Das Wärmeempfinden war ein Gefühl, irgendwie soziologisch kalibriert. Die einzige fühlbare absolute Referenz war für den Menschen der Gefrierpunkt. Dieses Gefrierverhalten des Wassers gab dem Menschen einen optischen Hinweis, dass es jetzt eben sehr kalt war. Alles andere war individuell und gesellschaftlich gesehen subjektiv. 

Temperatur ist eine Medium behaftete Grösse. Man misst das molekulare Bewegungspotential eines Materials. Um dieses Potential zu verändern muss man dem Medium Energie wegnehmen oder zufügen. Je grösser die Wärmekapazität ist, desto mehr Energie ist nötig, um sein Bewegungspotential zu verändern. Bei leichten gasförmigen Stoffen wie Luft ist dies wenig, - bei schweren dichten Materialien wie Stahl braucht es viel Energie um seine Temperatur zu verändern.

Die Angabe einer Temperatur macht Sinn, wenn wir keinen direkten Wärmeströmen, respektive Wärmeströmungen ausgesetzt sind. Sonst wird unser Wärmeempfinden nämlich wieder gestört. Dieser Wärmefluss kann ausserhalb des Körpers stattfinden, - dann nennen wir ihn Wind oder Luftzug (Windchill-Faktor). Oder er findet eben innerhalb des Körpers statt. Diese innere Wärmeproduktion wird durch den Stoffwechsel produziert, zum Beispiel bei Verdauung oder eben durch Muskelaktivitäten bei Bewegung. Der Wärmehaushalt des Körpers wird schliesslich durch Hautaktivitäten oder Atmungsaktivität organisch geregelt und schliesslich mit Kleidungsschichten wesentlich manipuliert.

Die Temperatur ist eine physikalische Definition und hat mit dem Wärmeempfinden nur bedingt etwas zu tun. Vielleicht hat sich der Mensch mittlerweile an die physikalische Definition gewohnt, weil die Realität ihm diese zwanghafte Kalibrierung aufgezwungen hat. Ist dieses künstlich geschaffene "Nanoklima" in seiner Wohnung und an seinem Arbeitsplatz zur menschliche gefühlten Norm geworden?

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Temperatursprung

Einen Temperatursprung im extremen Sinne gibt es nur in aussergewöhnlichen Wettersituationen. Im Wohnungsinnern ist er schon einfacher zu produzieren, indem wir mitten im Winter die Fenster weit aufreissen und so innerhalb von Minuten die Raumlufttemperaturen schockartig herunterfahren.

Was auf solche Veränderungen folgt, nennt man einen "Einschwingvorgang"! Dieser Temperaturschritt hat nämlich Folgen, die sich je nach Strukturbeschaffenheit in den folgenden Minuten und Stunden in der Wand fortpflanzen, - bis sich über den ganzen Querschnitt hindurch ein erneutes thermisches Gleichgewicht eingependelt hat. Die Zeitdauer, worin sich ein wesentlicher Teil dieser Änderung abspielt, nennt man Zeitkonstante.

Die typische Reaktion des Systems auf eine solche schrittähnliche Temperaturänderung nennt man Schrittantwort.

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Sinusartiger Temperaturverlauf

Der sinusartige Temperaturverlauf ist in unserer wärmetechnischen Betrachtung als Idealisierung zu verstehen. Es ist eine Referenzschwankung, die reale Schwankungsbilder idealisiert. 

Wichtig ist hingegen die Tatsache, dass sich diese Schwankung repetiert, also eine periodische Erscheinung repräsentiert.

Bei periodischen Temperaturschwankungen interessieren schliesslich die Amplitude und die Periodendauer respektive die Frequenz.