Man könnte eine ganze Bibliothek mit Berichten und Büchern füllen, in denen die Bedeutung energieeffizienter Heizungsanlagen und Hausisolierung beschrieben wird. Über das Energiesparpotenzial von Kleidung ist jedoch noch kein Wort verloren worden, obwohl es auch in diesem Bereich große Fortschritte gegeben hat. Moderne Thermounterwäsche bietet die Möglichkeit, den Thermostat viel niedriger zu stellen, ohne Abstriche bei Behaglichkeit oder Sex-Appeal machen zu müssen. Die potenziellen Energieeinsparungen sind enorm, die Kosten vernachlässigbar.

In diesem Artikel wird mithilfe von Wissenschaft und Statistiken erklärt, wie man den Wärmekomfort bei einer bestimmten Raumtemperatur allein durch die richtige Bekleidung aufrechterhalten kann.

Bildnachweis: Woolpower.

In den letzten Jahrzehnten hat sich sowohl die Wärmeisolierung von Häusern als auch die Energieeffizienz von Heizungen erheblich verbessert. Dies hat zu deutlichen Einsparungen beim Energieverbrauch geführt. Trotz des Bevölkerungswachstums, des höheren Lebensstandards und des Trends zum Bau größerer Häuser sank der Gesamtenergieverbrauch der amerikanischen Haushalte für die Wärmeversorgung von 5,32 Billiarden Btu (~5,6 EJ) im Jahr 1993 auf 4,30 Billiarden Btu (~4,5 EJ) im Jahr 2005 (siehe Quellen). Ähnliche Trends sind in anderen Industrieländern zu beobachten.

Dennoch verbraucht das Heizen nach wie vor große Mengen an Energie, die fast ausschließlich aus fossilen Quellen stammt. Außerdem ist in diesen Zahlen nicht die Energie berücksichtigt, die für den Abriss alter Gebäude und den Bau neuer, energieeffizienterer Häuser aufgewendet wurde. Untersuchungen¹ zeigen, dass es 35 bis 50 Jahre dauern kann, bis diese verbaute (“graue”) Energie wiedergewonnen ist. Das heißt, wenn ein neues, effizientes Gebäude nicht so lange hält, führt dies zu einem höheren Energieverbrauch, nicht zu einem geringeren – auch wenn dies in den Statistiken anders dargestellt wird.

Weitere Verbesserungen bei energieeffizienten Gebäuden und Heizungsanlagen sind zu erwarten, aber abgesehen von der verbauten Energie, die benötigt wird, um den Wohnungsbestand effizienter zu machen, gibt es ein zusätzliches Problem, das eine schnelle und starke Senkung des Energieverbrauchs verhindert: die Kosten. Hausdämmung und energieeffiziente Heizungsanlagen sind teuer, so dass sich viele Menschen die Investitionen einfach nicht leisten können. Hinzu kommt das Problem der “auseinanderklaffenden Anreize”: Der Eigentümer eines vermieteten Hauses hat keinen Anreiz, die Effizienz zu verbessern, wenn der Mieter die Heizkosten zahlt.

Raumtemperatur

Es gibt noch eine andere Möglichkeit, den Energieverbrauch für das Heizen zu senken, die keinen dieser Nachteile hat: das Herunterdrehen des Thermostats und das Anziehen von mehr Kleidung. Obwohl die Raumtemperatur als Faktor kaum erwähnt wird, ist sie entscheidend für den Energieverbrauch beim Heizen – so wie die Geschwindigkeit eines Autos ein entscheidender Faktor für den Energieverbrauch eines Motors ist. Wie viel Energie durch das Absenken der Raumtemperatur eingespart werden kann, hängt von der Außentemperatur ab. In gemäßigten Klimazonen bringt eine Absenkung des Thermostats um nur 1° Celsius eine Energieeinsparung von etwa 9 bis 10 Prozent.²³

Soweit ich herausfinden konnte, hat niemand einen Forschungsbericht über die Entwicklung der durchschnittlichen Raumtemperatur im Winter in der jüngeren Geschichte veröffentlicht. Heute empfiehlt die American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) eine Raumtemperatur im Winter zwischen 21 und 23 Grad Celsius. Ein niederländischer Bericht⁴ erwähnt einen Anstieg der durchschnittlichen Raumtemperatur im Winter von 20° Celsius im Jahr 1984 auf 21° Celsius im Jahr 1992. David MacKay erwähnt eine durchschnittliche Raumtemperatur von 13° Celsius in Großbritannien im Jahr 1970.

Diese lückenhaften Daten reichen zwar bei weitem nicht aus, um einen Anstieg der Raumtemperatur zu beweisen, aber wir können uns auch auf die Erfahrung vieler Menschen stützen, die alt genug sind, um sich noch daran zu erinnern, dass Fernsehen im T-Shirt im Winter ein relativ neues Phänomen ist. Es scheint kein Zweifel daran zu bestehen, dass sich unser Komfortniveau dank besserer Heizungen allmählich erhöht hat.

Es interessant, dass der Rückgang des Energieverbrauchs für die Raumheizung dank effizienterer Häuser zwischen 1993 und 2005 weniger als 20 Prozent betrug. Eine Senkung des Thermostats um 2° Celsius würde also zu einer vergleichbaren Einsparung führen. Eine Absenkung des Thermostats von 22° auf 18° Celsius würde eine Energieeinsparung von mindestens 35 Prozent bewirken. Und wie wir sehen werden, sind deutlich niedrigere Innentemperaturen durchaus möglich, ohne dass der Komfort darunter leidet.

Der Körper als Wärmequelle

Wenn wir über Heizen sprechen, übersehen wir, dass auch unser eigener Körper Wärme erzeugt. Die Körpertemperatur liegt bei 37° Celsius, und die Temperatur der Haut liegt größtenteils bei 33° bis 34° Celsius. Da die Umgebungstemperatur meistens niedriger ist als diese, strahlt unser Körper ständig Wärme nach außen ab. Ein kleiner Teil dieser Wärme geht durch die Atmung verloren, aber der größte Teil des Wärmeverlustes erfolgt über die Haut. Um diese Wärmeübertragung von der Haut an die Umgebung zu begrenzen, sind die meisten Säugetiere (und Vögel) mit Fell (bzw. Federn) bedeckt. Der Mensch verfügt nicht über diesen Schutz, und so haben wir uns Kleidung zugelegt, seit wir unser Ursprungsland Afrika verlassen haben (wo es heiß genug war, um ohne zusätzliche Kleidungsschichten zu überleben).

Die Isolierung des Körpers ist viel energieeffizienter als die Isolierung des Raums, in dem sich der Körper befindet.

Kleidung erzeugt selbst keine Wärme – sie verhindert nur, dass Körperwärme an die Umgebung abgegeben wird. Dies geschieht durch Erwärmung der Luftschicht zwischen Haut und Kleidung. Luft ist ein relativ schlechter Wärmeleiter und daher ein guter Isolator. Genau dieselbe Technik wird bei der Isolierung eines Hauses angewandt. Der einzige Unterschied besteht darin, dass wir im Falle eines Gebäudes festere und schwerere Materialien verwenden können, weil sich ein Gebäude nicht bewegen oder wohlfühlen muss. Selbstverständlich ist die Isolierung eines Körpers viel energieeffizienter als die Isolierung des Raums, in dem sich dieser Körper befindet. Bei der Isolierung des Körpers muss nur eine kleine Luftschicht erwärmt werden, während eine Heizung die gesamte Luft des Raums erwärmen muss, um das gleiche Resultat zu erzielen.

Thermische Eigenschaften von Kleidung: die “clo”-Einheit

Die isolierenden Eigenschaften von Kleidung können in “clo”-Einheiten ausgedrückt werden, wobei ein “clo” der Wärmeisolierung entspricht, die erforderlich ist, um eine ruhende Person (z. B. ein Couch-Potato) bei einer Temperatur von 21° Celsius dauerhaft warm zu halten. Das vom englischen Wort “clothes” (Kleidung) abgeleitete “clo” ist keine internationale Standardeinheit (die internationale Standardeinheit für den Wärmewiderstand ist m² K/W, wobei 1 clo 0,155 m² K/W entspricht), hat aber den Vorteil, dass es leicht zu verstehen ist: Ein “clo” entspricht der Isolierung eines Menschen, der mit einem dreiteiligen Anzug (Hemd, Hose, Anzugjacke) und leichter Unterwäsche bekleidet ist.

Burton, der die clo-Einheit definierte, schrieb 1946:

“Wir haben festgestellt, dass wir sogar einem General oder Admiral ohne Physikunterricht – für den er weder Zeit noch Geduld hätte – erklären können, dass seine Uniform etwa 1 clo Wärmeisolierung hat, sein Mantel ebenfalls 1 clo, und dass sie ihm insgesamt 2 clo liefern.”

In Europa wurde eine ähnliche Einheit namens “tog” (britischer Slang für Kleidung) entwickelt, die 0,645 clo entspricht. Beide Werte können mit dem R-Wert von Dämmstoffen verglichen werden, wobei 1 clo 0,88 R entspricht (oder 1 R entspricht 1,137 clo). Die clo-Einheit ist gebräuchlicher als die tog-Einheit, so dass wir hier die amerikanische Einheit verwenden werden. Clo-Werte werden mit Hilfe einer Wärmebildpuppe ermittelt.

Aufrechterhaltung des thermischen Wohlbefindens

Die clo-Einheit ist interessant, weil sie uns ermöglicht, genau zu berechnen, welche Kleidung wir tragen müssen, um uns bei einer bestimmten Raumtemperatur wohl zu fühlen. Laut der “Encyclopedia of occupational health and safety” beträgt der für ein neutrales Wärmeempfinden erforderliche clo-Wert bei einer Raumtemperatur von 10° Celsius etwa 2,7 clo. Wenn die Innentemperatur auf 0° Celsius sinkt, steigt die erforderliche Wärmedämmung auf 4 clo. Als Faustregel gilt, dass jede Änderung von 0,18 clo-Einheiten eine Änderung der Lufttemperatur um 1° Celsius ausgleicht (nach Angaben der American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers – ASHREA).

Ein “clo” entspricht der Wärmeisolierung, die erforderlich ist, damit sich ein Couch-Potato in einem typischen Büro-Outfit bei einer Temperatur von 21° Celsius dauerhaft wohl fühlt.

Alternativ können wir den clo-Wert für jedes beliebige Kleidungsstück und jedes beliebige Kombination von Kleidung berechnen. Die ASHREA, die ISO und einige andere Forschungsteams haben Übersichten zusammengestellt, in denen Hunderte von einzelnen Kleidungsstücken mit ihren entsprechenden clo-Werten aufgeführt sind (siehe Quellen). Ein T-Shirt mit kurzen Ärmeln hat einen Wert von etwa 0,10 clo, während ein ärmelloses Unterhemd etwa 0,06 clo aufweist. Strumpfhosen haben einen clo-Wert von etwa 0,20. Ein kurzärmeliges Hemd besitzt einen clo-Wert von etwa 0,15 bis 0,25, während ein langärmeliges Hemd etwa 0,20 bis 0,30 clo bietet.

Langärmelige Pullover liefern einen clo-Wert von 0,20 bis 0,40, Hosen einen clo-Wert von 0,25 bis 0,35 und ein langer langer Anorak oder Mantel einen clo-Wert von 0,22 bis 0,77. Slips bieten eine zusätzliche Wärmeisolierung von 0,05 clo, während Socken 0,04 bis 0,10 clo liefern. Lange Unterwäsche bietet sowohl für den oberen als auch für den unteren Teil 0,20 bis 0,35 clo. Alle diese Werte können einfach addiert werden, um den gesamten clo-Wert einer Kleidungskombination zu ermitteln. Eine alternative Methode besteht darin, die Dicke der Kleidungsschicht zu messen: 2 Zentimetern ergeben einen ungefähren clo-Wert von 1,6.

Einsparung von Energiekosten

Anhand dieser Daten lässt sich leicht zeigen, wie sich schon geringe Veränderungen in der Wärmeisolierung der Kleidung erheblich auf die Heizkosten und den Energieverbrauch auswirken können. Eine Person, die eine Unterhose (0,05 clo), leichte Socken (0,05 clo), ein T-Shirt (0,10 clo), ein dickes Hemd mit langen Ärmeln (0,25 clo), einen Pullover (0,30 clo) und eine lange Hose (0,30 clo) trägt, wird durch eine Gesamtwärmedämmung von 1 clo geschützt, was bedeutet, dass diese Person sich bei einer Temperatur von 21° Celsius vor dem Fernseher wohl fühlt.

Ohne das dicke Hemd und den Pullover sinkt dieser Wert jedoch auf 0,55 clo. Das bedeutet, dass beim Fernsehen nur mit einem T-Shirt eine Lufttemperatur von 24° Celcius erforderlich ist, um das thermische Wohlbefinden zu erhalten. Dies würde zu einem Anstieg des Energieverbrauchs um 20 bis 30 Prozent führen.

Kombiniert diese Person dagegen ihr ursprüngliches Ensemble (mit dickem Hemd und Pullover) mit einer kompletten Garnitur langer Unterwäsche, steigt der clo-Wert auf 1,7, wodurch die Temperatur auf etwa 17° Celsius sinkt, was im Vergleich zur normalen Bekleidung im Winter 30 bis 40 Prozent, und im Vergleich zur Kleidung mit nur einem T-Shirt am Oberkörper 50 bis 70 Prozent der Heizkosten und des Energieverbrauchs einspart.

Wie viele Kleidungsstücke können Sie übereinander tragen?

Wenn wir über normale Kleidung sprechen, läuft die Erhöhung des clo-Wertes eines Ensembles im Grunde darauf hinaus, dass man mehr Gewicht an Kleidung hinzufügt. Als allgemeine Faustregel gilt, dass der clo-Wert dem 0,33-fachen des Gewichts der Kleidung in Kilogramm entspricht. Das Tragen von 3 kg Kleidung entspricht also 1 clo. Die Beziehung zwischen Wärmekomfort und Gewicht der Kleidung erklärt, warum wir eine höhere Raumtemperatur der zusätzlichen Kleidung vorziehen.

Wenn wir bei einer Innentemperatur von 0° Celsius (4 clo) angenehm warm bleiben möchten, müssten wir 12 kg Kleidung tragen. Die US-Armee stellte in den 1960er Jahren fest, dass ein Mann maximal 4 bis 5 clo-Einheiten tragen kann, um für militärische Aufgaben beweglich und geschickt genug zu sein. Zusätzliches Kleidungsgewicht schränkt also unsere Bewegungsfreiheit ein, und selbst Stubenhocker müssen von Zeit zu Zeit aufstehen.

Mit einer Lage langer Thermounterwäsche kann man den Thermostat um mindestens 4° Celsius herunterdrehen und so bis zu 40 Prozent Heizenergie sparen.

Doch die Dinge haben sich geändert. Das Militär, die Raumfahrtbehörden und die Sportbekleidungshersteller haben in den letzten Jahrzehnten das Verhältnis zwischen Wärme und Gewicht der Kleidung erheblich verbessert. Dies hat zu einem sehr vielfältigen und modischen Angebot an leichter Kleidung mit hohen clo-Werten geführt. Ein großer Teil dieses Fortschritts ist auf die Verwendung neuer, synthetischer Materialien zurückzuführen. Während diese für alle Arten von Kleidungsstücken (Pullover, Hosen, Jacken) verwendet werden, ist ihre Bedeutung für den Einsatz in Innenräumen vor allem bei langer Unterwäsche von Bedeutung. Diese Kleidungsschicht (die eigentlich in Kombination mit Unterhosen getragen wird) hat das größte Potenzial, eine Heizung zu ersetzen.

Wärmeübergangskoeffizient

Da sie eng am Körper anliegt, hat lange Unterwäsche einen optimalen Wärmeübergangskoeffizient (im engl. Original: “pumping coefficient” – der Übersetzer). Der Wärmeübergangskoeffizient ist neben dem clo-Wert ein weiterer Faktor, der die Isolierung der Kleidung bestimmt. Er bezieht sich auf die Luftbewegung, die durch die Bewegung des Trägers entsteht. Selbst ein Stubenhocker bewegen sich von Zeit zu Zeit, und diese Aktivität kann die isolierende Luftschicht um den Körper herum stören und den Wärmekomfort zumindest vorübergehend beeinträchtigen.

Der Wärmeübergangskoeffizient ist bei langer Unterwäsche viel besser als bei locker sitzenden Kleidungsstücken wie Ponchos, weiten Hosen oder dicken Strickpullovern. Lange Unterwäsche bietet mehr Wärmekomfort, selbst wenn die clo-Werte ähnlich sind. Ein weiterer Faktor ist der Kamineffekt: Auch ohne Bewegung des Trägers verlieren lose hängende Kleidungsstücke die eingeschlossenen Luftschichten und verringern so die Isolierung.

Lange Unterwäsche hat weitere Vorteile gegenüber anderen Bekleidungsoptionen. Sie verhüllt nicht die Körperform und kann den Sex-Appeal erhalten, was für viele Menschen nicht ganz unwichtig ist. Sie kann ohne weiteres unter normaler Kleidung getragen werden. Und außerdem kann sie in mehreren Schichten getragen werden, was den Isolationswert weiter verbessert: In mehreren dünnen Schichten wird mehr Luft eingeschlossen als in einer einzelnen, dickeren Schicht. Laut dem US Air Force Survival Book entspricht eine Lage langer Unterwäsche (lange Hose + langärmeliges T-Shirt) einem clo-Wert von 0,6, während zwei Lagen langer Unterwäsche einen clo-Wert von 1,5 ergeben, was mehr als eine Verdoppelung ist.

Kombiniert man dieses Outfit mit einem typischen Anzug (oder einem ähnlichen, bequemeren Kleidungsstück), steigt die Wärmeisolierung auf 2,5 clo, was ausreicht, um eine Couch-Potato bei einer Temperatur von nur 12,7° Celsius – weit unter den heute üblichen Innentemperaturen – dauerhaft warm zu halten. Mit so einem Bekleidungsensemble könnte der Energieverbrauch für die Raumheizung um bis zu 80 Prozent gesenkt werden.

Mit zwei Schichten Thermounterwäsche lässt sich der Isolationswert mehr als verdoppeln. Es ist durchaus möglich, den Wärmekomfort bei Temperaturen um oder sogar unter 10°C aufrechtzuerhalten.

Leider sind die clo-Werte moderner Thermounterwäsche nicht so gut dokumentiert, wie dies bei herkömmlicher Kleidung der Fall ist. Dennoch deuten vereinzelte Informationen darauf hin, dass die clo-Werte deutlich höher sind als die von klassischer langer Unterwäsche. Berechnungen von sachkundigen Freizeit-Wanderern⁵ zeigen clo-Werte, die mindestens doppelt so hoch sind wie die der von der US Air Force erwähnten langen Unterwäsche (z.B. 0,66 Clo allein für das Oberteil).

Dies würde bedeuten, dass derselbe Wärmekomfort mit nur einer Lage langer Unterwäsche plus dem Äquivalent eines Winter-Business-Outfits (2,5 Clo bei 12,7 °C) erreicht werden könnte, oder dass mit zwei Lagen plus Anzug das Komfortniveau für eine ruhende Person auf eine Temperatur von 0 °C gesenkt werden könnte (Tragen von 4 clo Kleidung).

Ein weiterer Hinweis auf das zusätzliche Energiesparpotenzial von Hightech-Thermounterwäsche sind die clo-Werte verschiedener Materialien. Nach dem “Handbook of technical textiles” ist das Verhältnis von Wärme zu Gewicht bei Polstoffen wie Polyester und Acryl 2,5 bis 8 Mal höher als bei gewebten und gestrickten Stoffen aus Wolle oder Baumwolle (Materialien, die für herkömmliche lange Unterwäsche verwendet werden). Vliesstoffe wie Thinsulate bieten ein 13- bis 17-mal höheres Wärme/Gewichts-Verhältnis als Baumwolle und Wolle.

Synthetische oder natürliche Materialien?

Es mag seltsam klingen, in einem Blog wie dem Low-tech Magazine für die Verwendung synthetischer Kleidung zu plädieren. Sowohl natürliche als auch synthetische Materialien haben ihre Vor- und Nachteile, und beide können eine nachhaltige Wahl sein – auch wenn synthetische Kleidung aus fossilen Rohstoffen hergestellt wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Kleidung als Alternative zum Heizen verwendet wird; die Energie, die durch das Absenken des Thermostats eingespart wird, ist viel größer als die Energie, die zur Herstellung der Kleidung benötigt wird. Diese hochisolierenden Kleidungsstücke zeigen, wie wertvoll fossile Rohstoffe als Material sind und wie dumm wir sind, sie einfach zu verbrennen.

Synthetische lange Unterwäsche hat nicht nur einen höheren Isolationswert als natürliche Materialien, sie hält auch viel länger, ist hautverträglich (viele Menschen vertragen keine Wolle) und kann sehr preiswert sein. Die größten Nachteile von synthetischer Unterwäsche sind ihre höhere Entflammbarkeit und ihre Neigung, Schmutz anzuziehen. Synthetische Thermounterwäsche muss regelmäßig gewaschen werden – ein Vorgang, der ebenfalls Energie kostet.

Dies ist beim Tragen in Innenräumen weniger problematisch als beim Sport im Freien, da Stubenhocker kaum schwitzen. Außerdem trocknet synthetische Kleidung sehr schnell, so dass man sie nach dem Waschen nicht in den Trockner geben muss. Natürlich kann die Wäsche auch in einer pedalbetriebenen Waschmaschine gewaschen werden, und das heiße Wasser könnte aus einem Solarboiler kommen, so dass keine fossile Energie verbraucht werden muss (und Sie während der Wäsche mehr als warm genug bleiben).

Anderseits ist synthetische Kleidung nicht zwingend notwendig. Selbst die Verwendung von langer Unterwäsche aus natürlichen Materialien wie Baumwolle und Wolle birgt das Potenzial für erhebliche Energieeinsparungen. Baumwolle mag zwar einen relativ niedrigen Isolationswert haben, aber eine volle Schicht Baumwollunterwäsche erhöht den Wärmekomfort um mindestens 0,4 clo – genug, um die Innentemperatur um 2,5° Celsius zu senken und mehr als 20 Prozent der Heizkosten zu sparen.

Die Verwendung von Wolle kann dieses Potenzial mehr als verdoppeln, und zwar auf etwa 1 clo für eine volle Schicht langer Unterwäsche (was eine Senkung der Innentemperatur um mehr als 6° Celsius ermöglicht). Mitte der 1990er Jahre erlebte Wolle ein Comeback als Material für Wander- und Bergsteigerbekleidung. Icebreaker war der erste Anbieter, der sich mit Thermounterwäsche aus Wolle auf dem Markt etablierte.

Das Unternehmen verwendet Wolle von neuseeländischen Merinoschafen, die zu den feinsten und weichsten Wollearten gehören. Auch Patagonia bietet eine Serie von Unterwäsche aus Merinowolle an, und mehrere europäische Hersteller (Mammut, Woolpower und Helly Hansen) mischen Merinowolle mit synthetischen Materialien. Dies führt zu haltbarerer Kleidung, denn Wolle nutzt sich viel schneller ab als synthetische Materialien.

Ein wichtiger Vorteil von Wolle gegenüber synthetischen (und anderen natürlichen) Materialien ist, dass sie auch bei längerem Gebrauch keine Gerüche annimmt. Häufiges Waschen ist nicht erforderlich. Der größte Nachteil von Merinowolle ist der Preis: Sie werden keine komplette Garnitur langer Unterwäsche für weniger als 200 Euro finden. Aber auch hier gilt: Diese Investition macht sich schnell bezahlt, wenn man damit den Thermostat senken kann.

Wärmekomfort: mehr als Kleidung und Lufttemperatur

Der Wärmekomfort hängt nicht nur von der Lufttemperatur und den wärmeisolierenden Eigenschaften der Kleidung allein ab. Vielmehr spielen mehr als ein Dutzend weiterer Faktoren – sowohl persönliche als auch umweltbedingte – eine Rolle. Allerdings haben Umweltfaktoren für das thermische Wohlbefinden in Innenräumen eine geringere Bedeutung als bei der Verwendung im Freien. Kleidung für Innenräume muss nicht wind- und wasserdicht oder durchlässig für Schweiß sein.

Nach der Lufttemperatur sind die Umgebungsfaktoren, die den Wärmekomfort beeinflussen, die mittlere Strahlungstemperatur, die relative Luftfeuchtigkeit und die Luftbewegung. Die beiden letztgenannten Faktoren fließen in den clo-Wert ein, der in einer Umgebung mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von weniger als 50 Prozent und einer Luftgeschwindigkeit von 6 Metern pro Minute (stehende Luft) definiert wird.

Wind hat einen großen Einfluss auf die Wärmeisolierung von Kleidung, wenn wir uns im Freien aufhalten, da er die isolierende Luftschicht zwischen Haut und Kleidung stört. In Innenräumen ist die Luftbewegung meist ein zu vernachlässigender Faktor, obwohl man bedenken sollte, dass jeder Luftzug die Isolationswirkung eines Kleidungsstücks verringern kann.

Strahlungswärme ist ein weiterer wichtiger Einflussfaktor auf das thermische Wohlbefinden im Freien. Die Strahlungswärme der Sonne kann dazu führen, dass man sich warm fühlt, selbst wenn die Lufttemperatur niedrig ist. In Innenräumen ist der Einfluss der Strahlungswärme viel geringer. Dennoch kann sie sich positiv auf den Wärmekomfort auswirken, da das in den Raum einfallende Sonnenlicht von Wänden und Möbeln absorbiert und nach und nach wieder abgegeben wird. Dies gilt insbesondere in Passivhäusern und in Wohnungen, die mit einem Kachelofen beheizt werden, wo Strahlungswärme ein wichtiger Faktor für die thermische Behaglichkeit ist.

Umweltfaktoren sind für das Wärmeempfinden in Innenräumen von weitaus geringerer Bedeutung als beim Aufenthalt im Freien. Kleidung für Innenräume muss nicht wind- und wasserdicht oder durchlässig für Schweiß sein. Neben dem clo-Wert und dem Wärmeübergangskoeffizienten ist der dritte Faktor, der die Wärmeisolierung von Kleidung bestimmt, der Permeabilitätsindex (Durchlässigkeitsindex).

Die thermischen Eigenschaften von Kleidung verschlechtern sich drastisch, wenn sie nass wird, entweder durch Schwitzen oder durch äußere Feuchtigkeit. Dies kann sehr gefährlich sein, wenn Sie in einem kalten Außenklima körperlich aktiv sind, da Ihr Körper während einer Ruhephase schnell Wärme verlieren kann, was zu Unterkühlung und Tod führen kann. Aber natürlich ist der Permeabilitätsindex für Couch-Potatoes nicht von Bedeutung: Sie schwitzen nicht – und in Innenräumen regnet es auch nicht.

Körperliche Bewegung in Innenräumen

Der wichtigste Faktor, der die thermische Behaglichkeit beeinflusst – noch wichtiger als die Lufttemperatur und die Kleidung – ist die körperliche Bewegung bzw. die Wärmeproduktion des Körpers (die Stoffwechselrate). Während es beispielsweise 12 clo-Einheiten braucht, um einen ruhenden Menschen bei einer extrem niedrigen Temperatur von minus 40° Celsius warm zu halten, sind es nur 4 clo, wenn diese Person geht, und nur 1,25 clo, wenn sie mit 16 km/h läuft. Einer der offensichtlichsten Gründe, warum unsere Vorfahren niedrigere Innentemperaturen aushalten konnten, war, dass sie körperlich aktiver waren als viele von uns heute.

Es ist aufschlussreich, dass ein Schutzmechanismus des Körpers gegen Kälte darin besteht, seine Wärmeproduktion zu erhöhen. Dies geschieht zunächst durch Anspannung der Muskeln und schließlich durch Zittern, wodurch die Wärmeproduktion des Körpers um das bis zu Fünffache gesteigert werden kann (von 100 Watt in Ruhe auf etwa 500 Watt). Die Stoffwechselrate hat auch bei nicht allzu extremen Temperaturen einen großen Einfluss. Während eine ruhende Person (z. B. ein Couch-Potato) bei einer Raumtemperatur von 10° Celsius eine Wärmedämmung von 2,7 clo benötigt, sinkt dieser Wert auf nur 1,7 clo, wenn diese Person einer sehr leichten Tätigkeit nachgeht (z. B. Tippen, Zeichnen oder ein angeregtes Gespräch führen).

In diesem Fall reicht die Kombination von langer Unterwäsche mit dem Äquivalent eines typischen Business-Outfits aus, um ihn oder sie warm zu halten. Als allgemeine Faustregel gilt, dass jede Erhöhung der Wärmeproduktion um 30 Watt eine Senkung der Wohlfühltemperatur um etwa 1,7 °C ermöglicht. Wenn man hingegen schläft, anstatt nur zu ruhen, verdoppelt sich die erforderliche Wärmedämmung ungefähr – zum Beispiel auf 2 clo bei einer Temperatur von 20° Celsius. Aus diesem Grund können Schlafsäcke eine Wärmeisolierung von mehr als 10 clo-Einheiten aufweisen.

Auch andere individuelle Faktoren als Kleidung oder Aktivität können zum Wärmekomfort beitragen. Männer scheinen niedrigere Temperaturen zu vertragen als Frauen, und sowohl kleine Kinder als auch ältere Menschen brauchen höhere Temperaturen, um sich wohl zu fühlen. Untersuchungen haben gezeigt, dass verschiedene Menschen – auch unabhängig von Alter und Geschlecht – leicht unterschiedliche Idealtemperaturen bevorzugen. Außerdem gewöhnen sich die Menschen auch an die vorherrschenden Temperaturen, was zu deutlich erkennbaren kulturellen Unterschieden führt. Die angegebenen clo-Werte für verschiedene Raumlufttemperaturen sind also nur Richtwerte – persönliche und kulturelle Unterschiede müssen berücksichtigt werden.

Hände und Füße

Der clo-Wert bezieht sich auf die gesamte Körperoberfläche und schließt somit die Wärmeübertragung durch exponierte Körperteile (Kopf und Hände, in einigen Fällen auch Arme, Beine, Füße oder Rumpf) mit ein. Sowohl die Isolierfähigkeit der Kleidung als auch die Hautbedeckung sind wichtige Faktoren für den Wärmeverlust. Im wirklichen Leben sind beide insofern miteinander verbunden, als dass Winterkleidung nicht nur besser isoliert, sondern auch einen größeren Teil des Körpers bedeckt als Sommerkleidung.

Der wichtigste Faktor für den Wärmekomfort – noch wichtiger als Lufttemperatur und Kleidung – ist die Wärmeproduktion des Körpers.

Hände und Füße sind immer zuerst betroffen, wenn man sich kalt fühlt. Zusammen mit dem Kopf und dem Nacken verlieren sie mehr Wärme als andere Körperteile. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass, wenn der Körper als Ganzes warm genug gehalten wird, die Hände und Füße von niedrigeren Innentemperaturen nicht stark betroffen sind.

Die Abkühlung der Extremitäten ist eine weitere Schutzreaktion des Körpers, wenn die Kerntemperatur sinkt. Dieser thermoregulatorische Mechanismus – “Vasokonstriktion” (Gefäßverengung) – reduziert den Blutfluss zur Haut, verbessert dadurch die Hautisolierung und begrenzt so den Wärmeverlust. Dies geschieht am ganzen Körper, aber aufgrund ihrer geringen Masse und großen Oberfläche hat die Vasokonstriktion die stärkste Wirkung auf Hände und Füße.

Bei extremer Kälte kann die Vasokonstriktion Ihr Leben retten – auch wenn es Sie einige Finger und Zehen oder Schlimmeres kosten kann. Um die (überlebenswichtige) Körperkerntemperatur aufrechtzuerhalten, opfert der Körper zuerst Hände, Füße und Nase, gefolgt von den Gliedmaßen. Da die Vasokonstriktion nur dann auftritt, wenn die Körperkerntemperatur sinkt, wird sie nicht auftreten, wenn Sie warm genug angezogen sind. Während das Warmhalten von Hals und Füßen den Wärmekomfort erheblich verbessert, ist es nicht notwendig, in geschlossenen Räumen Handschuhe oder Mützen zu tragen.

Es ist sogar ziemlich egal, welche Körperteile Sie warm halten – wichtig ist, dass der gesamte Wärmeverlust begrenzt wird, damit die Körperkerntemperatur stabil bleibt. Wenn Sie es beispielsweise vorziehen, in Innenräumen eine stark isolierende Mütze zu tragen, können Sie alles andere eigentlich vergessen und sich auch bei niedrigen Temperaturen in vergleichsweise leichter Kleidung wohlfühlen.

Leben ohne Heizung?

Selbstverständlich ist dieser Artikel kein Plädoyer dafür, ganz auf Heizungen zu verzichten, obwohl dies in manchen Klimazonen durchaus möglich ist – und nicht nur Heizkosten, sondern auch die Installation einer Heizungsanlage und andere Investitionen spart. Für viele von uns bleibt eine Heizung jedoch eine Notwendigkeit, und sei es nur, weil die Temperaturen regelmäßig unter den Gefrierpunkt sinken (Wasserleitungen würden einfrieren, und es wird schwierig, den optimalen Wärmekomfort allein durch Kleidung zu gewährleisten). Aber selbst dann könnte Thermounterwäsche zu einer erheblichen Senkung des Energieverbrauchs führen, da sie es ermöglicht, die durchschnittliche Innentemperatur um einige Grad zu senken und die Heizperiode um einige Monate zu verkürzen.

Das Energieeinsparungspotenzial von Kleidung ist so groß, dass es nicht ignoriert werden darf – obwohl genau das gegenwärtig geschieht. Das bedeutet nicht, dass Hausdämmung und effiziente Heizungsanlagen nicht gefördert werden sollten. Alle drei Richtungen sollten verfolgt werden, aber die Verbesserung der Isolierung von Kleidung ist offensichtlich der billigste, einfachste und schnellste Weg. Ein letzter Nachteil ist, dass sich Besucher, die keine Thermounterwäsche tragen, bei Ihnen unwohl fühlen werden, selbst wenn Sie und Ihre Familie sich wohl fühlen. Gästen eine zusätzliche Schicht Thermounterwäsche anzubieten, ist vielleicht nicht immer eine Option.

Bilder von Menschen, die lange Thermounterwäsche tragen: Icebreaker. Bilder von Thermokleidung: Patagonia, Woolpower und Helly Hansen. Letztes Bild: ein “Union Suit”, der Vorgänger der Thermounterwäsche. Dank an Tim Joye.

Quellen

• Handbook on clothing: biomedical effects of military clothing and equipment systems, second edition, Ralph F. Goldman & Bernhard Kampmann, 2007.
• A comprehensive data base for estimating clothing insulation (.pdf), ASHRAE, E.A. McCullough, 1984
• US Air Force Survival Book, The United States Air Force, 2008
• Some like it hot, Alan Meyer, Home Energy, 1994
• Handbook of technical textiles, A.R. Horrocks & S.C. Anand, 2000
• Climate and clothing (.pdf), Lieutenant-Colonel J.M. Adam, 1969
• Encyclopedia of occupational health and safety, Jeanne Mager Stellman, 1998
• Gilligan I. (2007). “Clothing and modern human behaviour: Prehistoric Tasmania as a case study. Archaeology in Oceania. Vol. 42, No. 3, pp. 102-11.
• HVAC Handbook - thermal comfort by INNOVA (2010).
• McArdle, William D., Frank I. Katch & Victor L. Katch (1994). Essentials of exercise physiology. Philadelphia: Lea & Febiger.
• ISO 9920 international database: Ergonomics of the thermal environment—Estimation of thermal insulation and water vapour resistance of a clothing ensemble. (2007).
• Temperature control fabrics, 2007 edition, Research & Markets.
• Oxford dictionary of Sports Science & Medicine, 2006