Wärme im Terrarium

Insbesondere möchte ich hier zwei Dinge aufgreifen, die in Foren immer wieder auftauchen

1. Lampen können auf Grund der Energieerhaltung nur entweder Wärme oder Licht erzeugen
2. Licht und Wärme sollte man trennen

Einmal natürlich die allgemeine Lufttemperatur, zum anderen eine hohe „Strahlungstemperatur“ an Sonnenplätzen. Vor allem die zweite ist physikalisch schwierig, weil es sich dabei nicht direkt um eine messbare Temperatur handelt.

Physikalisch gibt es drei Arten der Wärmeübertragung: Wärmeleitung, Wärmestrahlung und Konvektion. Wärmeleitung findet bei Heizmatten, Heizkabeln, an der Oberfläche von Lampen sowie deren Vorschaltgeräten statt. Wärmestrahlung geht von allen Lampen auf und teilt sich in UV-Strahlung, sichtbare Strahlung und Infrarotstrahlung auf. HQI-Strahler und Röhren liefern einen hohen Anteil sichtbarer Strahlung, Glühbirnen und Halogenlampen einen hohen Teil Infrarotstrahlung und Heizstrahler ausschließlich Infrarotstrahlung. Die Effizienz, mit der Strahlung erzeugt wird, variiert mit dem Lampentyp. Glühbirnen sind sehr effizient und wandeln 85% der elektrischen Energie in Strahlung um bei hqi-Strahler sind es nur etwa 50-60%.

Im idealisierten Fall eines perfekt isolierten und (physikalisch) schwarzem (LINK) Terrarium führt jede der oben aufgeführten Heizmöglichkeiten zu der Wärme die der elektrisch aufgenommenen Leistung entspricht.Eine 70W Heizmatte wird dieselbe Menge an Wärme erzeugen, wie eine 70W Glühbirne oder ein 70W hqi Strahler oder eine 70W Leuchtstoffröhre. Lediglich die Art wie die elektrische Leistung in Wärme ungewandelt wird unterscheidet sich. Bei der Heizmatte wird in erster Linie die Heizmatte erwärmt, die ihre Wärme dann über Wärmeleitung an die Umgebung abgibt.Bei den Lampen wird aus der elektrischen Energie in viel Wärmestrahlung erzeugt, die erst bei der Absorption an den Terrarienwänden in Wärme umgewandelt wird.

Um Heizkosten zu sparen, wäre es erstrebenswert möglichst nahe an das idealisierte Terrarium zu kommen. Wärmeleitung findet durch die Wände des Terrariums nach außen statt. Dieser Punkt lässt sich durch Isolation der Rück- und Seitenwände minimieren.

• Warme Luft entweicht durch Lüftungsflächen, beim Öffnen der Türen … Da eine Mindestmenge an Frischluft im Terrarium nötig ist, lässt sich das nicht ganz verhindern. Aber gerade in Großterrarien, oder beheizten Freianlagen besteht hier Einsparpotential.
• Wärmestrahlung entweicht durch die Scheiben des Terrariums und kann nicht im Terrarium in Wärme umgewandelt werden. Glas lässt Strahlung im sichtbaren und infraroten Bereich sehr gut transmittieren(Sinclair Transmissionskurve Kalk-Natron-Glas = gewöhnliches Fensterglas), so dass die Verluste hier groß sind. Das ist teilweise natürlich erwünscht: wir wollen das Licht, das vom Boden, der aufwändig gestalteten Rückwand, und natürlich den Tieren reflektiert wird, auf unserer Netzhaut absorbiert wird, und nicht im Terrarium eingeschlossen bleibt.Licht dass direkt von den Lampen durch die Glasscheiben außerhalb des Terrariums auf den Fußboden fällt ist aber zu nichts Nutze, und sowohl für die Beleuchtung als auch für die Heizung verlorene Energie. Durch geeignete Reflektoren lassen sich diese Verluste verhindern. Zudem wäre es sinnvoll, genau an den Punkten, an denen sehr viel Licht auf die Oberfläche des Terrariums trifft, die Reflektion zu vermindern, und die Absorption zu erhöhen. So wird mehr Wärmestrahlung im Terrarium in Wärme umgewandelt. Praktikabel ist das, in dem unter Sonnenplätze schwarze Steine gelegt werden, die die Strahlung gut absorbieren.
• Warme Luft staut sich im Lampenkasten über dem Terrarium. Hier spielen zwei Effekte eine Rolle: Zum einen steigt warme Luft immer nach oben, und sammelt sich daher im Deckel des Terrariums wo sie weder für die Lufttemperatur im Terrarium noch für die Erwärmung des Tieres irgendeinen Nutzen hat.Zum anderen befinden sich die Lampen und Vorschaltgeräte meist am Deckel, und geben direkt hier Wärme über Wärmeleitung an die Umgebung ab. Wenn Vorschaltgeräte unter dem oder im (elektrische Sicherheit beachten!) Terrarium positioniert werden, kann die Wärme als Bodenheizung genutzt werden. Die warme Luft im Lampenkasten kann über einen einfachen kleinen Ventilator (PC-Lüfter) oder komplizierte Luftkanäle oder gar eine Bodenheizung, bei der in einem Rohrsystem Wasser im Lichtkasten erwärmt, und dann in den Bodengrund geführt wird, bieten Möglichkeiten diese Wärme zu Nutzen.
• Im Gegensatz zu einem (physikalisch) schwarzen Körper absorbieren reale Körper nicht alle Wellenlängen gleich gut, jedoch kann man keine generelle Aussage machen, welche Wellenlängen besonders gut oder besonders schlecht absorbiert werden.

[In einem zu warmem Terrarium bieten sich natürlich andererseits über dieselben Effekte Möglichkeiten die Wärmeverluste zu erhöhen.]

Da es in den meisten Terrarien eher zu dunkel als zu hell ist, halte ich es auch trotz der geringen Effizienz von hqi-Strahlern gegenüber Glüh/Halogenstrahlern für sinnvoller hqi-Strahler als Spotstrahler zu verwenden. Hierbei braucht man etwas mehr Watt als bei einer vergleichbaren Glüh- oder Halogenbirne, hat aber den Sonnenplatz dann nicht nur warm, sondern auch hell. Das Spektrum von hqi-Strahler erzeugt erfahrungsgemäß auf einer Fläche bei 100'000 Lux etwa 40°C Oberflächentemperatur. Glüh- und Halogenbirnen dagegen erzeugen auf einer Fläche selbst bei 60°C Oberflächentemperatur nur 35'000 Lux. Beides entspricht nicht ganz der Sonnenstrahlung, bei der im Sommer über 100'000 Lux mit über 60°C Bodentemperatur zusammenfallen