Analog zur Bestimmung des Heizenergieverbrauchs für eine Durchschnittswohnung kann der durchschnittliche Energieverbrauch des menschlichen Körpers nach ISO 8996 mittels nachfolgender Methoden bestimmt werden:
- Screening: nach Beruf oder nach Tätigkeitsart (grobe Ermittlung)
- Beobachtung: nach Gruppeneinstufungstabellen oder Tabellen für bestimmte Tätigkeiten
- Analyse: Herzfrequenzmessung unter definierten Bedingungen
- Expertise: Messung des Sauerstoffverbrauchs oder doppelt markiertes Wasserverfahren oder direkte Kalorimetrie (genaue Ermittlung)
Zu 2. Beobachtung:
Energieumsätze [W/m²] für bestimmte Tätigkeiten nach ISO 8996, Anhang B:
Die Tabellen im Anhang der ISO beziehen sich auf eine „Durchschnittsperson“:
- Mann: 30 Jahre, Gewicht 70 kg, Größe 1,75 m, Körperoberfläche 1,8 m2
- Frau: 30 Jahre, Gewicht 60 kg, Größe 1,70m, Körperoberfläche 1,6 m2
Beispielhafte Berechnung des körpereigenen Energieumsatzes anhand der körperlichen Tätigkeiten:
Nachfolgend wird der tägliche Energieumsatz für eine 30-jährige „Durchschnittsperson“ mit einer Körperoberfläche von 1,7 m2 berechnet.
Der körpereigene Energieumsatz wird in der Einheit „Watt“ angegeben (analog zu einer Glühbirne) – bezogen auf die mittlere Körperfläche in m2.
Im Schlaf liegt der Energieumsatz bei 40 W/m2, im Sitzen bei 55 W/m2 und im Laufen – 4 km/h bei 165 W/m2.
Körpereigener Energieumsatz pro Tag:
1.420 Wh/m² x 1,7 m² = 2.414 Wh = 2,414 kWh
„Heizleistung“ Körperwärme pro Stunde:
2.414 Wh / 24h x 0,7 = 70 Watt
Ca. 60 bis 80 % der Nahrung wird zum Erhalt der Körpertemperatur in Wärme umgewandelt. Pro Person ergibt sich somit eine „Heizleistung“ von ca. 70 Watt. Bei 10 Personen sind das bereits 700 Watt „Dauerheizleistung“.
Eine Fußbodenheizung arbeitet mit 30 bis 35 Grad Vorlauftemperatur. Der Mensch erwärmt den Raum mit 37 Grad Körpertemperatur.
Thermisches Gleichgewicht:
Um eine konstante Raumtemperatur von 21 Grad oder eine konstante Körpertemperatur von 37 Grad zu erreichen müssen die Wärmegewinne (z.B. Verbrennen von Gas oder „Verbrennen“ von Nahrung) den Wärmeverlusten (z.B. Wärmeabgabe nach außen) entsprechen.
Thermisches Gleichgewicht: Wärmegewinne = Wärmeverluste
Durchschnittlicher Energieverbrauch für das thermische Gleichgewicht:
- Heizen (21 Grad Raumtemperatur): 70 kWh/Tag
- Wärmen (37 Grad Körpertemperatur): < 2,4 kWh/Tag
Der menschliche Körper hat keinerlei Nutzen von den 70 kWh/Tag, da für sein thermisches Gleichgewicht nur 2,4 kWh/Tag erforderlich sind.
Die Verschwendung liegt bei deutlich über 95 %.
Entsprechend des Zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik ist es auch nicht möglich überschüssige Wärmeenergie in Arbeit oder in einer andere, nicht thermische Energieform umzuwandeln, d.h. eine Umwandlung der überschüssigen Raumwärme in ein Marathonlauf funktioniert leider nicht. 😉
Die eigentliche Hauptaufgabe an alle Mediziner, Ingenieure und Interessierte lautet:
Finde intelligente und kreative Lösungen die Wassermoleküle an allen Stellen des Körpers zum Schwingen zu bringen, damit über Reibung Körperwärme entsteht. Der Energieverbrauch sollte hierbei kleiner sein als 2,4 kWh/Tag/Person.
Und bitte informiere das Institut für Wärmen statt Heizen – Verein für Wärmewende und Effizienz e.V., damit wir es auf unserer Internetseite mit anderen Interessierten teilen können. 😉