Hypokaustum

Funktionsschema eines Hypokausten mit Ofen und Wärmeverteilung über Fußboden und Rohren in der Wand.

Ein Hypokaustum oder Hypokauste (Latein hypocaustum, griech. ὑποκαίειν hypokaíein „darunter anzünden, darunter verbrennen“; davon: ὑπόκαυστος, -ον hypókaustos, -on „von unten (ὑπό-) gebrannt / beheizt (καυστός)“) ist eine Flächenheizung (Hypokaustenheizung), bei der warme Luft in geschlossenen Schächten oder Röhren zirkuliert und Wärme an die Oberfläche abgibt. Als massive Wärmeträger werden vor allem Fußböden oder Wände eingesetzt, aber auch massive Sitzbänke oder andere Bauteile. Die Wärmeabgabe erfolgt durch Strahlung, wobei die warme Luft in Öfen außerhalb der zu beheizenden Räume erzeugt wird, und im Gegensatz zur Warmluftheizung nicht in den Raum gelangt. Diese Form der Heißluftheizung stammt aus der römischen Antike und wurde zuerst nur in Thermen, später dann generell in römischen Häusern eingesetzt. Heute werden Hypokausten nach den Technischen Regeln Ofen- und Luftheizungsbaus gebaut.

Hypokaustensystem

Schnittmodell einer römischen Therme im Kastell Saalburg. Links im Bild befindet sich das eigentliche Badehaus mit Fußbodenheizung, rechts im Bild der Heizraum

Antike Konstruktion

Es sind zwei Hypokausten-Heizsysteme bekannt, einige hatten neben der Fußbodenheizung zusätzlich in den Wänden senkrecht verbaute, Rauchrohr ähnliche Hohlziegeln (tubuli), die mit dem Hypokaustum direkt verbunden waren und im Raum als mannhohe Kanäle mit Deckeln herausragten. Diese sogenannte Tubulation der Wände sorgte für eine gleichmäßigere Erwärmung der Räume.

Die Konstruktion besteht aus einem Feuerraum (fornax) mit dem davorliegenden Heizerstand (lat. praefurnium) für den Heizer, durch ein Feuerloch führte ein Backofen ähnlicher Heizkanal (hypocausis, auch furnus oder Fuchs genannt) zu einem unter dem aufgehängten Fußboden (suspensura) liegenden Heizraum (lat. hypocaustum) und Abzügen für die heiße Luft und die Abgase. Das tiefergelegte Praefurnium lag meist im Freien, und war über ein paar Stufen zu erreichen. Der Bereich der mit Warm- beziehungsweise Heißluft beschickten Unterflurheizung bestand aus im Abstand von etwa 30 bis 40 cm aufgeschichteten, etwa 30 bis 60 cm hohen Ziegel- oder Steintürmchen, die zunächst eine größere Deckplatte trugen. Auf dieser Platte lag die große Tragplatte, auf der der Estrich aufgebracht war. Die gesamte Konstruktion des Fußbodens war etwa 10 bis 12 cm dick und benötigte mindestens mehrere Stunden, wenn nicht ein oder zwei Tage zur völligen Durchwärmung. Von dem unter dem beheizten Raum gelegenen Heizraum strömte die heiße Luft in die Wandkanäle (tubuli), die auf diese Weise auch die Wände beheizten (Tubulatur-Wandheizung). Die heißen Abgase ziehen unter dem Fußboden durch und entweichen durch die auf der gegenüberliegenden Seite befindlichen Abzüge (meist in den Raumecken).

Der Römer Gaius Sergius Orata (um 90 v. Chr.) gilt als Erfinder in der Antike.

Hypokausten hatten einen ausgesprochen hohen Energieverbrauch, so dass Archäologen heute davon ausgehen, dass während der späteren römischen Besiedlung im Umfeld von Siedlungen die Wälder wegen ihrer Verwendung als Brennstoff abgeholzt wurden.

Eine Weiterentwicklung für Bauten mit relativ geringem Wärmebedarf ist die römische Kanalheizung.

Eine Rekonstruktion gibt es zum Beispiel in den Reiss-Engelhorn-Museen in Mannheim, aber auch in fast jedem Museum provinzialrömischer Hinterlassenschaft.

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  Römische Fußbodenheizung (Römisches Freilichtmuseum Hechingen-Stein)
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  Tubuli der Wandheizung in der Terme del Foro in Ostia Antica
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  Exemplar in Reinheim
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  Rekonstruktion im Römermuseum Schwarzenacker
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  Rekonstruktion des Bades in Carnuntum

Moderne Konstruktion

Skizze eines modernen Hauses mit solarer Hypokaustenheizung

Heutzutage versteht man unter einer Hypokaustenheizung immer noch dasselbe Prinzip. Die Luft wird dabei nicht immer durch einen Ofen, sondern auch durch Solarenergie, z. B. Luftkollektoren, erwärmt. Moderne Hypokausten werden beispielsweise als Rohre in Decken einbetoniert oder direkt als Kalksandsteinwände gemauert.

Hypokausten werden als alternative Heizung verwendet, sie haben eine größere Oberfläche als ein Stand-Heizkörper, dadurch benötigen sie für die gleiche Raumtemperatur eine geringere Oberflächentemperatur (etwa 30 Grad Celsius), was weniger Konvektion erzeugt. Dieses ruhigere Wärmeklima wird als angenehmer wahrgenommen und trocknet die Raumluft weniger aus. Die Luftumwälzung findet nicht im gleichen Ausmaß wie bei einer konventionellen Warmluftheizung statt, was ein besseres Raumklima für Allergiker schafft.

Seit alters her und immer noch ist die koreanische Ondolheizung eine dem Hypokaustum ähnliche Art von Fußbodenheizung.

Bei Wintergärten wird mitunter ein sogenanntes „Hypotauscher“-System eingesetzt, mit dem eine Überhitzung bzw. Zugluftprobleme vermieden werden können. In der warmen Luft im Wintergarten verdunstet Wasser (Gießwasser oder Springbrunnenwasser), die aufgestiegene feuchte Luft wird an der höchsten Stelle des Wintergartens abgesaugt und durch Hypokausten-Rohre am kälteren Boden geleitet. Dort kondensiert der Wasserdampf und die freigesetzte Kondensationswärme wird an den Boden abgegeben. Die feuchtearme, aber deswegen nicht unbedingt kalte Luft wird dann wieder in den Wintergarten geleitet, um im Kreislauf den Wintergarten abzukühlen.

Literatur

• Gustav Fusch: Über Hypokausten-Heizungen und mittelalterliche Heizungsanlagen, zugleich Dissertation 1910 an der Technischen Hochschule Hannover, Hannover: Gebrüder Jänecke, 1910
  • Fotomechanischer Nachdruck der 1. Auflage, Wiesbaden; Berlin: Pfriemer im Bauverlag, 1986, ISBN 978-3-7625-2506-6 und ISBN 3-7625-2506-4; Inhaltsverzeichnis
• Fritz Kretzschmer: Hypokausten. In: Saalburg Jahrbuch 12, 1953, S. 8–41.
• Heinz-Otto Lamprecht: Heizung. In: Der Neue Pauly (DNP). Band 5, Metzler, Stuttgart 1998, ISBN 3-476-01475-4, Sp. 258–261.
• Hans Christian Grassmann: Die Funktion von Hypokausten und Tubuli in antiken römischen Bauten, insbesondere in Thermen. Erklärungen und Berechnungen. Archaeopress, Oxford 2011, ISBN 978-1-4073-0892-0. – Rezension in Sehepunkte 14, 2014, Nr. 3.
• Hannes Lehar: Die römische Hypokaustheizung. Berechnungen und Überlegungen zu Leistung, Aufbau und Funktion. Shaker, Aachen 2012, ISBN 978-3-8440-0796-1 (Auszug).
• Michael Herrmann, Jürgen Weber (Herausgeber): Öfen und Kamine – Raumheizungen fachgerecht planen und bauen. 7. Auflage vollständig überarbeitet. Beuth Verlag, 2011, ISBN 978-3-410-21307-9. S. 250.

Weblinks

Commons: Hypokaustum – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Rekonstruktion einer Hypokaustheizung
• Skizzierte Darstellung eines Hypokaustums (und umfangreiche Literaturangaben)
• Moderne Hypokaustenheizung