Wärmehaushalt: wie viel Isolation eine Norm verlangt

Die Frage „wie warm muss ich mich anziehen“ hat eine normierte Antwort. Sie heißt IREQ, sie steht in ISO 11079, und sie ist deutlich interessanter als das, was üblicherweise daraus gemacht wird — weil sie in zwei Stufen kommt und weil die Norm ausdrücklich auch vor zu viel Isolation warnt.

Dieser Artikel erklärt, was die Norm leistet, was in ihren frei zugänglichen Teilen steht und wo genau die Grenze dieser Seite verläuft. Der systematische Aufbau eines Lagensystems gehört nicht hierher; hier geht es um die Größe, die das Lagensystem am Ende erfüllen muss.

Was IREQ überhaupt ist

Die Isolation, die du brauchst — nicht die, die du hast. Das ist der entscheidende Unterschied zu jeder Produktangabe. ISO 11079:2007 definiert IREQ in Abschnitt 3.1.3 als die erforderliche Kleidungsisolation für die Erhaltung des Wärmegleichgewichts bei festgelegten Stufen physiologischer Beanspruchung.

Berechnet wird sie aus einer Wärmebilanz: Was der Körper produziert, muss dem entsprechen, was er abgibt. Die allgemeine Gleichung der Norm lautet

M − W = E_res + C_res + E + K + R + C + S

— links die innere Wärmeproduktion aus dem Stoffwechsel abzüglich der geleisteten mechanischen Arbeit, rechts die Summe aller Wärmeströme: über die Atemwege, über Verdunstung an der Haut, über Wärmeleitung, Strahlung, Konvektion und schließlich die Speicherung im Körper selbst.

IREQ — required clothing insulation

m² · K · W⁻¹ die für die Erhaltung des Wärmegleichgewichts erforderliche Kleidungsisolation bei festgelegten Stufen physiologischer Beanspruchung (ISO 11079:2007, Abschnitt 3.1.3)

IREQmin — minimal required clothing insulation

m² · K · W⁻¹ die Mindestisolation, mit der das Wärmegleichgewicht noch gehalten wird — allerdings auf abgesenktem Niveau der mittleren Körpertemperatur. Darunter kühlt der Körper fortschreitend aus. (ISO/TR 11079:1993, Abschnitt 5.4.2 a); Formelzeichen unverändert in ISO 11079:2007, Abschnitt 3.2)

IREQneutral — neutral required clothing insulation

m² · K · W⁻¹ die Isolation, die thermische Neutralität herstellt: Wärmegleichgewicht bei normaler mittlerer Körpertemperatur, also ohne nennenswerte Auskühlung. (ISO/TR 11079:1993, Abschnitt 5.4.2 b))

Dlim — duration limited exposure

h die empfohlene Höchstdauer der Kälteexposition, wenn die getragene Isolation kleiner ist als die erforderliche. (ISO 11079:2007, Abschnitt 3.2 und 5.1; Rechenweg in ISO/TR 11079:1993, Abschnitt 5.5)

Fundstelle: ISO 11079:2007, Abschnitte 3.1 und 3.2; Definitionen der beiden Stufen aus dem Vorgängerdokument ISO/TR 11079:1993, Abschnitt 5.4.2

Warum die Norm zwei Stufen kennt

Weil „warm genug“ keine eindeutige Bedingung ist. IREQmin ist die Mindestisolation, mit der das Wärmegleichgewicht noch gehalten wird — allerdings bei abgesenkter mittlerer Körpertemperatur. Der Vorgängertext nennt das ausdrücklich die höchste zulässige Auskühlung bei beruflicher Tätigkeit. IREQneutral ist die Isolation, bei der thermische Neutralität herrscht: Wärmegleichgewicht bei normaler Körpertemperatur, also ohne nennenswerte Auskühlung.

Zwischen beiden liegt eine Spanne. ISO/TR 11079:1993 bezeichnet sie in Abschnitt 5.4.3 als clothing regulatory zone — den Bereich, in dem jeder Einzelne den passenden Schutzgrad selbst wählt. Unterhalb von IREQmin besteht das Risiko fortschreitender Auskühlung, oberhalb von IREQneutral wird es zu warm.

Was passiert, wenn die Isolation nicht reicht

Dann sieht die Norm keine wärmere Kleidung vor, sondern eine Uhr. Ist die tatsächlich getragene Isolation kleiner als die erforderliche, wird eine begrenzte Expositionsdauer berechnet — Dlim, in Stunden. Sie ergibt sich aus dem hinnehmbaren Wärmedefizit des Körpers geteilt durch die Rate, mit der dieses Defizit entsteht. Dazu kommt eine Erholungszeit Drec, die nach demselben Prinzip berechnet wird.

Das ist eine bemerkenswert andere Denkweise als die im Handel übliche. Sie sagt nicht „kauf dickere Kleidung“, sondern „mit dieser Kleidung sind es zwei Stunden, danach musst du in die Wärme“. Für eine Tour ist das oft die realistischere Antwort — und sie hängt direkt an der Tourenlänge, nicht an der Ausrüstungsliste.

Warum die Aktivität mehr ausmacht als die Jacke

Weil sie auf der linken Seite der Wärmebilanz steht und damit alles verschiebt. Ein Mensch im Aufstieg produziert ein Vielfaches der Wärme eines Menschen, der auf einen Nachzügler wartet. Für dieselbe Umgebung braucht der eine deshalb sehr viel weniger Isolation als der andere.

Das erklärt eine Alltagsbeobachtung, an der jede simple Tabelle „Temperatur → Kleidung“ scheitert: Dieselbe Person friert am selben Tag am selben Ort einmal gar nicht und zwanzig Minuten später erheblich. Nicht das Wetter hat sich geändert, sondern M in der Gleichung.

Was die Einheit clo bedeutet

Ein clo ist 0,155 Quadratmeter Kelvin je Watt. Diese Umrechnung steht in ISO 9920:2007, Abschnitt 2.1, Anmerkung 2 — zusammen mit einer Einschränkung, die selten mitzitiert wird: Die Größe lässt sich zwar wie der Wärmedurchlasswiderstand einer Textilprobe in SI-Einheiten umrechnen, sie bedeutet aber nicht dasselbe. Der clo-Wert bezieht sich auf den ganzen Körper einschließlich Händen und Gesicht, als wäre die Isolation gleichmäßig verteilt.

Weitere Größen derselben Norm, die man kennen muss, um Angaben richtig zu lesen:

Gesamtisolation I_T

Körperoberfläche bis Umgebung einschließlich aller Kleidung, eingeschlossener Luftschichten und der Grenzluftschicht (Abschnitt 2.1.1)

Basisisolation I_cl

Körperoberfläche bis Kleidungsoberfläche ohne die äußere Grenzluftschicht (Abschnitt 2.1.2)

Luftisolation I_a

die Grenzschicht selbst die ruhende Luft um die äußerste Lage — genau das, was Wind wegreißt (Abschnitt 2.1.3)

Bekleidungsflächenfaktor f_cl

dimensionslos, größer als 1 Verhältnis der Oberfläche des bekleideten zum unbekleideten Körper; deshalb addieren sich Basis- und Luftisolation nicht einfach (Abschnitt 2.1.4)

Fundstelle: ISO 9920:2007, Abschnitt 2.1; kostenpflichtige Norm, frei zugängliche Vorschau eingesehen

Die letzte Zeile ist die praktisch relevante. Die Gesamtisolation ist nicht die Summe aus Kleidungs- und Luftisolation, sondern I_T = I_cl + I_a/f_cl. Je dicker die Kleidung, desto größer ihre Oberfläche — und desto weniger trägt die ruhende Luft darum noch bei. Eine zusätzliche dicke Lage bringt deshalb weniger, als ihr Materialwert vermuten lässt.

Warum die Werte für Windstille gelten

Weil sie so gemessen werden. ISO 9920:2007 definiert ihre Isolationswerte ausdrücklich für Bezugsbedingungen: statischer Körper, Luftbewegung unter 0,2 Metern je Sekunde. Sobald Luft bewegt wird oder der Körper sich bewegt, ändert sich der Wert — und die Norm sagt in derselben Anmerkung, in welche Richtung: typischerweise nach unten. Der korrigierte Wert heißt dann resultierende oder dynamische Isolation.

Damit ist jede clo-Angabe auf einem Etikett ein Laborwert unter Bedingungen, die draußen nie herrschen. Das ist derselbe Befund wie bei der Komforttemperatur eines Schlafsacks, nachzulesen in Komfort, Limit, Extrem, und beim R-Wert einer Isomatte in Der R-Wert erklärt: Die Norm misst sauber und sagt selbst dazu, wofür der Wert gilt.

Warum diese Seite kein IREQ ausrechnet

Weil der Rechenweg nicht frei vorliegt. Die Wärmebilanz und die Struktur des Verfahrens stehen in den einsehbaren Teilen der Norm; die vollständigen Koeffizienten und das Iterationsverfahren stehen in den Anhängen A und F, und die sind kostenpflichtig. Ebenso die clo-Werte einzelner Kleidungsstücke — sie liegen in den normativen Anhängen A bis C der ISO 9920.

Diese Lücke wird hier benannt und nicht gefüllt. Ein IREQ-Rechner auf Basis geschätzter Koeffizienten wäre eine Zahl mit Normetikett und ohne Normgrundlage. Der Kältebelastungs-Rechner rechnet deshalb ausdrücklich etwas anderes: die Belastung durch Wind, nicht die erforderliche Isolation. Wie diese Trennung im Rechenweg aussieht, steht in Kältebelastung berechnen.

Was die Norm über örtliche Auskühlung sagt

Weniger, als man erwarten würde — und sie sagt selbst, warum. ISO 11079 unterscheidet in Abschnitt 4 zwei Arten von Kältebelastung: die allgemeine Auskühlung des ganzen Körpers und die örtliche Auskühlung einzelner Teile, also Hände, Füße, Gesicht und Atemwege. Für die allgemeine gibt es das analytische Verfahren mit IREQ. Für die örtliche steht im Vorgängertext der bemerkenswerte Satz, das Wissen über Reaktionen auf örtliche Auskühlung reiche für die Entwicklung eines einzelnen Bewertungsverfahrens nicht aus.

Deshalb gibt es für kalte Finger keine Normzahl. Was es gibt, ist die Windchill-Rechnung für unbedeckte Haut — beschrieben in Windchill — und die Erfrierungstabelle, die in Erfrierungen steht. Der Überblick über den ganzen Themenbereich steht im Pillar Winter draußen.

FAQ

Wie viel clo hat meine Winterjacke?

Das steht in aller Regel nirgendwo, weil Hersteller von Outdoor-Bekleidung diesen Wert nicht ausweisen müssen und meistens nicht ausweisen. ISO 9920 liefert Tabellenwerte für Ensembles und Einzelstücke — in kostenpflichtigen Anhängen, die diese Seite nicht wiedergibt.

Ist IREQ dasselbe wie eine Temperaturangabe?

Nein. IREQ ist eine Isolation, keine Temperatur, und sie hängt neben dem Wetter an der Aktivität. Dieselbe Person braucht in derselben Umgebung im Stehen mehrere Male so viel Isolation wie im Aufstieg — eine Temperaturangabe kann das nicht ausdrücken.

Warum steht die Norm hier so ausführlich, wenn sie nicht nachgerechnet wird?

Weil ihre Struktur schon die praktisch wichtigsten Aussagen enthält: dass es zwei Stufen gibt, dass zwischen ihnen ein Entscheidungsbereich liegt, dass zu viel Isolation ein Risiko ist und dass bei zu wenig Isolation eine Zeitgrenze und keine Kaufempfehlung folgt. Das sind vier Aussagen, für die man die Anhänge nicht braucht.