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--- grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:feuchte_luft [2024/05/18 11:06] – [Literatur] wfeist
+++ grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:feuchte_luft [2024/09/06 22:17] (aktuell) – wfeist
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 ======Feuchte Luft======
 Luftfeuchtigkeit - alle haben ein Gefühl dafür, was das ist. Aber leider ist das sehr oft zumindest unvollständig. Wir erklären das hier.
-Wer lieber ein Video dazu sehen möchte, kann das hier aufrufen: **[[grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:video_zur_feuchten_luft|Video zum Thema "Feuchte Luft".]]**((Die zugehörige Erklärung in der deutschen Wikipedia ist leider nicht besonders anschaulich und sie ändert sich im Schwerpunkt des Textes auch des öfteren; dennoch, korrekt ist das dort schon: [[https://de.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4ttigungsdampfdruck|Sättigungsdampfdruck]].))
+Wer lieber ein Video dazu sehen möchte, kann das hier aufrufen: **[[grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:video_zur_feuchten_luft|Video zum Thema "Feuchte Luft".]]**((Die zugehörige Erklärung in der deutschen Wikipedia ist leider nicht besonders anschaulich und sie ändert sich im Schwerpunkt des Textes auch des Öfteren; dennoch, korrekt ist das dort schon: [[https://de.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4ttigungsdampfdruck|Sättigungsdampfdruck]]. Hier gibt es auch noch eine gute (englische) Einführung zum Thema 'relative Feuchtigkeit' durch den Sensorhersteller Sensirion: [Sensirion 2009].))
 |{{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:sattdampf_1.png?500|}}|Ein absolut dicht geschlossenes Gefäß\\ ist teilweise mit Flüssigkeit\\ gefüllt. Das ganze wird auf\\ einer konstanten Temperatur\\ gehalten.\\ |
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 Hier gibt es diese Illustrationen auch als {{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:sattdampf.gif?linkonly|Filmchen}}.\\ \\
+Die relative Feuchtigkeit der Luft lässt sich mit verschiedenen Typen von Sensoren direkt messen: Viele Haushalte verfügen über Messgeräte, welche die relative Feuchtigkeit anzeigen (in Physik und Technik "Hygrometer" genannt). Die alten, mechanischen und analogen Sensoren verwenden oft Haare, deren Längenausdehnung sich mit der relativen Feuchtigkeit ändert (sog. [[https://de.wikipedia.org/wiki/Haarhygrometer|Haar-Hygrometer]]), moderne arbeiten mit  [[https://de.wikipedia.org/wiki/Kapazitiver_Sensor#Kapazitive_Hygrometer|kapazitiven Feuchtesensoren]]((Das Messprinzip beruht dann darauf, dass sich die Dielektrizitätskonstante eines als Dielektrikum verwendeten Materials bei Einlagerung von Wassermolekülen ändert))((Leider sind die meisten dieser Messgeräte nicht besonders genau; inzwischen hat die Industrie gerade die kapazitiven Sensoren aber entscheidend verbessert, der Schweizer Hersteller Sensirion bietet z.B. einen ziemlich genauen (±1%) und langzeitstabilen Sensor (SHT 45) an. Von diesem Hersteller gibt es auch einen guten Einführungstext in das hier behandelte Thema [Sensirion 2009].)).
 Unser "Bauphysik Feuchte Kurs" geht hier weiter mit einer leicht verständlichen Erklärung zum
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 | {{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:luwe_haus.png?300|}}\\ So geht [[:planung:haustechnik:lueftung:grundlagen:luftmengen#bei_normaler_lueftung|'Lüften']] zuverlässig: für 3 Personen sollten zwischen 80 und 120 m³ Luft jede Stunde ausgetauscht werden. Dann wird auch die Feuchtigkeit in ausreichender Weise abgeführt. Und es wird zugleich auch nicht zu trocken - in gemäßigtem Winterklima. Bei Standorten mit häufig strengem Frost (unter -5 °C für mehrere Tage) ist eine zusätzlich Befeuchtung der Raumluft ratsam oder ein feuchterückgewinnender Wärmeübertrager.   |**Beispiel 7: Entfeuchtung durch die Außenwand?** Etwa 100 g Wasserdampf gibt eine Person im Durchschnitt in jeder Stunde ab; dazu kommt noch einmal im Durchschnitt etwa eine gleiche Menge durch Aktivitäten wie Kochen, Waschen und Blumengießen. Das sind dann insgesamt etwa 5 kg (!) Wasserdampf am Tag. Dieses Wasser muss letztlich das Gebäude verlassen (sonst würde es dort immer feuchter). Ganz grob gibt es je Person in Deutschland etwa 50 m² Außenwandfläche; ist die traditionell gebaut((Was heißt das schon? Wir nehmen hier eine 24 bis 36 cm Ziegelwand an)), dann gehen je Quadratmeter am Tag da maximal etwa 5 g Wasserdampf durch Diffusion hindurch. Das sind insgesamt 250 g am Tag, also gerade 5 % der gesamten freigesetzten Menge. Wie sehr wir uns da auch immer anstrengen mit einem diffusionsoffenen Aufbau - der Entfeuchtungsbeitrag der Außenwände ist für die Bilanz der Feuchtigkeit im Gebäude unbedeutend. Der weit überwiegende Teil der in die Luft eingebrachten Feuchtigkeit muss durch Lüften abgeführt werden - und weil wir sowieso ausreichend Lüften müssen, ist das auch keine schwierige Aufgabe ((Sie muss allerdings gelöst werden, weil Nutzer oft eben zu wenig lüften; das ist einer der Gründe, warum wir für Neubau und Modernisierung Lüftungsanlagen empfehlen.)). Die 5 g Wassertransport durch 1 m² Wand am Tag, die können allerdings zu einem Problem werden - und zwar für die Wand selbst, auf Dauer, wenn die Wasserdampfabgabe auf der **Außenseite** nicht ausreichend gut funktioniert. In den äußeren Lagen sollte eine Wand daher diffusionsoffen sein((außen kein diffusionsdichter Anstrich! Oder, wenn da eine diffusionsdichte Verkleidung notwendig (Grasdach) oder gewünscht (Alublech) ist, dann muss diese äußere Verkleidung mit Außenluft hinterlüftet werden. - - - Die **Alternative**: Doch, es gibt eine, das ist eine absolut dampfdichte Ausführung auch auf der Innenseite. Das ist z. B. bei jedem Mehrscheibenfenster so: Weil die Innenscheibe absolut dampfdicht ist (und auch so mit Abstandshalter an äußeren Scheiben angeschlossen), kann da, außer bei Zerstörung, keine Feuchtigkeit von innen eindringen - weder als Dampf noch flüssig. Dass das dauerhaft nahezu perfekt funktioniert beweist jede seit 1978 eingebaute Verglasung: Es ist extrem selten, dass die einmal "blindfallen" - denn das würden sie tun, sollte irgendetwas davon undicht werden. Das lässt sich mit der Dampfdrucktabelle übrigens ebenfalls leicht nachrechnen.)). |\\
 ==== "Wandert" der Taupunkt an eine andere Stelle, wenn die kälteste Fläche z. B. gedämmt wird? ====
-| Taupunktverschiebung? \\ \\ \\ Es ist keinesfalls so, dass es **immer** an der kältesten Oberfläche "kondensieren muss"((Die Herkunft dieses Gerüchts ist möglicherweise sogar eine unvorsichtige Formulierung eines Bauphysikers. Wir haben diese Art unglücklicher Formulierungen dummerweise öfter selbst bei Fachleuten: Sie denken in dem Moment nicht daran, dass diese "kälteste Temperatur" noch ein notwendige Bedingung erfüllen muss: sie muss nämlich niedriger als die Taupunkttemperatur sein. Auch falsch ist, dass es selbst unter Erfüllung dieser Voraussetzung "nur" an den Stellen mit der kältesten Temperatur kondensieren wird: Es wird überall da kondensieren, wo die Oberfläche unter der Taupunkttemperatur liegt. Sollte irgendeine Fläche eine sehr hohe Entfeuchtungsleistung aufweisen (d. h. sehr groß und recht kalt sein), so kann auf diesem Weg die Taupunkttemperatur etwas abgesenkt werden. Allein durch passive Bauteile ist das allerdings schwierig zu erreichen und extrem mühsam in der Handhabung.)). **Ist die Temperatur auch der kältesten Oberfläche höher als die Taupunkttemperatur, dann kondensiert es nirgendwo.** Im Passivhaus und bei EnerPHit-Sanierungen wird das grundsätzlich erreicht. \\ Fazit: \\ Wenn an einer Fläche (z. B. Außenwandecke) jetzt kein Tauwasser auftritt, dann wird das auch z. B. mit gegenüber jetzt verbesserten Fenster-U-Werten nicht passieren. \\ Vorausgesetzt ist allerdings, dass der Luftaustausch zur Außenluft auf vernünftigem Niveau gewährleistet ist.\\     |**Beispiel 8: Taupunktverschiebung?** Eine immer noch häufig gehörte Aussage: "Ich darf die Fenster nicht (zu) gut machen, weil dann geht 'der Taupunkt' von der kältesten Stelle auf dem Fenster auf die nächstkälteste Stelle an der Wand oder sonst irgendwo über". Wer die Grundlagen verstanden hat, sieht das Folgende sofort:\\ \\ 1. "Der Taupunkt" wird offenbar als Ort missverstanden. Wie wir gesehen haben, gibt es keinen Ort namens "Taupunkt", sondern eine Temperatur, unter der bei einer Luftmenge mit einem vorgegeben Feuchtegehalt Tauwasser auftritt, also eine Taupunkttemperatur.\\ 2. Diese Taupunkttemperatur hängt allein vom Feuchtegehalt der Luftmenge ab, sie hängt überhaupt nicht von den Temperaturen irgendwelcher Bauteile ab (bzgl. Kondensationsentfeuchtung s. u.).\\ 3. Wenn an einer Oberfläche im Raum diese **Taupunkttemperatur durch die Oberflächentemperatur unterschritten** wird, dann gibt es an dieser Oberfläche Tauwasser (möglicherwiese saugen manche Materialien das bis zu einer gewissen Menge auf; aber an der Oberfläche liegt es erstmal vor). Das hängt überhaupt nicht davon ab, ob andere Oberflächen evtl. noch kälter sind – es gibt dann eben Tauwasser an allen diesen Flächen mit niedrigerer Oberflächentemperatur.\\ 4. Oft wird dann nachgeschoben: "Ja aber, das flüssige Wasser, das an einer Taupunkttemperatur-unterschreitenden Oberfläche anfällt, das wird der Raumluft doch entzogen (**Kondensationstrocknung**) und jene wird dadurch trockener." Und das ist sogar richtig, nur muss auch hier eine Quantifizierung des Effektes erfolgen: Bei den uralten Einscheibenverglasungen mit extrem hohem Wärmedurchgang und sehr geringen inneren Oberflächentemperaturen lief das Wasser (das Tauwasser) an kalten Tagen geradezu an der Scheibe herunter und unter 0 °C konnten sich sogar Eisblumen bilden. Jetzt kam es darauf an, was mit diesem Wasser passierte: Die klug gebauten Fenster hatten eine Auffangschiene und einen nach außen führenden Ablaufkanal, durch den dieses Wasser 'entsorgt' wurde (wenn der Ablauf nicht zugefroren, zugeschimmelt, überstrichen oder verdreckt war). Sonst musste frau das Wasser aufwischen und ich erinnere mich noch gut, wie meine Mutter das mehrmals täglich mit Eimer und Putzlumpen gemacht hat um das Wasser dann über die Kanalisation zu entsorgen. Das hat dann tatsächlich auch quantitativ zur Entfeuchtung beigetragen (aber um welchen Preis! Weder tat das den Fensterrahmen gut, noch dem Raumklima, noch dem Wartungs- und Pflegeaufwand). Schon bei den ab etwa 1975 üblichen Zweischeiben-Isolierverglasungen (U-Werte zwischen 2,7 und 3 W/(m²K)) gibt es zwar ab und zu noch Tauwasser (öfters am Rand, oder nach dem Duschen), aber nicht mehr in großen Mengen. Kaum jemand entfernt dieses Wasser - und das heißt, es wird letztlich irgendwann wieder in die Raumluft zurück-verdunstet, die Entfeuchtungsleistung ist im Netto-Effekt Null. Bei den seit rund 1995 fast immer eingesetzten Zweischeiben-Wärmeschutzverglasungen tritt unter einigermaßen normalen Wohnraumbedingungen kein Tauwasser mehr auf, allenfalls am Rand, wenn dort noch ein Alu-Randverbund verbaut wurde. Die Innenoberflächen dieser Verglasungen sind so warm, dass auch bei extremem Frost die Taupunkttemperatur innen nicht mehr unterschritten wird; für Dreischeibenwärmeschutzverglasung ist das erst recht so: Es gibt keinerlei Entfeuchtungsleistung, außer bei den Einscheibenverglasungen. \\ 5. **Entfeuchtung durch Undichtheiten im Fenster.** Ja, manches alte Fenster war/ist extrem undicht. Luft, die durch Fugen entweicht, nimmt tatsächlich den in ihr enthaltenden Wasserdampf mit – und die irgendwo anders nachströmende kalte Außenluft enthält viel weniger Wasserdampf. So funktioniert tatsächlich der Mammutanteil (über 90 %) der Entfeuchtungsleistung, nämlich über den Luftaustausch. Daher kam es auch, dass in den 70er Jahren, als alte Fenster in großer Zahl durch neue (insbesondere luftdichtere) ersetzt wurden, die Raumluftfeuchtigkeiten nicht selten anstiegen, manchmal sogar auf zu hohe Werte. Die Lösung besteht hier in einem ausgeglichenen Lüftungsverhalten (alle 4 h Fensterlüftung) oder einer Lüftungsanlage. Mit der Wärmeschutzwirkung des Fensters (U-Werte der Verglasung oder des Rahmens) hat das allerdings gar nichts zu tun. \\ \\ Und hier geht es zur Erklärung zum Thema [[feuchte_luft#feuchte_luft|Luftfeuchtigkeit. ]]     |
+| Taupunktverschiebung? \\ \\ \\ Es ist keinesfalls so, dass es **immer** an der kältesten Oberfläche "kondensieren muss"((Die Herkunft dieses Gerüchts ist möglicherweise sogar eine unvorsichtige Formulierung eines Bauphysikers. Wir haben diese Art unglücklicher Formulierungen dummerweise öfter selbst bei Fachleuten: Sie denken in dem Moment nicht daran, dass diese "kälteste Temperatur" noch ein notwendige Bedingung erfüllen muss: sie muss nämlich niedriger als die Taupunkttemperatur sein. Auch falsch ist, dass es selbst unter Erfüllung dieser Voraussetzung "nur" an den Stellen mit der kältesten Temperatur kondensieren wird: Es wird überall da kondensieren, wo die Oberfläche unter der Taupunkttemperatur liegt. Sollte irgendeine Fläche eine sehr hohe Entfeuchtungsleistung aufweisen (d. h. sehr groß und recht kalt sein), so kann auf diesem Weg die Taupunkttemperatur etwas abgesenkt werden. Allein durch passive Bauteile ist das allerdings schwierig zu erreichen und extrem mühsam in der Handhabung.)). **Ist die Temperatur auch der kältesten Oberfläche höher als die Taupunkttemperatur, dann kondensiert es nirgendwo.** Im Passivhaus und bei EnerPHit-Sanierungen wird das grundsätzlich erreicht. \\ Fazit: \\ Wenn an einer Fläche (z. B. Außenwandecke) jetzt kein Tauwasser auftritt, dann wird das auch z. B. mit gegenüber jetzt verbesserten Fenster-U-Werten nicht passieren. \\ Vorausgesetzt ist allerdings, dass der Luftaustausch zur Außenluft auf vernünftigem Niveau gewährleistet ist.\\     |**Beispiel 8: Taupunktverschiebung?** Eine immer noch häufig gehörte Aussage: "Ich darf die Fenster nicht (zu) gut machen, weil dann geht 'der Taupunkt' von der kältesten Stelle auf dem Fenster auf die nächstkälteste Stelle an der Wand oder sonst irgendwo über". Wer die Grundlagen verstanden hat, sieht das Folgende sofort:\\ \\ 1. "Der Taupunkt" wird offenbar als Ort missverstanden. Wie wir gesehen haben, gibt es keinen Ort namens "Taupunkt", sondern eine Temperatur, unter der bei einer Luftmenge mit einem vorgegeben Feuchtegehalt Tauwasser auftritt, also eine Taupunkttemperatur.\\ 2. Diese Taupunkttemperatur hängt allein vom Feuchtegehalt der Luftmenge ab, sie hängt überhaupt nicht von den Temperaturen irgendwelcher Bauteile ab (bzgl. Kondensationsentfeuchtung s. u.).\\ 3. Wenn an einer Oberfläche im Raum diese **Taupunkttemperatur durch die Oberflächentemperatur unterschritten** wird, dann gibt es an dieser Oberfläche Tauwasser (möglicherwiese saugen manche Materialien das bis zu einer gewissen Menge auf; aber an der Oberfläche liegt es erstmal vor). Das hängt überhaupt nicht davon ab, ob andere Oberflächen evtl. noch kälter sind – es gibt dann eben Tauwasser an allen diesen Flächen mit niedrigerer Oberflächentemperatur.\\ 4. Oft wird dann nachgeschoben: "Ja aber, das flüssige Wasser, das an einer Taupunkttemperatur-unterschreitenden Oberfläche anfällt, das wird der Raumluft doch entzogen (**Kondensationstrocknung**) und jene wird dadurch trockener." Und das ist sogar richtig, nur muss auch hier eine Quantifizierung des Effektes erfolgen: Bei den uralten Einscheibenverglasungen mit extrem hohem Wärmedurchgang und sehr geringen inneren Oberflächentemperaturen lief das Wasser (das Tauwasser) an kalten Tagen geradezu an der Scheibe herunter und unter 0 °C konnten sich sogar Eisblumen bilden. Jetzt kam es darauf an, was mit diesem Wasser passierte: Die klug gebauten Fenster hatten eine Auffangschiene und einen nach außen führenden Ablaufkanal, durch den dieses Wasser 'entsorgt' wurde (wenn der Ablauf nicht zugefroren, zugeschimmelt, überstrichen oder verdreckt war). Sonst musste frau das Wasser aufwischen und ich erinnere mich noch gut, wie meine Mutter das mehrmals täglich mit Eimer und Putzlumpen gemacht hat um das Wasser dann über die Kanalisation zu entsorgen. Das hat dann tatsächlich auch quantitativ zur Entfeuchtung beigetragen (aber um welchen Preis! Weder tat das den Fensterrahmen gut, noch dem Raumklima, noch dem Wartungs- und Pflegeaufwand). Schon bei den ab etwa 1975 üblichen Zweischeiben-Isolierverglasungen (U-Werte zwischen 2,7 und 3 W/(m²K)) gibt es zwar ab und zu noch Tauwasser (öfters am Rand, oder nach dem Duschen), aber nicht mehr in großen Mengen. Kaum jemand entfernt dieses Wasser - und das heißt, es wird letztlich irgendwann wieder in die Raumluft zurück-verdunstet, die Entfeuchtungsleistung ist im Netto-Effekt Null. Bei den seit rund 1995 fast immer eingesetzten Zweischeiben-Wärmeschutzverglasungen tritt unter einigermaßen normalen Wohnraumbedingungen kein Tauwasser mehr auf, allenfalls am Rand, wenn dort noch ein Alu-Randverbund verbaut wurde. Die Innenoberflächen dieser Verglasungen sind so warm, dass auch bei extremem Frost die Taupunkttemperatur innen nicht mehr unterschritten wird; für Dreischeibenwärmeschutzverglasung ist das erst recht so: Es gibt keinerlei Entfeuchtungsleistung, außer bei den Einscheibenverglasungen. \\ 5. **Entfeuchtung durch Undichtheiten im Fenster.** Ja, manches alte Fenster war/ist extrem undicht. Luft, die durch Fugen entweicht, nimmt tatsächlich den in ihr enthaltenden Wasserdampf mit – und die irgendwo anders nachströmende kalte Außenluft enthält viel weniger Wasserdampf. So funktioniert tatsächlich der Mammutanteil (über 90 %) der Entfeuchtungsleistung, nämlich über den Luftaustausch. Daher kam es auch, dass in den 70er Jahren, als alte Fenster in großer Zahl durch neue (insbesondere luftdichtere) ersetzt wurden, die Raumluftfeuchtigkeiten nicht selten anstiegen, manchmal sogar auf zu hohe Werte. Die Lösung besteht hier in einem ausgeglichenen Lüftungsverhalten (alle 4 h Fensterlüftung) oder einer Lüftungsanlage. Mit der Wärmeschutzwirkung des Fensters (U-Werte der Verglasung oder des Rahmens) hat das allerdings gar nichts zu tun. \\ \\ Hier geht es zur Erklärung zum Thema [[feuchte_luft#feuchte_luft|Luftfeuchtigkeit. ]]     |