Übungen zur feuchten Luft
Lustigerweise ist das alles 'eigentlich' ganz einfach und sogar (so die Tabelle zur Dampfdichte vorliegt13) ) mit den vier Grundrechenarten machbar. Nur die Zusammenhänge müssen natürlich verstanden sein, das kann auf "Feuchte Luft" nachgelesen werden.
| Aufgabe 1: a) Wir betrachten eine 5°C kalte Flasche. Wie groß ist die Sättigungswasserdampfdichte an ihrer Oberfläche? b) Die Luft in der Küche habe 20° und 50% rel.Feu.: Wie große ist hier die Wasserdampfdichte? c) Wohin kann der Überschuss an Wasser, der in der Luftschicht gerade an der Oberfläche der Flasche vorliegt? |
| Aufgabe 2: Eine feuchte Luftmenge (20°C, 85% rel.Feu.) steigt auf. Bei welcher Temperatur fängt es an, dass sich Wassertröpfchen bilden? (Heißt: Taupunkttemperatur oder auch einfach nur abgekürzt Taupunkt.) {Ergänzung: wieviel höher muss der Bergwanderer aufsteigen, um an die Unterkante der Wolke zu kommen? (Annahme: 6.5 K Temperaturabnahme auf 1000 m Höhe)} |
| Aufgabe 3: a) Eine Kaltwasserleitung habe eine Oberflächentemperatur von 10°C. Welche Sättigungswasserdampfdichte liegt dort vor? b) Wenn Sie an einem Sommertag eine Außenlufttemperatur von 30° vorliegen haben; ab welcher rel. Feu. in der Außenluft kommt es zu Kondensat an dieser Leitung? |
| Aufgabe 4: Der „feuchte Keller“. a) Heiße Außenluft habe 30°C bei 75% rel.Feu. Wie hoch ist die absolute Feuchte? b) Die Kellerwände haben noch 20°C an der Oberflächen. Bestimmen Sie die Sättigungsfeuchte! c) Kann der Keller unter diesen Bedingungen durch öffnen von Fenstern getrocknet werden? |
| Aufgabe 5: Verschimmelte Wände. a) Die Innenluft in einem Altbau-Wohnzimmer habe an einem Wintertag 22°C 65% Luftfeuchte14). Bestimmen sie die abs. Feuchte und die Taupunkttemperatur der Raumluft. b) An einer Wärmebrücke in der Fensterlaibung liegen 11°C Oberflächentemperatur vor. Wie hoch ist hier die Sättigungswasserdampfdichte? Was passiert hier? |
| Aufgabe 6: Lüften im Winter. a) An einem regnerischen Novembertag habe die Außenluft 3°C und 90% rel. Feu..Bestimmen Sie die absolute Feuchte! b) Beim Lüften wird diese Luft letztlich auf 20°C erwärmt - wie hoch ist ihre relative Feuchtigkeit jetzt? c) Erklären Sie, warum viel Lüften im Winter zu trockener Luft führt. |
| Aufgabe 7: Entfeuchtung durch die Außenwand? Wir gehen von etwa 200 g Wasserdampf je Person und Stunde im Durchschnitt im Innenraum aus. Je Person gibt es im typischen Beispielfall 50 m² Außenwandfläche. Eine traditionell gebaute 24 cm Ziegelwand, beidseits verputzt, hat eine gesamte wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftdicke von 3 m. Wieviel Wasserdampf geht da pro Stunde hindurch, wenn außen -10°C, 80% rel. Feu. und innen 20°C, 50% rel.Feu. vorliegen? Wieviel Prozent sind das von dem im Innenraum freigesetzten Wasserdampf? |
| Zu Aufgabe 7 müssen Sie den Zusammenhang zwischen dem Wasserdampfpartialdruck pv und der absoluten Feuchte ρv bei bekannter absoluter Temperatur T = 273,15K + θ kennen15): pv = ρv RH2O T . {RH2O=462 J/(kgK) in der für die Bauphysik ausreichenden Genauigkeit.} Sowie die Wasserdampfdiffusionsleitfähigkeit in Luft von δa=7,2·10-7 kg/(mhPa). (Oder Sie ziehen gleich die Dampfdrucktabelle zu). |
Heute ziehen wir statt einem Nachschlagen in der Tabelle die Berechnung des Wasserdampfsättigungsdrucks psatt über eine Formel vor. In der Bauphysik ist dabei eingeführt:
psatt = 288,68⋅(1,098+θ/100)8,02 Pa für Temperaturen θ über 0°C und
psatt = 4,689⋅(1,486+θ/100)12,3 Pa für Temperaturen θ unter 0°Csonst (θ in °C).
Folgende Formel können Sie in einem Tabellenkalkulations-Blatt benutzen, wenn TCelsius der Name der Zelle ist, in der die Temperatur steht.
=WENN(TCelsius>0; 288,68*(1,098+TCelsius/100)^8,02 ; 4,689*(1,486+TCelsius/100)^12,3)