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Definition: der Gehalt von Wasserdampf in der Luft, zum Beispiel in einem Raum
In der Luft eines Raums ist in der Regel eine gewisse Menge Wasserdampf enthalten. Diese Luftfeuchtigkeit (oder Luftfeuchte) spielt eine Rolle für das menschliche Wohlbefinden und hat auf verschiedene Weisen mit energetischen Aspekten zu tun. Dieser Artikel konzentriert sich auf die Bedeutung der Luftfeuchtigkeit in Wohnräumen.
Man beachte, dass Luftfeuchtigkeit normalerweise nicht sichtbar ist, weil der Wasserdampf als Gas fein verteilt ist. Erst wenn mehr Wasser zugeführt wird, als die Luft aufnehmen kann, können sichtbare Nebeltröpfchen entstehen.
Die absolute Luftfeuchtigkeit ist der Gehalt an Wasserdampf, meist angegeben in Gramm pro Kubikmeter (g/m3). Dieser Wert kann variieren zwischen Null und einem Maximalwert, der stark von der Lufttemperatur abhängt (siehe Abbildung 1). Beispielsweise können bei 10 °C maximal 9,4 g/m3 erreicht werden, bei 20 °C schon 17,3 g/m3. Wenn die maximale Luftfeuchte erreicht ist und weiterer Wasserdampf zugeführt wird, kondensiert ein Teil des Wassers, was zur Bildung von feinen Nebeltröpfchen oder einem Wasserfilm an den Raumwänden führen kann. Solche Kondensation tritt auch auf, wenn die Luft abgekühlt wird und hierdurch die maximale Feuchte unter die tatsächliche Luftfeuchte fällt.
Abbildung 1: Wasserdampfgehalt der Luft in Abhängigkeit von der Temperatur bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 20 % (unterste Kurve), 40 %, 60 %, 80 % und 100 % (oberste dicke Kurve). Die oberste Kurve zeigt also an, wie viel Wasserdampf die Luft maximal enthalten kann.
Die relative Luftfeuchtigkeit gibt an, zu welchem Prozentsatz die absolute Luftfeuchtigkeit den maximalen Wert ausschöpft. Wenn sie niedrig ist, kann die Luft leicht noch weitere Feuchtigkeit aufnehmen. In solch trockener Luft können feuchte Gegenstände schnell getrocknet werden. Sobald dagegen 100 % Luftfeuchtigkeit erreicht werden, wird Kondensation eintreten, und Gegenstände im Raum (v. a. kalte) können feucht werden.
Für das menschliche Wohlbefinden (siehe unten) ist in erster Linie die relative Luftfeuchtigkeit relevant, nicht die absolute.
Wenn der Luft z. B. an einem Heizkörper Wärme zugeführt wird, ohne dass Wasserdampf hinzugefügt oder entnommen wird, bleibt die absolute Luftfeuchtigkeit unverändert, während die relative Luftfeuchtigkeit absinkt, da die Luft bei höherer Temperatur ja mehr Wasserdampf aufnehmen könnte.
Wenn sich in einem Raum ein Gegenstand befindet, der kühler ist als die Raumluft (z. B. eine Außenwand in einem nicht wärmegedämmten Haus), kann Kondensation schon früher auftreten, da die Luft lokal abgekühlt wird, so dass lokal die relative Luftfeuchtigkeit 100 % erreichen kann. Mit anderen Worten wird der Taupunkt dort unterschritten. Der Taupunkt ist die Temperatur, auf die man die Luft abkühlen müsste, damit die Kondensation beginnt. Er hängt unmittelbar von der absoluten Luftfeuchtigkeit ab.
Als Beispiel betrachte man ein Zimmer mit 20 °C Lufttemperatur und einer relativen Luftfeuchte von 60 %. Gemäß Abbildung 1 kann die Luft bei 20 °C maximal 17,3 g/m3 Wasserdampf aufnehmen; bei 60 % Luftfeuchtigkeit sind es also 0,60 · 17,3 g/m3 = 10,4 g/m3. Dies entspräche 100 % Luftfeuchtigkeit bei 11,6 °C, was man wiederum Abbildung 1 entnehmen kann. Also liegt der Taupunkt bei 11,6 °C. Dies lässt sich auch aus Abbildung 2 ablesen.
Abbildung 2: Der Taupunkt in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchte für drei verschiedene Lufttemperaturen von 15 °C, 20 °C und 25 °C. Für höhere Lufttemperaturen ergibt sich ein höherer Taupunkt, da die absolute Luftfeuchte dann höher ist.
Wenn im Winter eine Außenwand ohne Wärmedämmung auf der inneren Seite den Taupunkt unterschreitet, wird sie zwangsläufig feucht werden und vermutlich bald Schimmel ansetzen. Bei höherer Luftfeuchtigkeit liegt der Taupunkt höher, so dass eine Wand noch leichter feucht wird. Bei einer außen wärmegedämmten Wand jedoch wird die Innentemperatur so hoch liegen, dass ein Feuchtwerden selbst bei 80 % Luftfeuchtigkeit praktisch unmöglich ist.
Andererseits kann bei einer Innendämmung der Taupunkt an der von der Dämmung bedeckten Seite leicht unterschritten werden; die Innendämmung muss also luftdicht sein, um ein Feuchtwerden zu verhindern. Bei der Außendämmung ist dies nicht der Fall, da dort die Wand unter der Dämmung ja meist erheblich wärmer ist als die Außenluft; Kondensation kann dann selbst bei 100 % Außen-Luftfeuchtigkeit und undichter Dämmung nicht vorkommen.
Abbildung 3: Ein Hygrometer mit analoger Anzeige. Es zeigt die relative Luftfeuchtigkeit in Prozent an.
Da die Luftfeuchtigkeit anders als z. B. die Raumtemperatur schwer nach dem Empfinden beurteilt werden kann, ist im Zweifel eine Messung notwendig. Hierfür gibt es verschiedene Arten von Hygrometern, sowohl mit analoger Anzeige über einen Zeiger als auch mit digitaler Anzeige. Preisgünstige Geräte erweisen sich leider häufig als nicht sehr verlässlich; es empfielt sich, im Zweifelsfall die Anzeige mehrerer Geräte zu vergleichen. Man beachte auch, dass es häufig einige Minuten dauert, bis ein Gerät die Luftfeuchtigkeit korrekt anzeigt.
In Wohnräumen gibt es verschiedene Einflüsse auf die Luftfeuchtigkeit:
Wenn die Außenluft im Winter kalt ist, kann ihre absolute Luftfeuchtigkeit nicht sehr hoch sein, da die Luft dann wenig Wasserdampf aufnehmen kann. Wenn diese Luft nun ins Haus kommt und dort erwärmt wird (z. B. durch die Heizungsanlage), ändert dies die absolute Luftfeuchtigkeit nicht; jedoch nimmt die relative Luftfeuchtigkeit ab, da die Luft bei höherer Temperatur ja mehr Feuchtigkeit aufnehmen könnte. In diesem Sinne trocknet das Heizen – gleich mit welcher Methode – die Luft aus, ohne dass ihr Wasserdampf entzogen wird. Dieser Effekt ist besonders stark an trockenen und kalten Wintertagen und bei starkem Luftaustausch; die relative Luftfeuchtigkeit kann dann so niedrig werden (unter 30 %), dass der Wohnkomfort beeinträchtigt wird:
Diverse Maßnahmen kommen in Frage, um die Luftfeuchtigkeit im Winter anzuheben:
Da die subjektive Einschätzung der Luftfeuchtigkeit (etwa über “trockene Heizungsluft”) vollkommen falsch sein kann, sollten Maßnahmen zur Luftbefeuchtung unbedingt nur dann eingesetzt werden, wenn eine Messung tatsächlich eine über längere Zeit zu niedrige Luftfeuchtigkeit bestätigt. Nur wenn im Haus erhebliche elektrostatische Aufladungen auftreten, kann man auch ohne Messung sicher davon ausgehen, dass die Luft zu trocken ist. Unnötiges Befeuchten ist zu vermeiden – nicht nur wegen des Aufwandes, sondern auch wegen der Nachteile zu hoher Feuchtigkeit, wie im Folgenden erklärt.
Bei geringem Luftaustausch und starker Zufuhr von Feuchtigkeit kann in der Wohnung auch eine recht hohe relative Luftfeuchtigkeit entstehen, die besonders problematisch sein kann. Insbesondere in unzureichend wärmegedämmten Häusern kann dann an kalten Stellen der Außenwände Kondensation von Wasser auftreten. Ebenfalls problematisch kann eine unsachgemäß angebrachte Innendämmung sein, bei der Luft an die kühlere Rückseite gelangen kann. Dies begünstigt den Befall mit Schimmelpilzen, welche sehr gesundheitsschädliche Stoffe an die Raumluft abgeben, die unter anderem Allergien verursachen können. Um solche Feuchteschäden zu vermeiden, sollte die relative Luftfeuchtigkeit zumindest in Häusern ohne Wärmedämmung der Außenwände möglichst nie über 60 % ansteigen. Wenn starke Wärmebrücken vorhanden sind, kann es Feuchtigkeitsprobleme schon deutlich unterhalb von 60 % Luftfeuchte geben.
Die einfachste und wirkungsvollste Maßnahme gegen eine zu hohe Luftfeuchtigkeit im Winter ist ausreichendes Lüften, idealerweise unter Verwendung einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung. Selbst Anlagen mit Feuchterückgewinnung sollten kaum zu zu hoher Luftfeuchtigkeit führen, dann die Feuchterückgewinnung dann automatisch weniger effektiv wird.
Es gibt Geräte zur Luftentfeuchtung (Raumluftentfeuchter), die in bestimmten Situationen nützlich sein können: etwa zur Austrocknung der Räume nach Bauarbeiten oder in Räumen, in denen Wäsche getrocknet wird. Der Energieaufwand für den Betrieb eines solchen Geräts ist erheblich, kann aber gerechtfertigt sein, wenn dadurch massive Wärmeverluste durch Lüften vermieden werden. Im Normalbetrieb von Wohnräumen sind Raumluftentfeuchter allerdings unnötig, da die ohnehin nötige Belüftung die Feuchtigkeit schon genügend tief hält.
Wenn schon ein Schimmelpilzbefall aufgetreten ist, müssen die betroffenen Stellen der Wand unbedingt sachgerecht saniert werden. Danach muss das Wiederauftreten des Problems zuverlässig unterbunden worden, etwa durch Verbesserung der Belüftung (was aber nur mit einer automatischen Lüftungsanlage zuverlässig erfolgt) oder durch eine Wärmedämmung des Hauses an den Außenwänden. Simple Methoden wie schimmelhemmende Anstriche dürften häufig wenig effektiv sein und könnten womöglich noch zusätzliche gesundheitsschädliche Stoffe abgeben.
Wenn im Sommer die Luftfeuchtigkeit unangenehm hoch ist (bei schwülem Wetter), hilft das Lüften naturgemäß nicht. Eine Luftentfeuchtung ist dann nur über eine Klimaanlage möglich. Hier wird die angesogene Luft zunächst stark abgekühlt, so dass ein Teil des Wasserdampfs auskondensiert und als Abwasser abgeführt werden kann. Eventuell wird die Luft danach wieder etwas erwärmt. Solche Verfahren verursachen einen nicht unerheblichen Primärenergieaufwand.
Häufig wird vorgebracht, die Abfuhr von Feuchtigkeit durch die Hauswände sei ein wesentlicher Faktor; es sei deswegen wichtig, dass eine Wand “atmen” kann. Dies ist jedoch unzutreffend: Selbst bei relativ durchlässigen Baumaterialien ist die Luftdurchlässigkeit so gering, dass der damit verbundene Transport von Wasserdampf vernachlässigbar klein ist. Viel wichtiger sind Undichtigkeiten an Fenstern und Türen, Dachkonstruktionen, Kaminen etc., und vor allem das Lüften.
Ein tatsächlich bedeutsamer Aspekt kann jedoch die Speicherung von Feuchtigkeit an und unter der Oberfläche einer Wand sein. Besonders poröse Materialien wie Gips, aber auch Holzwände können nennenswerte Mengen von Feuchtigkeit speichern. Dies kann zwar keine dauerhafte Anhebung oder Absenkung der Luftfeuchtigkeit zur Folge haben, durchaus jedoch eine deutliche Verminderung von Schwankungen der Luftfeuchtigkeit durch Feuchtepufferung. Beispielsweise in Badezimmern kann dies vorteilhaft sein.
| [1] | Extra-Artikel: Trocknen Heizkörper die Luft besonders stark aus? |
Siehe auch: Lüftungsanlage, latente Wärme, Luftbefeuchter, Luftentfeuchter