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Anlage 7: Bestimmung der relativen Luftfeuchte an der Wandoberfläche

Die relative Luftfeuchte wird mit einem Hygrometer bestimmt. Eine Bestimmung gerade nach den Lüften führt zu einer falschen Ausgangsgröße. Es sollte daher ein Mittelwert gebildet werden. Die Bestimmung der relativen Luftfeuchte direkt an der Wandoberfläche ist kompliziert, da direkt an der Wandoberfläche ein Temperatursprung erfolgt. Das heißt, die Temperatur der Raumluft an der Wandoberfläche ist in der Regel etwas höher als die Wandoberfläche selbst. Aus diesem Grund erfolgt die Bestimmung der relativen Luftfeuchte und der Temperatur im Raum. Daneben wird die Oberflächentemperatur bestimmt, mit der man auf der Grundlage des Schemas in der Anlage 4 die annähernde Feuchte an der Bauteiloberfläche ermitteln kann. Mit einem Infrarotthermometer kann die Bauteiloberfläche genau bestimmt werden.

Dieses ist jedoch kaum in einem Haushalt vorhanden. Es reicht hierfür auch ein normales Thermometer. Dieses wird in die kühlste Ecke des Zimmers, kühlste Wandoberfläche (meist direkt über dem Fußboden) oder in die Fensternische (über dem Fensterbrett) angelehnt und z. B. mit einem Kissen oder einem anderen isolierenden Stoff abgedeckt. Je nach Temperaturdifferenz und Thermometer ist nach ca. 1 Std. die entsprechende Temperatur erreicht. (Dies sollte ausprobiert werden.) Zu empfehlen ist, dass von der ermittelten Oberflächentemperatur 1 K abgezogen wird.

Beispiel: Zimmertemperatur 20 °C, relative Luftfeuchte 50 % und Oberflächentemperatur 14 °C.

In der Anlage 4 wird der Messpunkt mit der Zimmertemperatur und der relativen Luftfeuchte ausgewählt. Senkrecht nach oben wird die Oberflächentemperatur eingetragen und man kann an der Kurve die zugehörige relative Luftfeuchte von ca. 70 % ablesen. (Unter normalen Umständen besteht hier noch keine Schimmelpilzgefährdung. Es ist aber eine ständige Sichtkontrolle ratsam.)

Liegt die Luftfeuchte im Raum bei ca. 55 %, so ist diese an der Wandoberfläche bereits bei 78 %. Betrachtet man nun das verallgemeinerte Isoplethensystem für die Sporenauskeimung im (Bild 2.2.3), so besteht langfristig die Gefahr einer Schimmelpilzbildung.

Anlage 8: Chemikalien für die Schimmelbekämpfung [182]

Bezeichnung Eigenschaft Weitere Wirkung und Verwendung Besondere Hinweise
Äthanol (Äthylalkohol, Alkohol, Spiritus, Sprit) auch mit Zusätzen vergällt als Lösungsmittel: Benzinvergälltes Äthanol (70, 90Vol.-%) und Brennspiritus C2H5-OH Farblose Flüssigkeit, mit Wasser leicht mischbar, auch mit Propantriol, Ammoniaklösung, Äthansäureäthylester und Propanon Lösend, z.B. Auf Kaffee- Bier-, Gras-, Obst- und Tintenflecke Feuergefährlich, Dämpfe explosiv, wenig oder nicht gesundheits- schädigendes Lösungsmittel. Benzin vergälltes Äthanol ist in der Apotheke, Brennspiritus in der Drogerie oder in anderen Fachgeschäften erhältlich.
Äthansäure (Essigsäure, Essigessenz), verdünnt als Essig bezeichnet CH3-COOH Farblose, stechend riechende Flüssigkeit, mit Wasser leicht mischbar, sauer Lösend auf Firnis-, Harz-, Farben-, Kopierstift- Obst- und Blutflecke;
Bei Schädlingsbekämpfung zu beachten: Besonders Kalk hat eine neutralisierende Wirkung und außerdem gelangen mit dem Essig organische Nährstoffe auf das Material, daher ist die Anwendung von Essiglösung meist nicht sinnvoll.
Über 80 %iger Äthansäure Gift (Chemikaliengesetz, Gefahrstoff- verordnung) Flüssigkeit und Dämpfe ätzen Schleimhäute und Haut, wird verdünnt verwendet. Essigessenz in Lebensmittelladen.
Ammoniaklösung, verdünnte (Salmiakgeist) Farblose, stechend nach Ammoniak riechende Flüssigkeit. Verdünnte Ammoniaklösung ist 10%ig, konzentrierte Ammoniaklösung ist mit Äthanol und Propanon mischbar, alkalisch Alkalisch lösend zur Entfernung vieler Flecken, wie u.a. Tinten-, Kopierstift-, Gras- und Blutflecke. Benutzung verdünnt, 10-, und selten 25%ig. Vorsicht bei sauren Wollfärbungen. Über 10 %ige Ammoniaklösung Gift (Chemikaliengesetz, Gefahrstoff- verordnung). Flüssigkeit und Dämpfe ätzen Schleimhäute und Haut, innerlich sehr giftig.
Ammoniumchlorid (Salmiaksalz) NH4Cl Weise Kristalle, leicht löslich in Wasser, schwach sauer u. a. gegen Stockflecke  
Formaldehydlösung (Formalen) H-CHO Farblose, süßlich riechende Lösung, mit Wasser mischbar Gegen Schimmelpilzbildung auf Ledererzeugnisse Gift (Chemikaliengesetz, Gefahrstoff- verordnung), Dämpfe und Flüssigkeit ätzen Schleimhäute und Haut, innerlich sehr giftig
Natriumhypochlorit- lösung (Natriumbleichlauge, Chlorbleichlauge, Bleichlauge, -flüssigkeit, -wasser) NaClO Klare gelbgrüne, ätzende Flüssigkeit. Es ist die wässrige Lösung von Natriumhypochlorit- lösung, alkalisch Bleichend auf z. B. Obst-, Farbstoff- und Stockflecken. Nur für weiße Wäsche verwenden, sonst wird die Färbung angegriffen. Nachbehandlung mit Natriumthiosulfat. Für die Fleckenentfernung Wirkt innerlich sehr giftig, auf die Haut ätzend, kühl und vor Sonnenbestrahlung geschützt aufbewahren.
Salizylsäure 31) Feine, weiße Kristalle, sauer Wirkt keimtötend und wird gegen Schimmelpilzbildung verwendet
Wasserstoffperoxidlösung H2O2 Farblose Flüssigkeit, die sehr leicht Sauerstoff abgibt, wenn Licht, Alkalien oder Wärme einwirkt, sauer 1..3 % als Bleichmittel für Wolle, Seide, u.a. Gegen Sengstellen, Tee-, Kaffee-, Blut-, Schweiß- und Teerfarbstoffflecken in Verbindung mit etwas verdünnter Ammoniaklösung 30 %ige konzentrierte Lösung ätzt die Haut. Sie gibt außerdem den Sauerstoff spontan ab, Vorsicht vor Spritzern. Aufbewahrung kühl, vor Licht geschützt, sollte selten oder nicht verwendet werden.

Anlage 9: Ausgewählte bauphysikalische Begriffe

Diffusion
In Gasen und Flüssigkeiten sind die Moleküle bzw. Ionen in ständiger, statistisch ungerichteter Wärmebewegung. Besteht in einem Gasgemisch oder in einer Lösung für eine Substanz ein Konzentrationsgefälle, so wird es durch diese Bewegung ausgeglichen, die dabei zu einer statistisch gerichteten Bewegung, zur Diffusion wird. Ein gelöster Stoff diffundiert entlang seinem eigenen Gefälle.

Gasaustausch durch Bauteile findet in der Regel nur durch Diffusion statt. "Diffusion" nennt man die allmähliche Durchmischung verschiedener Gase (aber auch Flüssigkeiten und sogar Festkörper) ohne äußere Einwirkung, allein durch Molekularbewegung, bis die Verteilung der verschiedenen Moleküle überall gleich ist.

Die Diffusion ist ein Ausgleichsprozess, der unter Entropiezunahme zu einem weniger geordneten, also wahrscheinlicheren Zustand führt; sie findet zwangsläufig nach dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik statt.

Der Widerstand, den ein Material der Diffusion von Wasserdampf oder anderen Gasen entgegensetzt, hängt hauptsächlich von seiner Porigkeit ab; je mehr offene Poren, desto geringer der Widerstand. Der Porendurchmesser spielt für Wasserdampfmoleküle so gut wie keine Rolle, sie sind kleiner und leichter als fast alle anderen Luftmoleküle; Sauerstoffmoleküle haben z. B. 60 % mehr Masse und Kohlendioxidmoleküle fast dreimal so viel. Die Diffusionsgeschwindigkeit einer Substanz ist etwa umgekehrt proportional der Wurzel aus ihrer Molmasse M (Diffusionskoeffizient); größere Moleküle diffundieren also langsamer. Daher ist die Diffusionsgeschwindigkeit von Kohlendioxidmolekülen auch bereits in der Luft viel geringer als die von Wasserdampf, und so gibt es Bauteilschichten, die zwar die Diffusion von Kohlendioxid fast völlig absperren, der Wasserdampfdiffusion aber keinen allzu großen Widerstand entgegensetzen. Die im Vergleich mit Wasserdampf, Sauerstoff oder Kohlendioxid meist riesigen Moleküle von "Wohngiften" können durch Diffusion erst recht nicht aus der Raumluft entfernt werden, wie das in einigen baubiologischen Schriften immer wieder mal zu lesen ist. Für sie bildet auch die diffusionsfähigste Wand ein praktisch unüberwindliches Hindernis.

Diffusionswiderstandswerte sind die Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahlen und die daraus errechneten "diffusionsäquivalenten Luftschichtdicken" (sd-Wert). In Analogie zu diesen Werten, die nur die Diffusion von Wasserdampf durch ein Material bzw. ein Bauteil betreffen, geben manche Baustoffkataloge vor allem bei Anstrichen und anderen Beschichtungen auch Widerstandswerte zur Kohlendioxiddiffusion an.

Ergänzung: Die durch Diffusion zurückgelegte Wegstrecke ist proportional zur Wurzel der Zeit; Verdopplung der Wegstrecke bedeutet bereits vierfachen Zeitbedarf. [183] [184]

Dampfdiffusionswiderstandszahl μ:
Die Fähigkeit von Baustoffen, für Wasserdampf durchlässig zu sein, wird durch die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl beschrieben. Je niedriger der Wert, desto weniger wird der Wasserdampf auf dem Weg von der warmen zur kalten Seite gebremst. Für offenporige Konstruktionen ist ein niedriger μ-Wert vorteilhaft, da die Entfeuchtung ungehindert und schnell ablaufen kann. Werte unter:

μ = 10 zeigen eine sehr gute Diffusionsfähigkeit für Wasserdampf an;
μ = 10 - 50 sind mittlere Diffusionswerte;
bei μ- Werten von 50 - 500 wird die Dampfdiffusion eingeschränkt;
bei μ 500 - 15.000 wird sie stark eingeschränkt;
ab μ 15.000 wirkt ein Material wasserdampfsperrend;
ab μ 100.000 ist ein Material dampfdicht.

Eine Aussage über die Wirkung eines Materials in einer gegebenen Konstruktion ist nur bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Dicke des Stoffes möglich μ  x  s = Diffusionswiderstand in „μ").

Dieser μ-Faktor sagt jedoch nur aus, wie gut Wasserdampf in einem Material im Verhältnis zu Luft diffundiert, aber nichts über die Diffusionsfähigkeit von Wasser. So lässt ein Zementputz (μ =20) den Wasserdampf relativ gut durch, so sperrt er doch Wasser beachtlich gut (relativ große Wassermoleküle). Dies gilt für Materialien, die kein Wasser durchlassen aber trotzdem (Wasserdampf-) diffusionsoffen sind, z.B. Kunststoff-Zement-Putze, Dispersionsanstriche. Lehm oder nicht zu hoch gebrannte Ziegel lassen jedoch Wasserdampf und auch flüssiges Wasser diffundieren. [130]

Kapillarität
Kapillarität bestimmt einerseits, wie schnell ein Bauteil wie viel Wasser aufnimmt, wenn es direkt mit Feuchtigkeit in Berührung kommt (Regen, Spritzwasser in Küche und Bad, Bodenfeuchte, Kondenswasser); andererseits bestimmt sie die Austrocknungsgeschwindigkeit neuer oder renovierter Bauteile oder von Wänden. Ein brauchbares Maß für die Kapillarität von Baustoffen ist der Wasseraufnahmekoeffizient (w).

Beim Kapillartransport wird eine große Menge von Wasser transportiert. Dagegen ist es bei der Wasserdampfdiffusion viel weniger.

Materialien mit stark ausgeprägter Kapillarität transportieren pro Quadratmeter benetzter Fläche in der ersten Stunde leicht 20 Liter und mehr (je feuchter das Material wird, desto weniger Wasser nimmt es zusätzlich auf).

In Materialien mit stark ausgeprägter Kapillarität wird flüssiges Wasser beliebig weit transportiert, und zwar in einem Material jeweils von den feuchteren zu den trockeneren Regionen. In Bauteilen aus Schichten mit unterschiedlicher Kapillarstruktur wandert das Wasser immer in Richtung der Schicht mit den feineren Kapillaren (bzw. mit dem höheren Wasseraufnahmekoeffizienten); Schichten mit gröberen oder unvollkommeneren Kapillaren (bzw. kleineren Werten für w) werden geradezu „trockengesaugt“.

Kapillartransport von Wasser gegen den Wasserdampfdiffusionsstrom kommt oft vor, im Winter ist das sogar die Regel. Wenn in einem Baustoff mit ausgeprägter Kapillarität Wasserdampf auskondensiert, beginnt im selben Moment der Transport des Kondenswassers in Richtung der geringeren Materialfeuchte, also zur wärmeren Seite der Wand, wo das Kondenswasser wieder verdunsten kann. In solchen Schichten gibt es oft auch dann keine Kondenswasserdurchfeuchtung, wenn sie rechnerisch zu erwarten wäre. Die Kapillarkräfte wirken beim senkrechten Transport auch gegen die Schwerkraft - theoretisch zwar nicht unbegrenzt, in der Praxis kann man die Schwerkraft aber vernachlässigen. Auf diese Weise bleiben in Altbauten auch Kellermauern ausreichend trocken, die nicht gegen Erdfeuchtigkeit abgesperrt wurden.

Man darf auf keinen Fall den Kapillartransport behindern. Im Keller durch eine dichtschließende innenliegende Feuchtigkeitssperre oder im oberirdischen Mauerbereich, wenn man die Fassade im Sockelbereich zum Schutz gegen den Regen wasserhemmend, wasserabweisend (Hydrophobierung) oder sogar wasserdicht beschichtet. Vor der Beschichtung müssen dann zunächst Fundament und Kellermauern gegen eindringende Erdfeuchtigkeit abgesperrt werden.

Beim Austrocknen von baufrischen Wänden, Böden oder Decken wird die überschüssige Feuchtigkeit zunächst nur durch Kapillartransport an die Bauteiloberflächen befördert, wo sie verdunstet. Wenn nicht mehr alle Materialporen mit Wasser gefüllt sind, beginnen die Wasserfäden in den Kapillaren zu reißen, die Trocknung verlangsamt sich, und allmählich setzt die Dampfdiffusion ein, bis das Bauteil seine praktische Feuchte erreicht hat. Das ist der Feuchtegehalt, der in jedem Bauwerk immer als Rest erhalten bleibt. Je nach Bauteildicke, Anfangsfeuchte, Besonnung, Durchlüftung und anderen äußeren Einflüssen dauert das mehrere Monate bis mehrere Jahre.

Am längsten dauert es bei Materialien mit schwach ausgebildeter Kapillarität und einem hohen Sättigungswassergehalt. Am schnellsten geht es bei Baustoffen mit hoher Kapillarität, wie etwa bei Vollziegeln. Sie haben bei mittleren Rohdichten Wasseraufnahmekoeffizienten um 20-30 kg/(m2h0,5) gegenüber Kalksandsteinen mit 10 und Gasbeton 4 bis 8 und Kunstharzputz mit 1. Weitere Werte unter Baustoffkatalog. Die Kehrseite dieser wünschenswerten Eigenschaft ist, dass solche Ziegel auch chemisch aggressive Niederschläge schneller und weiter ins Bauteil transportieren als Materialien mit geringerer Kapillarität. Sehr viel besser als Vollziegel verhalten sich Lochziegel. Bei ihnen ist die beim Kapillartransport wirksame Fläche durch die Lochung verkleinert. Hochlochklinker oder Hochlochvormauerziegel sind deshalb für Sichtfassaden besonders gut geeignet. Der beste Schutz von Bauteilen aus Materialien mit hoher Wasseraufnahmefähigkeit sind hinterlüftete Verkleidungen (Holz, Schiefer) oder Fassadenbepflanzungen. [186]

sd-Wert (diffusionsäquivalenten Luftschichtdicke)
Die Fähigkeit von Baustoffen, für Wasserdampf durchlässig zu sein, wird durch die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl beschrieben. Wie diffusionsfähig eine Wand ist, hängt von den Materialien und der Dicke ihrer Schichten ab. Als Diffusionswiderstand einer Schicht gibt man die Luftschichtdicke in Metern an, die der Diffusion (Austausch von Wasserdampf- und Luftmolekülen) denselben Widerstand entgegensetzen würde wie die betreffende Schicht. Je niedriger der Wert, desto weniger wird der Wasserdampf auf dem Weg von der warmen zur kalten Seite gebremst. Für offenporige Konstruktionen ist ein niedriger μ-Wert vorteilhaft, da die Entfeuchtung ungehindert und schnell ablaufen kann. Eine Aussage über die Wirkung eines Materials in einer gegebenen Konstruktion ist nur bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Dicke des Stoffes möglich.

Den Wert dieser diffusionsäquivalenten Luftschichtdicken (abgekürzt sd) bekommt man, wenn man den Wert der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl (μ) mit der Schichtdicke in Metern mal nimmt.

Dieser μ-Faktor sagt jedoch nur aus, wie gut Wasserdampf in einem Material im Verhältnis zu Luft diffundiert, aber nichts über die Diffusionsfähigkeit von Wasser. So lässt ein Zementputz (μ =20) den Wasserdampf relativ gut durch, so sperrt er doch Wasser beachtlich gut (relativ große Wassermoleküle). Dies gilt für Materialien, die kein Wasser durchlassen aber trotzdem (Wasserdampf-) diffusionsoffen sind, z. B. Kunststoff-Zement-Putze, Dispersionsanstriche. Lehm oder nicht zu hoch gebrannte Ziegel lassen jedoch Wasserdampf und auch flüssiges Wasser diffundieren. [185]

Eine 36,5 cm dicke Mauerschicht aus Ziegelsteinen (μ =8) hätte demnach eine äquivalente Luftschichtdicke von sd= 8 x 0,365 m = 2,92 m.

Bei der Gipskartonverkleidung [132] ergibt sich ein sd-Wert = 8 x 0,0125 m = 0,1 m .

Anstrichmaterialien haben in der Regel ziemlich hohe Werte. Da aber die Schichtdicken mit wenigen zehntel Millimetern nur sehr gering sind, beeinträchtigen sie die Diffusionsfähigkeit der Wand im Allgemeinen kaum. Jedoch wird aber die Sorption (Wasserdampfaufnahme) beeinflusst und das ist gerade für Innenräume zum Abbau der Feuchtespitzen der Raumluft wichtig.

So entspricht der sd-Wert einer 0,5 mm dicken Leimfarbenschicht [187] mit μ=180 … 215, sd = 200 x 0,0005 m = 0,1 m.

Wird ein Kunstharzdispersionanstrich [187] mit μ= 1800 verwendet, so liegt der sd-Wert bei 0,9 m. Bei einem Ölsockelanstrich mit μ= 10.000 sind dies 5 m. Damit wird deutlich, warum früher gerade an dieser Wandbeschichtung in der Küche nach dem Kochen sich ein Feuchtigkeitsfilm (Kondenswasser) bilden konnte und der sich darunter befindliche Putz bei Altbauten meist schadhafter ist. Wobei aber noch andere stoffspezifische Eigenschaften als nur die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl berücksichtigt werden sollte.

Werte der Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl unter
- μ = 10 zeigen eine sehr gute Diffusionsfähigkeit für Wasserdampf an;
- 10 - 50 sind mittlere Diffusionswerte;
- bei Werten von 50 - 500 wird die Dampfdiffusion eingeschränkt;
- bei 500 - 15.000 wird sie stark eingeschränkt;
- ab 15.000 wirkt ein Material wasserdampfsperrend;
- ab 100.000 ist ein Material dampfdicht.

Die Richtung der Diffusion wird von dem absoluten Feuchtegehalt der Luft bestimmt und ist so bei kalter Außenluft nach außen gerichtet. Sie ist nicht abhängig von der Richtung des Wärmestroms, sie kann dieser entgegengesetzt gerichtet sein. Wasserdampf kann trotz starker Abkühlung auf der anderen Seite der Wand heraus diffundieren, ohne seinen Aggregatzustand zu wechseln, also keine Tauwasserbildung an der Oberfläche. Dies ändert sich jedoch, wenn sich auf der kalten Seite eine dichte Schicht befindet und sich so ein Staubereich bildet, wo ein Dampfsättigungsdruck aufgebaut wird. Dann kann eine Kondensation ausgelöst werden. [188]

Bei zu geringem sd-Wert bei einer Außenwand kann der Taupunkt bei feucht-kaltem Wetter für die nach außen diffundierende Raumluftfeuchte schon unter verhältnismäßig normalen Bedingungen in der Wand liegen. An der Stelle beginnt dann die Durchfeuchtung der Wand umso stärker, je kleiner ihre Diffusionsfähigkeit ist. Für Außenwände gelten deshalb Werte zwischen sd= 4 und 7 als besonders günstig.

Zur Vermeidung einer Wasserdampfkondensation bei mehrschichtigen Bauteilen soll von innen nach außen der Wärmedurchlasswiderstand zunehmen (Wärmedämmschicht außen) und die Dampfdurchlasswiderstände abnehmen. Diese Bedingungen werden z.B. beim Wandaufbau, Innenputz, Kalksand, Vollsteine, Mineralwolle, Luftschicht, Fassadenplatte (Wand mit hinterlüfteter Fassade), erfüllt. Bleibt die Wand feucht, das ist gerade beim Neubau zu beachten, so kann das Wasser hinter einer wasserdichten oder -abweisenden Außenschicht, wie es z. B. bei der Thermohaut der Fall sein kann, schlecht durch Diffusion entweichen und das Mauerwerk wird über lange Zeit geschädigt. [189] Dieses Problem tritt auch im ausgebauten Dachgeschoss auf, hier sammelt sich das Kondenswasser zwischen der Verkleidung (Gipskarton o. ä.) und der Dampfbremse. Es tropft dann in den Raum. Es wird dann angenommen, dass das Dach undicht ist. (Was unter Umständen auch sein könnte, daher ist die Ursache zu ergründen.)

Da Gipskartonbauplatten nicht sehr stark sind, ist auch der sd-Wert gering (siehe oben). Je nach Farbbeschichtung (Art und Stärke) Liegt der sd-Wert zwischen 1 und maximal 10 m. Die Dampfbremse selbst hat je nach Art einen sd-Wert von 100...200 m und damit ist die Dampfdiffusion eingeschränkt aber nicht unterbunden. Gerade wenn noch eine hohe Baufeuchte nach dem Neubau vorliegt, wird so die Dämmung durch Diffusion stärker befeuchtet als vorgesehen. Im folgenden Bild wird eine Dachschräge mit dem Anschluss an eine Giebelwand gezeigt.
Die Dampfbremse wurde nicht fugendicht angeschlossen, das Gleiche gilt auch für Stöße. Trotz das die Gipskartonplatte fugendicht, mit Acryl oder Fugenband, an die Wand angeschlossen wurde, gelangt Feuchtigkeit (Diffusion) in den Hohlraum, zwischen Platte und Dampfbremse. Durch Fugen in der Dampfbremse wird ein Unterdruck aufgebaut, infolge des bestehenden Dampfdruckgefälles. Die warme Innenraumluft, ist bestrebt nach außen zu gelangen. Bei einer Windlast wir der Windsog noch verstärkt. Dies wirkt sich auch auf die Diffusion aus. Durch Untersuchungen von Wagner zu Wasserdampftransport infolge von Diffusion und Konvektion wurde ermittelt, dass bei einem sd-Wert = 10 m und mittlerer Diffusion aller 10 Stunden auf einer Fläche von 60 m2 etwa der Inhalt eines Schnapsglases durch das Bauteil diffundiert. [190]

Was versteht man unter Sorption (Wasserdampfaufnahme)?
Für das rasche Ausgleichen von Feuchtigkeitsschwankungen, z. B. in einer Wohnung, sorgt die Sorptionsfähigkeit von Oberflächenmaterialien der Raumbegrenzungsflächen und der Einrichtungsgegenstände. Darunter versteht man die physikalischen und chemischen Materialeigenschaften, Wasserdampf oder andere dampfförmige Stoffe (Geruchsstoffe, Dämpfe von Löse- und Desinfektionsmitteln, Kunststoffmonomere) durch "Adsorption" an die Wände der Zellen, Poren und Kapillaren zu binden und beim Abnehmen der relativen Luftfeuchte (bzw. des Sättigungsgrads der Luft mit Dämpfen aller Art) in der Umgebung durch "Desorption" wieder freizugeben.

Die adsorbierten Wasserdampfmoleküle bewirken bei natürlich-organischen Materialien wie Holz, Wolle, Textilien oder Papier sichtbare Formänderungen, indem sie die unter ihrem eigenen Gewicht in sich zusammengesunkenen Zellwände glätten und versteifen. Die Materialien beginnen zu quellen, und zwar, um so stärker, je mehr Wasserdampfmoleküle an die Zellwand adsorbiert werden, bis bei 100 % relativer Luftfeuchte der Umgebung die Grenze erreicht ist. Auch bei weiterer Feuchtigkeitszufuhr - z.B. durch Kapillartransport quillt das Material nicht mehr weiter (bzw. nur noch geringfügig) auf. Bei der Desorption beginnen die Zellwände des Materials wieder zu schrumpfen - das Material "schwindet".

Da Schwinden und Quellen von der Menge der adsorbierten Wasserdampfmoleküle und die wiederum vom Grad der relativen Luftfeuchte abhängen, hat man schon lange solche Materialien in Geräten zur Luftfeuchtigkeitskontrolle eingesetzt. Man nannte sie deshalb auch "hygroskopisch", das heißt "feuchtigkeitsüberwachend". Bei Bau- und Einrichtungsmaterialien wendet man das Wort aber heute allgemein auf Stoffe mit ausgeprägter Sorptionsfähigkeit an; man spricht z.B. von der "starken Hygroskopizität von unbehandeltem Holz". Sorptionsfähig sind fast alle Materialien; das heißt, bei fast allen steigt oder sinkt die Materialfeuchte in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchte der Umgebung, bis zwischen beiden das hygroskopische Gleichgewicht hergestellt ist.
Bei Stoffen mit großer Hygroskopizität geht das nur sehr viel schneller, und es werden größere Wasserdampfmengen aufgenommen und auch wieder abgegeben. Holz und auch Lehmbaustoff zeigen hier gute Eigenschaften.

Bei trockener Luft weist Holz ein Feuchtigkeitsgehalt von 8 bis 12 M% auf. Es kann jedoch bis zu mehr als 30 % seines Trockengewichts an Wasser aufnehmen (hygroskopisches Gleichgewicht bei 100 % relativer Luftfeuchte), ehe es fühlbar feucht wird. Bei den meisten mineralischen Baustoffen liegt die höchstmögliche hygroskopische Gleichgewichtsfeuchte bei 2 bis 3, maximal 5%. (Z. B. Kork 10 %, Kalksandstein 5,0 % und Ziegel 1,5 %).

Sorptionsfähige Materialien senkten nicht die allgemeine Schadstoffbelastung der Raumluft durch Adsorption und "Neutralisierung" der Schadstoffe. (Hierfür gibt es gesonderte Beschichtungssysteme, die durch physikalische oder chemische Prozesse die Schadstoffe binden.)

In einem mit unversiegelten Holzflächen getäfelten Raum mit Polstermöbeln, schweren Gardinen und Wollteppichen (alles aus feinsten und reinsten Naturprodukten)ist z. B. die Geruchsbelästigung durch Tabakrauch weniger groß als in einem gleich großen Raum mit Glas- und Stahlmöbeln, gekacheltem Boden, gefliesten Wänden und Rohbetondecke. Die sorptionsfähigen Materialien binden eine Menge der Geruchs- und Schadstoffe aus dem Tabakrauch - und geben sie, schön langsam, noch Wochen später wieder an die Raumluft ab. Ein bau- und wohnbiologisch sehr unerfreulicher Raum aus Beton, Stahl, Glas und Keramik ist dagegen bereits nach einmaligem kräftigen Lüften wieder nahezu frei von Luftschadstoffen (Lösungs-, Putz- und Reinigungsmittel, Kosmetika u. a.) [191,192]

rong>Wärmeleitfähigkeit λ [W/mK]:
Nach Fourier ist der im Stoff geleitete Wärmestrom Q dem Temperaturgefälle dt/dx und der Wandfläche A senkrecht zum Wärmestrom proportional.

Die Gleichung lautet:

Q = λ x A x dt/dx

Der Proportionalitätsfaktor λ heißt Wärmeleitfähigkeit. Er ist eine Stoffeigenschaft und in geringem Maße von Temperatur und Druck abhängig. Er muss experimentell ermittelt werden. [185] Gute Wärmeleiter (Metalle) haben eine hohe Wärmeleitfähigkeit, schlechte Wärmeleiter niedrige. Sind diese λ Werte kleiner 0,1 W/mK, so zählen diese Materialien zu den Wärmedämmstoffen. [193]

Die Wärmeleitfähigkeit eines Stoffes ist auf die thermische Molekularbewegung zurückzuführen. Sie wird vor allem durch zwischenmolekulare Kräfte vermittelt.

Kristallisierte Stoffe besitzen ein großes Wärmeleitvermögen, z.B. Metalle und ihre Legierungen ( λ = 40 bis 380 W/mK) (gute Wärmeleiter). Bei amorphen Stoffen ist das Wärmeleitvermögen im Vergleich geringer, z. B. Glas (λ = 0,8 bis 1,1 W/mK). Es nimmt weiter ab, wenn im amorphen Stoff Makromoleküle vorliegen, z.B. bei dichten Plasten (λ = 0,12 bis 0,4 W/mK). Bei porösen und porigen Stoffen beeinflussen die in den Poren eingeschlossenen Medien Luft, Wasserdampf oder Wasser die Wärmeleitfähigkeit entscheidend. Je kleiner der mittlere Porendurchmesser ist, umso größer ist seine Wärmedämmleistung. Zwei Körper aus dem gleichen Material können dieselbe Rohdichte und dasselbe Porenvolumen aufweisen und dennoch verschieden in der Wärmedämmleistung sein.[194] Z. B. Sand feucht: λ = 1,1 W/mK, Sand trocken: λ = 0,33 W/mK oder Eiche radial: λ= 0,17...0,31 W/mK, Eiche axial: λ= 0,37 W/mK. [194]

Wasseraufnahmekoeffizient w [kg/m2h0,5]
Er gibt an, wie viel Wasser gemessen in Kilogramm durch einen Quadratmeter benetzter Fläche in einer bestimmten Zeit - z.B. in einer Sekunde oder einer Stunde - in das völlig trockene Material eindringt. Für viele Baustoffe mit kleinem Wasseraufnahmekoeffizienten, also nur gering ausgebildeter Kapillarität, ist eine besonders hohe "Wasseraufnahme" charakteristisch.

Wärmeeindringkoeffizient b [kJ/m2h0,5K]
Die Eigenschaften des einzelnen Baustoffs sind gut erkennbar mithilfe des Wärmeeindringkoeffizienten

b ( b= √ λ x ρ x c)

Je größer der Wert ist, umso mehr speichert der Stoff Wärme, umso berührungskälter ist er, umso langsamer kühlt er aus. [195] Bei Werten unter 20 kJ/m2s0,5K wird die Oberfläche des Stoffes sehr schnell warm, weil die Wärme nur langsam nach innen weitergeleitet wird (= sehr günstiges Verhalten für Fußböden und andere raumumschließende Flächen).

Bei Werten von 20 - 50 erreicht der Stoff eine angenehme Oberflächentemperatur (fußwarm). Bei einem Wärmeeindringkoeffizienten größer 50 wirkt die Oberfläche kalt, da die Wärme schnell ins Innere des Stoffes abfließt, über 150 ist der Wärmeabfluss sehr unangenehm (z. B. Metalle). [193]

In der Literatur werden oft unterschiedliche Dimensionen angegeben, was die Beurteilung der einzelnen Baustoffe nicht einfach macht. Hier drei Beispiele:

Umrechnung 1 kJ = 2,78 x 10-4 KWh ; 1 J = 1 Ws

Anlage 10: Betrachtungsbeispiele zur Oberflächenfeuchte an einer Außenwand

Beispiel 1: Wohnzimmer mit 20°C

Aus Anlage 3 Variante 1 mit Außenmauerwerk Ziegel (1800 kg/m³) 36,5 cm, beidseitig Kalkzementputz, Oberflächentemperatur 14,2°C und Außentemperatur -10°C, Raumtemperatur 20°C, rel. Luftfeuchte 60 %

Aus Anlage 3 Variante 3 Wärmedämmung (Polystyrol) 6 cm Ziegel (1800) 36,5 cm, beidseitig Kalkzementputz, Oberflächentemperatur 18 °C und Außentemperatur -10°C Raumtemperatur 20°C, neue Fenster, relative Luftfeuchte 65 % (Eigene Beobachtungen zeigten, dass sich bei gleichem Nutzungsverhalten und einer einfachen Abdichtung nur am unteren Schenkel an Holzkastenfenster die relative Luftfeuchte im Raum um ca. 5-8 % ansteigt.)

Ergebnis:

Aus der Anlage 4 wird die relative Luftfeuchte an der Wandoberfläche für die jeweilige Konstruktion und aus der Grafik (Bild 2.2.3.) die Keimungszeit entnommen.

Für Variante 1 (Anlage 3) ergibt sich eine relative Luftfeuchte von 85 % und die Sporenauskeimung liegt bei ca. 6 Tage. Um eine Sporenauskeimung zu vermeiden, muss die relative Luftfeuchte im Raum kleiner 53 % sein.

Für Variante 3 (Anlage 3) ergibt sich eine rel. Luftfeuchte von 75 % und in der Regel liegt noch keine Sporenauskeimung vor. Zweckmäßig ist auch hier die ständige relative Luftfeuchte unter 55 % zu halten.

Beispiel 2: Schlafzimmer mit 17°C

Wandkonstruktionen wie im Fall 1, die ständige relative Luftfeuchte beträgt 50%.

Bei Variante 1 (Anlage 3) ergibt sich eine Oberflächentemperatur von 12°C mit einer rel. Luftfeuchte von 68 % und bei Variante 3 (Anlage 3) von 15,5 °C mit einer rel. Luftfeuchte an der Oberfläche von 55 %.

Ergebnis:

In beiden Fällen liegt keine Sporenauskeimung vor.

Jetzt sollen aber noch die Überlegungen aus der Tabelle 5.3 (Pkt. 5.1.5.) hinzugezogen werden.

Erfolgt in der Nacht bei geschlossenem Fenster keine zusätzliche Lüftung, so steigt die relative Luftfeuchte im Raum kontinuierlich an, bis ein Feuchtegleichgewicht der Mischluft (abhängig von der Feuchteproduktion, Luftaustauschrate, Feuchteanteil der zugeführten Außenluft, Raumvolumen u. a.) erfolgt.

Bei der Variante 1 (Anlage 3) steigt nach Tabelle 5.3 (Punkt 5.1.5.) dritte Spalte (Luftaustauschrate = 0,5 h-1) die absolute Luftfeuchte nicht höher als 9 g/m³ an, das entspricht einer relativen Luftfeuchte von ca. 61 % und an der Wandoberfläche beträgt die Oberflächentemperatur 12°C und die relative Luftfeuchte ca. 85 %. Damit liegt eine Sporenauskeimungszeit nach der Grafik (Bild 2.2.3.) von ca. 8 Tagen vor.

Bei der Variante 3 (Anlage 3) nach Tabelle 5.3 (Punkt 5.1.5.) erste Spalte (Luftaustauschrate = 0,3 h-1), wegen der geringeren Luftaustauschrate (neue dichtschließende Fenster in Verbindung mit der Außendämmung), wird nach 6 Std. eine absolute Luftfeuchte von 11,2 g/m³ erreicht, was einer relativen Luftfeuchte im Raum von ca. 78 % und an der Wandoberfläche von ca. 85 % entspricht. Bei der Oberflächentemperatur von 15,5 °C liegt jetzt eine Sporenauskeimungszeit nach der Grafik (Bild 2.2.3.) von ca. 4 Tagen vor!

Kommentar zum Beispiel 2:

Die Betrachtungen sind rein theoretisch aber lassen erkennen, dass eine Sanierung der Gebäudehülle durch eine nachträgliche Wärmedämmung mit Isolierverglasung wohnhygienisch keine Vorteile bringt. Je nach Situation können bei beiden Varianten Grenzbereiche erreicht werden, wo es zu einer Schimmelpilzbildung kommen kann. Beträgt das (Raum-) Luftvolumen nicht 50 m³, sondern nur 40 m³, z. B. bei gleicher Grundfläche statt einer Raumhöhe von 2,6 m nur 2,3 m, z. B. in eine Dachgeschosswohnung, so muss ein m³Raumluft nicht 1 g Wasserdampf, sondern 1,25 g pro Stunde aufnehmen. So würde bei der Variante 3 auch bei einer Lüftungsrate von 0,5 h-1 die Situation des Anstiegs der relativen Luftfeuchte an der Wandoberfläche annähernd gleich bleiben. Es ist immer die Gesamtsituation zu betrachten und zu bewerten.
Bei einem „schimmelfreien“ Gebäude besteht aus wohnhygienischen Gründen nicht unbedingt die Forderung einer nachträglichen Wärmedämmung, es sei, es handelt sich hierbei um energetisch sehr ungünstige Konstruktionen.

Im Vordergrund für die Bewohner steht die Erhaltung der Gesundheit und nicht die Einsparung von wenigen Watt Energie!

Salizylsäure31) C6H4-OH-COOH, Salicylanilid = Salicylsäureanilid und ähnliche verwandte Chemikalien aus der Gruppe der Salicylsäure werden ebenso oft als Analgetika (schmerzstillende Mittel) eingesetzt. Diese Substanzen können aber auch Vergiftungserscheinungen hervorrufen, die sich in starkem Schwitzen, erhöhter Reizbarkeit und Atemlähmung zeigen. [164]

Quellenverzeichnis

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[41] Boedijn, K. B.; Knauers Pflanzenreich in Farben, a.a.O., S. 84
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[130] Schön, Georg; Pilze- Lebewesen zwischen Pflanzen und Tier, a.a.O., S. 25
[131] Reiß, Jürgen; Schimmelpilze 1997, a.a.O. S.287
[132] Schadensmeldung per Email an Rauch, Peter; 4/2005, Fertigteilhaus wurde 1993 errichtet
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[139] Niemeyer, Richard; Der Lehmbau und seine praktische Anwendung, ökobuch-reprit Originalausgabe 1946
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[142] Daunderer, Max; Gifte im Alltag, 1. Aufl., München: Beck, 1999, 26 ff
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[178] Falbe, Jürgen; Regitz, Manfred; a.a.O., S. 639
[179] Falbe, Jürgen; Regitz, Manfred; a.a.O., S. 682
[180] Rauch, Peter; Schimmelpilzbildung infolge Wärmebrückenbildung – Allgemeine Darstellung und Aufzeigen konstruktiver Mängel beim Dachgeschoßausbau, Vortrag 4.5.1994 Bauberatungszentrum Leipzig (www.ib-rauch.de/bauphysik/waermebr.html)
[181] Schimmelpilze in Innenräumen – Nachweis, Bewertung, Qualitätsmanag., a.a.O., S.24-27
[182] Dienter, Harry; Fleckenentfernung – aber richtig! a.a.O., S. 91 ff
[183] Kur, Friedrich; Wohngifte Wohngifte, Handbuch für gesundes Bauen und Einrichtungen, 3. Aufl. 1993, Verlag Eichborn, S. 536
[184] Libbert, Eike; Allgemeine Biologie, 1986, VEB Gustav Fischer Verlag Jena, S. 153
[185] Oberrauch, Bernhard; Bauphysikalische Daten über Lehm, Wohnung + Gesundheit 9/92 Nr. 64 S.48/49
[186] Kur, Friedrich; Wohngifte, a.a.O., S. 545
[187] König, Holger; Wege zum gesunden Bauen, a.a.O., S. 95 ff
[188] Eichler, F., Arndt, C.; Bautechnischer Wärme- und Feuchteschutz, Berlin Verlag für Bauwesen 1989, S. 95
[189] Meyer, Günter; Schiffner, Erich; Technische Thermodynamik 1983, Fachbuchverlag Leipzig S. 207, 365
[190] Colling, Francois; Lernen aus Schäden im Holzbau, Deutsche Gesellschaft für Holzforschung Innovations- und Service GmbH, 2000, S. 132
[191] Kur, Friedrich; Wohngifte, a.a.O., S. 572
[192] Eichler, F., Arndt, C.; Bautechnischer Wärme- und Feuchteschutz, a.a.O. S. 95
[193] Holger König; Wege zum Gesunden Bauen, Ökobuch Staufen b. Freiberg, 1997, S.225
[194] Eichler, F., Arndt, C.; Bautechnischer Wärme- und Feuchteschutz, a.a.O., S. 23, 24, 226
[195] Eichler, F., Arndt, C.; Bautechnischer Wärme- und Feuchteschutz, a.a.O., S. 114
[196] Bobran, Hans W.; Bobran-Wittfoht, Ingrid; Handbuch der Bauphysik, 7. Aufl., 1994 vieweg Verlag
[197] Are our homes making people sick? By Cartwright Pickard Architects and MEARU, Architects' Journal, 7 August 2015
[198] Lotz, Antje; Hammacher, Peter; Schimmelpilzschäden vermeiden, Fraunhofer IRB Verlag 2001, S. 153
[199] СРОЧНО!!! ПРОИЗОШЛО ЧТО-ТО ОЧЕНЬ ЗАГАДОЧНОЕ!!! ПОЧЕМУ МОЛЧАТ СМИ? 04.07.2020 ДОКУМЕНТАЛЬНЫЙ ФИЛЬМ HD
[200] Dr. Ing. Erwin Thoma; Die geheime Sprache der Bäume Vortrag 15. AZK

Schimmelpilze in Wohngebäuden ISBN 9783000129469 2007 und Ergänzungen 2021
- Peter Rauch PhD -

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