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Luftfeuchtigkeit

Wasserdampf ist einer der Bestandteile der Luft. Der Anteil des Wasserdampfes am Luftdruck wird Wasserdampfpartialdruck P genannt. Der Wasserdampfpartialdruck ist an jeder Stelle im Raum gleich. Wasserdampf ist in der Luft nicht sichtbar, im Gegensatz zu den feinen Wassertröpfchen, die wir als Nebel kennen. Luft kann nur eine begrenzte Menge Wasserdampf aufnehmen. Die Wasserdampfmenge, die die Luft aufnehmen kann, ist umso höher, je höher die Temperatur der Luft ist. Den Druck, den der Wasserdampf maximal in der Luft erreichen kann, nennt man den Sättigungsdampfdruck Ps. In Abhängigkeit von der Temperatur an einer bestimmten Stelle im Raum kann der Sättigungsdampfdruck innerhalb des Raumes variieren. In direktem Zusammenhang mit dem Sättigungsdampfdruck kann man auch die absolute Feuchtigkeit in der Luft angeben. Diese wird auf das Volumen bezogen in Gramm pro Kubikmeter; oder auf die Masse der trockenen Luft bezogen in Gramm Wasser pro Kilogramm trockene Luft angegeben. Die relative Luftfeuchte Φ ist die Angabe der vorhandenen Wassermenge, die auf die maximal mögliche Wasserdampfmenge bezogen wird, die Luft bei einer bestimmten Temperatur aufnehmen kann. Sie wird in Prozent angegeben.

Die relative Feuchte entspricht dem vorhandenen Wassergehalt der Luft zum maximal möglichen Wassergehalt (absolute Feuchte) in Prozent. Benutzt man für diese Darstellung den Dampfdruck, lautet die Formel:

Φ = P / Ps * 100 in %

Da der absolute Feuchtegehalt in einem Raum an jeder Stelle gleich ist, ergibt sich die relative Feuchte Φ in Abhängigkeit von der Temperatur an der jeweiligen Stelle. Ist es hinter einem Schrank kälter als in der Raummitte, so ist dort auch die relative Luftfeuchte höher.
Wird Luft abgekühlt, so sinkt der Sättigungsdampfdruck ab. Da die Feuchtigkeit in der Luft verbleibt, also der Partialdruck konstant bleibt, steigt die relative Luftfeuchtigkeit an. Dies geht so lange, bis die Temperatur erreicht ist, bei der der Partialdruck dem Sättigungsdampfdruck entspricht. Die Temperatur, bei der dies eintritt, nennt man Taupunkttemperatur. Sinkt die Temperatur weiter ab, kann die Luft nicht mehr Feuchtigkeit aufnehmen und es kondensiert Wasser an den Oberflächen aus.
Die Eigenschaft feuchter Luft spielen bei der Ursachenklärung von Schimmelpilzbefall eine sehr große Rolle. In der Normung hat man sich darauf festgelegt, dass von einer Gefahr für Schimmelpilzbefall auszugehen ist, wenn die relative Luftfeuchte an der Oberfläche längerfristig 80% übersteigt. Die Gefahr besteht auch dann, wenn zuvor schon eine "biologische Besiedlung" stattgefunden hat und dieser Wert täglich nur für einige Stunden überschritten wird.

Die Luftfeuchte in Räumen wird im Wesentlichen von der absoluten Luftfeuchte der Außenluft ce bestimmt. Im Sommer ist die absolute Luftfeuchte der Außenluft hoch, im Winter temperaturbedingt niedrig. Wird im Winter die Raumluft erwärmt, ergibt sich eine niedrige relative Luftfeuchte.
In Innenräumen wird jedoch auch Feuchte freigesetzt FE - durch Atmung, Pflanzen, Kochen, Duschen usw.. Dadurch erhöht sich die absolute Feuchte ci gegenüber der Außenluft. Die Erhöhung ist umso größer, je weniger gelüftet wird und je kleiner der Raum ist. Den Zusammenhang beschreibt die nachfolgende Gleichung. Die Gleichung gilt nur für den stationären Zustand (wenn die Feuchteproduktion und die Lüftung zeitunabhängig gleichbleiben sind). Sie berücksichtigt also keine Stoßlüftung.

ci = ce + FE / (n * V)

mit:

Formelzeichen Bedeutung
ci absolute Feuchte innen (interior)
ce absolute Feuchte außen (exterior)
FE Feuchteemission im Raum
n Luftwechselzahl
V Raumvolumen

Der Faktor n * V entspricht dem Außenluftvolumenstrom.
Die Gleichung umgestellt führt damit zu folgender Erkenntnis: Die Differenz der absoluten Luftfeuchte c zwischen innen und außen entspricht dem Verhältnis aus Feuchteemission FE zum Außenvolumenstrom.

ci - ce = FE / n * V

Insgesamt erkennt man: je höher die Feuchteemission ist, desto größer muss auch der Außenluftvoloumenstrom bzw. die Luftwechselzahl sein.