Was ist der „Taupunkt
Welche Rolle spielt dieser bei der Schimmelbildung?
Bei der Entstehung von Schimmelpilzen ist Feuchtigkeit die Hauptursache. Sie befindet sich in Materialien wie Holz und Mauerwerk aber auch in der Luft. Denn Luft hat die Fähigkeit, Wasser in gasförmigem Zustand aufzunehmen. Diese unsichtbare Feuchtigkeit in der Luft wird auch als „Wasserdampf“ bezeichnet. Die Menge an Wasserdampf, die in der Luft enthalten sein kann, ist allerdings begrenzt.
Der Taupunkt
Wird das Aufnahmevermögen von Feuchtigkeit in Form von Wasserdampf in der Raumluft überschritten, ist der Taupunkt erreicht. Es bildet sich Kondensat, ausfallendes Wasser in flüssigem Zustand.
Gesetzmäßigkeiten der Luftfeuchtigkeit
- Je wärmer die Luft, desto mehr Wasser (in Form von Wasserdampf) kann sie bis zum Taupunkt, dem Überschreiten der maximalen Sättigung, aufnehmen.
- Je kälter die die Luft, desto weniger Wasser kann sie aufnehmen, bis die maximale Luftfeuchtigkeit erreicht ist.
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Relative und absolute Luftfeuchtigkeit
Absolute Luftfeuchtigkeit
Die absolute Luftfeuchtigkeit ist die tatsächlich enthaltene Menge an Wasserdampf in einem bestimmten Raumvolumen. Sie wird in Gramm pro Kubikmeter angegeben. (g/m³)
Das Diagramm zeigt, dass Luft beispielsweise bei 25 °C ganze 23,1 Gramm Wasser pro Kubikmeter aufnehmen kann. Luft bei – 5 °C kann nur 7 Gramm Wasser pro Kubikmeter aufnehmen.
Relative Luftfeuchtigkeit
Die relative Luftfeuchtigkeit gibt an wieviel Prozent der Luft mit Wasserdampf gesättigt ist.
Die Angabe erfolgt in Prozent pro Kubikmeter. (% / m³). Bei 100% relativer Feuchte ist die Luft vollständig mit Wasserdampf gesättigt. Werden die 100% relative Feuchte überschritten, tritt der Taupunkt ein und die überschüssige Feuchtigkeit wird zu Kondenswasser. Dann beschlagen beispielsweise nach dem Duschen die Fenster.
Wann bildet sich wieviel Tauwasser?
Die Menge der Aufnahme und Abgabe von Wasser in der Luft steht in direkter Abhängigkeit zur Temperatur der Luft.
Beispielrechnung Tauwasserausfall bei einer Raumluftabkühlung um 5 °C
- Durchschnittliche Temperatur und Räumen: + 20 °C
- Kubikmeter Beispielraum 3,00 m x 4,00 m x 2,50 m 30 m³
- Maximale Wassermenge in 30 m³ bei + 20 °C 516 g
- Maximale Wassermenge in 30 m³ bei + 15 °C 390 g
- Tauwasserausfall durch Raumluftabkühlung um 5°C 126 g
- Es werden 126 g Wasser an die Umgebung abgegeben.
Beispiele für Tauwasserausfall durch verschiedene Nutzungen
| Duschen | ca. 1,0 Liter pro Person |
| Wäsche Trocken (4,5 kg Trommel geschleudert) | 1,0 – 1,5 Liter |
| Kochvorgang pro Mahlzeit | 0,4 – 0,8 Liter |
| Waschmaschine pro Waschgang | 0,2 – 0,3 Liter pro Waschgang |
| Zimmerpflanzen | 0,5 – 1,0 Liter pro Tag |
| Freie Wasseroberflächen durch Aquarien oder Zimmerbrunnen | 0,9 – 1,2 Liter pro m² am Tag |
| Schlafphase pro Person | ca. 1,0 Liter |
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Schimmelpilzbildung in Abhängigkeit von den Jahreszeiten
Im Sommer haben wir meist warme Temperaturen und in der Regel steigt auch die Luftfeuchtigkeit an. Sie kann vorrübergehend Werte nahe der 100% erreichen. Die kühlere, trockenere Luft der Wohnräume mischt sich kontinuierlich mit der feuchten warmen Außenluft. Dieser Austausch führt zu einer ebenfalls erhöhten Luftfeuchtigkeit der Raumluft. Allerdings kommt es durch die sommerlichen Temperaturen zu keiner Kondensation auf den Oberflächen, da diese ebenfalls die erwärmt sind. Dadurch geht der Schimmelpilzbefall im Sommer zurück oder verschwindet sogar völlig.
Wasserdampf-Partialdruck und Diffusion
In den kalten Jahreszeiten ergeben sich Temperaturdifferenzen zwischen der Außen- und Innenluft. Die warme Luft der beheizten Innenräume kann mehr Wasserdampf aufnehmen.
Somit herrscht ein höherer Wasserdampf-Partialdruck in der erwärmten Raumluft als in der Außenluft.
Wasserdampf-Partialdruck: Der Luftdruck setzt sich aus einem hohen Anteil von atmosphärischem Druck, zu einem gewissen Anteil aber auch dem Druck der Wasserdampfaufnahme zusammen. Dieser Teildruck wird als Wasserdampf-Partialdruck bezeichnet. Er wird von der Menge an Wasserdampf bestimmt und ist nicht von der Temperatur abhängig.
Die Folgen sind unterschiedliche Druckverhältnisse der Innen- und Außenluft, die nach einem Gleichgewicht streben. Dieser Druckaustausch erfolgt durch alle Bauteile eines Gebäudes wie Fugen, Ritzen, Fenster und auch das Mauerwerk. Der Prozess der Durchdringung des Wasserdampfs durch Bauteile wird als Wasserdampfdiffusion bezeichnet.
Der Wasserdampf wird zu 98 % durch Lüftung über die Fenster oder eine Abluftanlage nach außen transportiert. Die restlichen 2 % die über die Wasserdampfdiffusion entweichen, sind entscheidend für den Feuchtigkeitsanteil in den Baustoffen.
Im Frühjahr und Herbst wechseln die Temperaturen häufig und somit auch die temperaturabhängige relative Luftfeuchtigkeit. Eine bestimmte Menge an entstehender Feuchtigkeit kann somit unterschiedliche Werte an relativer Luftfeuchtigkeit verursachen.
Luft erwärmt sich um ein Vielfaches schneller als Baustoffe. Um diese Jahreszeiten sind die Oberflächen meist kalt und feuchte Luft wird daran schnell wieder abgekühlt. Dadurch kommt es schneller zu Kondensation und Schimmelpilzbildung. Nur eine ausreichende Belüftung kann dem hier durch regelmäßige Feuchtigkeitsentsorgung entgegenwirken.
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Schimmelpilzbildung im Detail
Schimmelpilze wachsen bereits bei einer Materialfeuchtigkeit von 0,80 bis 0,85 Wasseraktivität (auch aw-Wert). Die Luftfeuchtigkeit beträgt dann 80 % bis 85 %. Für die Schimmelpilzbildung ist keine maximale Sättigung der Luftfeuchtigkeit von 100 % erforderlich.
Der Ausgangswert der von 560 g Wasserdampf bezieht sich auf 50 m³ Raumluft bei einer Temperatur von 20 °C.
Die aufsteigende blaue Linie zeigt die Zunahme der relativen Luftfeuchtigkeit bei fallender Temperatur und konstantem Wassergehalt in der Luft. Der kritische Bereich für die Bildung von Schimmelpilzen liegt bei einer Temperaturdifferenz von 4 °C, in dem Beispiel bei 16 °C.
Ab Temperaturen unter 14 °C setzt dann die Kondensation von Wasserdampf ein. Dies kann auch nur einen Teil der Luft an kalten Flächen oder Gegenständen betreffen. Generell entscheidend ist, dass schon ein Grad Temperaturdifferenz Schimmelbildung begünstigt oder verhindert.
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