Was ist der Taupunkt?

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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.

Kondenswasser am Fenster © Gchristo, fotolia.com
Kondenswasser am Fenster © Gchristo, fotolia.com

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.
Wichtig: Wenn warme Luft auf kalte Oberflächen trifft, wird sie abgekühlt und der Wasserdampfanteil reduziert. Es kann eine mögliche Sättigung der Luft eintreten oder aber der Taupunkt ist erreicht. Der Wasserdampfanteil, den die gekühlte Luft dann nicht mehr aufnehmen kann, fällt als sichtbarer Niederschlag, dem Kondenswasser in Form von Tau, Nebel oder Wasser Tröpfchen aus. Dieser Vorgang wird als Kondensation bezeichnet.
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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)

Maximale Wasserdampfaufnahmefähigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur
Maximale Wasserdampfaufnahmefähigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur

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.

Wichtig: Der Kondensationsvorgang beginnt immer an der kältesten Stelle. Fensterflächen, die bei niedrigen Außentemperaturen abgekühlt beschlagen als erstes bei warmer, feuchter Raumluft. Kondensation findet aber auch auf Fußböden, Wänden und Decken statt, ohne direkt sichtbar zu sein.

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

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.

Wichtig: Bei mehrschichtigen Außenwänden muss der Diffusionswiederstand von innen nach außen abnehmen, ansonsten führt das zu Feuchteschäden innerhalb des Wandaufbaus. Dies zeigt sich schnell bei unsachgemäß ausgeführten Außendämmungen oder Fassadenverkleidungen.

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.

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.

Veränderung der relativen Luftfeutugkeit in Abhängigkeit zur Temperatur
Veränderung der relativen Luftfeutugkeit in Abhängigkeit zur Temperatur

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.

Wichtig: Nicht nur die ausreichende Belüftung, sondern auch die Beheizung der Räume ist ausschlaggebend für eine Verhütung von Feuchtigkeitsschäden und Schimmelbildung.

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