Kann unsere Atemluft mit Wasserdampf gesättigt sein?

Wasserdampfsättigung ist ein temperaturabhängiger Zustand der Raumluft; bei 100% befindet sich darin die maximal mögliche Anzahl von Dampfmolekülen

#Übersicht

Ist die Umgebungsluft vollständig mit Wasserdampf gesättigt bildet sich Kondensat, Abb. Pixabay.com
Ist die Umgebungsluft mit Wasserdampf gesättigt, entsteht bei Abkühlung Kondensat, Abb. Pixabay.com
  • Raum- bzw. Atemluft kann mit Wasserdampf unterschiedlich stark gesättigt sein. Wie viel Wasserdampf enthalten sein kann, ist abhängig von der Temperatur der Luft. Warme Luft kann viel Wasserdampf aufnehmen, kalte Luft nur wenig. Bei der maximalen Aufnahme von Wasserdampf ist die temperaturabhängige Sättigungsgrenze erreicht.
  • Erreicht die Luft die Sättigungsgrenze, ist sie vollständig (zu 100 %) mit Wasserdampf gesättigt. In diesem Zustand verbinden sich Wasserdampfmoleküle ständig zu Wassertröpfchen, um sich im gleichen Moment auch wieder voneinander zu lösen und zu verdunsten (verdampfen). Auf einem Glas bilden sich Tropfen, im Gewächshaus rinnt das Wasser an den Scheiben herab.
  • Raumluft mit einem hohen Wasserdampfanteil verschlechtert die Temperaturregulation des menschlichen Körpers, weshalb die empfundene Behaglichkeit mit zunehmendem Wasserdampfanteil der Luft abnimmt (Schwüle).
  • Bei schwacher Wärmedämmung von Bauteilen, besonders an Wärmebrücken, erhöht sich bei hohem Wasserdampfanteil die Gefahr der Tröpfchenbildung mit Durchfeuchtung. Schimmelbildung findet bereits bei einem Wasserdampfanteil von 80 % unmittelbar über der Wärmebrücke statt. Der Heizwärmebedarf steigt dadurch und das Wohnraumklima wird unbehaglich.

Beispiel: Unsere Ausatemluft ist immer nahezu vollständig gesättigt, weil sie bei etwa 33 °C Ausatemtemperatur eine Wasserdampfmenge von etwa 32 Gramm Wasser pro m³ transportiert (maximal wären es 36 g). Kühlt sich die fast gesättigte Ausatemluft auf Raumtemperatur ab, z. B. wenn wir einen Spiegel anhauchen, entsteht Kondensat (Tauwasser). Der Beschlag verflüchtigt sich rasch wieder, weil er von der trockeneren Raumluft aufgenommen werden kann.

#Erreicht die Wohnraumluft die vollständige Sättigung bzw. den Taupunkt?

Die Luft in unseren Wohnräumen kommt bei normalen Raumtemperaturen und Luftfeuchten im Gegensatz zur Ausatemluft nur selten in den vollständigen Sättigungszustand (Taupunkt). Die Wohnraumluft kann daher bis zu der von der Lufttemperatur abhängigen Sättigungsgrenze durchaus weiteren Wasserdampf aufnehmen (z. B. durch Wäschetrocknen, Kochen, Wischen usw.), sofern dieser durch Lüftung hin und wieder abgeführt wird. Es kommt allerdings zu Problemen, wenn feuchtwarme Wohnraumluft über kühlere Bauteile des Wohnraums streicht. Dabei kühlt sich die Luft ab, was zu stärkerer Sättigung führt. Auf besonders kühlen Bauteilen, wie den Fenstern oder in Außenwandecken, wird Tröpfchenbildung möglich.

Tabelle Lufttemperatur Wasserdampfgehalt Taupunkttemperatur
Tabelle Lufttemperatur Wasserdampfgehalt Taupunkttemperatur

Beispiel zur Tabelle Lufttemperatur Wasserdampfgehalt Taupunkttemperatur: Bei 20 °C Lufttemperatur (grüne Zeile) und 50 % Luftfeuchte (grüne Spalte) im Wohnraum besitzt die Wohnraumluft 8,7 g Wasserdampf pro m³ Luftvolumen. Bei diesen Bedingungen beträgt die Taupunkttemperatur 9 °C. Würde man die Wohnraumluft von 20 °C auf 9 °C abkühlen, wäre die Sättigungsgrenze erreicht und es entstünden Wassertropfen.

#Beeinflusst die Wasserdampfmenge die Wohlfühlbedingungen?

Wir fühlen uns nicht wohl, wenn die Temperaturregulation des menschlichen Körpers beeinträchtigt ist. Das ist dann der Fall, wenn der Wasserdampfanteil in der Luft sehr hoch ist (Schwüle!). Bei solchen Bedingungen kann der Körper die durch Schwitzen (eine Art Temperaturregulation durch Wasserverdunstung) und Ausatmung abzutransportierende Körperwärme nicht mehr optimal loswerden. Wir überhitzen. Die Behaglichkeit verschlechtert sich rapide. Jetzt wäre trockene, kühle Luft hilfreich, die noch viel Feuchtigkeit aufnehmen kann.

Ausführlich in energytools.de: Gestörte Behaglichkeit

#Die Entstehung von Bauschäden und Schimmelbildung

Tauwasserbildung durch Abkühlung der Raumluft am unteren Scheibenrand
Tauwasserbildung durch Abkühlung der Raumluft am unteren Scheibenrand

Im Wohnraum zeigt sich eine Tröpfchenbildung z. B. am unteren Rand der Fensterscheibe oder auf einem Spiegel, der an einer kühlen Außenwand hängt. Weniger gut beobachten kann man die Tröpfchenbildung an den undurchsichtigen Fensterlaibungen oder auf schwach gedämmten Sturzträgern. Hier bemerken wir die hohe Feuchtelast auf den Wärmebrücken meist zu spät und erst nach einsetzender Schimmelpilzbildung.

Schimmelgefährdete Bereiche in einem Raum mit Außenwandecke
Schimmelgefährdete Bereiche in einem Raum mit Außenwandecke

Die Ursache liegt in

  • der lokalen Durchfeuchtung der Außenwände usw. durch Tauwasseraufnahme und
  • dem Anstieg der relativen Luftfeuchte unmittelbar über der Wärmebrücke auf 80 % und mehr (Schimmelwachstum)

Infolgedessen sinkt die wärmedämmende Wirkung der Wandbaustoffe, sodass zur Aufrechterhaltung einer gewünschten Temperatur intensiver geheizt werden muss.

Bei einem hohen Wasserdampfgehalt der Raumluft kann jede Wärmebrücke in den vier Wänden zum Problem werden.

Ausführlich in energytools.de:

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| Autor: now

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