differenzierte Wasserdampfproduktion

Die Luftfeuchtigkeit In der Umgebungsluft befinden sich stets mehr oder weniger große Mengen an Wasserdampf. Der Anteil an Wasserdampf kann örtlich und in Innenräumen wird allgemein durch die relative Luftfeuchte bestimmt. Diese gibt an, wie viel Prozent der maximal möglichen Wasserdampfmenge in der Luft enthalten ist. Sie wird bestimmt durch

• die Wasserdampfmenge, die in Innenräumen produziert wird,
• den Luftaustausch mit der Außenluft (Luftwechsel),
• das Sorptionsvermögen der Oberflächen, die Innenräume umschließen und
• den möglichen Feuchtetransport innerhalb eines Gebäudes und/oder durch die Gebäudehülle.

Bei der Wasserdampfmenge, die in Innenräumen produziert wird, orientiert man sich an Richtwerten, die für allgemeine Aussagen völlig ausreichend sind. Für bauphysikalische Berechnungen und Simulationen in Feuchtebilanzen sind dagegen zu ungenau, da sie oftmals ein zu großes Spektrum umfassen. So produziert der Mensch, abhängig von seiner Tätigkeit, zwischen 10 bis 15 kg Wasserdampf Als Wasserdampf wird das in der Erdatmosphäre im gasförmigen Aggregatzustand enthaltene nicht sichtbare Wasser bezeichnet. In die Luft gelangt Wasserdampf pro Tag in Innenräumen. Dabei geht man davon aus, dass auf die Atmung etwa 30 Gramm pro Stunde anfallen, selbst wenn der Mensch nur schläft. Dies bedeutet z. B., dass in einem Schlafzimmer durch 2 Menschen innerhalb von 8 Stunden 480 Gramm Wasserdampf produziert werden und im Raum verbleiben, wenn diese Feuchtigkeit nicht durch Lüften abgeführt wird. Diese Situation auf ein Schlafzimmer mit einer Größe von 5m x 4m Wohnfläche x 2,50m Deckenhöhe und einem Raumklima Als Raumklima wird eine Vielzahl von Faktoren bezeichnet, die in einem Aufenthaltsraum Einfluss auf die Wohnqualität und die Behaglichkeit des von 18 °C und einer relativen Luftfeuchte von 50% projiziert bedeutet, dass sich 480 Gramm Wasserdampf in 50m³ Raumvolumen verteilen. Dies ergibt eine absolute Luftfeuchte von 9,6 g/m³. Bei einer Lufttemperatur Als thermodynamische Zustandsgröße beschreibt die Lufttemperatur den Wärmezustand der Luft. Im Zusammenhang mit der Bauklimatik und Gebäudeklimatologie spielen die Außenluft-, von 18 °C und einer relativen Luftfeuchte von 50% ergibt sich ein Feuchteanteil von 7,7 g/m³, bei gleicher Temperatur Die Temperatur (lat. temperare = ins richtige Mischungsverhältnis bringen) ist ein messbares Maß für den Wärmeinhalt eines Stoffes. Die Temperatur und 100% relative Luftfeuchte dagegen ein Feuchteanteil von 15,4 g/m³. Daraus ergibt sich eine genauso einfache wie interessante Rechnung: 7,7 g/m³ IST-Feuchte + 9,6 g/m³ produzierte Feuchte = 17,3 g/m³ Gesamtfeuchte im Raum. Allerdings kann die Luft bei 18 °C nur 15,4 g/m³ Feuchte speichern. Infolgedessen fällt Tauwasser Tauwasser fällt an bzw. aus, wenn die Temperatur der Oberfläche eines Bauteils unter den Taupunkt der umgebenden Luft absinkt, so von 1,9 g/m³ an bzw. bei dem Schlafzimmer mit 50 m³ Raumvolumen 95 Gramm oder knapp 0,1 Liter. Diese knapp 100 ml Kondenswasser verteilen sich innerhalb des Raumes an Bauteiloberflächen, Möbel und Einrichtungsgegenstände sowie Bettbezüge und Kleidung, vorausgesetzt es findet keine Konvektion Die Konvektion ist eine Form der Wärmeübertragung, bei der Wärmeenergie zwischen einem gasförmigen oder flüssigen Medium und einem festen Stoff durch undichte Türen und dgl. statt. Da Fenster in der Regel den kältesten Punkt im Schlafzimmer darstellen, kondensiert die Feuchtigkeit auf den Fensterscheiben und dem -rahmen. Dies erklärt, warum man in den Morgenstunden im Schlafzimmer das Fenster von einem Wasserfilm befreien muss. Stellt sich die dargestellte Situation dagegen in einem Schlafzimmer dar, in dem sich dichte Fenster mit einer guten Wärmedämmung Wärmedämmung ist der Oberbegriff für bautechnische Maßnahmen an Gebäuden und die effizienteste Maßnahme zur Einsparung von Heiz- und Kühlenergie sowie (z. B. U-Wert 1,0 (W/m²K) in einer Außenwand mit schlechter Wärmedämmung mit einem U-Wert z. B. von 1,4 (W/m²K) befindet, verändern sich die bauphysikalischen Gesetzmäßigkeiten. In dem Fall kondensiert die Feuchte an den kältesten Stellen im Raum – den Wärmebrücken Wärmebrücken (auch als Kältebrücken bezeichnet) sind Stellen in der Gebäudehülle, in denen örtlich begrenzt ein größerer Wärmefluss als im Übrigen .

Bei leichter Tätigkeit werden etwa 50 Gramm Wasserdampf produziert und wenn der Mensch schwitzt, erhöht sich dieser Wert auf 150 bis 200 g/h. Diese Werte pro Stunde auf einen Tag zu kumulieren, setzt allerdings voraus, dass sich der Mensch 24 Stunden am Tag in den Innenräumen aufhält – was sehr unrealistisch ist. Es empfiehlt sich, diese Werte mit den realen Aufenthalten in den jeweiligen Innenräumen abzugleichen.

Die VDI-Richtlinie 2078 differenziert die Wasserdampfproduktion eines Menschen zudem nicht nur in Abhängigkeit seines Aktivitätsgrades, sondern auch zur Raumlufttemperatur. Eine leichte Tätigkeit (Aktivitätsgrad I bis II nach DIN 1946 Teil 2) verursacht z. B. eine Wasserdampfproduktion von 35 g/h bei 18 °C, aber bereits bis zu 60 g/h bei einer Raumlufttemperatur von 24 °C. Gleiches gilt bei einer schweren Tätigkeit (Aktivitätsgrad III nach DIN 1946 Teil 2), bei der z. B. bei 18 °C eine Wasserdampfmenge von 95 g/h produziert wird, bei einer Raumlufttemperatur von 24 °C dagegen bis zu 140 g/h. Dies bedeutet, dass sich die Wasserdampfproduktion und somit die Feuchteabgabe an die Raumluft schon bei gleicher Anstrengung bei steigender Temperatur erhöht. Weiterhin ist bekannt, dass die Wasserdampfproduktion vom Alter, dem Geschlecht und Gesundheitszustand abhängig ist.

Die Wasserdampfproduktion des Menschen beim Baden wird häufig mit 700 Gramm angegeben. Dieser Wert hat auch in den Normen Einzug gehalten und ist deutlich zu niedrig. Denn dieser Wert wurde nur für einen Zeitraum von 20 min. gemessen, da zum Zeitpunkt der Versuche in den 1980-er Jahren diese Zeitspanne als übliche Badezeit galt. Hierzu muss man wissen, dass als „Badezeit“ bei den Versuchen das Einlassen des Badewassers, die Dauer des Badens sowie die nasse Oberfläche des Körpers nach dem Baden angesetzt wurde. Mit dem heutigen Badeverhalten haben diese Versuche daher kaum noch Gemeinsamkeiten. Im Übrigen basierten diese Versuche auf einer zum damaligen Zeitpunkt handelsüblichen Badewanne mit einem Fassungsvermögen von 150 Liter Wasser. Bei heutigen Badewannen liegt das Fassungsvermögen zwischen 180 und 250 Liter Wasser, zumal sich auch die Formen verändert haben. Mit den zunehmend beliebten Eckbadewannen oder auch Whirlpools hat sich die Wasseroberfläche vergrößert, die bei einer längeren Badezeit als Verdunstungsfläche wirkt. Wenn die Wasserdampfproduktion in Gramm pro Stunde angegeben wird, muss der Wert von 700 Gramm für 20 min. auf 2.000 bis 3.000 g/h angepasst werden.

Im Gegensatz zum Baden erfolgt die Wasserdampfproduktion beim Duschen unter fließendem Wasser. Diese wird mit 1,5 bis 3,0 Kilogramm pro Stunde angegeben. In den Normen wird mit 2,6 kg/h gerechnet. Dieser Wert erscheint auf den ersten Blick sehr hoch. Berücksichtigt man allerdings, dass die durchschnittliche Duschzeit nur ca. 10 min. beträgt, wird während des Duschens eine Wasserdampfmenge von 250 bis 500 Gramm produziert. Die hohe Bandbreite resultiert daraus, dass das Duschverhalten sehr nutzerspezifisch ist. Einige Menschen lassen während der gesamten Duschzeit den Duschkopf laufen, andere nur zum Einseifen und Abspülen. Einfluss auf die Wasserdampfproduktion haben zudem die Geometrie des Duschkopfes, die Fließgeschwindigkeit des Wassers sowie die Wassertemperatur. Daher ist ein Richtwert Ein Richtwert ist ein Vorsorgewert nach dem Minimierungsgebot. Er basiert auf dem aktuellen Erfahrungs- und Wissensstand und greift in der für die Wasserdampfproduktion beim Duschen kaum möglich.

Ergänzt werden muss, dass die Wasserdampfproduktion durch feuchte Handtücher, die nach dem Baden oder Duschen im Bad zum Trocknen aufgehangen werden, in den bisherigen Untersuchungen nicht berücksichtigt wurden. Kleinere Tätigkeiten wie z. B. Händewaschen oder Zähneputzen können vernachlässigt werden.

Die Wasserdampfproduktion beim Kochen wird mit 50 bis 200 g/h angegeben. Die große Bandbreite resultiert daraus, dass es keine standardisierten Küchen gibt und sich zudem das Nutzungsverhalten von und in Küchen stark verändert hat. Zum einen wird heute in der Küche keine Wäsche mehr gekocht und auch das so genannte Einwecken findet heute kaum noch statt. Zum anderen hat sich die Zubereitungsart aufgrund anderer Geräte verändert. Großen Einfluss auf die Menge von produziertem Wasserdampf hat z. B., ob sich in der Küche eine Waschmaschine und/oder ein Wäschetrockner befindet und ob sich die Küche in einem Single-Haushalt oder einem Mehr-Personen-Haushalt mit Kindern befindet. Selbst Migrationshintergründe und unterschiedliche Esskulturen können Einfluss auf die Wasserdampfproduktion haben. Bei der Essenszubereitung wird die größte Menge an Wasserdampf bei Langzeitgerichten produziert. Hier muss ein Wert von 600 bis 900 g/h angesetzt werden. Als Richtwert für ein Kurzzeitgericht gilt 300 bis 500 g/h.

Einen erheblichen Einfluss auf die Menge von produziertem Wasserdampf hat zudem die Art der Abzugshaube. Abzugshauben mit Abluft Als Abluft wird die verbrauchte und belastete Luft (Geruchsstoffe, Feuchtigkeit, CO2 oder sonstige flüchtige organische Gase) bezeichnet, die aus den saugen den anfallenden Wasserdampf an und führen diesen direkt über die Gebäudehülle nach außen, so dass die Innenraumluft kaum durch Küchendunst belastet wird. Dies führt zudem zu einer geringeren Geruchsbelastung. Abzugshauben mit Umluft saugen den anfallenden „Küchendunst“ an, reinigen diesen mithilfe von Fettfilter und Aktivkohlefilter und leiten die Feuchtigkeit über die Luftaustrittsöffnungen wieder in die Raumluft zurück. Da allerdings die Feuchtigkeit nicht abgeführt wird, sollte man auf einen regelmäßigen Luftwechsel achten. Dies kann über ausreichendes Lüften oder über eine ausreichend dimensionierte Wohnungslüftungsanlage erfolgen.

Große Unterschiede gibt es auch beim Zeitpunkt und der Nutzungsdauer Unter der Nutzungsdauer wird die Zeitspanne verstanden, in der Gebäude bzw. bauliche Anlagen erfahrungsgemäß wirtschaftlich eingesetzt oder genutzt werden können. . In den Normen wird davon ausgegangen, dass ein Mensch im Durchschnitt 3 Stunden pro Tag in der Küche verbringt. Dieser Wert erscheint vor den pandemiebedingten Lockdowns als deutlich zu hoch. Des Weiteren geht man davon aus, dass tagsüber keine Wasserdampfmengen produziert werden und sich der Feuchteanfall auf die Morgen- und Abendstunden konzentriert. Dies muss differenziert betrachtet werden, da Familien mit Kindern auch über den Tag verteilt Wasserdampf produzieren. In diesem Umfeld läuft z. B. auch der Geschirrspüler öfter und bei jedem Öffnen werden ca. 350 Gramm Wasserdampf freigesetzt. In den Normen wird außerdem angenommen, dass nur beim Kochen Wasserdampf entsteht und daher zum Frühstück vernachlässigt werden kann. Hierbei wird nicht berücksichtigt, dass auch ein Wasserkocher erhebliche Mengen an Wasserdampf produzieren kann, vor allem ältere Geräte, die sich beim Erreichen des Siedepunktes nicht automatisch abschalten. Ein allgemein gültiger Richtwert für die Wasserdampfproduktion beim Kochen ist daher nicht möglich.

Die Wasserdampfmenge, die beim Wäschewaschen entsteht, kann durch den Einsatz von Waschmaschinen vernachlässigt werden. Hingegen wird Wasserdampf in einer Spanne von 50 bis 500 g/h beim Wäschetrocknen produziert. Die Menge anfallender Feuchtigkeit hängt von sehr vielen Faktoren ab. Hierzu gehören die Eigenschaften der Wäsche, die Art des Waschens und der Trocknung. Außerdem spielt für die abgegebene Wassermenge das Raumklima (Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftgeschwindigkeit Im Hinblick auf die Sicherung eines gesunden Raumklimas wird als Luftgeschwindigkeit die Bewegung der Umgebungsluft in der Aufenthaltszone bezeichnet. Die ) eine gewisse Bedeutung. Den wichtigsten Einfluss hat die Art der Trocknung. Konventionell getrocknete Wäsche braucht je nach klimatischen Bedingungen 0,5 bis 2 Tage, bis sie trocken ist. Bei einer maschinellen Trocknung der Wäsche wird nicht nur deutlich weniger Wasserdampf produziert, sondern auch in einem deutlich kürzeren Zeitraum. Hingegen erhöht sich bei einem Wäschetrockner die Raumtemperatur. Bei der maschinellen Trocknung spielt die Schleuderzahl pro Waschgang eine Rolle. Nach den Angaben der Waschmaschinenhersteller ergeben sich im Durchschnitt folgende Werte:

• SWK¹⁾ A: Restfeuchte < 45%= 2,25 kg Wasserdampf²⁾
• SWK¹⁾ B: Restfeuchte 45 bis 54% = 2,50 kg Wasserdampf²⁾
• SWK¹⁾ C: Restfeuchte 54 bis 63% = 3,00 kg Wasserdampf²⁾
• SWK¹⁾ D: Restfeuchte 63 bis 72% = 3,50 kg Wasserdampf²⁾
• SWK¹⁾ E: Restfeuchte 72 bis 81% = 4,00 kg Wasserdampf²⁾
• SWK¹⁾ F: Restfeuchte 81 bis 90% = 4,25 kg Wasserdampf²⁾
• SWK¹⁾ G: Restfeuchte > 90% = 4,50 kg Wasserdampf²⁾

¹⁾ Schleuderwirkungsklasse
²⁾ bei 5kg Trockenwäsche

Daher sind pauschale Angaben über die Wasserdampfmenge, die beim Wäschetrocknen produziert wird, kaum möglich. Der Richtwert in der Fachliteratur beträgt 50 bis 500 g/h und bezieht sich auf eine Waschladung von 4,5 kg. Für geschleuderte Wäsche gilt ein Richtwert von 50 bis 200 g/h und bei nasser Wäsche ein Richtwert von 200 bis 500 g/h. In diesen Angaben fehlen Hinweise über die hierfür notwendige Trocknungszeit, so dass diese für Berechnungen und Simulationen individuell ermittelt werden muss.

Die Wasserdampfproduktion durch Tierhaltung wird mit 10 bis 40 g/h angegeben. Hierbei orientiert man sich an einem Richtwert von 40 g/h für einen mittelgroßen Hund und 10 g/h für eine Katze. Die Wasserdampfmenge, die durch ein Aquarium freigesetzt werden kann, hängt von der Größe der Verdunstungsfläche, der Raumtemperatur sowie der Luftgeschwindigkeit in Innenräumen ab und wird in der Regel mit einem Richtwert von 6 bis 8 g/h angegeben.

Die Wasserdampfproduktion durch Pflanzen wird mit 5 bis 20 g/h angegeben, je nach Art und Größe der Pflanze. Für Blumen und kleinere Töpfe mit Zierpflanzen gilt ein Richtwert von 5 bis 10 g/h. Für mittlere Topfpflanzen wird als Richtwert 7 bis 15 g/h angesetzt und für große Zimmerpflanzen gilt als Richtwert 10 bis 20 g/h.

Abschließend soll noch erwähnt werden, dass durch Tätigkeiten wie z. B. Hausputz (Fensterputzen, Böden wischen usw.) Wasserdampf von 100 bis 500 g/h produziert werden kann. Alle diese Quellen müssen in einer Innenraum Ein Innenraum im Kontext der Schimmelpilzanalyse und -sanierung sind Wohnungen mit Wohn-, Schlaf-, Kinder-, Arbeits-, Hobby-, Sport- und Kellerräume usw. -Feuchte-Bilanz berücksichtigt werden, wenn man die nutzungsbedingte Feuchte in Innenräumen individuell bestimmen möchte.