Feuchtigkeit

Feuchtigkeit ist für die Schimmelpilzbildung, das -wachstum und die -verbreitung der alles entscheidende Faktor. Die anderen Einflussfaktoren wie Temperatur, Nährstoffe, pH-Wert, Licht oder Sauerstoff können vernachlässigt werden, wenn keine ausreichende Feuchtigkeit vorhanden ist. Hierbei muss Feuchtigkeit als elementare Voraussetzung unter verschiedenen Aspekten betrachtet werden:

• der Feuchtigkeitsbedarf der verschiedenen Schimmelpilze Pilze sind weit verbreitete Organismen auf der Erde und besiedeln unterschiedlichste Substrate, auf oder in denen sie auf Grund ihrer ,
• die Ursachen für Feuchtigkeitsanfall sowie
• die Form oder der Zustand, wie und wann Feuchtigkeit auftreten kann.

Außerdem geht es darum, warum Feuchtigkeit viel über die Art der Schimmelpilzspezies verraten kann oder umgekehrt Schimmelpilzarten als Indikator für Feuchteschäden dienen können.

Früher wurde für die Schimmelpilzbildung die Relative Luftfeuchtigkeit Als relative Luftfeuchtigkeit wird das Verhältnis des vorhandenen Feuchtegehaltes der Luft zur möglichen Sättigungsfeuchte der Luft bei gleichem Druck und von 100% im Zusammenhang mit dem Taupunkt Der Taupunkt bezeichnet die Temperatur, bei der die Feuchtigkeit in der Luft an einem Gegenstand kondensiert. Er wird in °C und dem daraus anfallenden Kondensat ( Tauwasser Tauwasser fällt an bzw. aus, wenn die Temperatur der Oberfläche eines Bauteils unter den Taupunkt der umgebenden Luft absinkt, so ) je nach Oberflächentemperatur Entgegen der allgemeinen Auffassung beschreibt die Oberflächentemperatur nicht den Temperaturbereich auf einer Baustoff- oder Bauteiloberfläche. Vielmehr ist der Grenzbereich zwischen verantwortlich gemacht. Heute weiß man, dass Schimmelpilze auch Untergründe besiedeln können, wenn die relative Luftfeuchte weniger als 80% beträgt. Außerdem ist bekannt, dass die relative Luftfeuchte in der Raumluft nur bedingt aussagekräftig ist und es mehr darauf ankommt, wie viel Feuchtigkeit sich im Substrat Für das Wachstum von Mikroorganismen geeigneter Nährboden oder ggf. auch Oberflächen bzw. Untergründe. oder in unmittelbarer Nähe der Oberfläche befindet – denn dort entscheidet der Feuchtegehalt, ob die auftreffenden Schimmelpilzsporen auskeimen und anschließend ein Myzel Das Myzel (auch Myzelium oder im Plural Myzelien genannt) ist ein Pilzgeflecht und wird durch die Gesamtheit eines aus verzweigten ausbilden.

Hierzu müssen folgende Dinge bekannt sein: Schimmelpilze können sowohl aus dem Substrat (Untergrund) als auch aus der Luft Feuchtigkeit aufnehmen – und dies als Wasser bzw. Wasserdampf Als Wasserdampf wird das in der Erdatmosphäre im gasförmigen Aggregatzustand enthaltene nicht sichtbare Wasser bezeichnet. In die Luft gelangt Wasserdampf . Schimmelpilzsporen z. B. nehmen während des Keimens die Feuchte aus der unmittelbaren Luft auf, während das nach der Keimung gebildete Myzel auch Feuchte aus dem Substrat aufnehmen kann.

Des Weiteren ist nicht die Gesamtfeuchte des Materials entscheidend, sondern nur das für die Schimmelpilze „frei“ zur Verfügung stehende Wasser. Hierbei handelt es sich um den Wassergehalt in den Poren an der Bauteiloberfläche, der nicht durch lösliche Substanzen wie z. B. Salze Salze bestehen aus positiv geladenen und negativ geladenen Ionen. Zwischen diesen Ionen liegen ionische Verbindungen vor. Salz hat eine kubische , Eiweißstoffe oder auch Kohlenhydrate gebunden ist. Für diesen frei verfügbaren Teil des Wassers im oberflächennahen Bereich wurde die Kenngröße der so genannten Wasseraktivität Die Wasseraktivität ist ein Maß für frei verfügbares, d. h. ungebundenes oder locker gebundenes, Wasser in einem Material, z. B. eingeführt, oder kurz der a_w-Wert. Dieser definiert sich als der Quotient des Wasserdampfdruckes im bzw. auf dem Substrat und des Sättigungsdruckes des reinen Wassers bei gleicher Temperatur Die Temperatur (lat. temperare = ins richtige Mischungsverhältnis bringen) ist ein messbares Maß für den Wärmeinhalt eines Stoffes. Die Temperatur . Häufig wird behauptet, dass sich der a_w-Wert ergibt, wenn die relative Luftfeuchte durch 100 geteilt wird. Dies ist nicht ganz korrekt, da der a_w-Wert eben auch von der chemischen Zusammensetzung und Temperatur sowie dem pH-Wert Mit dieser Maßzahl wird die Stärke einer Säure oder Lauge bezeichnet, d. h. der pH-Wert sagt aus, wie sauer bzw. des Substrates abhängig ist. Deshalb entspricht in der Praxis ein a_w-Wert an der Materialoberfläche nur annäherungsweise dem Wert der relativen Luftfeuchte, multipliziert mit 100.
Der Lebenszyklus und die einzelnen Wachstumsphasen von Schimmelpilzen wie Sporenkeimung, Wachstum und Produktion von Mykotoxinen benötigen jeweils einen unterschiedlichen a_w-Wert. In der Regel erfordert die Bildung von Konidien sowie die vegetative oder sexuelle Sporenbildung Da Pilze unbewegliche, heterotrophe Organismen sind, haben sie Strategien entwickelt, um nach dem Verbrauch einer Nahrungsquelle neue Habitate zu besiedeln einen höheren a_w-Wert als z. B. das Wachstum des Myzels und die Sporenkeimung.

Relativ unbekannt ist, dass Mykotoxin bildende Schimmelpilzarten in der Phase der Toxinproduktion in der Regel einen höheren Wasserbedarf haben als z. B. während der Phase, wenn das Myzel wächst. Dies bedeutet, dass die Mykotoxine Von etwa 300 Schimmelpilzarten ist bekannt, dass sie Mykotoxine (Schimmelpilzgifte) bilden. Hierbei handelt es sich um für den Menschen zum erst bei höheren a_w-Werten produziert werden.

Einen Einfluss auf den a_w-Wert hat zudem die optimale Wachstumstemperatur, die ebenfalls von Schimmelpilz zu Schimmelpilz unterschiedlich sein kann. Mikrobiologisch erwiesen ist, dass ein Auskeimen der Sporen Der Begriff Sporen ist aus dem Griechischen abgeleitet und bedeutet so viel wie das Säen, die Saat oder der Samen. und Konidien im Bereich der Optimaltemperatur am größten ist. Dies bedeutet, dass die Wasseraktivität steigt, sobald sich die Umgebungstemperatur erhöht oder fällt. Allgemein kann man feststellen, dass die Keimungsrate von Schimmelpilzsporen bei jeder Temperatur sinkt, wenn die Wasseraktivität abnimmt. Außerdem kann man beobachten, dass sich der Temperaturbereich für das Wachstum von Schimmelpilzen bei einem niedrigen a_w-Wert nach oben verschiebt.

Neben den Unterschieden des a_w-Wertes innerhalb eines Lebenszyklus der Schimmelpilze haben auch die unterschiedlichen Schimmelpilzarten eine unterschiedliche Wasseraktivität. Dies muss immer berücksichtigt werden, wenn „allgemein“ davon gesprochen wird, dass die meisten Schimmelpilze einen a_w-Wert von ca. 0,85 haben.

Denn so genannte xerophile Schimmelpilzarten können auch auf „trockneren“ Substraten wachsen können und haben einen a_w-Wert von 0,70 bis 0,75 (0,80). Hierzu gehören z. B. Penicillium chrysogenum Die beiden Schimmelpilze Penicillium chrysogenum und Penicillium notatum liefern die Kulturstämme für die Penicillin-Produktion. Daneben können die Mykotoxine Ochratoxin A, , Aspergillus glaucus Aspergillus glaucus ist ein Schimmelpilz. Seine wichtigsten Vertreter Aspergillus amstelodami, Aspergillus chevalieri, Aspergillus mangani, Aspergillus repens und Aspergillus ruber sind und Aspergillus restrictus Der Aspergillus restrictus ist ein Schimmelpilz, der auf Getreide, Lebensmitteln und Papier vorkommt. Er ist häufig nach der Austrocknung von . Besonders xerophile Schimmelpilze wie Wallemia Wallemia ist eine Gattung der Schimmelpilze. Bekanntester Vertreter ist der relativ langsam wachsende Schimmelpilz Wallemia sebi. Auffallend bei Wallemia-Arten ist sebi haben einen a_w-Wert von nur 0,65 bis 0,70. Dies setzt allerdings voraus, dass sich auf dem Substrat (Untergrund) bereits ein hydrophiler Biofilm gebildet hat, der Feuchtigkeit bindet und damit die Sporen des Schimmelpilzes ausreichend versorgt. Heute gilt als gesichert, dass der unterste a_w-Wert selbst bei ansonsten optimalen Wachstumsbedingungen Siehe Wachstumsvoraussetzungen. bei 0,61 liegt und darunter ein Wachstum sehr unwahrscheinlich ist.

Schimmelpilze mit einer mittleren Wasseraktivität werden als Mesophil Schimmelpilze mit einer mittleren Wasseraktivität zwischen 0,85 bis 0,90 werden als mesophil bezeichnet. Zu dieser Gruppe gehört z. B. der oder manchmal auch als hydrotolerant bezeichnet. Bei einem a_w-Wert zwischen 0,80 bis 0,85 (0,90) sind bei Oberflächentemperaturen von über 10 °C die Wachstumsbedingungen für die meisten innenraumrelevanten Schimmelpilzarten erreicht. Zu dieser Gruppe gehört z. B. Aspergillus versicolor Der Aspergillus versicolor ist ein Schimmelpilz, der Getreide, Lebensmittel und verschiedene Fleischprodukte befällt. In Innenräumen wird diese Art häufig in , Aspergillus fumigatus Der Aspergillus fumigatus ist als Schimmelpilz weltweit verbreitet und ausgesprochen thermotolerant. Dies bedeutet, dass diese Art in einem weiten Temperaturspektrum , Cladosporium Cladosporium ist ein Schimmelpilz, der sowohl in der Außen- als auch in der Innenluft häufig anzutreffen ist. Mit 60 bis cladosporioides und Fusarium Fusarium ist ein Schimmelpilz und stellt einen weltweit verbreiteten Bodenbewohner dar. Außerdem bewachsen die verschiedenen Arten alle Getreidesorten und Gräser solani.

Hierbei muss beachtet werden, dass die Konidien z. B. von Aspergillus- und Penicillium Der auch als so genannter „Pinselschimmel“ bekannte Schimmelpilz ist besonders in kühlen und gemäßigten Gebieten weit verbreitet und ein wesentlicher -Arten im trockenen Zustand jahrelang keimfähig bleiben können, während die Sporen z. B. der Mucor-Arten wesentlich empfindlicher sind. So reicht in der Regel bei den mesophilen Schimmelpilzen die Bildung von Kondensationsfeuchte über 3 bis 4 Tage aus, damit Auskeimung und Bildung von Substratmyzel stattfinden kann.

Einige wenige Schimmelpilzarten benötigen deutlich mehr Feuchtigkeit für ihr Wachstum. Diese so genannten hydrophilen Schimmelpilze bevorzugen einen a_w-Wert von 0,90 bis maximal 0,95. Hierzu gehören z. B. Stachybotrys Stachybotrys ist ein zelluloseabbauender Schimmelpilz. Vor allem Stachybotrys chartarum (alte Bezeichnung atra) gilt als typischer Feuchtepilz, da er meist nach chartarum, Rhizopus Rhizopus ist eine weltweit verbreitete Schimmelpilzgattung. Sie gehört zur Abteilung der Jochpilze (Zygomycota) und bildet ihre Sporen in jochförmigen Sporangien stolonifer, Ulocladium Ulocladium ist eine Gattung der Schimmelpilze, die zu den Dematiacear (Schwärzepilze) gehört. Die Hyphen und Sporen sind durch die Einlagerung und Trichoderma Trichoderma ist ein ubiquitär vorkommender Schimmelpilz. Neben einer Besiedlung von Böden und Pflanzenwurzeln trifft man den Mikropilz auch auf abgestorbenen .

Speziell Stachybotrys chartarum benötigt Substrate mit einer hohen Wasseraktivität. Mit einem a_w-Wert ab 0,94 tritt dieser Schimmelpilz sehr häufig bei (sporadischen und/oder versteckten) Wasserschäden (z. B. Leckagen an Wasserleitungen oder Rohrbrüche) auf, so dass man diesen auch als Feuchteindikator bezeichnet. Dies bedeutet, dass man über die Anwesenheit bestimmter Schimmelpilzarten einen Rückschluss auf die Höhe der Durchfeuchtung Der Begriff der Durchfeuchtung wird in Bezug auf Neu- und Altbauten sowie im Rahmen der Bauwerkserhaltung sehr vielfältig benutzt. Im schließen kann. Schließlich würde man Stachybotrys chartarum bei einer „normalen“ Feuchtebelastung in der Regel nicht finden.

Bei einem a_w-Wert von 1 können Schimmelpilze in der Regel nicht mehr wachsen. Im Wasser oder einer relativen Luftfeuchte von 100% wachsen nur noch Bakterien Der Begriff Bakterien (Bacteria) ist aus dem altgriechischem (bakterion = Stäbchen) abgeleitet und wird in der Mikrobiologie traditionell für alle , die ohnehin einen deutlich höheren Feuchtigkeitsbedarf haben als Schimmelpilze. Der a_w-Wert der meisten Bakterien liegt bei über 0,90.

Dies bedeutet, dass es nicht DEN Feuchtegehalt gibt, bei dem DER Schimmelpilz wächst. Eine Pauschalisierung ignoriert, dass der Bedarf an Feuchtigkeit nicht nur je nach Schimmelpilzart sehr unterschiedlich ist, sondern auch innerhalb des Lebenszyklus und der Wachstumsphasen Das Wachstum der Schimmelpilze durchläuft verschiedene Phasen. In der ersten Phase – der Trophophase – findet die vegetative Entwicklung statt. . Des Weiteren tritt in privat genutzten Innenräumen keine konstante Feuchtigkeit auf. Die relative Luftfeuchte der Raumluft und des Substrates (Untergrund) sind nicht identisch und selbst innerhalb der Bauteiloberflächen gibt es Unterschiede, verursacht z. B. durch Kondensatbildung an taupunktbedingten Wärmebrücken Wärmebrücken (auch als Kältebrücken bezeichnet) sind Stellen in der Gebäudehülle, in denen örtlich begrenzt ein größerer Wärmefluss als im Übrigen oder durch Luftströmungen und dgl.

Hierzu ein Beispiel: Je kälter die Oberflächentemperatur im Verhältnis zur Raumtemperatur ist, umso höher ist die Wasseraktivität – eine konstante Ausgleichsfeuchte Als Ausgleichsfeuchte wird der stoffspezifische Feuchtegehalt eines porösen Baustoffes bezeichnet, der sich in einem hygroskopischen Stoff/Baustoff in Abhängigkeit von und vorausgesetzt. Hierzu soll die Situation in einem durchschnittlichen Schlafzimmer simuliert werden. Als Beispiel dient eine nicht oder unzureichend gedämmte Außenwand (z. B. in einem Altbau). Bei Außentemperaturen von z. B. minus 8 °C werden eine Wandtemperatur auf der Schlafzimmerinnenseite von 10 °C und eine Lufttemperatur Als thermodynamische Zustandsgröße beschreibt die Lufttemperatur den Wärmezustand der Luft. Im Zusammenhang mit der Bauklimatik und Gebäudeklimatologie spielen die Außenluft-, von 18 °C angenommen – eine Situation, die sich in nicht sanierten Altbauten häufig darstellt. Die nachfolgende Graphik zeigt, wie sich der a_w-Wert allein nur dadurch verändert, dass sich die relative Luftfeuchtigkeit In der Umgebungsluft befinden sich stets mehr oder weniger große Mengen an Wasserdampf. Der Anteil an Wasserdampf kann örtlich und erhöht. Die Lufttemperatur bleibt konstant bei 18 °C, die Wandtemperatur bei 10 °C.

Dieses Beispiel zeigt, dass bereits ab einer relativen Luftfeuchtigkeit von nur 40% (!) der mikrobielle Befall Unter Befall wird die Besiedlung durch Schadorganismen (Mikroorganismen, Insekten oder Holzschädlinge) und die nachfolgende Einwirkung der Organismen auf das Holz, durch einige xerophile Schimmelpilzarten möglich ist und selbst bei einer relativen Luftfeuchte von 46 bis 54% die meisten innenraumrelevanten Schimmelpilzarten ideale Wachstumsbedingungen (in Bezug auf Feuchtigkeit) antreffen. In Schlafzimmern sind dies absolut übliche Werte, zumal sich Schimmelpilzbefall dort in den Innenecken von Außenwänden, an Fensterlaibungen, Heizkörpernischen (bei herunter gedrehten Heizkörpern) oder hinter großen Möbelstücken und Einbauschränken zeigt. Dieses Beispiel zeigt auch, dass unter ungünstigen Bedingungen mit einem Schimmelpilzwachstum bereits ab einem a_w-Wert von 0,67, mindestens aber ab 0,70 gerechnet werden muss. Die DIN 4108 ist dies bzgl. etwas „großzügiger“: Dort findet sich trotz langjähriger Erkenntnisse nach wie vor eine „ Hygiene Das Wort Hygiene stammt aus dem Griechischen und bedeutet so viel wie „eine der Gesundheit zuträgliche Kunst“. Es ist von -Temperatur“ (Schimmelpilzfreiheit) von 12,6 °C. Diese Temperatur darf bei einem Neubau oder nach einer Sanierung Der Begriff Sanierung im Kontext der Schimmelpilzsanierung beschreibt die Beseitigung von Gefahren, Gefährdungen oder Belästigungen durch mikrobiellen Befall bis hin auch an Wärmebrücken normativ nicht unterschritten werden. Unter Berücksichtigung der zugrunde gelegten Kennwerte gemäß Normklima Das Normklima ist eine im DIN-Normenausschuss getroffene Vereinbarung für eine Klimakonstellation, die diversen bauphysikalischen Berechnungen zugrunde liegt. Diese ist abgeleitet von 20 °C und 50% relative Luftfeuchte „versteckt“ sich hinter der Temperatur von 12,6 °C ein a_w-Wert von ca. 0,79 und ist deutlich zu hoch, um einen Schimmelpilzbefall ausschließen zu können.

Für Architekten (in der Planung), Sachverständige (bei der Begutachtung) und Anwälte (im Rahmen von Rechtsstreitigkeiten) bedeutet dies, dass es eine Grauzone zwischen dem normativ geforderten a_w-Wert kleiner 0,8 und dem tatsächlich erforderlichen a_w-Wert von unter 0,72 gibt und somit einer erforderlichen Mindesttemperatur von 14 °C auf der ungünstigsten Bauteiloberfläche, wenn man einen Schimmelpilzbefall ausschließen möchte. Bekanntlich wachsen die meisten innenraumrelevanten Schimmelpilze genau in dieser normativen Grauzone. Die Einhaltung von DIN-Normen stellen nur Mindestanforderungen dar und schützen nicht vor Schäden und/oder Haftung.

Bei der Betrachtung raumklimatischer Bedingungen in Innenräumen muss daher immer auch das materialspezifische Feuchteverhalten der Untergründe (Substrate) berücksichtigt werden. Hierzu zählen vor allem das Absorptions- und Desorptionsvermögen, also die Eigenschaft von Baustoffen, anfallende Feuchtigkeit an der Oberfläche aufzunehmen, in den oberflächennahen Schichten zu speichern und innerhalb des Baustoffs zu verteilen sowie anschließend an der Oberfläche wieder abzugeben. Anders ausgedrückt: Baustoffe mit einer geringen Sorptionsfähigkeit müssen in nicht oder unzureichend gedämmten Innenräumen als „schimmelpilzbegünstigend“ eingestuft werden. Hierbei gelten immer der komplette Wandaufbau und nicht einzelne Materialien. Ein hoch wasserdampfdiffusionsfähiger Kalkputz z. B. darf anschließend nicht mit einer hoch abgebundenen Dispersionsfarbe oder z. B. einer Vinyltapete versehen werden, da diese über ein schlechteres Sorptionsvermögen verfügen.

Weiterhin ist das Diffusionsverhalten der Baustoffe wichtig, damit Feuchtigkeit aus dem Untergrund z. B. aufgrund einer erhöhten Neubaufeuchte an die Raumluft abgegeben wird. Das Diffusionsverhalten von Materialien wird über den Wasserdampfdiffusionswiderstand ( µ-Wert Wasserdampf diffundiert durch nahezu alle Baustoffe (mit Ausnahme von Glas und Metall). Die Fähigkeit von Baustoffen, für Wasserdampf durchlässig zu ) sowie die Diffusionsäquivalente Luftschichtdicke Die diffusionsäquivalente Luftschichtdicke (oder auch sd-Wert) ist die Dicke einer ruhenden Luftschicht in Meter, die den gleichen Wasserdampf-Diffusionswiderstand aufweist wie ( sd-Wert Der sd-Wert = wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke ist die Dicke einer ruhenden Luftschicht in m, die den gleichen Wasserdampf-Diffusionswiderstand aufweist wie eine ) beschrieben.