Die Taupunkttabelle
dazu: Ein Lüftungsbeispiel (unten)
Die Taupunkttabelle gibt an, bei welcher Temperatur der betreffenden Oberfläche es zu Tauwasserbildung kommt. Tauwasserbildung bedeutet physikalisch gesehen Kondensation, daher spricht man auch von Kondenswasser. Das Gegenteil von Kondensation ist die Vaporisation, was nichts weiter bedeutet als Verdunstung. Es geht immer um die Wechselwirkung zwischen einer Oberfläche und der sie umgebenden Luft.
Da sich die Internetseite schimmelpilz-sanieren.de mit der Problematik von Schimmelpilz in Wohnräumen befasst, geht es um Oberflächen im Wohnraum. Solche Oberflächen sind Wände, Decken und Fußböden, aber auch der Spiegel im Bad, die Fensterscheiben oder die Rückwandplatten des Schrankes im Schlafzimmer. Es sind also unterschiedliche Oberflächen, sowohl vom Material her (mineralisch: Gips, Kalk, Zement, organisch: Holz, Tapete, Textilien) als auch vom sorptiven und hygrischen Verhalten her (Putz als Feuchtepuffer, Holz quillt und schwindet, Glas nimmt kein Wasser auf).
Diese Oberflächen sind aus wohnhygienischen Gründen zu erwärmen, dies geschieht mittels Heizen. Ideal wäre eine Strahlungsheizung, die unabhängig von der Raumlufttemperatur alle Gegenstände gleichmäßig erwärmt. Aus Gründen, die Ihnen die Heizung-Klima-Sanitär Industrie wohl am besten zu erläutern vermag, werden überwiegend Konvektionsheizungen eingebaut. Der Nachteil ist, dass die erwärmte Luft bei weitem nicht alle Flächen anströmen kann und schon gar nicht die Gegenstände gleichmäßig erwärmt.
So bleiben oft Decken Xel (hier laufen 3 Flächen dreidimensional zusammen: 2 Wände und die Decke) allein aus strömungstechnischen Gründen unzureichend erwärmt - und schon wird die Stelle zur Wärmebrücke erklärt. Unabhängig vom Heizsystem bleiben die Flächen von Außenwänden kalt, wenn man einen Schrank zu nah davor stellt. Da es noch weitere Schimmel fördernde Sünden gibt, lesen Sie bitte hier die Grundlagen nach:
:: 10 Goldene Regeln gegen Schimmelpilz
Es geht bei der Tauwasserbildung sowie der Taupunkttabelle um Temperaturen und um Feuchtewerte. Da es um den Wohnbereich geht, sind es die Temperaturen der Raumluft und der Oberflächen im Wohnraum und die Feuchte bezieht sich auf den Feuchtegehalt der Raumluft. Der Feuchtegehalt der Raumluft wird in % angegeben, was auf eine relative Größe hinweist. Der Wert für die relative Raumluftfeuchte (rLF, rel. LF) sagt aus, welchen Anteil vom maximal möglichen Feuchtegehalt die Raumluft bei einer jeweiligen Temperatur gerade hat.
Das Optimum der rel. LF liegt bei 55% und das der Raumlufttemperaturen bei 19-24°C. Hierbei spielen mehrere Faktoren eine Rolle, lesen Sie bitte hier die Grundlagen nach:
:: Behaglichkeit
Nachdem die Kenngrößen vorgestellt wurden, wird im Weiteren erläutert, was die Taupunkttabelle aussagt.
Taupunkttemperatur in °C bei einer relativen Luftfeuchte von T/rLF 30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95% 30°C 10,5 12,9 14,9 16,8 18,4 20,0 21,4 22,7 23,9 25,1 26,2 27,2 28,2 29,1 29°C 9,7 12,0 14,0 15,9 17,5 19,0 20,4 21,7 23,0 24,1 25,2 26,2 27,2 28,1 28°C 8,8 11,1 13,1 15,0 16,6 18,1 19,5 20,8 22,0 23,2 24,2 25,2 26,2 27,1 27°C 8,0 10,2 12,2 14,1 15,7 17,2 18,6 19,9 21,1 22,2 23,3 24,3 25,2 26,1 26°C 7,1 9,4 11,4 13,2 14,8 16,3 17,6 18,9 20,1 21,2 22,3 23,3 24,2 25,1 25°C 6,2 8,5 10,5 12,2 13,9 15,3 16,7 18,0 19,1 20,3 21,3 22,3 23,2 24,1 24°C 5,4 7,6 9,6 11,3 12,9 14,4 15,8 17,0 18,2 19,3 20,3 21,3 22,3 23,1 23°C 4,5 6,7 8,7 10,4 12,0 13,5 14,8 16,1 17,2 18,3 19,4 20,3 21,3 22,2 22°C 3,6 5,9 7,8 9,5 11,1 12,5 13,9 15,1 16,3 17,4 18,4 19,4 20,3 21,2 21°C 2,8 5,0 6,9 8,6 10,2 11,6 12,9 14,2 15,3 16,4 17,4 18,4 19,3 20,2 20°C 1,9 4,1 6,0 7,7 9,3 10,7 12,0 13,2 14,4 15,4 16,4 17,4 18,3 19,2 19°C 1,0 3,2 5,1 6,8 8,3 9,8 11,1 12,3 13,4 14,5 15,5 16,4 17,3 18,2 18°C 0,2 2,3 4,2 5,9 7,4 8,8 10,1 11,3 12,5 13,5 14,5 15,4 16,3 17,2 17°C -0,6 1,4 3,3 5,0 6,5 7,9 9,2 10,4 11,5 12,5 13,5 14,5 15,3 16,2 16°C -1,4 0,5 2,4 4,1 5,6 7,0 8,2 9,4 10,5 11,6 12,6 13,5 14,4 15,2 15°C -2,2 -0,3 1,5 3,2 4,7 6,1 7,3 8,5 9,6 10,6 11,6 12,5 13,4 14,2 14°C -2,9 -1,0 0,6 2,3 3,7 5,1 6,4 7,5 8,6 9,6 10,6 11,5 12,4 13,2 13°C -3,7 -1,9 -0,1 1,3 2,8 4,2 5,5 6,6 7,7 8,7 9,6 10,5 11,4 12,2 12°C -4,5 -2,6 -1,0 0,4 1,9 3,2 4,5 5,7 6,7 7,7 8,7 9,6 10,4 11,2 11°C -5,2 -3,4 -1,8 -0,4 1,0 2,3 3,5 4,7 5,8 6,7 7,7 8,6 9,4 10,2 10°C -6,0 -4,2 -2,6 -1,2 0,1 1,4 2,6 3,7 4,8 5,8 6,7 7,6 8,4 9,2 Tabelle 1: Taupunkttabelle für TRL = 10...30°C und rLF = 30...95%
Nehmen wir als erstes den Idealfall: 55% rel. LF bei 22 °C. Die Spalte und die Zeile in der Tabelle ist gelb hinterlegt, im Schnittpunkt lesen wir ab: 12,5°C. Das bedeutet, dass bei 55% rel. LF und bei 22 °C bei einer Oberflächentemperatur ab 12,5 °C und niedriger Tauwasser ausfällt. Bei 65% rel. LF liegt dieser Grenzwert schon merklich höher, nämlich bei 15,1 °C.
Haben wir 55% rel. LF und eine niedrigere Raumlufttemperatur von nur 16 °C, wie sie in Schlafzimmern nicht selten vorkommt, liegt dieser Grenzwert schon merklich tiefer, nämlich bei nur 7,0 °C. Wir erkennen folgende gesetzmäßigen Zusammenhänge:
1.) bei gleicher Raumlufttemperatur steigt die Taupunkttemperatur mit zunehmender rel. LF.
2.) bei gleicher rel. LF steigt die Taupunkttemperatur mit zunehmender Raumlufttemperatur.
Diesen Zusammenhang verdeutlicht Bild 2, für das der Bereich der rel. LF von 40 bis 80% herausgegriffen wurde. Steigende Raumluftfeuchte bedeutet zunehmende Taupunkttemperatur. Und: bei hohen Werten der rel. LF steigt die Taupunkttemperatur mit der zunehmenden Raumlufttemperatur.
Bild 1: grafische Darstellung der Taupunkttemperaturen
als Funktion der Raumlufttemperatur und der relativen Raumluftfeuchte
Bild 2: grafische Darstellung der Differenzen zwischen Raumlufttemperatur und Taupunkttemperatur
als Funktion der Raumlufttemperatur und der relativen Raumluftfeuchte
Zudem zeigt und Bild 2, dass die Differenz zwischen der Taupunkttemperatur und der Raumlufttemperatur bei gleicher rel. LF leicht zunimmt. Vor allem aber wird deutlich, dass mit zunehmender Raumluftfeuchte die Differenz zwischen der Taupunkttemperatur und der Raumlufttemperatur bedrohlich abnimmt. Das bedeutet: zunehmende Tauwasserbildung und somit erhöhtes Schimmelpilzrisiko. Der Grund ist wiederum ein Naturgesetz, das uns Bild 3 verdeutlicht.
Bild 3: Zunahme der Wasserdampfsättigungsdichte der Luft als Funktion der Lufttemperatur
angegeben: cS in g/m³ und q in °C (Querverweis: die Tabelle)
Die Luft kann Wasser in Form von Wasserdampf aufnehmen und halten. Das ist ein Zustand, wo dieses in der Luft gebundenen dampfförmige Wasser nicht sichtbar ist. Sichtbar wird es erst, wenn sich Tröpfchen bilden. Beispiele hierfür sind Dampfschwaden im Badezimmer, oder Nebelbildung als Beispiel außerhalb des Wohnbereiches.
Je wärmer die Luft ist, desto mehr Wasser kann sie aufnehmen und halten. Sind 100% erreicht, wird das Wasser abgegeben: es kondensiert, es fällt als Tauwasser aus. Haben wir im Bad 28 °C Lufttemperatur und 95 % rel. LF, muss der Spiegel nur rd. 1 °C kälter sein als die Raumluft, damit Tauwasser entsteht.
Die Raumlufttemperatur und die Raumluftfeuchte können Sie mit einfachen Mitteln noch selbst messen. Dazu genügen ein Zimmerthermometer und ein Hygrometer, zur Not tut es auch eine Wetterstation, die man sich für wenig Geld auf dem Flohmarkt kauft. Es bietet sich aber an, die Genauigkeit zu überprüfen.
Sie messen z.B. 24°C Raumlufttemperatur und 60% rel. LF. Dann lesen Sie in der Taupunkttabelle ab: 15,8°C. Das bedeutet, dass an jeder Fläche, die kälter als 15,8°C ist, Tauwasserbildung zwangsläufig stattfindet. Bei einem Spiegel kann man es sehen, bei Holz- und Putzflächen nicht, weil der Dampf nach der Anlagerung (Adsorption) weggesaugt wird (Absorption).
Das Problem für Sie: die Oberflächentemperatur zu messen. Hierfür benötigt man Messgeräte, für die ein paar Euro mehr auszugeben sind als für die Wetterstation vom Flohmarkt.
Anhang
Luftfeuchtigkeit, Begriffe, Symbole:
c = die absolute Luftfeuchtigkeit in g/m³
cS = die Wasserdampfsättigungsdichte in g/m³ = die maximal Luftfeuchtigkeit in g/m³, das Höchstmaß
f = die relative Luftfeuchtigkeit = c / cS
f = p / pS = Wasserdampfteildruck / Sättigungsdruck des Wasserdampfes
Für den begriff "als Funktion d." können Sie auch sagen "in Abhängigkeit von".
Wassergehalt in der Luft
Ein Lüftungsbeispiel
Bsp:: Wohnzimmer, 4,0 x 3,0 x 3,0 m = 36 cbm Raumluft
Raumlufttemperatur (mit Thermometer gemessen): q = 23,5 °C
und somit Wasserdampfsättigungsdichte cS = 20,6 g/m³
Luftfeuchte (mit Hygrometer gemessen): rel. LF = 70% (bzw. 0,7)
Wasserdampfdichte c = cS x 0,7 = 14,42 g/m³ = die absolute Luftfeuchtigkeit
[Für die Experten:
Wasserdampfsättigungsdruck pS = 2.897 Pa (aus der Tabelle zum Sättigungsdruck)
Wasserdampfteildruck p = 0,7 pS = 2.028 Pa bei der gemessenen rel. LF von 0,7
Wasserdampfsättigungsdruck pS (23,5°C; 70% rel. LF) = 2.028 Pa]
In der Raumluft sind bei diesem Beispielraum 519 g Wasser in Dampfform enthalten. Das entspricht einem halben Liter Mineralwasser, der als Dampf in der Luft gehalten wird. Bei allen Flächen, die kälter als 17,7 °C sind, fällt Kondenswasser aus.
In der Küche nebenan wird gekocht, was der Herd hergibt. Mit anderen Worten: Volldampf. Dazu steht die Türe zwischen Küche und Wohnzimmer offen. Es kommt auch keiner auf die Idee zu lüften. In der Folge steigt die Luftfeuchte schnell auf 90%, die Raumlufttemperatur auf 24,0°C. Die Wasserdampfdichte ist auf 19,6 g/m³ gestiegen, das sind nun schon 200 ml Wasser mehr in der Luft (706,3 g oder ml bzw. 0,7 l). Die Taupunkttemperatur ist aber schon auf beachtliche 22,3 °C geklettert.
Da viele Oberflächen im Wohnzimmer kälter sind als diese 22,3 °C, kommt es zu Tauwasserbildung. An den Fliesen in der Küche und an den Fenstern läuft Wasser herab, nachdem sich genug Tröpfchen angereichert haben. Das ist aber der geringere Teil der Umfassungsflächen der beiden Räume. Die geputzten Wandflächen mit Raufasertapete darauf saugen ordentlich etwas weg, ohne dass man es sieht. Dies wirkt sich mindernd auf die raumluftfeuchte 8egal ob relativ oder absolut) aus. Der aus der Küche nachströmende Dampf hält dagegen. Aber, egal ob (noch) in der Luft oder (schon) in der wand: die Wohnung ist feucht geworden.
Plötzlich dämmert es Vaddern, dass das so nicht in Ordnung sein kann. Er erinnert sich, bei www.schimmelpilz-sanieren.de mal etwas darüber gelesen zu haben. Mutter bekommt erst mal einen Anpfiff - sie wird verdonnert, endlich mal das Fenster aufzureißen. Im Wohnzimmer lüftet Vadder. Dass das Ankippen des Fensters nicht viel hilft, weiß er, deshalb wird erst mal quer gelüftet, in dem fall durch Wohnzimmer- und Küchenfenster.
Die Raumlufttemperatur sackt zunächst ab. Sie erholt sich aber auch schnell wieder. Viel wichtiger ist, dass die Luftfeuchte stark verringert wurde. Das liegt am Luftaustausch. Die kalte, trockene Luft von außen wurde gegen die warme, feuchte Innenluft ausgetauscht. Schlagartig sind es bei 19 °C nur noch 45% rel. LF. Das bedeutet eine Drittelung der in der Raumluft enthaltenen Wassermenge.
Das wird so ausgerechnet:
vorher: 24,0 °C und 90% rel. LF ergeben 21,8 g/m³ x 0,90 x 36 m³ = 706,3 g bzw. ml
danach: 19,0 °C und 45% rel. LF ergeben 16,3 g/m³ x 0,45 x 36 m³ = 264,1 g bzw. ml
442 g Wasser wurden demnach hinaus gelüftet, das ist fast ein halber Liter.
Nach kurzer Zeit ist die Raumlufttemperatur wieder angestiegen, weil die Wände vom Lüften nicht so schnell auskühlen können. Nach ca. einer Stunde ist die Raumluftfeuchte aber wieder angestiegen. Wie kommt das? So viel Wasser atmen doch die zwei gar nicht aus. Die Wand- und Deckenflächen, die als Feuchtepuffer gewirkt haben, haben Feuchte an die nunmehr trockener Raumluft abgegeben. Aber jetzt reicht Stoßlüften von 3-5 Minuten und alle Werte sind wieder im Grünen Bereich.
Wie so etwas in der Messpraxis aussehen kann, sehen Sie hier:
:: Messkurve Raumluftfeuchte und Raumlufttemperatur (2003)
:: einfache Messgeräte für den Hausgebrauch
Anhand dieses Beispiels erkennen Sie zudem, warum man im Sommer tagsüber nicht lüften soll, sondern in den kühleren Nachtstunden. Alternativ kann man sich halbwegs vorstellen, welche Wassermengen der Keller aufsaugt, wenn man die Kellerfenster angekippt lässt.
Dipl.-Ing. Matthias G. Bumann
DIMaGB, Berlin, 22.03.2008
Querverweise:
:: Bauphysik für jedermann - Teil 3: Tauwasser, Taupunkttemperatur, Taupunkttabelle
Beispiele zum Messen in:
:: Gutachten zu Schimmel und Feuchte
:: Bauphysik bei richtigbauen.de
:: Bauphysik bei richtigsanieren.de
:: Fachartikel zum Download
:: Gutachter / Bausachverständiger für Berlin und Brandenburg
Schimmel-Gutachten, Schimmel-Beratung
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Behaglichkeit
Etwa 80 % des Tages verbringt der Mensch in Innenräumen zu Hause, am Arbeitsplatz oder im Transitbereich. Zu einem der Schutz- und Nutzziele eines Hauses gehört es, dem Menschen Behaglichkeit zu bieten. Jeder kennt das, wenn einem unbehaglich zumute ist, dafür mag es verschiedene Gründe und Anlässe geben. Aber was bedeutet Behaglichkeit im Wohnbereich?
Gemeint ist damit die thermische Behaglichkeit, es geht also um die Wärmeverhältnisse.
Objektive Faktoren
Die grundlegenden Faktoren, welche die Behaglichkeit kennzeichnen, sind:
- die Raumlufttemperatur und deren Verteilung
- das Verhältnis von Raumlufttemperatur zu den Hüllflächentemperaturen
- die Raumluftfeuchte
- die Luftbewegung
- die Wärmestrahlung
Das sind objektive Faktoren, also messbare Größen. Daneben gibt es
Subjektive Faktoren:
Der Mensch empfindet und nur sein Empfindungsvermögen macht eine Energieform erst zur Wärme. Dabei sind einerseits individuelle Unterschiede feststellbar, andererseits sind Unterschiede in der Sensorik verantwortlich dafür, wie die Wärme empfunden wird. Das bedeutet, auf Wärmestrahlen wie von der Sonne reagiert der Mensch anders als auf Konvektion.
Die Rezeptoren befinden sich in dem größten menschlichen Organ, der Haut. Naturgegeben fühlt sich der Mensch in der Sonne am wohlsten, die Wärmestrahlen empfindet er sogar in kalter Umgebung als höchst angenehm.
Um auch hier der Normierung genüge zu tun, werden Tests nach DIN EN ISO 7730 durchgeführt – wenn mehr als 90% die Verhältnisse akzeptieren, ist von sehr guten thermischen Verhältnissen auszugehen.
Die hierbei verwendeten Kenngrößen heißen mittlere Raumklimabeurteilung durch die Nutzer (PMV = predicted mean vote) und der zu erwartende Prozentsatz der Unzufriedenen (PPD = predicted percentage of dissatisfied). Nach dieser Norm sind 22 °C als optimal zu betrachten.
Beeinflussende Faktoren
sind:
- die Geometrie und die Konstruktion der Räume
- das Heizsystem
- das Lüftungssystem und das Lüftungsverhalten
- das Nutzerverhalten
Wirkungsweisen und Zusammenhänge sollen hier im Einzelnen näher betrachtet werden. Dabei sei stets darauf verwiesen, dass nur eine komplexe Betrachtung (ganzheitliche Betrachtungsweise) die richtigen Schlussfolgerungen liefert. Zudem ist die Behaglichkeit die Summe aller Werte, man spricht von der summativen Behaglichkeit.
Raumlufttemperatur
Sie ist eine wichtige Klimagröße und – in Verbindung mit der Außenlufttemperatur – eine Ausgangsgröße für die Berechnung von Wärmeverlusten. Es gibt empfohlene Raumlufttemperaturen, genormte Raumlufttemperaturen und Raumlufttemperaturen, bei denen sich der Mensch wohl fühlt.
Gemeinhin gelten folgende empfohlene Temperaturen,
daneben stehen die Norm-Innentemperatur nach DIN 4701-2 Tab. 2:
Treppen & Flure
12 - 14 °C
10 °C
Diele, Flur beheizt
15 °C
15 °C
WC
16 °C
15 °C
Schlafen
16 - 18 °C
20 °C
Küche
18 °C
20 °C
Kinder
20 - 22 °C
20 °C
Essen & Wohnen
20 °C
20 °C
Bad
23 - 24 °C
24 °C
Die Wohlfühltemperatur muss jeder für sich selbst festlegen, dafür gibt es keine Norm und auch keine Empfehlung.
Mietrechtliche Betrachtung:
Ist die Wohnung an eine zentrale Sammelheizung angeschlossen, ist der Vermieter verpflichtet, mindestens während der üblichen Heizperiode vom 01.Oktober bis zum 30. April die Mietwohnungen von 6.00 Uhr morgens bis mindestens 23.00 Uhr abends so mit Heizwärme zu versorgen, dass folgende Temperaturen in den Räumen erreicht werden können:Wohn-, Schlafzimmer, Küche: 20 °C
Badezimmer, Duschraum: 22 °C
Diele, Flur usw:: 15 °C
Von ca. 24.00 Uhr bis 06.00 Uhr morgens dürfen diese Werte um bis zu drei Grad Celsius unterschritten werden. Gem. BHG und OLG Frankfurt stellt eine Raumtemperatur von 20 Grad Celsius als Wohntemperatur die unterste Grenze des Zumutbaren dar.
Hüllflächentemperatur
Die Hüllflächen sind die Oberflächen von Fußboden, Decke und Wänden (Innen- und Außenwände). Beim Wärmeschutz spricht man von den zulässigen Oberflächentemperaturen. Es sollen sowohl Unterkühlung (z.B. Außenwand) als auch unzureichende Erwärmung (z.B. Fußbodenheizung) vermeiden werden.
Der bekannteste Wert zur Beurteilung der Behaglichkeit ist die Empfindungstemperatur, sie entspricht näherungsweise dem Mittelwert aus Lufttemperatur und der mittleren Oberflächentemperatur des Raumes. Sie wird auch Operative Temperatur genannt.
Ein wichtiger Kennwert für den Wärmeschutz von Außenbauteilen ist der U-Wert, er ist aber eine veränderliche Größe und man muss mit Ueff rechnen, dem effektiven U-Wert. Der relevante Faktor für die Energiebilanz eines Außenbauteils ist die Feuchte, die sich sowohl auf das Speicherverhalten als auch auf den U-Wert auswirkt. Neben der Ausgleichsfeuchte spielen die Sorptionsprozesse eine wichtige Rolle. Mittels Entfeuchtung kann man eine Verbesserung des Ueff erzielen und somit Heizkosten einsparen.
Mit einem guten Wärmeschutz kann man jedoch nicht die Nachteile einer Konvektionsheizung kompensieren und unter Aspekten der Wirtschaftlichkeit sollte man bedenken, dass eine Strahlungsheizung mehr Einsparung bewirken kann als konventionelle Wärmeschutz-Maßnahmen.
Raumluftfeuchte
Sie wird angegeben in % und kennzeichnet den Wert, wie stark die Raumluft zur aktuellen Temperatur mit Wasser in Dampfform gesättigt ist, mehr als 100% geht nicht und warme Luft nimmt mehr Wasser auf als kalte. Die ideale rel. Raumluftfeuchte beträgt 45…55 %. Auf zu trockene Luft reagiert die Haut ebenso wie auf zu feuchte, das Wärmeempfinden wird beeinflusst. Eine erhöhte Raumluftfeuchte bedeutet aber auch einen erhöhten Heizenergiebedarf, denn feuchter Rumluft ist mehr Energie zuzuführen, um die gewünschte Temperatur zu erreichen bzw. zu halten. Eine zu hohe Raumluftfeuchte wirkt sich unbehaglich aus, weil Tropenklima nicht dem natürlichen Lebensumfeld hierzulande entspricht: man fühlt sich unwohl und das Atmen fällt schwerer. Diese Erscheinungen kennen viele von der Sauna. Ab dauerhaft 70% muss man mit der Entstehung von Schimmelpilzen rechnen.
Luftbewegung
Zugluft wird als unangenehm empfunden, man fröstelt auch wenn es nicht richtig kalt ist. Im Nacken und an den Fußgelenken ist der Mensch am empfindlichsten. In einem Aufenthaltsraum mit 22 °C soll die Zugluftgeschwindigkeit den Wert von 0,2 m/s nicht überschreiten. Dies entspricht dem Beaufortgrad 0 mit der Bezeichnung still. Die Windgeschwindigkeit in 10 Meter Höhe über Grund beträgt 0-0,2 m/s bzw. <1 km/h. Die Auswirkungen des Windes im Binnenland sind hierbei durch Windstille gekennzeichnet, Rauch steigt senkrecht empor, die See ist spiegelglatt. Windstärke 1 (leichter Zug) weist bereits 0,3 - 1,5 m/s auf. Wind ist ab Windstärke 2 (leichte Brise, 1,6-3,3 m/s) am Gesicht fühlbar.
Die Strahlung
Wärmestrahlung ist nicht an ein Medium gebunden, deshalb können auch Objekte im luftleeren Raum erwärmt werden. Alle Gegenstände werden gleichmäßig angestrahlt und erwärmt. Wärmestrahlung ist elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich 1 cm - 1 nm bzw. die infrarote Strahlung (IR) im Bereich 1 mm - 750 nm. Der Mensch strahlt im Durchschnitt 80 W ab. Es genügen bereits ganz normale Einfach-Fensterscheiben (3 mm Float) zum Reflektieren der Strahlung zurück ins Rauminnere (so funktionieren auch Gewächshäuser im Winter).
Die Symmetrie
Symmetrie bedeutet Gleichmäßigkeit. Eine ungleichmäßige Wärmeverteilung bedeutet Asymmetrie. Ein Kennwert ist der vertikale Lufttemperaturverlauf im Raum. Jeder kennt das: fußkalte Böden und warme Luft in Kopfhöhe – ein unbehaglicher Zustand. Eine wichtige Gesetzmäßigkeit der Konvektion besteht im Aufsteigen der warmen und Absinken der kalten Luft.
Darüber hinaus kennt man den Begriff der Strahlungsasymmetrie, auch als Strahlungszug bezeichnet. An kalten Flächen empfindet man eine Kältestrahlung, obwohl es dies rein physikalisch gesehen nicht gibt. Strahlen kann immer nur mit Wärme verbunden sein, wobei alle Körper abstrahlen, auch wenn sie unterschiedlich warm sind. Der Wert der Nettostrahlung entscheidet darüber, ob man eine Fläche als „kalt“ empfindet. Dazu genügen bereits einige °C weniger.
Die kalten Außenbauteile können aber auch so genannte Fallströmungen verursachen, auch als Kälteschleier bekannt. Dies ist wiederum eine konvektive Erscheinung.
Geometrie und Konstruktion
Dazu gehören die Raumabmessungen (Breite, Tiefe, Höhe), die Aufbauten von Fußboden, Decke, Wänden und Fenstern. Die Bauweise – massiv gebaut ist einem Leichtbau vorzuziehen – beeinflusst die Oberflächentemperaturen, den sommerlichen Wärmeschutz, das Speichervermögen, das Sorptionsverhalten und andere relevante Kennwerte. Bei den Außenwänden spielen solare Erträge eine Rolle, bei den Geschossdecken (bzw. der Sohle, bei nicht unterkellerten Gebäuden) muss eine ausreichende Wärmedämmung vorhanden sein. Die Beschaffenheit der Wandoberflächen spielt eine Rolle für die Pufferung von Feuchtespitzen (Adsoprtion) sowie für den Wärmeübergang und die Emission. Hinsichtlich der Fenster sind deren Flächenanteil sowie die Fugenbeiwerte interessant.
Das Heizsystem
Grundlegend ist zwischen 2 Systemen zu unterscheiden: der Konvektions- und der Strahlungsheizung. Am weitesten verbreitet ist die Konvektionsheizung, jeder kennt Radiatoren und Plattenheizkörper. Konvektion ist eine Form des Wärmetransportes, die an Luft gebunden ist und mittels Wärmeabgabe und stofflicher Vermischung funktioniert. Das Prinzip ist leicht zu verstehen: die Raumluft erwärmt sich am Heizkörper, steigt auf, bewegt sich an der Decke entlang, vermischt sich mit der anderen Raumluft, kühlt dabei ab, fällt wieder herunter und strömt wieder in Richtung Heizkörper. Daraus resultieren: ungleichmäßige Temperaturverteilungen, Luftbewegung, Transport von Staub. Für Konvektionsheizkörper gilt grundsätzlich, dass sie an die Außenwand unter das Fenster gehören. Dadurch soll Strahlungsasymmetrien und Fallströmen vorgebeugt werden.
Nachdem die Normung zu kleinstmöglichen Heizkörpern geführt hatte, bemerkte man, dass die Behaglichkeit neben der Absicherung des Heizwärmebedarfs nicht ganz zu vernachlässigen ist. Die Richtlinie VDI 6030 - Auslegung von freien Raumheizflächen „behandelt die Auslegung von freien Raumheizflächen für Warmwasserheizungen in Wohn- und Bürohäusern sowie in allen anderen Gebäuden, in denen Aufenthaltsräume ähnlich genutzt werden. Sie formuliert ein Anforderungsprofil für Komfort und sparsamen Energieeinsatz und geht damit weit über den Grundanspruch hinaus, nur die Normheizlast zu decken.“ (VDI). Mit anderen Worten: die Heizkörper nicht mit minimalen Abmessungen, sondern so breit wie das Fenster.
Die Strahlungsheizung gibt Wärmestrahlung und Infrarote Strahlung ab. Da der Wärmetransport mittels Strahlung an kein Medium gebunden ist und weil eine hohe Gleichmäßigkeit erreicht wird, genügen – im Vergleich zur Konvektionsheizung - weniger hohe Raumtemperaturen zur Erzielung der Behaglichkeit. Mit einer Absenkung um 1 °C sind Energieeinsparungen um die 6% möglich. Die auf den Raumoberflächen auftreffende Strahlung wird absorbiert, aber auch remittiert. Bei der Platzierung der Strahlflächen können gestalterische Belange vorgezogen werden. Strahlungsheizungen sind: Flächenheizungen (z.B. Fußbodenheizung), Heizleistenheizungen, Marmorheizungen, Temperierungsheizungen.
Das Lüftungssystem
Der schon allein aus hygienischen gründen erforderliche Mindestluftwechsel ist mit dem 0,5-fachen Raumvolumen pro Stunde festgelegt. Das bedeutet, in 2 Stunden wird die gesamte Raumluft einmal ausgewechselt. Es gab Zeiten, da sorgte der Fugenanteil der Fenster nach DIN 18055 für eine Permanentlüftung, heutzutage sorgen Werbung und Wettbewerb für hermetisch dichte Fenster.
Das einfachste Lüftungssystem ist die natürliche Lüftung, man erzielt durch das Öffnen von Fenstern einen Luftaustausch. Dadurch wird Raumfeuchte weggelüftet und frische Luft mit einem geringeren Kohlendioxidgehalt wird herein gelassen. Die dabei weg gelüftete Wärmemenge ist relativ klein, wenn ausreichend vorhandene Speichermassen die Heizenergie speichern – sie kühlen beim häufigen kurzzeitigen Lüften nicht aus.
Mechanische Lüftungssysteme sorgen für einen Luftzug, was der Behaglichkeit abträglich ist. Dabei spielt es zudem eine Rolle, ob die Luft vorgewärmt eingeblasen wird. Die Raumgeometrie beeinflusst die strömungstechnischen Verhältnisse.
Das Nutzerverhalten
Grundsätzlich sei es dem Bewohner zugestanden, nach seiner Facon zu leben. Es sollen die Gebäude den Bedürfnissen des Menschen angepasst werden – nicht der Mensch hat sich den modernen Gebäuden anzupassen. Übertriebene Sparsamkeit ist genauso fehl am Platz wie unvernünftige Verhaltensmuster, zu denen gehören: Dauerlüftung durch Kippstellung, periodisches Heizen, kurz bekleidet in der überheizten Wohnung aufhalten.
Es gibt aber auch Umstände, die objektiv nicht in das theoretische Schema passen. Z.B. ist regelmäßige Stoßlüftung undenkbar, wenn die Bewohner einer Wohnung 10 Stunden abwesend sind, weil sie arbeiten gehen. Bei allen Konzepten sollte man als Eigentümer, Vermieter oder Planer auch diese Variante in Betracht ziehen.
Zusammenfassung:
Behaglichkeitsfaktoren, die durch TS® positiv beeinflusst werden
- die Raumlufttemperatur und deren Verteilung
- das Verhältnis von Raumlufttemperatur zu den Hüllflächentemperaturen
- die Raumluftfeuchte
- die Wärmestrahlung
- die Symmetrie
Querverweise:
- Das 3-Säulen-Modell des richtigen Bauens
- Bauphysikalische Informationen im Service-Teil
- Die für die Energiebilanz der Außenwand relevanten Faktoren
22.09.2004
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Wohlfühltemperatur für Innenräume
Wie das Wetter draußen, so hat auch das Klima in Innenräumen einen großen Einfluss auf unser Wohlbefinden und unsere Gesundheit. Das Innenraumklima wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst: Neben der Luftfeuchte und -geschwindigkeit entscheidet vor allem die Oberflächentemperatur der Umschließungsflächen wie Wände, Decken und Fenster, ob man sich in einem Raum behaglich fühlt. Denn auch in einem warmen Raum empfindet man beispielsweise vor einer kalten Fensterfläche einen unangenehmen „Zug“. Nach Angaben der ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e. V. empfiehlt das Umweltbundesamt für die verschiedenen Wohnbereiche unterschiedliche Raumtemperaturen:
· Wohnzimmer und Bad maximal 23 °C
· Schlafzimmer und Küche höchstens 20 °C
· Flur und WC etwa 18 °C.
Diese Empfehlungen werden sowohl dem Anspruch an Behaglichkeit als auch wirtschaftlichen Gesichtspunkten gerecht. Dabei wurde unter anderem berücksichtigt, dass ein Mensch selbst im Ruhezustand rund 80 Watt an Wärme abgibt und somit die Raumluft zusätzlich erwärmt. Zu hohe Raumtemperaturen sind keinesfalls zu empfehlen. Zum einen steigern sie das Risiko für Erkältungskrankheiten, zum anderen belasten sie die Haushaltskasse, denn jedes Grad weniger spart etwa sechs Prozent an Heizkosten. Weitere Einsparungen sind möglich, wenn man über Nacht die Raumtemperatur absenkt. Mehr als fünf Grad Absenkung sollten es aber nicht sein, da sonst die Gefahr der Kondensatbildung an den Wänden und damit der Schimmelpilzbildung besteht.
ASUE
07.04.2006
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Feuchtequellen im Wohnbereich
Wo kommt die Feuchte her? Wer diese Frage beantworten kann, ist in der Lage, die Ursachen abzustellen bzw. deren Wirkung zu mildern. Eine gesunde Bausubstanz sei vorausgesetzt, dazu gehört ein dichtes Dach, abgedichtete Wände ohne aufsteigende Feuchte im Keller oder im Sockel, intakte Rohrleitungen.
Verdunstung aus Stoffen und Gegenständen
Zimmerblumen 5-10 g/h 1 Topfpflanzen 7-15 g/h 1 Topfpflanzen 10-20 g/h 3 Gummibaum, mittelgroß 10-20 g/h 1 Mensch, leichte Tätigkeiten 30-40 g/h 1 Mensch, leichte Tätigkeiten 40 g/h 2 Mensch, schlafend 40 g/h 3 Mensch, körperlich arbeitend 150 g/h 3 Mensch, je nach Aktivität 30 - 300 g/h 4 Mensch, je nach Aktivität 20 - 300 g/h 5 4,5 kg Wäsche zum Trocknen, geschleudert 50-200 g/h 1 4,5 kg Wäsche zum Trocknen, tropfnass 100-500 g/h 1 Wäschetrocknen bis 1.250 g/d 7 Freie Wasserfläche (Badewanne, Aquarium) 40 g/hm² 1 Vollbad, Dusche 1.000-1.500 g 3 Duschbad 500 - 1.000 g 6 Duschen 650 - 800 g 7 Kochen, Backen 600 - 1.500 g/d 4 Küche: Kochen + Reinigung feucht 800 - 3.000 g/d 7 Waschmaschine, Trockner bis 150 g 7 Kleidung 200 - 700 g/d 7 Tabelle 1: Feuchtigkeitsabgabe an die Raumluft durch Verdunstung
Quellen:
1) "Richtiges Lüften beim Heizen", Das Bundesbauministerium informiert, Bonn, 7/1994
2) VDI 2078
3) energiesparhaus.at
4) Prof. (FH) Dr. Dipl.-Ing. Johann Geyer, Pirching (A)
5) K.W. Liersch, Hygienischer Wärmeschutz, BTU Cottbus
6) bauwissen-online.de
7) Sachverständigenbüro Dipl. Ing. Frank Rostock, Vetschau
"In einem Dreipersonenhaushalt werden durch die Wasserdampfabgabe der Personen (30 bis 100 g/h je Person) durch Duschen, Waschen, Wäschetrocknen, Kochen sowie durch Pflanzen, Aquarien und andere Feuchtequellen täglich etwa 6 bis 14 kg Wasser freigesetzt. Um 10 kg Wasser aus Innenräumen abzuführen, müssen ca. 3.000 kg Luft bewegt werden. Dieses bedeutet, dass der Luftinhalt der Innenräume im Mittel etwa 7 mal täglich ausgetauscht werden muss, um die unerwünschte Feuchtigkeit abzutransportieren. Zum Vergleich: Bei geschlossenen Fenstern und Türen hat man Luftaustauschraten zwischen ca. 0,2 - 2 pro Stunde (je nach Fenstertyp und Bausituation), bei weit geöffneten Fenstern steigt die Luftaustauschrate auf 10 - 20 pro Stunde an."
aus: Ratgeber "Hilfe! Schimmel im Haus. Ursachen - Wirkungen - Abhilfe", Hrsg. Umweltbundesamt, Berlin, 2004
Quelle: Heinz, E. (2000): Kontrollierte Wohnungslüftung,
Verlag Bauwesen, Berlin: S. 23
Diese Werte sind Durchschnittswerte, z.T. wurde geschätzt. Aber, vielleicht genügen ja diese Überschlagswerte und wahrscheinlich lassen sich verlässlichere nicht finden. Eine genauere Betrachtung der Datensammlung scheint zudem die Vermutung nahe zu legen, dass auch hier die Sitte verbreitet zu sein scheint, dass der eine vom anderen abschreibt. Manchmal bleibt dabei die Nennung der Quelle(n) auf der Strecke.
24.03.2008
DIMaGB
siehe auch:
:: Das Ausatmen des Menschen
Wasser in der Atemluft
Das sollten Sie sich unbedingt ansehen:
Bauphysik für jedermann - Teil 3
Tauwasser, Taupunkttemperatur, Taupunkttabelle
Kondensationspunkt, Kondensat, Luftfeuchte
... hier
Bauphysik für jedermann - Teil 4
Der Schrank und die Bauphysik
(Luftfeuchte, Taupunkt, Kondensat, Schimmel, Lösungen)
... hier
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weiterführend: Gutachten zu Schimmel | Lösungen gegen Schimmel
