Grundlagen

Nachstehend finden Sie Informationen zu folgenden Themen:

 

Relative Luftfeuchte

Luft kann Feuchtigkeit in Form von Wasserdampf aufnehmen, wobei die maximal aufnehmbare Menge mit der Temperatur steigt. Der Zusammenhang ist exponentiell und wird als Sättigungsdampfdruckkurve über die Temperatur aufgetragen (Abb. 1). Für viele praktische Belange ist weniger die absolute Luftfeuchtigkeit entscheidend, als vielmehr der Relativwert aus absoluter Luftfeuchtigkeit, bezogen auf die bei gleicher Temperatur maximal mögliche Luftfeuchtigkeit. Dies ist die relative Luftfeuchtigkeit, häufig mit Φ bezeichnet und in Prozent angegeben.

Abb. 1: Sättigungsdampfdruck der Luft als Funktion der Temperatur

Feuchtegehalt

Wie viel Wasser sich in einem Baustoff befindet, lässt sich mit dem Feuchtegehalt u ermitteln. Hierfür ist sowohl das Volumen als auch die Baustoffmasse als Bezugsgröße üblich, sodass der Feuchtegehalt beispielsweise in kg Wasser (Mw) pro m. Baustoff (Vm) angegeben werden kann.

  u = \frac{M_w}{V_m} \Bigl\lbrack \frac{kg}{m^3} \Bigr\rbrack

 

Ebenso üblich sind folgende Angaben: m3 Wasser pro m3 Baustoff oder kg Wasser pro kg Baustoff oder diese multipliziert mit 100, um Volumen- oder Masseprozent zu erfassen.

  u_V = \frac{u}{\rho_w} \cdot 100\,[Vol\,\%]    u_V = \frac{u}{\rho_m} \cdot 100\,[M\,\%]

 

Der Umrechnungsfaktor für den volumenbezogenen Feuchtegehalt uV ist die Wasserdichte ρw, für den massebezogenen Feuchtegehalt uM die Materialdichte ρm.

Feuchtespeicherung und Ausgleichsfeuchte

Baustoffe können Feuchtigkeit aufnehmen und sie an den Innenoberflächen der Porenstruktur lagern (Sorption oder Feuchtespeicherung).

Erhöht sich die relative Luftfeuchte der Umgebungsluft, nehmen Baustoffe mehr Feuchtigkeit auf und speichern sie. Sinkt die relative Luftfeuchte, geben sie die überschüssige Feuchtigkeit wieder ab.

Aus diesem Prozess ergibt sich die Feuchtespeicherfunktion oder Sorptionsisotherme – eine Materialeigenschaft, die den im Gleichgewicht befindlichen Feuchtegehalt als Funktion der relativen Luftfeuchte bei konstanter Temperatur angibt.

Dieser Zusammenhang schlägt sich in der sogenannten Feuchtepufferwirkung nieder. Baustoffe, die im normalen Luftfeuchtebereich viel Feuchtigkeit speichern können, verfügen also auch über eine gute Feuchtepufferwirkung. Sie können bei erhöhter Feuchtebelastung – wenn beispielsweise viele Menschen in einem Versammlungsraum zusammenkommen – die entstehende Feuchtigkeit aufnehmen und speichern.

Ist die Belastung vorüber, geben die Baustoffe die gespeicherte Feuchtigkeit wieder an die Raumluft ab, deren Feuchtigkeit damit auf einem behaglichen Niveau verbleibt. Die Baustoffe wirken also raumklimaregulierend. Doch auch für den mittleren Feuchtegehalt (wie er unter Normalbedingungen vorhanden ist) spielt die Feuchtespeicherfunktion der Wandbaustoffe eine Rolle (Ausgleichsfeuchte).

Feuchtetransport

Beim Feuchtetransport werden zwei Mechanismen unterschieden: der Wasserdampftransport, der in der Luft bzw. dem luftgefüllten Porenraum stattfindet, und dem Kapillar- bzw. Flüssigtransport, der innerhalb der Porenstruktur eines Baustoffs und abhängig vom Feuchtegehalt abläuft.

Die Dampfdiffusion hängt vom Dampfdruck und damit von der Differenz der relativen Luftfeuchtigkeit und von der Temperatur ab.

Die Dampfdurchlässigkeit von Baustoffen wird demnach durch die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl (µ-Wert) beschrieben. Dieser gibt die Wasserdampfdurchlässigkeit des Baustoffs verglichen mit einer ruhenden Luftschicht an. Er ist dimensions- und damit einheitslos.

Der µ-Wert hingegen ist ein Materialparameter, der messtechnisch für die verschiedenen Produkte bestimmt wird.

Für dünne Bau- oder Beschichtungsstoffe wird der Wasserdampfdiffusionswiderstand jedoch nicht als µ-, sondern als sd-Wert angegeben. Dieser beschreibt die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke und wird in [m] angegeben.

  s_d = \mu \cdot d\,[m]

 

Die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke ist das Produkt aus µ-Wert und Schichtdicke d des Baustoffs und gibt an, wie dick eine ruhende Luftschicht sein müsste, um über den gleichen Diffusionswiderstand wie die betrachtete Baustoffschicht zu verfügen.

Tabelle 1: Feuchtetechnische Materialkennwerte

1) Laut DIN 4108-4: Es ist jeweils der für die Baukonstruktion ungünstigere Wert anzusetzen.
* λequ für die Dicke 500 mm und 425 mm

Baubuch 2018/2019 – 5. Auflage

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