Richtig lüften, aber wie?
Autor: Dipl.-Ing. (FH) Matthias Marx, Stand: 10/2014
Die nachfolgende Publikation soll ohne großen Schnick Schnack und ohne das man hierzu ein Physikstudium absolviert hat, dem Laien, die klimatischen Zusammenhänge in Innenräumen verdeutlichen und verzichtet gleichzeitig weitgehend auf komplexes Fachchinesisch. Die Natur- und Ingenieurwissenschaftler werden es dem Ersteller dieser Publikation nachsehen, wenn das Thema lediglich oberflächlich – aber dafür für einen Nichtwissenschaftler verständlich – dargestellt wird, da eine Vertiefung, nicht nur sehr komplex, sondern auch dann für einen Laien nicht mehr verständlich vermittelbar wäre.
Ebenso hat diese Publikation – insbesondere die Check-up Liste am Ende dieser Publikation - keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Sollten von Leserseite Unstimmigkeiten entdeckt werden, Anregungen für Verbesserungen oder Ergänzungen als sinnvoll erscheinen bzw. weitere Fragen bestehen, so ist der Verfasser über jede Anregung – per e-mail - dankbar und wird diese nach sachlicher Überprüfung ggf. in diese Publikation einfließen lassen.
Kaum sind die Blätter im Herbst von den Bäumen gefallen, häufen sich die alljährlichen Hilferufe und Anrufe von Wohnungs- und Gebäudenutzer, dass Schimmelpilzbefall in Wohnungen und Gebäuden vorliegen.
Warum ist das jedes Jahr immer wieder das Gleiche und was sind die Hintergründe und Ursachen? Was kann man dagegen tun?
Hierzu müssen wir zunächst einen kleinen Ausflug in die Natur und in die jeweilige Bauepoche machen.
Was passiert in der Natur?
Wir starten im Frühjahr März/April, die Temperaturen und die Säfte steigen und die Bäume schlagen aus. Soll heißen, sie bekommen Blätter. Gleichzeitig werden durch die Bäume und deren Blätter – durch Photosynthese – Sauerstoff, aber auch Feuchtigkeit produziert. Diese Feuchtigkeit wird mit zunehmender Außentemperatur in der Luft aufgenommen und liegt sodann in gasförmigem Aggregatzustand in der Außenluft vor. Im Sommer, bei recht hohen Temperaturen, liegen somit in der Regel auch die höchsten Feuchtigkeitskonzentrationen in der Außenluft vor. Nur niemand nimmt diesen Umstand war, da ja warme Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann als kalte Luft. Siehe hierzu auch unsere Publikation: Schimmelpilzbildung – Wieso? Weshalb? Warum?.
Sobald dann ab Mitte Oktober die Blätter von den Bäumen fallen, nimmt auch die Feuchtigkeitskonzentrationen – da keine nennenswerte Feuchtigkeit mehr produziert wird - in unserer Außenluft stark ab. Sie wird trockener, obwohl die Außenluft kälter wird und die relative Feuchtigkeit in der Außenluft ansteigt. Wie erklärt sich das?
Grund sind hierfür die absoluten Feuchtigkeitsgehalte in der Außenluft.
Wir haben in Deutschland – und diese Aussage gilt auch nur hier bei uns - eine relative Durchschnittsfeuchtigkeit in der Außenluft über das Jahr hinweg von etwa 70-80 %, im Winterhalbjahr sogar lang anhaltende Durchschnittswerte von über 90 %. Da aber die Außentemperaturen jahreszeitlich bedingt erheblichen Schwankungen ausgesetzt sind, ist die wichtigste Größe nicht die Angabe über die relative Feuchtigkeit (wird von einem Hygrometer angezeigt), sondern die absolute Feuchtigkeitsmenge, die in der Außenluft enthalten ist.
Die absolute Feuchtigkeitsmenge, die in der Regel in Gramm pro Kubikmeter angegeben wird, ist somit in Abhängigkeit mit der jeweiligen Lufttemperatur zu betrachten. Warme Luft nimmt mehr Feuchtigkeit auf als kalte Luft – siehe hierzu auch nähere Erläuterungen unter Schimmelpilzbildung. Bedeutet im Umkehrschluss, dass zwar Winterluft eine relativ hohe Feuchtigkeit in Abhängigkeit mit der Außentemperatur aufweist, aber absolut betrachtet, eine sehr viel geringere absolute Feuchtigkeitsmenge aufweist und somit eine sehr trockene Luft ist. Folgende Grafik soll dies verdeutlichen.
Auf Gebäuden und Bauteilen wirken zum Einen die klimatischen Außeneinflüsse wie z.B. Sonneneinstrahlung, Niederschlag, Lufttemperatur, Wind und die Außenluftfeuchtigkeit, und zum Anderen die zusätzliche Feuchtigkeitsbeaufschlagung durch Feuchtigkeitsproduktion im Innern der Gebäude durch Nutzerverhalten wie z.B. Duschen, Kochen, Schlafen etc. Aber auch Aquarien, Pflanzen u.a. erhöhen im Innern eines Gebäudes oder einer Wohnung die Feuchtigkeitskonzentrationen Schimmelpilzbildung.
Die Umfassungsflächen, Mauerwerk, Putze, Tapeten, aber auch Möbel und andere Wohnungsutensilien nehmen aus diesen klimatischen Verhältnissen mehr oder minder größere und kleinere Feuchtigkeitsmengen auf, oder geben Sie – je nach Umgebungsklima – wieder ab.
Diesen Vorgang nennt man mit dem übergeordneten Begriff auch Sorption.
Unter Sorption versteht man die physikalische Wechselwirkung – Aufnahme (Adsorption) und Abgabe (Desorption) – eines Stoffes, z.B. Auf- und Abgabe von Feuchtigkeit an der Oberfläche eines Festkörpers, bis sich ein Gleichgewicht einstellt.
Im Bereich des Wohnungsbaus dringt in Abhängigkeit des Umgebungsklimas Feuchtigkeit infolge Diffusionsprozesse in die Oberfläche von Baumaterialien ein, wenn die relative Raumluftfeuchtigkeit größer ist als die Ausgleichsfeuchte in den Baumaterialien selbst. Dieser Feuchtigkeitseintrag lagert sich an der inneren Oberfläche (Grenzflächen) der Baumaterialien wie Innenputz und Mauerwerk ab und wird bei Absinken der Raumluftfeuchtigkeit wieder an die Raumluft - ebenfalls über Diffusion - zurückgegeben, bis sich wieder ein Ausgleich einstellt. Diese Diffusionsvorgänge laufen extrem langsam ab.
Aus dieser Erkenntnis heraus wird deutlich, dass sich in Abhängigkeit des vorhandenen Raumklimas und der physikalisch spezifischen Merkmale der Baumaterialien – wie z.B. Dichte, Offenporigkeit, Speicherfähigkeit, Wasseraufnahmefähigkeit etc. – eine höhere oder eine niedrigere Ausgleichsfeuchtigkeit -Bauteilausgleichsfeuchtigkeit - in den Umfassungsflächen einstellt.
Daraus folgt:
hohe Raumluftfeuchtigkeit > hohe Bauteilausgleichsfeuchtigkeit
geringe Raumluftfeuchtigkeit < geringe Bauteilausgleichsfeuchtigkeit
Infolge dessen wird sich bei größerer Feuchtigkeitsproduktion innerhalb einer Wohnung auch eine höhere Bauteilausgleichsfeuchte und parallel auch eine höhere rel. Feuchtigkeit in der Wohnung einstellen.
Der erhöhten Bauteilausgleichsfeuchtigkeit in den Bauteilen kann man nur entgegenwirken, wenn das Raumklima insbesondere die relative Feuchtigkeit in Innenräumen nachhaltig entsprechend klein und gering gehalten wird. Dadurch werden die umliegenden Baumaterialien veranlasst, die gespeicherte Feuchtigkeit, an die Raumluft wieder abzugeben.
Um das aber zu gewährleisten ist richtiges und sachgerechtes Lüften notwendig, um das Raumfeuchtigkeitsniveau geringer zu halten als die Ausgleichsfeuchte in den Baumaterialen.
Wie war das noch gleich früher …?
Ältere Gebäude, die vor der Energiewende und größtenteils vor 1990 errichtet wurden, weißen in der Regel diese Problematik der erhöhten Raumluftfeuchtigkeit respektive höhere Ausgleichsfeuchtigkeit nicht auf, da durch Undichtigkeiten in der Gebäudehülle ein ständiger Luftaustausch – Infiltration – stattfindet.
Diese Infiltration findet weniger über die eigentlichen Umfassungsflächen, als vielmehr über die, in den Umfassungsflächen hergestellten Öffnungen und Einbauteile, wie z.B. Fenster, Rolläden, Eingangstüren, Kellertüren etc. statt.
Desweiteren existieren bei Gebäuden aus früherer Zeitepoche, konstruktive Leckagen an der Gebäudehülle (Bauteilleckagen) im Bereich Übergang Dach/Wand, Holz/Mauerwerk, Rahmenanschlüsse/Mauerwerk oder Beton etc.
Durch diesen natürlichen Luftaustausch wird, bei Gebäuden aus dieser Zeit, das Raumklima (rel. Raumluftfeuchtigkeit/Ausgleichsfeuchtigkeit) ohne weiteres dazutun durch den Nutzer - also Nutzerunabhängig - in der Regel in einem positiven Gleichgewicht gehalten.
Aber wehe, man saniert solche Gebäude auf einen heutigen energetischen und dichten Standard. Gleiches betrifft auch heutige Neubauten. Es findet ohne weitere bauliche Maßnahmen oder Handlungen durch die Nutzer weder Lufteintritt noch Luftaustritt – dem zu Folge Luftaustausch - im Gebäude statt.
Um hier nachhaltige Bauteil- und Nutzerschäden zu vermeiden, ist entsprechendes – gebäudeabhängiges Handeln – nämlich richtiges Lüften erforderlich.
Die klimatischen Bedingungen innerhalb von Gebäuden sind recht komplex und von einer Vielzahl von Parametern wie z.B.
- handelt es sich um einen Neu- oder Altbau
- wurde bei einem Altbau umfangreich saniert
- Jahreszeiten
- Wetter/Außenklima
- Baumaterial
- innere Feuchtigkeitsproduktionen und Konzentrationen
- ist eine Lüftungsanlage vorhanden
- etc.
abhängig. Siehe Schimmelpilzbildung.
Mit der noch folgenden Checkup-Liste soll auf die unterschiedlichen Parameter/Bedingungen/Nutzerproblematik etc. näher eingegangen und mit Irrtümern – die immer noch in den Medien und in den Köpfen der Menschen kursieren - aufgeräumt werden.
Checkup-Liste
Richtig lüften, aber wie?
Irrtümer, Fehldeutungen, falsches Nutzerverhalten oder was …?
Neubau
Je nach Bauart und den verwendeten Baumaterialien, sowie in Abhängigkeit der äußeren Witterungsbedingungen während der Bauphase, wird mehr oder weniger Feuchtigkeit in das Gebäude eingebracht und in den Bauteilen (wie z.B. Estrich oder Gipsputz) vorübergehend eingelagert und gespeichert. Diese Feuchtigkeit muss natürlich im Zuge der Austrocknung mittels Ablüftung der Räume aus dem Gebäude entfernt werden.
Zu Zeiten der Industrialisierung – Ende des 19. Jahrhundert/Anfang des 20. Jahrhundert – wurden Neubauten an Familien kostenlos vermietet, die diese in den ersten 2-3 Jahren trocken wohnten. Diese sogenannten „Trockenwohner“ hatten lediglich mit Ihren Familien die Aufgabe – mit ihrer Anwesenheit in der Wohnung oder Gebäude – die Häuser entsprechend frei zu heizen und trocken zu lüften. Erst danach wurden die Häuser dann, regulär zur Miete auf dem Immobilienmarkt angeboten. Das wäre in der heutigen Zeit undenkbar.
Wie dem auch sei, die – wie oben näher erläutert - eingelagerte Feuchtigkeit in Bauteilen muss raus, da Sie zum Einen zu einem erhöhten Feuchteniveau im Wohnraum und zum Anderen zu einer erhöhten Bauteilausgleichsfeuchte in den verwendeten Baumaterialien führt.
Dieses Feuchteproblem in Neubauten, aber auch in umfänglich sanierten Gebäuden, wo große Teile neu verputzt oder Estrich neu eingebracht wurde, kann nicht mit einfachem Stoßlüften abgeholfen werden, da der Feuchtaufnahmeprozess der Bauteile über Diffusion hin zur höheren Ausgleichsfeuchte sehr langsam abläuft und somit sehr viel Zeit – in der Regel mehrere Wochen und Monate - in Anspruch nimmt. Genau so langsam verläuft aber auch der Umkehrprozess der Trocknung.
Es muss gewährleistet sein, dass trockene Außenluft langsam und kontinuierlich in das Gebäudeinnere einströmen, sich erwärmen und so Feuchtigkeit aufnehmen kann, um anschließend – als feuchte Luft - wieder nach außen abgeführt zu werden.
Es muss letztendlich der trockenen einströmenden Luft genügend Zeit – also eine ausreichend Verweildauer im Gebäude ermöglicht werden – im Gebäude verbleiben um sich zu erwärmen und Feuchtigkeit aufzunehmen.
Gleichzeitig werden die umliegenden Bauteile animiert, ihr gebundenes Wasser, resultierend aus dem erhöhten Feuchteniveau, abzugeben und eine geringe Ausgleichsfeuchte anzustreben. Als Folge stellt sich ein niedrigeres Feuchteniveau auf der Raumklimaseite und auf der Bauteilausgleichsfeuchteseite ein.
Dieser Effekt kann rein mit Stoßlüften nicht erzielt werden, da eben die Luft keine ausreichende Verweildauer in den Innenräumen hat und sich eben nicht ausreichend schnell erwärmen und Bauteilfeuchte aufnehmen kann. Diese Art der Lüftung dient ausschließlich dem Luftaustausch und Abtrangsport von Raumfeuchte aus und in Innenräumen.
So wird im Winter gerade mal eine relative Feuchtigkeit in Innenräumen von gerade mal 30 bis 40 % erreicht. Darüber hinaus gehende Feuchtigkeiten haben somit andere Ursachen.
Die Richtigkeit dieser Aussage kann ganz leicht überprüft werden.
Bei Vorliegen eines hohen Feuchteniveaus, also bei Raumfeuchten von größer 55/60 % – gemessen mit einem Thermo-/Hygrometer – folgenden Test durchführen:
Man stelle ein Thermo-/Hygrometer (Höhe etwa 1,00 bis 1,20 m über dem Fußboden - Mitte Raum) auf und messe das Raumklima (Rauminnentemperatur und relative Luftfeuchtigkeit) des Raumes. Danach führt man eine Stoßlüftung von etwa 10 bis 15 Min. durch, ohne die Heizung abzustellen.
Es kann festgestellt werden, dass die relative Luftfeuchtigkeit – im Innenraum - abnimmt. Anschließend schließe man das Fenster wieder und warte kurz ab. Je nach Baumaterial und Feuchteniveau wird nach etwa 15 bis 20 Min. die relative Feuchte auf dem Hygrometer und somit im Innenraum wieder auf das herkömmliche Niveau (Ausgangsmessung) im Raum ansteigen.
Was lernen wir daraus?
- Nur die feuchte Raumluft wurde entfernt.
- Sobald die Fenster wieder geschlossen werden, versuchen die umfassenden Bauteile wieder einen klimatischen Ausgleich herzustellen. Die Raumfeuchte steigt wieder an.
- Sobald sich wieder ein Ausgleich eingestellt, muss wieder gelüftet werden.
- Somit wäre ein Lüftungsintervall von 2-3mal pro Stunde erforderlich, der solange zu wiederholen ist, bis sich dauerhaft ein niedrigeres Feuchteniveau (Bauteilausgleichsfeuchte) im Innenraum einstellt und das Hygrometer nach einem Lüftungsvorgang nicht mehr ansteigt.
Diese anhaltenden und dauerhaften Lüftungsintervalle – bei vorliegen eines hohen Feuchteniveaus - ist eine unverhältnismäßige Situation und sollte von keinem Nutzer abverlangt werden. Insofern muss bei vorliegen eines hohen Feuchteniveaus das gleichmäßige dauerhafte aber geringe Zuströmen von trockener Außenluft gewährleistet werden.
Dies erreicht man mit automatischen Lüftungsanlagen (die wohl in den wenigsten Häusern anzutreffen ist) oder einer Zwangslüftung in der Außenhülle. Eine Zwangslüftung über die Außenhülle kann über ganz normale geringe Fensterspaltlüftung (Kippstellung) – etwa 1-2 cm Öffnung – erzielt werden.
Gleichzeitig muss natürlich weiter geheizt werden, damit die kältere Außenluft sich im Innern der Räume rasch aufwärmen und so Feuchtigkeit aufnehmen kann.
Erst bei Vorliegen eines anhaltenden tieferen Feuchteniveaus - Bauteilausgleichsfeuchte – kann dann wieder auf normale Stoßlüftung – mehrmaliges tägliches Stoßlüften – umgestellt werden.
Altbau (energetisch sanierter Altbau)
Siehe hierzu Lüftungsverhalten unter dem Punkt Neubau.
Räume
Grundsätzlich sollen Innenräume je nach ihrer Funktion und Nutzung so gelüftet werden, dass Feuchtigkeit und Schadstoffe (verbrauchte Luft) unmittelbar nach ihrer Entstehung an Ort und Stelle nach außen abgeführt werden.
Dadurch wird auch ein schleichender Anstieg der Bauteilausgleichsfeuchtigkeit der Umfassungsflächen vermieden.
Leider existieren Veröffentlichungen auf Internetplattformen und in Printmedien, die je nach Funktion und Raumnutzung unterschiedliche Lüftungsanleitungen und Empfehlungen sortiert nach Räumen und deren Nutzung angeben.
Bei sachlicher Betrachtung kann man diesen Anleitungen und Empfehlungen mit folgender Begründung jedoch nicht folgen.
Wie bereits weiter oben erwähnt, stellt sich je nach Feuchteproduktion in den Bauteilen ein höheres oder tieferes Feuchtniveau in den Räumen ein. Parallel zum Feuchtegehalt in der Innenluft stellt sich – in Abhängigkeit der Lufttemperatur – auch ein entsprechender Wasserdampfdruck – Partialdruck – ein.
Wasserdampfdruck/Partialdruck
Rund um die Erdkugel existiert unsere Luftatmosphäre, die mit ihrem Gewicht mit durchschnittlich etwa 1.000 hPa = 1 bar auf unserem Körper lastet. Diese Masse nennt man auch Luftdruck. Nun wurde in dieser Publikation, aber auch aufgezeigt, dass in Abhängigkeit der Lufttemperatur, in dieser Luft auch gebundene Feuchtigkeit, in Form von Wasserdampf enthalten ist. Diese Masse des Wasserdampfes in der Luft erzeugt einen zusätzlichen Druck. Man nennt diesen Druck Wasserdampfpartialdruck, der den Luftdruck sogar noch überlagert.
Der Wasserdampfpartialdruck oder auch einfach ausgedrückt Wasserdampfdruck ist umso größer, je feuchter die Luft ist. Somit ist der Wasserdampfdruck ebenfalls – wie die Feuchtigkeitsaufnahme in der Luft – abhängig von der Temperatur. Denn je wärmer die Luft ist, desto mehr Feuchtigkeit und somit Feuchtedampf, kann sie aufnehmen und je höher ist dann der Wasserdampfdruck.
So kann eine 20 Grad warme Luft maximal 17,3 gr/cbm Wasserdampf aufnehmen. Es stellt sich dann ein maximaler Sättigungsdruck von ps=2.340 Pascal ein.
Somit folgt, je mehr Wasserteilchen (Moleküle) in der Luft enthalten sind, desto größer wird der Wasserdampfdruck.
→ hohe Temperatur → hohe Feuchtigkeit → hoher Partialdruck
→ niedrige Temperatur → niedrige Feuchtigkeit → niedriger Partialdruck
Wen es interessiert, eine Tabelle über den Wasserdampfsättigungsdruck findet sich im Internet.
Die Raumluft - mit hoher relativer Feuchtigkeit und mit hohem Wasserdampfdruck – ist bestrebt einen physikalischen Druckausgleich mit den umliegenden Raumklimata – die geringere Dampfdrücke aufweisen – herzustellen.
Als Ergebnis wird sich - in normal üblich großen Häusern - ein einheitliches Druckverhältnis mit dem dazugehörenden Feuchtniveau einstellen.
Wer nicht gerade über eine 1.000 qm große Villa verfügt, kann die unterschiedlichen raumbezogenen Lüftungsempfehlungen und Anleitungen aus Internet und in Printmedien getrost ignorieren.
Kellerräume
Wände in Kellerräumen die nicht direkt oder indirekt geheizt werden können, gleichen sich der kühleren Umgebungstemperatur an und haben oftmals kältere Oberflächentemperaturen. Dringt im Sommer warme, feuchte Luft von außen in solche Räume ein, kühlt die einströmende Luft an den kühleren Wandoberflächen ab und es kann bei Erreichen der Taupunkttemperatur der Luft zu Kondensatbildung an den Wandoberflächen führen. Folge ist bei anhaltender Nässe auf den Wandoberflächen Schimmelpilzbildung.
Eine Lüftung von Kellerräumen sollte somit nur dann erfolgen, wenn die Außentemperatur kleiner oder gleich der Kellerinnenraumtemperatur ist.
Anmerkung in eigener Sache!
Da bereits die Ursachenforschung über die Herkunft der Feuchtigkeit eine sehr umfangreiche Angelegenheit ist und von dem SV erhebliche physikalische Kenntnisse abverlangt, führen Fehleinschätzungen der Sachverständigen häufig zu falschen oder fehlerhaften Gerichtsurteilen. Auch hier muss ein Umdenkungsprozess der Einzelrichter und der Gerichte erfolgen, die zwangsläufig nur SV in solchen Angelegenheiten beauftragen dürfen, die auch über die notwendigen physikalischen Kenntnisse verfügen.
Des Weiteren hat diese Liste keinen Anspruch auf Vollständigkeit und kann nach Belieben ergänzt bzw. erweitert werden. Gleichwohl kann jeder Leser diese Liste für sich und seine aktuelle Situation als Handlungs- und Lüftungsempfehlung nutzen.
Über eine kurze Nachricht, Kurzmitteilung per SMS oder E-Mail, über Erfahrungen und Anwendungen der Checkup-Liste würde sich der Verfasser sehr freuen. Ebenso über Anregungen für Ergänzungen.