Tau- und Schimmel-Bildung

Hier wollen wir auf eine besondere Eigenschaft der Luftzustände in Räumen eingehen.Wenn man sich das hx-Diagramm für Luftzustände anschaut findet man dort alle wichtigen Eigenschaften bezogen auf die Luft:
Die Luft-Temperatur (senkrecht dargestellt) in °C, den Wassergehalt (Absolute Feuchte) in g(Wasser)/kg(Luft) (waagrecht dargestellt), die Relative Feuchte (Sättigungsgrad der Luft mit Wasser) in % als Kurve von links unten, nach rechts oben, die Enthalpie (Energieinhalt der Luft) (als Linie von links oben nach rechts unten) in kJ/kg(Luft) und das Gewicht der Luft (Dichte) (als leicht fallende Linie von links oben, nach rechts unten) in kg/m³.
Ein ganz wichtiger Wert im hx-Diagramm ist aber die sogenannte Taupunkt-Linie, oder auch Sättigungslinie der Luft. Es ist die Linie (Kurve) mit der Relativen Feuchtigkeit von 100%. Diese Linie begrenzt das hx-Diagramm nach unten. Es gibt keine Luftzustände unterhalb dieser Linie, oder anders ausgedrückt die Luft kann nicht mehr Wasser aufnehmen bis die 100% Relative Feuchtigkeit erreicht ist. Jegliches weitere Wasser ist nicht mehr in Gas-Form in der Luft enthalten, sondern flüssig, es bildet Töpfchen. Diese winzigen Tröpfchen können noch in der Luft schweben. Mit der Zeit ziehen sich aber aufgrund der eigenen Anziehungskraft (Athesion) zusammen und bilden immer größere Tropfen, die letztendlich aufgrund der Schwerkraft nach unten fallen. Dieser Zustand ist in der freien Natur als Nebelbeildung, Wolkenbildung bekannt, der dann als Regen fällt.
Genau dieses Phänomen tritt natürlich auch in bewohnten Räumen auf, nur ist das mit blosem Auge so nicht erkennbar und die winzigen Tröpfchen haften schnell an der kalten Oberfläche, bevor sie sich zusammenschließen.
Wenn in einem Raum eine Oberfläche, gleich welcher Art, kälter ist als die Lufttemperatur, wird die Luft in unmittelbarer Näher zu dieser kühleren Fläche abgekühlt, da der Körper, der hinter der Fläche liegt der Luft Wärme entzieht, auf Grund der Tatsache dass sich Körper mit unterschiedlicher Temperatur im laufe der Zeit in der Teperatur immer mehr angleichen. Wenn wir also die Luft in unmittelbarer Nähe der kühleren Fläche betrachten, fällt die Temperatur der Luft dort annähernd auf die Temperatur dieser Fläche ab. Diesen Vorgang können wir im hx-Diagramm als gerade Linie nach unten darstellen, da der absolute (enthaltene) Wassergehalt ja unverändert bleibt, bewegen wir uns hier entlang des konstanten Wassergehaltes (absolute Feuchte). Bei diesem Vorgang entzieht die kältere Fläche der Luft Energie, was an der Enthalpie-Linie erkennbar ist und die Lufttemperatur fällt daturch zwangsläufig. Dieser Vorgang ist natürlich auf die unmittelbare Nähe zur kalten Oberfläche begrenzt. Wenn also die Luft abkühlt und dadurch Energie verliert, steigt zwangsläufig die relative Feuchte an dieser Stelle, wie an den Kurven mit konstanter Relativer Feuchte erkennbar ist. Wenn der Abstand zwischen der Luft-Temperatur und der Flächen-Temperatur entsprechend groß ist, erreichen wir mit der relativen Luftfeuchte die 100% Linie (Kondensations-Linie). Ab diesem Grenzwert, geht das überschüßige Wasser dann vom gasförmigen in den früssigen Zustand über, was wir als Kondensation bezeichnen. Ab dieser 100% Linie bilden sich flüssige Wassertröpfchen, die dann schnell an der kalten Oberfläche haften. Es bildet sich daher eine nasse Oberfläche, die sich aus dem kondensierten Wasserdampf bildet. In der Natur ist dies als Taubildung bekannt und in Räumen zeigt sich das durch feuchte Oberflächen/Wände, die dann im laufe der Zeit über die Keimbildung aus der Luft sich als Schimmel zeigt.
Wenn man diesen Effekt im hx-Diagramm darstellt, erkennt man schnell, wann und wo sich dieser Effekt einstellt, denn dies ist ein Vorgang der den Naturgesetzen unterliegt.
Hier im Beispiel gehen wir von einer Raumtemperatur von 21°C aus.
Je nachdem welche Luftfeuchtigkeit in dem Raum herrscht, tritt diese Kondensatbildung schon bei einer Oberflächentemperatur von nur einigen Grad unterhalb der Raumtemperatur, oder erst bei sehr tiefen Oberflächentemperaturen ein, nämlich genau dort, wo die senkrechte Linie beginnen mit der Raumtemperatur auf die 100% reltive Feuchte Linie trifft. An der Temperatur-Skala links, kann man dann diese Temperatur, bei der das Wasser in der Luft kondensiert (Taupunkt), ablesen.
Somit ist relativ einfach die Taubildung auf kälten Flächen erklärbar und auch unter welchen Voraussetzungen diese zwangsweise eintritt. Natürlich findet die Taubildung nur unmittelbar an der kalten Oberfläche statt und nicht im ganzen Raum. Daher ist dieses Diagramm auch nur auf einen einzelnen Raumpunkt zu betrachten. Sobald die Luft sich im Raum bewegt, findet immer eine gewisse Durchmischung statt, aber alle Punkte in dem betrachteten Raum leigen auf der senkrechten Linie zwischen der Raumtemperatur und der Taupunkt-Linie (100% rel.Feuchte), da die absulute Feuchte (der Wasserinhalt der Luft) im ganzen Raum nahezu identisch ist.
So ist klar zu erkennen, dass entsprechend kalte Flächen in einem Raum zwangsweise zu Tau-Bildung führen. Als Beispiel sind hier beschlagene Fenster oder feuchte Ecken oder gar ganze Wände zu erwähnen. Damit sind auch die feuchten Wände z.B. in einem Badezimmer zu erklären, da in diesem Raum eine ziemlich hohe Luftfeutigkeit herrscht, zumindest während der Nutzungszeit. Aber auch beschlagene Fenster sind hiermit erklärbar, vor allen dann wenn die Fenster aufgrund schlechter Isolation, auch innen eine kalte Oberfläche haben.
Letztendlich kann man dieses Diagramm natürlich auf jeden Raum anwenden, wenn man die aktuelle Raumtemperatur und die Oberflächentemperatur an geliebiger Stelle betrachtet. Es ist eine gute Hilfe um Schimmelbildung schon im Vorfeld zu erkennen. Mann muss nur die Raumfeuchte kennen und die Oberflächentemperatur der in betroffenen Fläche.