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-======Feuchte Luft======
+====== Humid air ======
-Luftfeuchtigkeit - alle haben ein Gefühl dafür, was das ist. Aber leider ist das sehr oft zumindest unvollständig. Wir erklären das hier. Hier gibt es das auch als {{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:sattdampf.gif?linkonly|Filmchen}}. ((Die zugehörige Erklärung in der deutschen Wikipedia ist leider nicht sehr anschaulich und sie ändert sich im Schwerpunkt des Textes auch des Öfteren; dennoch, korrekt ist das dort schon: [[https://de.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4ttigungsdampfdruck|Sättigungsdampfdruck]].))
-|{{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:sattdampf_1.png?500|}}|Ein absolut dicht geschlossenes Gefäß\\ ist teilweise mit Flüssigkeit\\ gefüllt. Das ganze wird auf\\ einer konstanten Temperatur\\ gehalten.\\ |
+Air humidity - everyone can sense it.... but very often in an incomplete way at best, unfortunately. We will explain this here; here is also a {{ :picopen:sattdampf.gif?linkonly |short film}} on this.(( The relevant explanation in the German version of Wikipedia unfortunately isn't very clear and the focus of the text changes often; nevertheless, it is correct: [[https://de.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4ttigungsdampfdruck|saturation vapour pressure.]]. But, there is also a nice introdution by the manufacturer of humidity sensors: [Sensirion 2009].))
-|{{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:sattdampf_2.png?500|}}|Wegen der Wärmebewegung gibt\\ es immer ein paar 'vorlaute' Moleküle\\ welche die Oberfläche verlassen\\ und nun als Dampf im Gefäß sind.\\ Wir kennen diesen Prozess als "Verdunstung".|
-|{{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:sattdampf_3.png?500|}}| Ein paar der Moleküle im Gasraum sind\\ dann wieder langsam genug, um\\ in den Flüssigkeitsraum zurück zu kehren.\\ Das ist die "Kondensation auf der\\ Molekülebene." |
-|{{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:sattdampf_4.png?500|}}|Letztlich bildet sich ein Fließgleichgewicht aus:\\ Es treten ständig etwa gleichviele Moleküle\\ aus wie auch wieder zurückkehren.|
-|{{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:sattdampf_5.png?500|}}|Die Wasserdampfmenge, die dann im Gasraum\\ vorhanden ist, nennen wir die\\ **//Sättigungsdampfmenge//**.\\ Ihre Dichte ist die Wasserdampf-Sättigungsdichte\\ (zu dieser Temperatur) und\\ der Druck des Wasserdampfes \\ auf die Gefäßwand heißt\\ **"Sättigungsdampfdruck"**.|
-Feuchtigkeit ist einfach nur ein anderes Wort für Wasser, gern dann benutzt, wenn es als Wasser vermengt in anderen Stoffen vorliegt.
+|{{ :picopen:humid_air_01.png?600 |}}|An absolutely airtightly sealed container is partly filled with a liquid. The entire thing is kept at a constant temperature.|
-Wir sprechen von Luftfeuchtigkeit (das ist der in der Luft enthaltene Wasserdampf) oder von Materialfeuchtigkeit (das ist Wasser, welches in mikroskopischen Hohlräumen („Poren“) im Material enthalten ist).
+|{{ :picopen:humid_air_02.png?600 |}}|Due to thermal movement there are always a couple of 'forward/daring' molecules that leave the surface and are present as vapour inside the container.We refer to this process as "evaporation".|
-Feuchtigkeit – spricht: Wasser – ist in unserer Umgebung nahezu überall. Meist in einem zuträglichen Mengenverhältnis: Weder zu feucht (dann kann z.B. Schimmel wachsen) noch zu trocken (das bekommt
+|{{ :picopen:humid_air_03.png?600 |}}|A couple of molecules in the gas space then become slow enough again to return to the liquid.This is referred to as "condensation at the molecular level"|
-z. B. unseren Schleimhäuten nicht gut). Hier gleich vorneweg eine Angabe – die **relative Feuchtigkeit in Luft in Innenräumen**, in den denen wir Menschen uns aufhalten, sollte in einem Bereich von **im Mittel 35 bis 60%**((Es kommt dabei nur auf einen Mittelwert über etwa 1 bis 2 h an - kürzere Schwankungen gleicht unser Organismus durchaus aus. Wenn also kurzzeitig (z.B. beim Lüften) die rel.Feuchte auch mal selbst unter 10% fällt, ist das kein Grund zur Sorge. Ein kurzer Aufenthalt z.B. im Badezimmer bei höherer Luftfeuchtigkeit gleicht das schnell wieder aus.)) liegen. (Was relative Feuchtigkeit eigentlich ist, wird in diesem Kapitel erklärt – viele Irrtümer beruhen auf einer falschen Vorstellung von der relativen Feuchtigkeit).
+|{{ :picopen:humid_air_04.png?600 |}}|A steady-state equilibrium eventually results:the number of molecules leaving the liquid constantly is the same as those returning to it.|
+|{{ :picopen:humid_air_05.png?600 |}}|The water vapour volume which is then present in the gas space is called the saturation vapour volume.Its density is the saturation vapour density (at this temperature) and the pressure of the water vapour on the wall of the container is called the "saturation vapour pressure".|
-Beginnen wir aber mit dem Wasser: Für den praktischen Gebrauch reicht es, die drei Zustände (Aggregat-Zustände) für Wasser zu kennen. Fest in Form wie **Eis**, flüssig (eben das **flüssige Wasser** aus der Leitung) und gasförmig (der **Wasserdampf**).
+Moisture/humidity is simply another word for water and is used when it is present in other substances mixed as water. We speak of air moisture (the amount of water vapour present in the air) or of material moisture (the water which is contained in microscopic empty spaces in a material called "pores"). Moisture - that is water - is present almost everywhere in our surroundings, usually in a beneficial proportion: neither too moist (which allows mould growth), nor too dry (which is not good for our mucous membranes). First it must be stated: **the relative humidity in the air in indoor spaces** that are occupied by humans should be within the range of **35 to 60% (( It just depends on an average value of over 1 to 2 h - shorter fluctuations can certainly be compensated by our bodies. Thus even if the relative humidity drops below 10% for a short time (e.g. during airing), this won't be a problem. Temporarily remaining in e.g. a bathroom with a higher level of air humidity is quickly compensated again.)) on average.** (It will be explained in this section what relative humidity actually is – many errors are based on a false understanding of relative humidity).
-Wasser besteht aus Molekülen der Verbindung H<sub>2</sub>O.
+Let us start with water: for practical use, it is enough to know about the three states of matter of water. Solid in form like ice, liquid (as **liquid water** from the tap) and gas (**water vapour**).
+Water consists of the molecular compound H<sub>2</sub>O. \\
-Im **Wasserdampf** haben diese Moleküle so viel Raum, dass sie nur selten aufeinander (und auf andere Moleküle) treffen.
+In **water vapour** these molecules have so much space that they rarely collide with each other (and other molecules).
+In liquid water the molecules are very close together, they are "held" together by electrical forces, but can still be easily pushed against each other. \\
-Im flüssigen Wasser sitzen die Moleküle eng aufeinander, sie werden durch elektrische Kräfte aneinander „gehalten“, sind aber immer noch leicht gegeneinander verschiebbar.
+In contrast, in solid ice the molecules are joined together in a fixed lattice.
+This molecular adjustment helps us understand more easily the processes (evaporation, melting) known to us from handling water in practice. For this we only need to introduce a model representation: the understanding of **heat** as a microscopically distributed **"chaotic" energy**, particularly in the form of kinetic energy of the molecules.
-Im festen Eis hingegen sind die Moleküle in einem strengen Gitter untereinander verbunden.
+This understanding arose in physics towards the end of the 19th century and is also called the // kinetic theory of heat // ((J.C. Maxwell has made significant contributions here. His small booklet [[playground:what_is_heat|"The Theory of Heat"]] is still makes for good reading today!)). Today, every child learns this at some time in school – at that time this was a revolutionary explanation. It is a good example of the assessment: "There is nothing more practical than a good theory".
-Diese molekulare Verstellung hilft uns, die aus dem praktischen Umgang mit Wasser bekannten Vorgänge („Verdunsten“, „Schmelzen“) leichter zu verstehen. Dazu brauchen wir nur noch eine Modellvorstellung einzuführen: Das Verständnis von **Wärme** als mikroskopisch verteilter **„chaotischer“ Energie**, insbesondere in Form von Bewegungsenergie (in der Physik gern „kinetische Energie“ genannt) der Moleküle.
+The faster the vibration of the molecules, the more thermal energy they contain; the average kinetic energy of the molecules is the exact measure for the temperature – with which a quantifiable variable already known in mechanics can be used to explain the phenomena of "thermodynamics/study of heat" known from ancient times. The processes involved in the evaporation of a liquid and even some quantitative aspects of these can be illustrated based on the kinetic theory.
-Dieses Verständnis ist gegen Ende des 19. Jahrhunderts in der Physik aufgekommen und nennt sich auch die //kinetische Theorie der Wärme//((J.C. Maxwell hat hier entscheidende Beiträge erbracht. Sein kleines Büchlein [[:grundlagen:was_ist_waerme|"The Theory of Heat"]] liest sich auch heute noch gut!)). Heute lernt dies jedes Kind irgendwann in der Schule – damals war diese Erklärung revolutionär. Sie ist sehr gutes Beispiel für die Einschätzung: „Es gibt nichts Praktischeres als eine gut bewährte Theorie.“
+Let us observe the evaporation process in a // container that is sealed all around // (e.g. a corked bottle), which is e.g. filled 40 % with liquid water and is kept at a // constant // temperature (e.g. by means of thermostatically regulated heating). In the rest of the container there is air or some other gas for example, its density does not matter. The container has already been illustrated in the figures above.
-Je heftiger die Vibrationen der Moleküle, desto mehr thermische Energie steckt in ihnen: und die durchschnittliche kinetische Energie der Moleküle ist genau das Maß für die Temperatur – womit eine quantifizierbare bereits in der Mechanik bekannte Größe zur Erklärung von schon seit alten Zeiten bekannten Phänomenen der „Wärmelehre“ herangezogen werden kann.
+The water molecules in the liquid water vibrate depending on the prevailing temperature – this is an irregular distribution of the vibrating molecules, some molecules are faster, others are slower. Now and then some of these molecules may be fast enough to leave the surface. They will then be present as single water molecules in the space above the liquid, that is, there is now water vapour here. We call this process "evaporation". However, the reverse process now also occurs: water molecules from the gas volume near the surface sometimes hit this surface and return to the liquid again. This process is called "condensation" or **"formation of condensation".**
-Auch die Vorgänge beim Verdampfen einer Flüssigkeit und sogar einige quantitative Aspekte dabei lassen sich auf Basis der kinetischen Theorie veranschaulichen.
-Wir schauen uns den Verdampfungsprozess in einem ringsum //geschlossenen Gefäß// an (z. B. eine verkorkte Flasche) das zum Beispiel zu 40 % mit flüssigem Wasser gefüllt ist und auf einer //konstanten// Temperatur  gehalten wird (z. B. durch eine thermostatisch geregelte Heizung). Im Rest des Gefäßes befindet sich z. B. Luft oder ein anderes Gas, auf die Dichte kommt es dabei nicht an. Das Gefäß wird illustriert durch die schon oben dargestellten Grafiken.
+Of course, an equilibrium state is reached after a certain time (quite quickly!) A certain amount of water will then be in a gaseous state – it can't be more, because this will increasingly be compensated through condensation. This equilibrium water vapour concentration in the gas space above the water surface is called the **"saturation vapour concentration"**. At a temperature of 20 °C this is just 17.3 g/m³. That is a very small quantity of water – when at the same time it is clear that otherwise about 1,000 kg = 1,000,000 g of liquid water can be held by one m³. Water vapour at 20 °C thus holds about 58 thousand times the volume than liquid water of the same temperature - and that only if the volume is 100 % saturated with water vapour. Of course, if less water is available in total then there can always be a smaller quantity of water vapour than in case of saturation.
-Die Wassermoleküle im flüssigen Wasser vibrieren entsprechend der herrschenden Temperatur – das ist eine chaotische Verteilung der Molekülvibration, einige Moleküle sind schneller, andere langsamer. Einzelne schnelle Moleküle können ab und zu schnell genug sein, um die Oberfläche zu verlassen – sie befinden sich dann als vereinzelte Wassermoleküle im Raum über der Flüssigkeit – sprich, hier gibt es jetzt **Wasserdampf**. Diesen Vorgang nennen wir „Verdunstung“. Nun kommt aber auch der umgekehrte Vorgang vor: Wassermoleküle aus dem Gasvolumen in der Nähe der Oberfläche treffen in einigen Fällen in diese und werden von der Flüssigkeit wieder aufgenommen. Dieser Vorgang heißt „Kondensation“ oder **„Tauwasserbildung“**.
-Natürlich stellt sich dabei nach einer gewissen Zeit (ziemlich schnell!) ein Gleichgewicht ein. Dann befindet sich eine gewisse Menge des Wassers im gasförmigen Zustand – mehr kann es nicht mehr werden, weil dann verstärkt durch Kondensation kompensiert wird: Diese Gleichgewichts-Wasserdampf-Konzentration im Gasraum über einer Wasserfläche nennen wir die **„Sättigungs-Wasserdampf-Konzentration“**. Bei einer Temperatur von 20 °C sind das gerade 17,3 g/m³. Das ist eine sehr geringe Wassermenge – wenn zugleich klar ist, dass in einem m³ sonst etwa 1.000 kg = 1.000.000 g flüssiges Wasser aufgenommen werden können. Wasserdampf bei 20 Grad C nimmt also etwa das 58-Tausend-fache Volumen ein wie flüssiges Wasser der gleichen Temperatur - und das auch nur, wenn das Volumen zu 100 % mit Wasserdampf gesättigt ist. Wenn weniger Wasser insgesamt verfügbar ist, kann selbstverständlich immer auch eine geringere Wasserdampfmenge als bei Sättigung vorliegen.
+|{{ :picopen:humid_air_06.png?600 |}}|With a higher temperature thermal motion of the molecules becomes faster. For this reason the tendency towards the gas phase then increases: this means that the higher the temperature, the higher the saturation vapour density.|
+|{{ :picopen:humid_air_07.png?600 |}}||
+|Some values are given in this table for the saturation vapour density of water vapour. Hot air can hold much more water vapour than colder air. The saturation vapour density is the maximum density of water vapour which can exist in a given volume at that temperature4). If the saturation vapour density is exceeded, the water vapour begins to condensate on the condensation nuclei - small drops of liquid water are formed (called fog or cloud). This is commonly called "water vapour", although this visible vapour is not water vapour at all, rather it is fog. The actual vaporous water (single molecules) is a completely transparent colourless gas. On the other hand, less water vapour than the saturation volume may well occur in a gas volume, for this e.g. one would only have to dilute a given air volume with dry air (i.e. air without any water molecules).||
+|{{ :picopen:humid_air_08.png?600 |}}||
+|The vapour (pressure) curve - the course of the saturation vapour density over the temperature. Intermediate values are also possible with this - the value 17.3 g/m³ belonging to 20°C is indicated here. For understanding this, it is helpful if this is seen in relation to the liquid water quantity that is possible in one cubic meter. At 20°C this is about 1000 kg, i.e. about 58 thousand fold. Vaporous water has a much lower density than liquid water, and the colder it is, the fewer the vapour molecules which can fit into this volume without resulting in the formation of condensation.||
+|{{ :picopen:humid_air_09.png?600 |}}|Here is the definition of ** relative humidity:** This is the percentage of the absolute humidity (water vapour density) relative to the saturation vapour density (at the prevailing temperature).In short: // the current water vapour density in relation to the maximum water vapour density at the existing temperature. // |
+|{{ :picopen:humid_air_10.png?600 |}}|Now it is immediately clear why the relative humidity rises when a gas volume cools down,in certain circumstances up to 100%… more than this is not possible as the "excess water" must then condense.This happens either on a cold surface (condensation)or on dust particles in the air (fog).The temperature, at which this occurs for an air quantity with a given absolute humidity is called the dewpoint temperature. Many often speak of this simply as the "dewpoint", that's a temperature, not a place.((Unfortunately, there are many myths regarding this due to incomplete knowledge. However, the facts in reality are very easy to understan))|
-|{{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:folie6.png?500|}}|Bei höherer Temperatur ist die Wärmebewegung\\ der Moleküle heftiger. Daher ist die Tendenz zur\\ Gasphase dann höher: das bedeutet,\\ die Sättigungsdampfdichte ist umso höher,\\ je höher die Temperatur ist. |
+Our "Building Physics Course: Humidity" continues with an easy-to-understand explanation of [[https://passipedia.de/baulich/waermeschutz_durch_innendaemmung/aussenbauteilen_mit_innendaemmung|moisture transport in exterior building assemblies (German only)]]. Equipped with this basic understanding, practical application is considerably facilitated; it turns out that there are good well-proven methods for relieving the load on the building structure and increasing comfort and saving energy, even with properly implemented interior insulation [[https://passipedia.de/planung/sanierung_mit_passivhaus_komponenten/loesungen_fuer_den_feuchteschutz|solutions for moisture protection.]]
-|{{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:folie7.png?400|}}||
-|Ein paar Werte für die Sättigungsdampfdichte für Wasserdampf sind in dieser Tabelle angegeben. Heiße Luft kann viel mehr Wasserdampf enthalten als kältere. Die Sättigungsdampfdichte ist die maximale Dichte an Wasserdampf, die in einem gegebenen Volumen bei dieser Temperatur vorliegen kann((solange es Kondensationskeime gibt, was fast immer der Fall ist)). Wird die Sättigungsdampfdichte überschritten, fängt Wasserdampf an, an den Kondensationskeimen zu kondensieren - es bilden sich kleine Tröpfchen aus flüssigem Wasser (Nebel oder Wolke genannt). Der Volksmund nennt das gern "Wasserdampf" - dabei ist genau dieser sichtbare Schwaden gar kein Wasserdampf mehr, sondern eben Nebel. Das tatsächlich dampfförmige Wasser (Einzelmoleküle) ist ein vollkommen durchsichtiges farbloses Gas. \\ Weniger Wasserdampf als die Sättigungsmenge kann dagegen durchaus in einem Gasvolumen vorkommen - dazu müsste ich z.B. nur ein gegebenes Luftvolumen mit trockener Luft (d.h. solcher ohne Wassermoleküle) verdünnen. ||
-|{{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:folie8.png?500|}}||
-|Die Dampf(druck)kurve - der Verlauf der Sättigungsdampfdichte über der Temperatur. Hier lassen sich auch Zwischenwerte entnehmen - eingezeichnet ist der zu 20°C gehörende Wert von 17,3 g/m³. Es hilft für das Verständnis, wenn das im Verhältnis zu der in einem Kubikmeter möglichen Flüssigwassermenge gesehen wird. Bei 20°C sind das etwa 1000 kg, also das etwa 58tausendfache. Dampfförmiges Wasser hat eine sehr viel geringere Dichte als flüssiges Wasser. Und: Je kälter es ist, umso weniger Dampfmoleküle passen in das Volumen, ohne dass sich Tauwasser bildet. ||
-|{{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:folie9.png?400|}}|Hier kommt jetzt die Definition von\\ // **relativer Feuchte**//: \\ Das ist gerade der prozentuale Anteil \\ der absoluten Feuchtigkeit \\  (Wasserdampfdichte)\\ relativ zur Sättigungswasserdampfdichte\\  (bei der herrschenden Temperatur).\\ Kurz: //die aktuelle Wasserdampfdichte\\ im Verhältnis zur maximalen Wasserdampfdichte\\ bei der vorliegenden Temperatur.//  |
-|{{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:folie10.png?400|}}|Und hier ist jetzt sofort verständlich\\ warum die relative Feuchtigkeit\\ ansteigt, wenn sich ein Gasvolumen abkühlt.\\ U.U. bis auf 100%... darüber geht nicht,\\ das "zuviel an Wasser" muss dann kondensieren.\\ Das passiert entweder an einer\\ kalten Oberfläche (Tauwasser)\\ oder an Staubteilchen in der Luft (Nebel).\\ Die Temperatur, bei \\ der das für eine Luftmenge\\ mit gegebener absoluter Feuchte\\ passiert, nennt sich die\\ Taupunkttemperatur. Oft sprechen \\ viele auch einfach vom "Taupunkt".\\ Und das ist kein Ort, \\ sondern eine Temperatur.((Hier gibt es leider durch weit verbreitetes Halbwissen viel "Mythos". Der Sachverhalt ist aber in Wirklichkeit sehr einfach zu verstehen.)) |
-Unser "Bauphysik Feuchte Kurs" geht hier weiter mit einer leicht verständlichen Erklärung zum
+The interrelationships described here make it easy to understand many processes: why some of the processes we observe in nature, in buildings and in technical systems take place the way they do((and how
-[[baulich:waermeschutz_durch_innendaemmung:aussenbauteilen_mit_innendaemmung|Feuchtetransport in Außenbauteilen]]. Ausgestattet mit diesem Grundverständnis wird die praktische Anwendung erheblich erleichtert; es stellt sich heraus, dass es gute und wohlerprobte Verfahren gibt, um auch mit einer richtig ausgeführten Innendämmung die Bausubstanz zu entlasten und zugleich den Komfort zu erhöhen und Energie zu sparen [[:planung:sanierung_mit_passivhaus_komponenten:loesungen_fuer_den_feuchteschutz]].
+)). Understanding these helps to avoid problems with condensation - and grasp the real significance of the "dewpoint" (contrary to the myths). We will illustrate this here using a few examples, in no particular order.
-Dieser hier beschriebene Zusammenhäng macht viele Vorgänge leicht verständlich: Warum einige der von uns in der Natur, im Gebäude und in technischen Anlagen beobachteten Prozesse so ablaufen, wie wir das beobachten((… und uns vielleicht darüber schon gewundert haben)). Das zu verstehen, hilft, Probleme mit Tauwasser zu vermeiden - und die wahre Bedeutung des "Taupunkts" (jenseits des Mythos) zu begreifen.  Wir werden hier in loser Folge ein paar Beispiele illustrativ erklären.
+===== Examples of processes relating to humid air =====
-=====Beispiele zu Vorgängen mit feuchter Luft=====
+Note for experts and those on the way to becoming one: on the page [[https://passipedia.de/grundlagen/bauphysikalische_grundlagen/uebungen_zur_feuchten_luft|exercises relating to humid air (German only)]] we have compiled some tasks with which you can calculate for yourself the processes which are only "explained" here.
-Hinweis für Experten und solche, die es werden wollen: Auf der Seite [[Übungen zur "feuchten Luft"]] haben wir Aufgaben zusammengestellt, an denen die hier nur "erzählten" Vorgänge selbst nachgerechnet werden können.
-|{{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:kondensat_an_kaltem_glas.jpg?200|}}\\ Tauwasserbildung an kalter Oberfläche |**Beispiel 1: Die kalte Flasche aus dem Kühlschrank** in die warme Küchenluft gebracht (20°, 50% rel.Feu.; diese hat nämlich ein absolute Feuchte von 8,65 g/m³). Nach kurzer Zeit sieht man Wassertröpfchen an der Oberfläche der Flasche: Die Luft in deren Nähe kann bei 5°C nämlich nur 6,8 g/m³ an Wasserdampf 'halten'; der Rest des Wassers muss irgendwo hin - er kondensiert, daher die Tropfen.|
-|:::|Das Beispiel erklärt auch gleich viele ähnliche Vorgänge: Tauwasser auf dem Rasen am frühen Morgen, gern im Herbst: Da wurde es am Boden durch Wärmeabstrahlung in den Himmel schon recht kalt und der Rasen ist kälter als die Taupunkttemperatur der Luft ((das ist die Herkunft des Namens "Tauwasser")). Das gleiche beobachte ich evtl. an der Windschutzscheibe; wobei, wenn es dann sogar unter Null °C geht, friert das Wasser da sogar fest (Reifbildung).|
-|{{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:cloud_evolution_in_under_a_minute.ogv|}}\\ Wolkenbildung  (Quelle: NASA)  |**Beispiel 2: Steigt eine weitgehend wasserdampfgesättigte Luftmenge auf** (z.B. an einem Gebirge), dann kühlt sich die Luft ab. Ab einer gewissen Höhe unter die Taupunkttemperatur: Da beginnen dann die Wolken.|
-| {{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:tauwasser_kaltwasser_leitung.png?200|}}\\ Tauwasser an Kaltwasserleitung|**Beispiel 3:** Ein für die Gebäudetechnik wichtiges Beispiel ist **Kondensat an Kaltwasserleitungen**; wenn diese ungedämmt z.B. durch einen Keller verlaufen, so sind im Sommer oft ziemlich auffällig Wassertropfen auf der Leitung zu beobachten. Viele Laien denken dann, die Leitung sei undicht: dabei handelt es sich hierbei um Kondensat, das Wasser kommt aus der Luft! Stand der Technik ist heute, aus diesem Grund auch Kaltwasserleitungen mit einer gewissen minimalen Wärmedämmung zur versehen; die muss natürlich dampfdicht sein, weil sonst der Wasserdampf trotzdem an die ursprüngliche Rohroberfläche gelangt und das Wasser dann von dort aus auch noch die Dämmung durchfeuchtet (//Kalte Leitungen diffusionsdicht dämmen! Und zwar durchgehend.//).|
-|**Wie lüfte ich im Keller?**\\ Da wir Menschen\\ absolute Feuchtigkeit\\ nicht abschätzen können\\ empfiehlt sich hier\\ ein Messgerät,\\ das absolute Feuchte (oder die Taupunkttemperatur) anzeigt. |**Beispiel 4: Der "feuchte Keller"**. Ganz weit verbreitet ist die Idee, an heißen Sommertagen "endlich einmal" den ohnehin schon feuchten Keller "zu lüften". Verwundert stellen die Eigentümer dann fest, dass jetzt **//gerade//** das Wasser (in Strömen!) die Wände herunter läuft. Vor dem Hintergrund der Sättigungs-Dampfdichtekurve ist das leicht zu verstehen: Die an schwülwarmen Tagen heiße (und feuchte!) Außenluft (beispielsweise 30°C bei 60% rel.Feu, somit 18,2 g/m³ absolute Feuchte) kühlt sich an den oft noch 18°C kalten Oberflächen im Keller ab. Da beträgt die Sättigungsfeuchte aber nur noch 15,3 g/m³ - kein Wunder, dass das Kondensat an der Wand herunterläuft. Merkpunkt: //Kellertrocknung geht nur in Verbindung mit einer Regelung der Be-/Entlüftung nach absoluter Feuchte, einer sog. "Taupunktregelung".//[Schnieders 2009]|
-| {{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:schimmel_an_waermebruecke_nogo.jpg?300|}}\\ Muss nicht sein! Daher vermeiden wir Wärmebrücken... |**Beispiel 5: Verschimmelte Wände**. Das kommt insbesondere in Altbauten gar nicht selten vor - oft, im ersten Winter nach dem Einbau von neuen Fenstern mit perfekten Lippendichtungen. Weil die Nutzer die verringerte Undichtheit meist nicht durch vermehrtes Stoßlüften ausgleichen (das müsste eigentlich etwa alle vier Stunden passieren), steigt die Luftfeuchtigkeit in den Innenräumen an. An kalten Stellen von Außenwänden (Wärmebrücken - gern in Fensterlaibungen aber auch Außenkanten, insbesondere, wenn da noch ein Möbelstück davor steht) wird nun die Taupunkttemperatur unterschritten oder zumindest ein kritisches Feuchteniveau in der Tapete erreicht. Merke: Dichte Fenster nur zusammen mit einer Sicherstellung eines ausreichenden Luftwechsels((Die Frischluft von außen verdünnt nämlich immer die Wasserdampfkonzentration(genannt: absolute Feuchte) der Innenluft))  - und das bedeutet zumindest eine den Feuchteschutz gewährleistenden Hygienelüftung. Und natürlich: Die Wärmebrücken entschärfen!|
-| {{:picopen:wasserdampf.png?300|}}\\ Luft, die bei -5°C 90%\\ rel. Feu. hat, enthält\\ nur sehr wenig\\ Wasserdampf (2,9 g/m³)\\ Auf 20°C erwärmt sind\\ das nur noch 17% der\\ Sättigungsdampfdichte; hole\\ ich solche Luft in den Raum,\\ dann hat sie nur 17% rel.Feuchte.|**Beispiel 6: Lüften im Winter**. Im Innenraum befinden sich Personen; die atmen u.a. auch Wasserdampf aus. Zudem gibt es feuchte Handtücher, Blumen, es wird gekocht, … Aus allen diesen Gründen wird der Innenluft ständig Feuchtigkeit zugeführt. Sie enthält daher je m³ immer mehr Wassermoleküle als die Außenluft, sprich: die absolute Feuchtigkeit von Innenluft ist immer höher als die der Außenluft((Ausnahme: es wird ein technischer Entfeuchter betrieben)). Führe ich also mehr Frischluft von außen zu((egal wie, ob durch öffnen der Fenster oder eine höhere Stufe der Lüftungsanlage)), dann wird es im Innenraum //trockener//. Hier herrschen sehr weit verbreitete völlig falsche Vorstellungen: Weil die relative Feuchte der Außenlauft im Winter oft "hoch" ist (90% sind häufig!), denken sehr viele Nutzer, dass sie "feuchte Luft" ins Haus bringen. Die Außenluft hat aber eine nur niedrige Temperatur und daher ist die Sättigungsdampfmenge nur gering (bei 3°C z.B. 5,9 g/m³). Wird diese kalte Außenluft nach innen gebracht, dann erwärmt sie sich; bei 20°C beträgt die Sättigungsdampfdichte dann bereits 17.3 g/m³, so dass die relative Feuchte der gerade hereingeholten erwärmten Luft nun bei nur noch 90% x 5,9 g/m³ / (17.3 g/m³) = 31% liegt - ziemlich trocken! Das ist übrigens der entscheidende Grund, warum Innenräume im Kernwinter oft "trocken" sind; manchmal zu trocken, unter etwa 35% erzeugt auf Dauer für unsere Atemwege Stress. |
-| {{:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:luwe_haus.png?300|}}\\ So geht [[:planung:haustechnik:lueftung:grundlagen:luftmengen#bei_normaler_lueftung|'Lüften']] zuverlässig: für 3 Personen sollten zwischen 80 und 120 m³ Luft jede Stunde ausgetauscht werden. Dann wird auch die Feuchtigkeit in ausreichender Weise abgeführt. Und es wird zugleich auch nicht zu trocken - in gemäßigtem Winterklima. Bei Standorten mit häufig strengem Frost (unter -5°C für mehrere Tage) ist eine zusätzlich Befeuchtung der Raumluft ratsam oder ein feuchterückgewinnender Wärmeübertrager.   |**Beispiel 7: Entfeuchtung durch die Außenwand?** Etwa 100 g Wasserdampf gibt eine Person im Durchschnitt in jeder Stunde ab; dazu kommt noch einmal im Durchschnitt etwa eine gleiche Menge durch Aktivitäten wie Kochen, Waschen und Blumengießen. Das sind dann insgesamt etwa 5 kg (!) Wasserdampf am Tag. Dieses Wasser muss letztlich das Gebäude verlassen (sonst würde es dort immer feuchter). Ganz grob gibt es je Person in Deutschland etwa 50 m² Außenwandfläche; ist die traditionell gebaut((Was heißt das schon? Wir nehmen hier eine 24 bis 36 cm Ziegelwand an)), dann gehen je Quadratmeter am Tag da maximal etwa 5 g Wasserdampf durch Diffusion hindurch. Das sind insgesamt 250 g am Tag, also gerade mal 5% der gesamten freigesetzten Menge. Wie sehr wir uns da auch immer anstrengen mit einem diffusionsoffenen Aufbau - der Entfeuchtungsbeitrag der Außenwände ist für die Bilanz der Feuchtigkeit im Gebäude unbedeutend. Der weit überwiegende Teil der in die Luft eingebrachten Feuchtigkeit muss durch Lüften abgeführt werden - und weil wir sowieso ausreichend Lüften müssen, ist das auch keine schwierige Aufgabe((Sie muss allerdings gelöst werden, weil Nutzer oft eben zu wenig lüften; das ist einer der Gründe, warum wir für Neubau und Modernisierung Lüftungsanlagen empfehlen.)). Die 5 g Wassertransport durch 1 m² Wand am Tag, die können allerdings zu einem Problem werden - und zwar für die Wand selbst, auf Dauer, wenn die Wasserdampfabgabe auf der **Außenseite** nicht ausreichend gut funktioniert. In den äußeren Lagen sollte eine Wand daher diffusionsoffen sein((außen kein diffusionsdichter Anstrich! Oder, wenn da eine diffusionsdichte Verkleidung notwendig (Grasdach) oder gewünscht (Alublech) ist, dann muss diese äußere Verkleidung mit Außenluft hinterlüftet werden. - - - Die **Alternative**: Doch, es gibt eine, das ist eine absolut dampfdichte Ausführung auch auf der Innenseite. Das ist z.B. bei jedem Mehrscheibenfenster so: Weil die Innenscheibe absolut dampfdicht ist (und auch so mit Abstandshalter an äußeren Scheiben angeschlossen), kann da, außer bei Zerstörung, keine Feuchtigkeit von innen eindringen - weder als Dampf noch flüssig. Dass das dauerhaft nahezu perfekt funktioniert beweist jede seit 1978 eingebaute Verglasung: Es ist extrem selten, dass die einmal "blindfallen" - denn das würden die tun, sollte das mal undicht werden. Das lässt sich mit der Dampfdrucktabelle übrigens auch ganz leicht nachrechnen.)). |
+|{{ :picopen:humid_air_11.jpg?200 |}} \\ Condensation on a cold surface |**Example 1: A cold bottle is taken out from the fridge** into the warm air in the kitchen (20°, 50% relative humidity; this has an absolute humidity of 8.65 g/m³). After a short time, water droplets can be seen on the surface of the bottle: the air near it can only 'hold' 6.8 g/m³ of water vapour at a temperature of 5°C; the remaining water has to go somewhere, so it condenses here, which is why droplets form on the bottle.|
+|:::|This example also explains many other similar processes: condensation on the lawn in the early morning, especially in autumn: the ground already becomes quite cold due to heat radiation into the sky, and the lawn is colder than the dewpoint temperature of the air((That's where the term "dewpoint" comes from)). The same may be observed on the windscreen of a car; here the water may even freeze if the temperature then falls below 0°C (formation of frost).|
+|{{ :picopen:cloud_evolution_in_under_a_minute.ogv |}} \\ Cloud formation (source: NASA)|**Example 2: If an amount of air that is saturated with water vapour to a large extent ascends **(e.g. near a mountain range) then from a certain height onwards the air will cool down below the dewpoint temperature: that's when clouds begin to form.|
+|{{ :picopen:humid_air_12.png?300 |}} \\ Condensation on a cold water pipe|**Example 3:** An example that is important for building services systems is **condensation on cold water pipes;** if these are not insulated and are routed through a basement, then drops of water can often be observed on the pipe in the summer. Many non-experts will then think that the pipe is leaking; however, this is condensation, and the water is coming from the air! For this reason, it is standard technical practice today to also cover cold water pipes with a certain minimum level of thermal insulation; of course this must be vapour impermeable as otherwise the water vapour will still be able to reach the surface of the pipe and the water will then also penetrate the insulation material as well (cold pipes should be insulated in a diffusion-tight manner! And this must be continuous, without any gaps.).|
+|**How do I ventilate the basement?** \\ Because humans cannot assess absolute humidity, it is advisable to use a measuring device which shows the absolute humidity (or the dewpoint temperature). | **Example 4: the "damp basement".** The idea is quite common that on hot summer days the already damp basement can at last "be aired". The houseowners are then surprised to find that **that's when** the water starts to flow down the walls (in streams!) Against the backdrop of the saturation vapour density curve, this is easy to understand: on hot humid days the hot (and humid!) outside air (for example 30°C at 75% relative humidity, therefore 22.5 g/m³ absolute humidity) cools down on cold surfaces in the basement which have a temperature of 20°C. However, the saturation moisture is only 17.3 g/m³ - it is no wonder then that condensation flows down the wall. Point to note: drying of the basement is possible only in conjunction with regulation of air transportation based on absolute humidity, called "dewpoint regulation".[Schnieders /Kellertrocknung]|
+|{{ :picopen:humid_air_13.jpg?400 |}} \\ Mould is avoidable! That is why we avoid thermal bridges… |**Example 5: Mould growth on walls.** This not uncommon, particularly in existing buildings - often appearing in the first winter after new windows with perfectly airtight lip seals have been installed. Because the users usually do not compensate for the increased airtightness through more window ventilation (which is actually necessary approximately every four hours), the air humidity in the indoor spaces increases. On cold places of exterior walls (thermal bridges - which are most likely in window reveals and also at outer corners, especially if furniture is also placed next to these) the temperature now falls below the dewpoint temperature or at least a critical level of moisture in the wallpaper is reached. Note: airtight windows should only be used if adequate air exchange is ensured ((Fresh air from outside always dilutes the water vapour concentration (called absolute humidity) in the indoor air)) - and this means at least a hygienic level of ventilation that ensures protection against moisture. And of course, thermal bridges should be minimised!|
+|{{ :picopen:humid_air_15.png?400 |}} \\ Air that has a relative humidity of 90% at a temperature of -5°C contains very little water vapour (2.9 g/m³)When heated to 20°C this is only 17% of the saturation vapour density; if such air is present in the room then it will only have a relative humidity of 17%. |**Example 6: Ventilation in winter.** In indoor spaces there are people present, who breathe out water vapour, among other things. In addition, there are wet towels, plants, cooking … all these produce humidity constantly. The indoor air therefore contains increasingly more water molecules per m³ than the outside air, i.e. the absolute humidity of indoor air is always higher than that of the outside air ((Exception: if a dehumidifying technology is operated )). If more fresh air from the outside is added to this ((Doesn't matter how, whether by opening windows or with a higher setting of the ventilation system)) then it will become more dry inside the room. Completely incorrect views are prevalent regarding this: because the relative humidity of outside air in the winter is often "high" (90% is common!), many users think that they will be bringing "humid air" into the house. However, the outside air has only a low temperature and therefore the saturation vapour volume is very small (e.g. 5.9 g/m³ at 3°C). If this cold outside air is brought inside then it will heat up; at 20°C the saturation vapour density will then already be 17.3 g/m³, so that the relative humidity of the air that has just been brought inside and has become heated is now just 90% x 5.9 g/m³ / (17.3 g/m³) = 31%, which is quite dry! This incidentally is the main reason why indoor spaces are often "dry" in the main winter months; sometimes too dry, because less than around 35% causes stress for the respiratory tract.|
+|{{ :picopen:humid_air_16.png?400 }} \\ How to 'ventilate' properly: for 3 persons an air change rate between 80 and 120 m³ air per hour should be ensured. Moisture can be adequately removed in this way, and at the same time it will not become excessively dry - in a moderate winter climate. In locations with frequent severe frost (below -5°C for several days) additional humidification of the indoor air is advisable, or a moisture recovery heat exchanger can be used.|**Example 7: Dehumidification through the exterior wall?** On average one person gives off about 100 g water vapour in one hour; added to this is another equal amount due to activities such as cooking, washing and watering plants. This means about 5 kg (!) of water vapour in total per day. This water must eventually leave the building (otherwise it will become increasingly damp here). In Germany there are roughly about 50 m² of exterior wall area per person; if the building is traditionally constructed ((What does this mean? Here we will assume a 24 to 36 cm brick wall.)), then at the most about 5 g water vapour per square metre per day passes through the exterior wall through diffusion. This amounts to a total of 250 g per day, just 5% of the total amount that is given off. No matter how hard we try to achieve a build-up that is diffusion-open - the dehumidification contribution of the exterior walls is insignificant for the balancing of humidity in the building. A major part of the moisture introduced into the air must be removed via ventilation - and because we already have to ventilate sufficiently in any case, this is not a difficult task ((but it must be solved because users often do not ensure sufficient ventilation; this is one of the reasons why we recommend ventilation systems for new constructions and retrofits.)). However, the 5 g of water transported through 1 m² of wall each day can be a problem for the wall itself in the long run, if the emission of water vapour on the outside doesn't function sufficiently well. The **outside** layers of the wall should therefore be diffusion-open (( A diffusion-open coating should not be used on the outside! Or, if diffusion-impermeable cladding is necessary (grass roof) or desired (aluminium sheeting) then this external cladding must be ventilated with outside air from behind)).|
 <WRAP box tip round>
-Es ist schon interessant, wieviel alltägliche Vorgänge auf einmal leicht und gut verständlich werden, wenn der Begriff "relative Feuchte" einmal richtig verstanden wurde. Jede:r Energieberater:in muss das natürlich wissen und erklären können. Hier hilft es, ein paar Beispiele anhand der Sättigungsfeuchte-Tabelle ([[https://passipedia.org/planning/water_vapour|hier zum Download]]) einmal selbst nachzurechnen.
+It is quite interesting how much easier it is suddenly to comprehend everyday processes once the term "relative humidity" has been well understood. Of course, every energy consultant has to know all this and should be able to explain it. It would be helpful here to calculate for yourself a few examples based on the saturation humidity table (download [[planning:water_vapour|here]]).
 </WRAP>
-=====Literatur=====
+===== Literature =====
-[Schnieders 2009] Schnieders, J.: Einfluss von Kellerdeckendämmung auf die Feuchtebelastung von Kellerräumen; Passivhaus Institut; Darm-
-stadt 2009. Download des kostenlosen pdf unter [[https://passiv.de/downloads/05_kellerraeume.pdf|Kellerräume trocken halten]] auf www.passiv.de.
+|**[Schnieders 2009]** |Schnieders, J.: Influence of basement insulation on moisture concentrations in basements, German only; Passive house institute; Darmstadt 2009. free Download (German only) from [[https://passiv.de/downloads/05_kellerraeume.pdf|here]]|
+|**[Sensirion 2009]** |Remark: This is a nice introduction given by the manufacturer of modern humidity sensors (Sensirion) to the topic on "humid air", linked here [[https://sensirion.com/media/documents/8AB2AD38/61642ADD/Sensirion_AppNotes_Humidity_Sensors_Introduction_to_Relative_Humidit.pdf|Introduction to Relative Humidity (pdf).]]|
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