H02 - Die hygrometrischen Messverfahren im √úberblick

Die beiden Haupt-Messverfahren des Programms sind die Luftfeuchte-Basismessung und AFBU-Messung. Beide werden ausgiebig im Buchtext erläutert. Hier soll es um eine kurze Übersicht dieser und noch weiterer Messverfahren gehen, die allesamt von der Software unterstützt werden. Außerdem werden Zusatzinformationen für die Bauteil-Messverfahren gegeben. Die punktuell durchgeführten Messungen sind selbstverständlich nur Momentaufnahmen. Die Situation kann vor oder nach der Messung anders ausfallen. Grundsätzlich ist es so, dass sich mikrobiologischer Befall nicht durch kurzzeitiges Überschreiten von Parametern bildet, sondern durch eine längere Einwirkzeit.

Für alle Luftfeuchtemessungen, die im folgenden Text beschrieben werden, gilt:

Vor der Messung sollte dafür gesorgt werden, dass ein möglichst eingeschwungener Zustand (für Luftfeuchte, Lufttemperatur, Oberflächentemperatur) vorliegt. Hierfür können die Tabellen T8.050 und T8.060 des Buchtextes verwendet werden. Darüber hinaus sollten die Messorte einer Messreihe im luftseitigen oder zumindest diffusionsseitigen Verbund mit einander stehen. Beispiel für eine Entkoppelung: Die Luftfeuchte-Vergleichsmessung zwischen einem Keller und einer Küche im 2. Obergeschoss macht wenig Sinn, wenn diese Raumbereiche durch ein Treppenhaus mit offenen oder undichten Fenstern voneinander entkoppelt sind. Die Messreihe sollte zudem bei möglichst gleichbleibenden Außenluftwerten (absolute Luftfeuchte x und Luftdruck) erfolgen. Dies ist zumeist kein Problem, da beide Größen innerhalb von Stunden nur geringfügig differieren (siehe auch: Das Luftfeuchte-Buch). Man sollte jedoch bei starken Wetterumschwüngen oder Sturmeinflüssen die Messreihe auf einen wetterberuhigten Zeitpunkt verlegen.

Grundsätzlich kann der Anwender normale Raum-Messungen (Luftfeuchte-Basismessung) und auch Bauteil-Messungen (RF03, RF01, RF02, AFBU01, AFBU02) durchführen. Nachfolgend eine kurze Übersicht.

Die Luftfeuchte-Basismessung

Das Auswahlfeld in der Programm-Maske muss dafür auf [Raum-Messung (R)] eingestellt sein (Standard-Einstellung). Diese Basisanwendung wird eingehend im Buchtext erläutert. Hierbei wird vom Programm für einen Raum (z. B. einen Problemraum) eine wertmäßige und textliche Luftfeuchte-Bewertung vorgenommen (siehe auch Hinweise zur Einzelausgabe hinsichtlich des Feuchtevergleichs). Darüber hinaus hilft die Grafik-Funktion sehr gut beim Luftfeuchte-Vergleich verschiedener Räume einer Messreihe, die im Verbund miteinander stehen (siehe auch Hinweise zur Grafikausgabe).

Wichtig ist, dass für die untersuchten Räume jeweils die relative Luftfeuchte und die Lufttemperatur gemessen und eingegeben werden. Die Messung sollte in Raummitte, unbeeinflusst von der Sonneneinstrahlung, erfolgen. Für eine zusammenhängende Messreihe sollten zusätzlich die Außenluft-Werte aufgenommen werden. Die Außenmessung erfolgt durch Aufnahme der relativen Luftfeuchte und der Lufttemperatur. Sie sollte an einem beschatteten Standort und unbeeinflusst von direktem Niederschlag erfolgen.

Bauteil-Bewertungen RF03, RF01, RF02, AFBU01, AFBU02

Über die normale Basis-Anwendung hinaus werden von der Software fünf weitere hygrometrische Messverfahren zur Bauteil/Hohlraum-Bewertung unterstützt. Zur besseren Kennzeichnung und Unterscheidung werden diese nachfolgend mit Kurzzeichen belegt: RF03, RF01, RF02, AFBU01, AFBU02. Es muss beachtet werden, dass Salze im Material diese Bauteil-Messungen verfälschen können (siehe Hygroskopische und baustoffzerstörende Salze).

Messverfahren RF03: Indirekte Bauteil-Bewertung

Durchführung: Messung von relativer Luftfeuchte und Lufttemperatur im Raum (wie zuvor bei der Luftfeuchte-Basismessung beschrieben). Zusätzlich Messung der Oberflächentemperatur am Baumaterial. Aus den Messwerten wird der theoretische aw-Wert für die Oberfläche ermittelt. Das ist die klassische Kondensations-Bewertung an einer geometrischen Wärmebrücke. Die Besonderheit liegt darin, dass diese Bauteilmessung praktisch eine Ergänzung für die vorgenannte Luftfeuchte-Basismessung darstellt. Deshalb muss das Auswahlfeld der Programm-Maske noch auf [Raum-Messung (R)] belassen werden. Das heißt, dass vor dem Abspeichern der Raumdaten auch noch die Wandtemperatur aufgenommen und eingegeben werden muss.

Nach der Eingabe wird die jeweilige Taupunkttemperatur der Raumluft mit der Wandtemperatur des jeweiligen Raumes verglichen (siehe auch Hinweise zur Wandtemperatur und zum Taupunkt). Das Programm berechnet also den theoretischen aw-Wert und den Taupunktabstand:

Theoretischer aw-Wert: Hauptsächlich wird auf Basis der DIN 4108-2 und DIN EN ISO 13788 ab einer (indirekt ermittelten) relativen Luftfeuchte von über 80 % auf der Wandoberfläche (aw-Wert > 0.8) mit hoher Priorität (rote Warnfarbe) gewarnt. Zusätzlich und vorsorglich wird schon ab einem aw-Wert > 0,7 mit mittlerer Prioritätswarnung (gelbe Warnfarbe) gewarnt. Für die Ermittlung werden folgende Messwerte ausgewertet: relative Luftfeuchte in Raummitte, Lufttemperatur in Raummitte und raumseitige Oberflächentemperatur an einer Wandoberfläche. Die aw-Wert-Ermittlung selbst erfolgt a.) durch Berechnung des Wasserdampf-Partialdruckes in Raummitte, b.) durch Berechnung des Wasserdampf-Sättigungsdrucks bei Wandtemperatur und c.) durch Verhältnisbildung  beider Werte. Bei dieser Berechnung wird also davon ausgegangen, dass an der Wand und im Raum gleiche Partialdruckwerte vorliegen.

Taupunktabstand: Außerdem wird für alle Raumluftkonditionen ein Taupunktabstand von mindestens + 3 K überwacht. Den Taupunktabstand berechnet das Programm durch Subtraktion: Raumseitige, gemessene Oberflächentemperatur an der Wand minus errechneter Taupunkttemperatur.

Keine Baumangelbewertung: Wie zuvor beschrieben, wird eine Kondensations-Bewertung, nicht aber eine Baumangel-Bewertung durchgeführt, z. B. hinsichtlich einer mangelhaften Wärmedämmung (gemäß DIN 4108). Beachten Sie dies bei Ihren Aussagen vor Ort. Für Baumangelbewertungen sind wesentliche Kriterien vor Ort aufzunehmen und unterliegen der Einschätzung des Fachkundigen. Selbstverständlich werden aber die kondensationsbedingten Auswirkungen einer vermeintlichen Wärmebrücke mit dem theoretischen aw-Wert dargestellt.

Die Wichtigkeit der indirekten Ermittlung: Man könnte nun fragen, warum denn nicht gleich der direkte aw-Wert gemessen wird. Das können Sie. Die nachfolgend dargestellte Software-Anwendung RF01 unterstützt die direkte Messung. Zum Anderen ist es aber so, dass diese indirekte Ermittlung, genau wie die Taupunkt-Abstandsmessung ihren Sinn hat. Sie ist wichtig, um eine alleinige Kondensationsbewertung zu ermöglichen. Zur Verdeutlichung dieses wichtige Beispiel: Falls Sie in einem Raum eine relative Feuchte von 60 % bei 22 °C Raumtemperatur messen, beträgt die relative Feuchte an einer 15,5 °C-kalten Wand schon gefährliche 90 % und dies, obwohl die Wasserdampfmasse an der Wand nicht höher ausfällt als in Raummitte und auch kein spezieller Feuchteschaden (wie Leckage, Regenwassereintrag, aufsteigende Feuchte etc.) vorliegen muss. Die Erhöhung der relativen Luftfeuchte geschieht allein durch die geringere Temperatur an der Wand. Der indirekt ermittelte aw-Wert lautet in dem Fall also 0,90 und sagt aus, dass dies dem Kondensationszustand (aw=1) sehr nahe kommt. Falls dieser aw-Wert für längere Zeit vorliegt, ist die Gefahr der Schimmelpilzbildung groß.

Direkte Bewertungen

Die Software unterstützt auch direkte Bauteil-Bewertungen. Dies sind die Messverfahren: RF01, RF02, AFBU01, AFBU02. Der Unterschied zur vorbenannten indirekten Bewertung liegt darin, dass nicht auf die Luftfeuchte am/im Bauteil zurückgeschlossen, sondern dass diese direkt gemessen wird. Hierfür muss das Auswahlfeld der Programm-Maske auf [Bauteil/Hohlraum (B)] umgeschaltet werden.

RF01: Messung von relativer Luftfeuchte und Lufttemperatur an der Oberfläche des Baumaterials

Hierbei wird die relative Luftfeuchte und die Lufttemperatur direkt auf einer raumzugewandten Bauteiloberfläche aufgenommen (z. B. feuchtebelastete Außenwand). Es wird empfohlen, für die Zeit der Messung eine Abschottung zur Raumluft herzustellen.
Der Messwert der relativen Luftfeuchte entspricht dabei dem direkten aw-Wert auf der Bauteil-Oberfläche und kann von dem vorher beschriebenen indirekt ermittelten aw-Wert (RF03-Messmethode) abweichen, wenn z. B. aktive Feuchtequellen vorliegen. Man muss dabei aber beachten, dass bei den Anwendungen RF01 und RF02 - im Unterschied zur indirekten Messmethode (RF03) - die Eingabe und Ausgabe als Prozentwert und nicht als Zahlenwert (0-1) erfolgt.

Definition: Dieser direkt gemessene aw-Wert (wichtiger Wert in der Lebensmittelindustrie) beschreibt das chemisch nicht gebundene Wasser eines Baumateriales, also jenes freie Wasser, welches auf einer Oberfläche für „Aktivitäten“, wie z. B. für die Bildung von Mikroorganismen zur „Verfügung“ steht. Der Wasserverfügbarkeitswert stellt, wie beschrieben, die relative Luftfeuchte dar, die sich unmittelbar über dem zu untersuchenden Baumaterial ausbildet und wird nicht in % sondern als Zahlenwert [0-1] ausgedrückt: aw-Wert = relative Luftfeuchte [%]/100. Angabe in [0-1], Beispiel: Gemessene 70 % r. F. an einem Bauteil entsprechen einem aw-Wert von 0,7.

Falls Sie also bei der Messmethode RF01 für Weiterbearbeitungen den aw-Wert als Zahlenwert (0-1) ausdrücken wollen, dann müssen Sie den Prozentwert der relativen Luftfeuchte noch durch 100 teilen. Vom Programm wird der Luftfeuchtewert am Bauteil immer als Prozentwert eingegeben, verarbeitet und ausgegeben, da Sie diesen ja auch mit Ihrem Thermo-Hygrometer direkt so messen. Weiterhin ist es so, dass der Eingabemodus [Bauteil/Hohlraum (B)] nicht nur für die für die Anwendung RF01 (am Bauteil) sondern auch für die Anwendung RF02 (im Bauteil und für weitere Hohlräume) gilt. Zusammenfassung: Der indirekte aw-Wert (Anwendung RF03 – siehe vorherige Beschreibung) wird als Zahlenwert [0-1] ausgegeben und der direkte aw-Wert (Anwendung RF01) als Prozentwert [%]. Beachten Sie dies bei der Weiterbearbeitung der Programmwerte.

Durchführung: Der Messfühler des Thermo-Hygrometers wird auf der Oberfläche angeordnet (z. B. auf einer Wand, vgl. Abbildung). Sodann wird ein definierter Hohlraum über der Wandoberfläche geschaffen. Dieser Messraum ist also von der sonstigen Raumluft abgeschottet. Hierfür kann man spezielle Fühleraufsatzstücke verwenden. Auch die Anwendung einer Folie ist möglich.
Die Hohlraumtemperatur muss, bei einer eventuellen Aufwärmung durch die Hände etc., vor der Messung wieder abgesunken sein. Selbstverständlich darf auch keine zusätzlich Feuchte durch etwaige Hilfsmittel eingebracht werden.
Beispiel: Sie könnten auf einer definierten Fläche den Messfühler fixieren und darüber eine Folienabklebung vornehmen (z. B. über einer definierten Estrichfläche). Nach einer mehr oder weniger langen Angleichzeit tritt näherungsweise ein Gleichgewichtszustand zwischen der Materialoberfläche und der Hohlraum-Luftfeuchte ein. Diese Beharrungszeit kann nicht exakt vorher gesagt werden, sollte aber mindestens 15 Minuten betragen. Nachdem das Thermo-Hygrometer weitestgehend stabile Werte anzeigt, erhält man damit die momentane relative Luftfeuchte am Bauteil. Nun geben Sie diese als Prozentwert (so wie vom Thermo-Hygrometer angegeben) und nicht als Zahlenwert (0-1) in das Programm ein. Hierfür muss vorher das Auswahlfeld in der Haupt-Programmmaske von „Raum-Messung (R)“ auf „Bauteil/Hohlraum (B)“ umgeschaltet werden.
Da vom Programm auch noch die absolute Luftfeuchte berechnet wird müssen Sie zusätzlich auch noch die Lufttemperatur des Hohlraumes aufnehmen und eingeben. Wichtig: Auch die Ausgabe der relativen Luftfeuchte erfolgt als Prozentwert und nicht als Zahlenwert (0-1).

Bewertung: Mykologen ziehen diesen direkten aw-Wert als einen möglichen Bewertungsmaßstab für die Bildung von Schimmelpilzen heran. Einige Schimmelpilz-Arten entstehen z. B. schon bei einem aw-Wert von 0,94 (also 94 % r. F. am Bauteil), andere sogar schon bei 0,78 (= 78 % r. F. am Bauteil). Das heißt, dass der Schimmelpilz keine maximale Wasseraktivität von 1 benötigt (= 100 % r. F. an der Wand), sondern frühzeitig wächst (siehe auch nachfolgende Tabelle). Bedingung ist unter anderem, dass der aw-Wert nicht nur kurzzeitig, sondern längere Zeit vorherrscht.

Programm-Bewertung: Nach Eingabe bewertet das Programm die gemessene relative Luftfeuchte nicht als Raum-, sondern separat und grob als Bauteilwert (Warnstufe 1 - gelb: größer 70 %/Warnstufe 2 - rot: größer 80 %). In der Regel kann bei einer Dauerüberschreitung von 80 % r. F. schon davon ausgegangen werden, dass evtl. ein Feuchte-/Schimmelproblem vorliegt.
Falls die so gemessene relative Luftfeuchte unter, bzw. gleich 70 % ausfällt, ist hieraus aber nicht automatisch eine Unbedenklichkeit ableitbar. Man könnte das Bauteil mit weiteren Messmethoden untersuchen.

RF02: Messung von relativer Luftfeuchte und Lufttemperatur im Innern des Baumaterials.

Die relative Luftfeuchte kann auch im  Baumaterial aufgenommen werden. Bei einem Feuchteschaden sind höhere Luftfeuchtewerte in der Tiefe der Wand wahrscheinlicher, als lediglich auf der Wandoberfläche. Hier geht es nicht um eine Vorhersage von Schimmelpilzproblemen oder der Ermittlung einer Materialfeuchte. Es wird ausschließlich die relative Luftfeuchte an sich im Bauteil bewertet, um hieraus Auffälligkeiten abzuleiten, siehe weitere Beschreibung.

Vorteile und Bewertung: Diese Messung ist sehr einfach durchführbar, kann als zerstörungsarm angesehen werden und liefert zudem brauchbare Bewertungshilfen, obwohl ja keine Materialfeuchte ermittelt wird. Diese Art der Auswertung ist praktikabel, da trotz unterschiedlichster Materialeigenschaften der gemessene Wert gut zu folgenden Parametern in Bezug gesetzt werden kann:

  1. Die freie Wasser-Sättigung eines Baustoffes liegt bei 100 % r. F. vor.
  2. Die relative Luftfeuchte, die zur Ermittlung des praktischen Wassergehalts (Bezugsfeuchtegehalt) verwendet wird liegt bei ca. 80 % r. F. vor.

Man kann die gemessene relative Luftfeuchte also in Bezug setzen zu den vorgenannten Werten und somit eine entsprechende Bewertung durchführen.

Programm-Anwendung: Sie können die relative Luftfeuchte wie beschrieben messen und in die Software eingeben. Hierfür müssen Sie vorher das Auswahlfeld in der Haupt-Programmmaske von „Raum-Messung (R)“ auf „Bauteil/Hohlraum (B)“ umschalten. Da diese Art der Messung auch schon die Vorbereitung zur später aufgeführten AFBU-Messung darstellt, müssen Sie zusätzlich noch die Lufttemperatur des Bohrhohlraumes messen und eingeben. Für alle vom Programm unterstützten Anwendungen gilt: Sie benötigen ein Thermo-Hygrometer. Ein Hygrometer reicht für die Software-Anwendungen nicht aus.

Programm-Bewertung: Nach Eingabe bewertet das Programm die gemessene relative Luftfeuchte nicht als Raum-, sondern separat und grob als Bauteilwert (Warnstufe 1 - gelb: größer 70 %/Warnstufe 2 - rot: größer 80 %). In der Regel kann bei Überschreiten von 80 % r. F. schon davon ausgegangen werden, dass evtl. ein Feuchteschaden vorliegt. Falls die so gemessene relative Luftfeuchte unter bzw. gleich 70 % ausfällt, ist hieraus aber noch nicht automatisch eine Unbedenklichkeit ableitbar. Man könnte das Bauteil mit weiteren Messmethoden untersuchen. Eine gute grafische Bewertungsmöglichkeit bietet z. B. die AFBU-Bewertung.

Die AFBU-Messung

Die AFBU-Messung wurde von Herrn Bellmer entwickelt. AFBU bedeutet: Messen Sie die Differenz zwischen der absoluten Luft-Feuchte x innerhalb von Bauteilen (im Baugefüge oder in Hohlräumen) und der absoluten Luft-Feuchte x der Umgebungsluft. Hierbei löst man sich völlig von dem Anspruch eine Materialfeuchtigkeit nachzuweisen, was schon dadurch klar wird, dass nicht nur Bohrhohlräume in Baumaterialien, sondern auch vorhandenene Hohlräume (Installationsschächte, Abkastungen usw.) bewertet werden können. Die AFBU-Messung wird eingehend im Buchtext erläutert. Hier nur eine grobe Übersicht.

AFBU01: AFBU-Messung für einen vorhandenen Hohlraum

Ursächlich wurde die AFBU-Messung zur Auswertung schon vorhandener Hohlräume entwickelt (vgl. Abb. oben). Die Anwendung ist dabei einfach. Genauso wie die Raumluft eines Badezimmers einen anderen Raum befeuchten kann, so kann dies z. B. auch aus einem feuchtebelasteten Installationsschacht heraus erfolgen. Alles, was schon für die Luftfeuchte-Basismessung beschrieben wurde, gilt im Wesentlichen auch für solch eine Bauteil-Messung. Es ist nur wichtig, dass es sich bei der Bauteil/Hohlraum-Messung eben nicht um einen Raum, sondern um einen echten Hohlraum handelt. Die Grenzziehung zwischen Raum und Hohlraum ist schwer. Am besten erklärt man es über Beispiele. Hohlräume können sein:
Installationsschächte, Kücheneinbauzeilen, Einbauschränke, Deckenabhängungen, Abkastungen, Fertighaus-Wandhohlräume, Badewannen-Unterkonstruktionen, Hohlräume zwischen Schrank und Wand usw.
In der Regel macht es Sinn, den Hohlraum so wie vorhanden, ohne zusätzliche Abschottung zur Raumluft, zu messen und einzugeben. Für spezielle Aufgabenstellungen kann natürlich auch eine extra für die Messung erstellte Abschottung benutzt werden. Es gibt hierbei zahlreiche Anwendungen. Weitere Bespiele im Buchtext.
Wenn der vorhandene Hohlraum als solcher ohne zusätzliche Abschottung aufgenommen wird, kann zumeist die gleiche Messzeit wie bei einer Raumluftfeuchte-Messung angenommen werden.
Wenn ein zum Raum hin offener Hohlraum nun extra abgeschottet wird, dann ist die Messzeit länger, da sich ja erst ein Feuchtegleichgewicht von Feuchtequelle zur Hohlraumluft aufbauen soll/muss. Die Messzeit kann hier nicht einheitlich vorausgesagt werden, sollte aber mindestens 15 Minuten betragen. Sie richtet sich auch nach dem Volumen des Hohlraumes. Weitere Infos (siehe Hinweise zur AFBU-Messung, Feuchtevergleich). In dieser Kurzbeschreibung können nicht alle Aspekte und Vorgaben zu den vorbenannten Messverfahren erläutert werden. Es ist deshalb unumgänglich, die Hinweise des Buchtextes zu studieren.

AFBU02: AFBU-Messung im Baumaterial

 

Wie das Verfahren AFBU01 arbeitet auch das Verfahren AFBU02 mit der absoluten Luftfeuchte x (siehe auch Hinweis zur Einheit der absoluten Luftfeuchte). Diese ist eigentlich für Materialfeuchte-Bewertungen ohne Belang, da mit ihr ja keine Materialfeuchte berechnet und auch keine freie Sättigung überwacht werden kann. Die Verwendung ist dennoch wichtig, da es hier um einen Luftfeuchte-Vergleich geht. Die Oberfläche und auch die unmittelbare Schicht unterhalb einer hygroskopischen Wandoberfläche stehen mehr oder weniger im Gleichgewicht mit der Luftfeuchte des Raumes. Falls ein Wandsegment z. B. durch eine Rohrleckage durchfeuchtet ist, dann besteht im direkten Umfeld dieses Schadens (z. B. auf der Wandoberfläche oder im Porenraum des belasteten Baumaterials) ein höherer Wasserdampf-Partialdruck als in der umgebenen Luft. Zwischen dem feuchten Baumaterial und der umgebenden Luft wird eine Tendenz bestehen, dieses Ungleichgewicht auszugleichen und zwar solange bis ein Gleichgewicht erreicht ist.

Die AFBU-Messung im Baumaterial kann und soll dabei nicht dem Zweck dienen, detaillierte Wassertransport-Abläufe und /oder Wasserspeicher-Mechanismen zu berücksichtigen oder anzuzeigen. Es geht ausschließlich darum, ein Ungleichgewicht nach vorbenannter Form aufzudecken und den Unterschied mit der absoluten Luftfeuchte x auszudrücken. Über die Programm-Werteausgabe und mittels der Grafikauswertung kann dann ein Vergleich des Hohlraumes zur Raumluft vorgenommen werden. Weitere Infos: siehe Hinweise zur AFBU-Messung, Feuchtevergleich. In dieser Kurzbeschreibung können nicht alle Aspekte und Vorgaben zu den vorbenannten Messverfahren erläutert werden. Es ist deshalb unumgänglich, die Hinweise des Buchtextes zu studieren.

Spezielle Vorgaben zur Bauteilöffnung für die Messverfahren RF02 und AFBU02: Beachten Sie bitte die Hinweise unter: Bohrloch-Hohlraum, Abschottung und Angleichzeit.

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