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Messkurve Raumfeuchte und Raumtemperatur
Das Ausatmen des Menschen
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Messkurve Raumfeuchte und Raumtemperatur

Übertriebenes Sparverhalten bringt es mit sich, dass die Heizung "runtergedreht" wird und dass die Fenster zu bleiben. Dank hermetisierender Gummilippendichtung wird somit jeglicher Luftwechsel unterbunden. Es ist jedoch nicht nur übertriebene Sparsamkeit oder Geiz die Ursache - vielmehr bekommen die Menschen förmlich eingebläut, was beim Lüften für immense Lüftungswärmeverluste hervor gerufen werden. Bei angebrachtem WDVS oder selbst bei monolithischer Bauweise (mit gutem Dämm- und Speichervermögen) erhöht sich natürlich der Anteil der Wärmeverluste durch Lüftung - denn die Summe wird allemal 100% bleiben. So werden schnell mal aus 15% nunmehr stolze (oder soll man sagen: beängstigende?) 30%. So lässt sich dem angsterfüllten Bewohner leichter suggerieren, dass er nun (nach WDVS und Iso-Fenstern) auch noch in eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung investiert. Doch wie viel sind denn 15 oder 20 oder 30 %?

Messkurve - zum Vergrössern anklicken

Auf dieser Grafik (zum Vergrößern anklicken) sehen Sie den Verlauf von rel. Luftfeuchte und Raumtemperatur. Gemessen wurde in einem Schlafzimmer bei offen stehender Tür zur Diele (somit größeres Luftvolumen, alle anderen Türen geschlossen) im Januar 2003.

Gemessen wurde mit Profi-Messgerät mit Hygro- und mit Thermosensoren, die Messintervalle waren auf 15 Minuten eingestellt. Die Grafik ist gezoomt. Die Messwerte sind aufgezeichnet, sie können als Excel-Tabelle exportiert werden - anschaulicher ist jedoch die grafische Auswertung.

Gemessen wurde vom 19.01.2003 19:45 Uhr bis 19.01.2003 10:15 Uhr. Was lesen wir aus der Grafik?

Die Bewohner heizen nicht im Schlafzimmer, die Raumtemperatur liegt zwischen 16 und 17 °C. Wann zu Bett gegangen wurde, lässt sich nicht bestimmen. Festzustellen ist eine konstante Zunahme der rel. Luftfeuchte. Selbst im kleinen Vorschaubild ist der steile Anstieg deutlich erkennbar: von rd. 55% auf rd. 66% innerhalb von ca. 12 Stunden! Die Quelle: Wasserdampf aus der Atemluft von 2 Personen. Die Raumtemperatur verändert sich nur unwesentlich. Es gibt einen geringen Anstieg, die Maxima liegen zwischen 16,4 und 17,4 °C.

Zwischen 8:15 und 8:30 Uhr stürzt die rel. Luftfeuchte nahezu ab, von rd. 66% auf rd. 51%. Dieser Wert pegelt sich kurz darauf wieder ein: auf die durchschnittlichen 55%. Weniger dramatisch erfolgt der Temperaturabfall: von 17,1°C auf gerade mal 14,6°C, mithin nur 2,5°C. Das Einpegeln auf den Durchschnitt von 16°C erfolgt recht schnell innerhalb von 1,5 Stunden (bei zugedrehtem Heizkörper im Schlafzimmer).

Die Ursache für den Abfall der Messwerte stellt der Vorgang des Lüftens dar, der von ca. 8:15 bis 8:45 Uhr dauert. Aber wieso steigt die Raumlufttemperatur wieder an, obwohl der Heizkörper nicht an ist? Die Wände, Decken (Dach- und Geschoss-) und Möbel haben Wärme gespeichert und geben sie an die Raumluft ab. Dass es dennoch warm ist liegt daran, dass aus den benachbarten beheizten Räumen (dazwischen liegen 10er GK- Wände) Wärme zufließt - dem Prinzip gehorchend: vom höheren zum niederen Niveau.

Ohne nun großartig herumzurechnen: riesig kann die Wärmemenge wahrhaftig nicht sein, die durch das Lüften entfleucht ist. Oder? Dafür sind aber 55% rel. Luftfeuchte ein guter Wert.

Quelle: dimagb.de, © 2003


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Das Ausatmen des Menschen
Wasser in der Atemluft

Das Atmungssystem des Menschen arbeitet mit jedem Atemzug im Durchschnitt 14 mal pro Minute, über 17.000 mal am Tag und etwa 500 Mio. mal während eines Lebens. Erwachsene Personen atmen gewöhnlich ca. 0,5 Liter mit jedem Atemzug ein. Ein 68-jähriger hat ca. 300.000 m³ Luft geatmet. Durch tiefes Einatmen kann das Atemvolumen auf ca. 2,5 Liter erhöht werden.

Angaben zu Atemfrequenzen und Atemvolumina finden Sie zuhauf, auch die Atemformel
Ein-Aus: O2 21% 17% und CO2 0,036% 4,0%.

Angaben zum Wasser in der Atemluft sind offensichtlich sehr dünn gestreut. Zwar erfolgt eine Rückkondensation beim Einatmen, in der Bilanz für die Raumluft geht aber ein Anreicherung mit Atemfeuchte ein. Das bedeutet, mit jedem Atemzug gibt der Mensch Wasserdampf in die Raumluft ab. In Ermangelung angegebner Werte lässt sich dies auf experimentellem Wege bestimmen.




Bild 1: Messkurve zu Raumtemperatur und Luftfeuchte


Das einfache Experiment besteht darin, dass Sie sich Ihr Hygrometer hernehmen und anhauchen. Schlagartig steigt die rel. LF auf Werte über 85%. Mehr geht nur, wenn man den Luftraum um das Hygrometer einschließt, aber so verteilt sich die warme, feuchte Luft schnell.

In Bild 1 wird ein Messbeispiel gezeigt. Die Raumgröße beträgt hierbei ca. 3,0 x 3,5 x 2,6 m und abzüglich einer dachschräge sind es rd. 25 m³ Raumluftvolumen. Es handelt sich um ein Schlafzimmer und der relevante Messzeitraum geht von 22:00 bis 8:00 Uhr. Die Zunahme der rel. LF erfolgt von 55% auf 65%. Die Raumlufttemperatur steigt von ca. 16,0 °C auf ca. 17,5 °C, um in den Morgenstunden auf ca. 17,0 °C zurück zu gehen.
 

Lufttemperatur -20,0 -15,0 -10,0 -5,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 °C
Sättigungsdichte 0,9 1,5 2,1 3,2 4,9 6,8 9,4 12,8 17,3 23,0 30,3 g/m³

Tabelle 2: Werte der Wasserdampfsättigung, Sättigungsdichte cS = max. Wassermenge in g/m³



Bild 2: Wasserdampfsättigungsdichte der Luft bei 5...30°C


Aus den Werten für 22:00 Uhr mit 16,0 °C und 55% rel. LF sowie von 8:00 mit 17,0°C und 65% rel. LF kann man die Wassermenge errechnen.
22:00 Uhr: 13,7 g/m³ x 0,55 = 7,535 g/m³ | x 25 m³ = 188,4 g = 0,19 l
  8:00 Uhr: 14,6 g/m³ x 0,65 = 9,490 g/m³ | x 25 m³ = 237,3 g = 0,24 l

Ergebnis: in 10 Stunden haben die 2 Personen im Schlaf 49 g Wasser netto an die Luft abgegeben ***. Dabei haben sie 14.400 mal geatmet (2x 12 x 60 x 10) und insgesamt 7,2 m³ (= 7.200 l) Luft ein- und ausgeatmet, das ist weniger als 1/3 des Raumvolumens.

Dabei haben sie aber auch Wasser verdunstet. Aus Tabelle 1 ist zu entnehmen, dass es 30-40 g/h sein können. Diese Werte kann man aber in diesem Beispiel nicht ansetzen, weil der Mensch sich im Januar bei 16°C gewöhnlich zudeckt. Der Kopf schaut raus und mal ein Arm. Das meiste schlucken die Matratze und das Bettzeug. Matratzenexperten geben für eine gute Matratze an, dass sie locker 500 g Wasser über Nacht aufnehmen und tagsüber wieder abgeben kann.

Diese Werte sind errechnete Durchschnittswerte. Z.T. wurde geschätzt, insgesamt handelt es sich nur um eine Überschlagsrechnung. Sobald eine verlässliche Quelle gefunden wurde, die die ausgeatmete Wassermenge angibt, wird dieser Artikel ergänzt. Eigentlich sollte dieser Wert bekannt sein, da diesbezügliche Versuche zu den Standards in der Humanbiologe gehören ((Luft über eine Gaswaschflasche in ein Wasserspirometer einblasen, jeweils identische Mengen Raumluft und Ausatemluft werden durch trockenes Calciumchlorid (stark hygroskopisch) geleitet, die Gewichtszunahme gibt die Wassermenge an).

*** Dieses Ergebnis widerspricht den Daten zu den Feuchtequellen. Demnach sind es pro Person 30-40 g/h, was insgesamt 700 g Wasser entspricht (Wasserabgabe brutto). Demnach müssten 650 g Wasser von Matratzen, Bettzeug und Raumumschließungsflächen aufgenommen worden sein. Dieser Wert ist plausibel. Diese 650 ml sollten tagsüber in die Raumluft gehen, die mit 55% rel. LF (nach dem Lüften!) ja nur etwas mehr als die Hälfte der maximal möglichen Wassermenge enthält.

23.03.2008
DIMaGB

Querverweise:

:: Feuchtequellen im Wohnbereich
:: Taupunkttabelle, Taupunkttemperatur

:: Schimmel im Schlafzimmer
:: 10 Goldene Regeln gegen Schimmelpilz


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Über Probleme des Nachweises der Belastung mit Schimmelpilzen

Die vorgelegten Ergebnisse der Untersuchungen zur Validierung des Nachweises von Schimmelpilzen in Innenräumen zeigen deutlich, wie viele Faktoren diesen Nachweis beeinflussen. Physikalische, chemische, biologische und mikrobiologische Faktoren haben einen Einfluß auf den Nachweis von Schimmelpilzen sowohl in Material-, als auch in Staub- und Luftproben.

Um so entscheidender ist, dass einer fundierten Beurteilung einer Schimmelpilzbelastung eine den Gegebenheiten angepaßte Wahl der Nachweismethode und die Differenzierung der Schimmelpilze vorausgeht. Dies betrifft sowohl die Auswahl der Nährmedien als auch die Nachweisverfahren in Abhängigkeit des zu untersuchenden Materials. Nahezu alle Verfahren besitzen Unzulänglichkeiten, da sie entweder auf den qualitativen oder auf den quantitativen Nachweis ausgerichtet sind. Eine Voraussetzung zur Beurteilung einer Schimmelpilzbelastung ist auch die Einschätzung ob ein aktiver Befall oder nur eine Sekundärbelastung vorliegt. Dies alles bedingt einen hohen Sachverstand.

Die Ergebnisse der Studie lassen folgende Einschätzungen zu:

• die Impaktion stellt bezüglich der Reproduzierbarkeit und der Praktikabilität die geeignetste Form zur Luftkeimsammlung im Innenraum dar.

• wünschenswert wäre die Etablierung einer validierten Methode zur Langzeitluftkeimsammlung im Innenraum. Die Probenahme entsprechend der VDI 4252 Blatt 2 ist bezüglich der Reproduzierbarkeit zu optimieren. Dies setzt vor allem eine Verbesserung der Halterung des Filters voraus. Die Nutzung des PVS (Volumenstrom = 100 L/h) mit Schraubfilterhalter stellt bezüglich der Reproduzierbarkeit und der Praktikabilität die geeignetere Form zur Langzeitluftkeimsammlung im Innenraum dar. Offen sind hier noch Fragen bezüglich der biologischen Sammeleffizienz.

• der Nachweis von Schimmelpilzen mittels Staubuntersuchung ist mit vielen Unwägbarkeiten verbunden. Diese Methode des Schimmelpilznachweises sollte daher nur in Kombination mit anderen Verfahren zur Ergänzung und Abrundung der Aussage genutzt werden.

• der Nachweis der kultivierbaren und nicht kultivierbaren Schimmelpilzsporen mittels Partikelsammlung bedarf der weiteren Optimierung. Der Umfang der Auswertung einer Partikelsammlung ist von der Sporenbelegungsdichte abhängig. Die Effizienz einer Partikelsammlung wird vor allem von der Sporenart, vom Volumenstrom und von den Eigenschaften der Sammeloberfläche bestimmt. Zusammenfassend muß darauf hingewiesen werden, dass die ausschließliche Verwendung einer Partikelimpaktion nicht geeignet ist, um eine Schimmelpilzbelastung in der Raumluft sicher nachzuweisen. Partikelsammlungen sollten daher immer in Kombination mit Luftkeimsammlungen durchgeführt werden. Es wurde aufgezeigt, dass durch eine nachfolgende Luftkeimsammlung auf Gelatinefilter die Aussagekraft der Partikelsammlung verbessert werden kann. Trotz der hier aufgezeigten starken Einschränkungen der Partikelsammlung ist diese Methode jedoch gut geeignet, um große, schwere Sporen wie die von Stachybotrys chartarum und von Chaetomium spp. zu erfassen, die zudem häufig bei Luftkeimsammlungen auf Nährmedien nicht nachweisbar sind.

• beim Nachweis von Schimmelpilzen in bzw. auf Material ist es einerseits wichtig entscheiden zu können, ob ein aktiver Schaden vorliegt oder nicht, andererseits ist es auch wichtig, über gesicherte Aussagen bezüglich der Gesamtzellzahl zu verfügen. In diesem Bereich ist weitere Forschung erforderlich, wobei u.a. Untersuchungen erforderlich sind, die Aussagen über eine Grundbelastung der im Handel üblichen Baustoffe erlauben. Nach den vorliegenden Ergebnissen wird die Ablösungscharakteristik von Pilzstrukturen bei der Untersuchung von Materialien insbesondere von den folgenden Faktoren beeinflusst:
- besiedelnde Pilzart
- Materialeigenschaften
- Probenvorbereitungsmethode
Insgesamt kann festgestellt werden, dass für eine Schimmelpilzuntersuchung mit der Suspensionsmethode poröse Materialien nach Möglichkeit auf eine Größe um oder unter 0,2 cm Kantenlänge zerkleinert werden sollten und dass durch die Einwirkung starker Scherkräfte, wie sie bei der Verwendung von Schikanekolben oder Waring Blender auftreten, die Effektivität der Suspendierung wesentlich gesteigert werden kann.

• Die Erwartung, dass mit der Fluoreszenzmikroskopie die Erfassung des Gesamtschimmelpilzgehalts mögliche wäre, konnte nicht bestätigt werden. Zur Erfassung des Gesamtschimmelpilzgehalts ist die Kombination kultivierungstechnischer und mikroskopischer Methoden erforderlich.

Der externen Qualitätssicherung kommt bezüglich des Nachweises von Schimmelpilzen eine besondere Bedeutung zu. Der Ringversuch auf der Basis von Reinkulturen wurde erfolgreich etabliert. Bezüglich der Etablierung eines Ringversuchs auf der Basis von realen Proben bedarf es weiterer Optimierung. Solche Ringversuche erscheinen aber zwingend notwendig. Zur Beurteilung von Schimmelpilzbelastungen ist es erforderlich, unter einer Vielzahl unterschiedlicher Schimmelpilzarten beurteilungsrelevante „Indikatororganismen“ nachzuweisen.

aus:
Umweltforschungsplan des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit
Innenraum, Förderkennzeichen (UFOPLAN) 201 61 218/03
"Standardisierung von Nachweismethoden für Schimmelpilze im Innenraum zur Vorbereitung von bundesweiten Ringversuchen" i.A. des UBA, 2003
http://www.apug.de/archiv/pdf/StandardisierungNachweisSchimmel.pdf


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