Absolute Luftfeuchtigkeit

So verhält sich die absolute Luftfeuchtigkeit beim Abkühlen

Was die absolute Luftfeuchtigkeit angibt

Als Luftfeuchte bezeichnet der Deutsche Wetterdienst den Anteil des gasförmigen Wassers am Gasgemisch der Atmosphäre, und ist die größte Menge erreicht, die die Luft aufnehmen kann, ist sie gesättigt.^[1] Angeben lässt sich der Wasserdampf direkt in Gramm je Kubikmeter Luft, in Gramm je Kilogramm trockener Luft als Mischungsverhältnis, als spezifische Feuchte in Gramm je Kilogramm feuchter Luft oder als relative Feuchte.^[1]

Physikalisch ist die absolute Luftfeuchte der Quotient aus der Masse des Wassers und dem Luftvolumen, sie wird deshalb auch Wasserdampfdichte genannt, und als gleichwertiges Maß kann der Partialdruck des Wasserdampfs dienen.^[3] Die relative Luftfeuchte ist der Quotient aus absoluter Feuchte und der bei der jeweiligen Temperatur größtmöglichen Feuchte, der Sättigungsdampfdichte.^[3]

Wer nach einem Rohrbruch oder Hochwasser in feuchten Räumen misst, achtet vorher auf den Strom: Steht noch Wasser auf dem Boden oder in Wänden mit Leitungen, wird der Stromkreis an der Sicherung getrennt, ein ausgeschalteter Lichtschalter reicht dafür nicht. Ist der Sicherungskasten nass, fasst ihn niemand an, und es übernehmen Feuerwehr oder örtlicher Netzbetreiber. Solange im Keller der Pegel steigt, geht dort niemand hinein.

Wie viel Wasserdampf Luft aufnehmen kann

Die größte mögliche Menge an Wasserdampf hängt von der Temperatur ab, und je wärmer die Luft ist, desto mehr Wasserdampf kann sie aufnehmen.^[1] Sättigungsdampfdruck und Sättigungsdampfdichte steigen dabei exponentiell mit der Temperatur, theoretisch beschrieben durch die Gleichung von Clausius-Clapeyron.^[3] Der Wasserdampfanteil der Atmosphäre schwankt zwischen null bei extremer Kälte und vier Volumenprozent in tropisch heißer Luft.^[1]

Sind in einem Kubikmeter Luft bei 20 °C 17,3 Gramm Wasserdampf enthalten und fällt die Temperatur auf 16 °C, werden nach dem Beispiel des DARC 3,7 Gramm Wasser ausgeschieden.^[4] Zwischen null und zwanzig Grad steigt die Aufnahmefähigkeit der Luft auf mehr als das Dreifache, und so wird warme Luft zum Transportmittel für Feuchte: Sie nimmt Wasserdampf auf, und wo sie abkühlt, muss sie ihn wieder abgeben.

Absolute und relative Luftfeuchtigkeit

Wie stark die relative Feuchte von der Temperatur abhängt, zeigt der Deutsche Wetterdienst an einem Beispiel: Luft, die bei 10 °C völlig gesättigt ist, kommt nach Erwärmen auf 20 °C auf weniger als die Hälfte relativer Feuchte und ist dann relativ trocken.^[1] Kühlt Luft mit Wasserdampf unter den Taupunkt ab, scheidet sie flüssiges Wasser aus, wie beim Beschlagen von Fensterscheiben.^[1]

Ein Luftpaket mit 12 Gramm Wasserdampf je Kubikmeter hat bei 30 °C eine relative Feuchte von rund 39 Prozent, bei 20 °C von rund 69 Prozent, und bei 10 °C könnte es diese Menge gar nicht mehr halten.^[2] Ein Rechenbeispiel mit den Tabellenwerten: Raumluft mit zwanzig Grad und fünfzig Prozent relativer Feuchte enthält gut achteinhalb Gramm je Kubikmeter, kühlt sie an einer Wand auf zwölf Grad ab, wo knapp elf Gramm Platz haben, steigt die relative Feuchte dort auf rund achtzig Prozent, und bei acht Grad wäre die Luft gesättigt. An einer solchen Stelle zeigt sich dann oft ein feuchter Fleck an der Wand, der nichts mit einem Leck zu tun hat.

Die absolute Menge bleibt beim Abkühlen gleich, nur die Grenze, bis zu der die Luft Wasser halten kann, sinkt. Dieselbe Raumluft kann deshalb in der Mitte des Zimmers unauffällig sein und an der kalten Außenwandecke schon die Feuchte liefern, die Schimmel braucht. Was dabei an der Oberfläche passiert, erklären die Begriffe Taupunkt und relative Luftfeuchtigkeit.

Absolute Luftfeuchtigkeit beim Lüften

Trocken wird Raumluft durch Lüften nach der Verbraucherzentrale nur, solange draußen weniger Wasserdampf je Kubikmeter in der Luft ist als drinnen.^[5] In Souterrainwohnungen und Räumen am Hang bleiben die Wände im Sommer kalt, und warme Außenluft, in der meist mehr Wasserdampf steckt als in der Innenluft, kühlt an ihnen ab und erhöht dort die Feuchte.^[5] Hilfreich kann sein, solche Räume nur früh am Morgen oder spät am Abend zu lüften, wenn es draußen kühler ist, oder Lüftungsgeräte einzusetzen, die Innen- und Außenklima vergleichen.^[5]

Im Winter ist es umgekehrt: Kalte Außenluft enthält wenig Wasserdampf, und wird sie im Raum erwärmt, kann sie viel Feuchte aufnehmen und beim nächsten Lüften mitnehmen. Kalte Raumluft nimmt nach dem Umweltbundesamt weniger Wasser auf als wärmere, deshalb sollten alle Räume ausreichend geheizt werden.^[6]

Kühle Räume mit Luft aus wärmeren Räumen zu temperieren, ist nach dem Amt nicht sinnvoll, weil dabei auch Feuchte in den kühlen Raum gelangt, wo die relative Raumluftfeuchte beim Abkühlen steigt und Schimmel begünstigt.^[6]

Woher der Wasserdampf in der Raumluft kommt

Ein Mensch verliert nach dem Umweltbundesamt über Nacht rund 250 Milliliter Wasser an die Raumluft, die Verbraucherzentrale nennt bis zu einen halben Liter, etwa so viel wie bei einmal Duschen.^[6][5] Bleibt die Luftfeuchte über längere Zeit oberhalb von 50 Prozent, rät die Verbraucherzentrale zum Lüften, spätestens bei beschlagenen Scheiben.^[5]

Ein Rechenbeispiel mit angenommenen Werten: Zwei Personen geben nach der unteren Angabe in einer Nacht zusammen einen halben Liter ab, also fünfhundert Gramm. Verteilte sich das ohne jeden Luftwechsel in einem Schlafzimmer mit dreißig Kubikmetern, kämen knapp siebzehn Gramm je Kubikmeter hinzu, fast so viel, wie Luft von zwanzig Grad überhaupt fassen kann.

Ganz ohne Luftwechsel ist kein Raum, und Wände, Möbel und Textilien nehmen einen Teil der Feuchte auf und geben sie später wieder ab. Das Beispiel zeigt trotzdem, warum ein Schlafzimmer am Morgen gelüftet werden sollte.

Absolute Luftfeuchtigkeit messen

Direkt bestimmen lässt sich die absolute Luftfeuchte etwa mit einem Absorptionshygrometer nach Regnault, außerdem gibt es Geräte, die die relative Feuchte messen, wie das Haarhygrometer oder das Aspirationspsychrometer nach Aßmann.^[3] Aus Partialdruck und Temperatur lässt sich die absolute Feuchte berechnen, bei Normdruck gilt dafür die Faustformel 2,167 mal Partialdruck in Pascal geteilt durch die Temperatur in Kelvin.^[3]

Handelsübliche Thermo-Hygrometer zeigen relative Feuchte und Temperatur an, manche Geräte rechnen daraus auch die absolute Feuchte und den Taupunkt aus. Wer innen und außen vergleicht, sollte darauf achten, beide Werte mit demselben Gerät und kurz hintereinander zu messen. Für einen solchen Vergleich ist die absolute Feuchte der bessere Wert, weil sie nicht von der Temperatur abhängt. Wie Hygrometer arbeiten, erklärt der Begriff Hygrometer.

Wie wir die absolute Luftfeuchtigkeit nutzen

Bei einer technischen Trocknung vergleichen wir die absolute Luftfeuchte im Raum mit der Außenluft. Ist sie draußen niedriger, kann Lüften helfen, ist sie draußen höher, etwa an schwülen Sommertagen, bleiben die Fenster zu, und der Kondensationstrockner arbeitet im geschlossenen Raum.

Am Trockner messen wir die Luft vor und hinter dem Gerät, um zu sehen, wie viel Wasser er tatsächlich entzieht, und wir halten Temperatur und Feuchte im Trocknungsprotokoll fest. Wie ein Kondensationstrockner arbeitet, erklärt der Begriff Kondensationstrockner.