Digits

So entstehen Digits und was sie aussagen

Was hinter den Digits eines Messgeräts steckt

Der Sachstandsbericht der WTA zur Feuchtemessung trennt direkte von indirekten Verfahren.^[1] Direkt sind nur die Darr- und die CM-Methode, alle übrigen ergeben zunächst keinen quantitativen Wert für die Feuchte.^[1] Um einen Wassergehalt zu erhalten, bedarf es einer stoffspezifischen Kalibrierung mit Probenentnahme, ohne sie sind nur qualitative Aussagen möglich.^[1] Die Anzeigen verschiedener Geräte lassen sich darum nicht ineinander umrechnen, jedes Gerät misst eine andere Größe und ist anders kalibriert.^[1] Die Geräte liefern also zuerst eine Karte der Feuchteverteilung und erst nach einer Kalibrierung am jeweiligen Baustoff eine Zahl, die einem Wassergehalt entspricht.^[1]

Viele dieser Verfahren erlauben dafür eine zerstörungsfreie, halbquantitative Ermittlung von Feuchteunterschieden, sodass sich Flächen kartieren lassen.^[1] Weil sie nichts zerstören, eignen sie sich besonders, um den Wassergehalt über die Zeit zu verfolgen, Proben für die Darr-Methode gezielt zu setzen, Lecks zu orten und Ursachen von Feuchteschäden zu ermitteln.^[1] Wenn Wasser aus der Decke tropft, lässt sich so ohne Aufstemmen eingrenzen, wie weit sich die Feuchte im Bauteil ausgebreitet hat.

Widerstandsmessung: wenn Salze den Wert bestimmen

Bei der Widerstandsmessung, auch Leitfähigkeitsmessung genannt, fließt Strom zwischen zwei Elektroden durch den Baustoff. Trockene mineralische Baustoffe leiten kaum, Wasser verändert die Leitfähigkeit in einem sehr weiten Bereich.^[1] Die Leitfähigkeit feuchter Baustoffe wird nach dem Sachstandsbericht vor allem durch den Gehalt an gelösten Salzen bestimmt, dieser Einfluss muss über passende Kalibrierkurven berücksichtigt werden.^[1]

Der Messwert hängt außerdem von Form und Anpressdruck der Elektroden ab. Bei Gleichstrom reichern sich an den Elektroden Ionen und Reaktionsprodukte an, der Übergangswiderstand steigt, und das Ergebnis wird verfälscht.^[1] Komfortable Geräte speichern viele Kalibrierkurven, weil der Zusammenhang zwischen Feuchte und Leitfähigkeit für jeden Baustoff verschieden ist.^[1] Gut geeignet ist das Verfahren nach derselben Quelle für die Feuchte in Holz.^[1]

Auch die Temperatur verändert die Anzeige. Mit steigender Temperatur nimmt die Beweglichkeit der Ionen zu, die Leitfähigkeit ändert sich um 2 bis 5 Prozent je Kelvin, bei 10 Kelvin Unterschied also um 20 bis 50 Prozent.^[1] Leitfähigkeitsmessgeräte müssen nach dem Sachstandsbericht vor dem Einsatz kalibriert und auf ihre Reproduzierbarkeit geprüft werden, ob die mitgelieferte Kalibrierung des Herstellers genügt, hängt vom Baustoff, den Einsatzbedingungen und der geforderten Genauigkeit ab.^[1]

Kapazitive und dielektrische Geräte

Dielektrische Verfahren nutzen, dass Wasser die Dielektrizitätszahl eines Baustoffs stark verändert. Trockene Baustoffe haben Werte von 3 bis 7, im feuchten Baustoff wirkt sich der Wert für Wasser von 80 aus.^[1] Neben der Feuchte beeinflusst aber der Gehalt an gelösten Salzen die Dielektrizitätszahl, er ist eine der wesentlichen Störgrößen dieser Messung.^[1]

Die meisten handelsüblichen Geräte arbeiten im niederfrequenten Bereich unter 100 MHz, weil die Messtechnik dort einfach ist.^[1] Für diesen Bereich hält der Sachstandsbericht fest, dass eine Bestimmung der Bauteilfeuchte nur bei bekanntem Salzgehalt möglich ist und dass solche Geräte in der allgemeinen Baupraxis keine zweifelsfrei interpretierbaren Ergebnisse liefern können.^[1] Weitere Störungen kommen von der Ankopplung der Elektroden an das Material und von der Temperatur.^[1]

Erst oberhalb von etwa 100 MHz lassen sich die Einflüsse von Feuchte und Salz trennen, wenn zwei dielektrische Größen gemessen werden, oberhalb von 1 GHz wird der Realteil der Dielektrizitätszahl zunehmend unabhängig von gelösten Salzen.^[1] Eine häufig verwendete Messfrequenz ist 2,45 GHz.^[1]

Viele mineralische Baustoffe zeigen denselben Zusammenhang zwischen der Dielektrizitätszahl und dem Volumenanteil der Feuchte, für Mikrowellengeräte ist darum eine weitgehend materialunabhängige Kalibrierung der volumenbezogenen Feuchte möglich, für die massebezogene braucht man zusätzlich die Rohdichte.^[1] Bewehrungsstahl, Installationsleitungen und Hohlräume streuen die Mikrowellen und können das Signal verfälschen.^[1] Weil sie zerstörungsfrei oder zerstörungsarm, wiederholbar und salzunabhängig messen, zählt der Sachstandsbericht die Mikrowellenverfahren zu den erfolgversprechenden neueren Verfahren.^[1] Auch durch einen Fliesenbelag hindurch erfassen solche Geräte die Feuchte im Untergrund, was bei Wasser unter den Fliesen einer Dusche das Öffnen oft auf wenige Stellen begrenzt.

Wofür Digits taugen und wofür nicht

Das Umweltbundesamt beschreibt leitfähigkeitsbasierte und kapazitive Geräte als hilfreich für eine erste, orientierende Messung und eine Übersicht über die Verteilung der Feuchte im Objekt. Sie liefern aussagekräftige qualitative Vergleichswerte zwischen trockenen und feuchten Bereichen.^[2] Wegen der nicht unerheblichen Materialeinflüsse ergeben sie aber keinen verwertbaren quantitativen Wert für die Materialfeuchte, und ob Mikroorganismen wachsen können, lässt sich damit außer bei sehr feuchten Materialien nicht sicher beurteilen.^[2]

Zum Erkennen deutlich feuchter Bereiche der Dämmschicht unter einem Estrich nennt der Leitfaden einfache, halbquantitative Widerstandsmessungen mit langen Einstechelektroden an den Randfugen.^[2] Die Schnittstellenkoordination des Bundesverbands Flächenheizungen rät, die Feuchte vor der maßgeblichen CM-Messung zuerst mit Folie oder einem elektronischen Gerät zu prüfen, damit nicht unnötig gestemmt wird, und nennt die kapazitive Messung als orientierende Richtwertmessung während des Belegreifheizens.^[3]

Feuchtemessungen und ihre Bewertung erfordern nach dem Umweltbundesamt viel Sachverstand und sollten nur von geschulten Fachleuten mit bauphysikalischen Kenntnissen durchgeführt werden, weil es sonst leicht zu Fehlinterpretationen kommt.^[2]

Digits richtig einsetzen: Referenzstelle und Raster

Sinnvoll sind Digits im Vergleich innerhalb derselben Fläche, mit demselben Gerät, am selben Baustoff. Zuerst wird an einer sicher trockenen Stelle aus demselben Baustoff und im selben Raumklima ein Referenzwert genommen, danach wird die Fläche in einem Raster abgefahren. Deutlich höhere Werte markieren den feuchten Bereich, und so lässt sich die Ausdehnung eines Schadens abgrenzen, ohne den Boden zu öffnen. Wiederholte Messungen an denselben, markierten Punkten zeigen außerdem, ob eine Trocknung vorankommt, denn für den Verlauf über die Zeit sind zerstörungsfreie Verfahren besonders geeignet.^[1]

Salze, Bewehrungsstahl und andere elektrisch leitende Materialien unter der Oberfläche beeinflussen elektrische Messsignale, der Sachstandsbericht hebt gerade das als Vorteil der Neutronensonde hervor, deren Signal davon unabhängig ist.^[1] Ein auffälliger Wert über einer Heizschleife oder an einer Stelle mit Salzausblühungen ist darum zuerst ein Hinweis, der mit einem zweiten Verfahren überprüft werden muss.

Auch die Richtung, aus der Wasser kam, zeigt sich in den Anzeigewerten. Wird ein Estrich von oben nass, steigt sein Feuchtegehalt oberseitig an, und das ist nach dem TKB-Merkblatt 16 bei einer Vorprüfung mit elektrischer Messung erkennbar.^[4]

Digits im Messprotokoll richtig lesen

Ein Bericht, der aus Digits eine Belegreife ableitet, überspringt einen Schritt. Für die Freigabe eines Estrichs gilt die CM-Messung, für die Frage nach Schimmelwachstum die hygrometrische Sondenmessung, die Digits zeigen vorher, wo gemessen werden sollte.

In unseren Protokollen stehen Digit-Werte darum immer mit Gerät, Referenzwert, Messraster und Temperatur, weil Leitfähigkeitswerte stark von ihr abhängen.^[1] Sie dokumentieren den Verlauf einer Trocknung und die Grenzen der feuchten Zone. Die Freigabe stützt sich auf ein direktes Verfahren, dessen Ergebnis mit Messstelle, Tiefe und Datum im selben Protokoll steht. Bei Heizestrichen sind die Messstellen für die CM-Messung ohnehin vorgegeben, die elektronische Vorprüfung zeigt dort, ob sich das Stemmen schon lohnt.^[3]