Verdunstung

So verlässt Wasser das Bauteil

Was bei der Verdunstung passiert

Die zum Verdunsten benötigte Energie heißt latente Wärme, sie wird beim Übergang vom Wasserdampf zurück zu Wasser wieder frei und führt dann zu Erwärmung, der Kondensationswärme.^[1] Damit hat die Verdunstung nach dem Deutschen Wetterdienst große Bedeutung für den Wasser- und den Wärmehaushalt der Erde.^[1]

Nach dem Umweltbundesamt wird die im Wasserdampf enthaltene Wärme bei Kondensationsvorgängen wie der Wolken- und Niederschlagsbildung wieder an die Atmosphäre abgegeben, und die Verdunstung ist eine wichtige Größe im Wasserkreislauf.^[2] Im Kleinen läuft im Haus dasselbe ab: Wasser verdunstet an einer nassen Fläche und schlägt sich an einer kalten Fläche als Tauwasser wieder nieder.

Bevor nach einem Leitungswasserschaden irgendetwas verdunsten kann, kann noch Wasser in Raum, Decke oder Boden stehen. Dann gilt zuerst: Stromkreise an der Sicherung abschalten, nicht am Lichtschalter, einen überfluteten Sicherungskasten nicht anfassen und Feuerwehr oder örtlichen Netzbetreiber rufen, und einen Keller mit steigendem Wasserspiegel nicht betreten.

Was die Verdunstung beschleunigt

Intensive Sonneneinstrahlung, hohe Lufttemperatur, geringe relative Luftfeuchte und starker Wind fördern nach dem Deutschen Wetterdienst die Verdunstung, eine hohe Luftfeuchtigkeit hemmt sie.^[1] Unterschieden werden die Evaporation von unbewachsenen Oberflächen, auch von Wasseroberflächen, die Transpiration über Pflanzen und die Evapotranspiration als Gesamtverdunstung einer bewachsenen Bodenoberfläche.^[1] Auch nasse Bücher und Dokumente trocknen darum am besten in bewegter, trockener Luft, aufgefächert statt im Stapel.

Einfluss	Wirkung auf die Verdunstung	Entsprechung im Raum
Strahlung und Wärme	fördernd	Heizung, Infrarotstrahler
geringe relative Luftfeuchte	fördernd	Luftentfeuchter, Lüften mit trockener Außenluft
Wind	fördernd	Ventilatoren an der nassen Oberfläche
hohe Luftfeuchte	hemmend	geschlossener, feuchter Raum ohne Entfeuchtung

Einflüsse nach dem Deutschen Wetterdienst, übertragen auf die Trocknung im Raum.^[1]

Bei einer Trocknung im Haus lassen sich alle drei fördernden Einflüsse nachbilden. Wärme liefert Energie, ein Trockner hält die Luftfeuchte niedrig, und Ventilatoren führen die feuchte Luftschicht direkt über der Oberfläche ab.

Potentielle und reale Verdunstung

Die potentielle Verdunstung gibt nach dem Deutschen Wetterdienst an, was bei optimaler Wasserversorgung höchstens verdunsten kann, die reale Verdunstung berücksichtigt den tatsächlichen Wassergehalt des Bodens und ist höchstens so groß wie die potentielle.^[1] Bei hoher Bodenfeuchte sind beide gleich, wird der Boden trockener, sinkt die reale Verdunstung immer weiter ab.^[1]

Berechnet wird die Verdunstung beim Wetterdienst mit einem Verfahren auf Grundlage der Penman-Formel, in das stündliche Werte für Globalstrahlung, Dampfdruck, Wind und Temperatur eingehen.^[1] Für Baustoffe gilt dasselbe Muster: Solange die Oberfläche nass ist, bestimmen Wärme, Luftfeuchte und Luftbewegung das Tempo, wird sie trockener, gibt der Baustoff selbst vor, wie schnell Wasser nachkommt.

Verdunstung aus Baustoffen

Bei der Infrarottrocknung erwärmt die Strahlung nach dem Ingenieurbüro Rauch die obere Randschicht der Bauteiloberfläche, die dünne Luftschicht davor und die Luft in den Poren erwärmen sich und können wieder Feuchte aufnehmen, und die Trocknung erfolgt von außen nach innen.^[3] Bei sehr großer Feuchte wird zuerst Kernfeuchte über den Kapillarsog und später durch Diffusion nachgeliefert, und die Feuchte sinkt so lange, bis sich ein Gleichgewicht zwischen Baustoff und Raumluft einstellt.^[3] Wird Wasser im Inneren eines Bauteils örtlich erwärmt, etwa durch Mikrowellen, geht es dort in den gasförmigen Zustand über und kann an angrenzenden kühleren Abschnitten wieder kondensieren, das Kernkondensat wird also nur verlagert.^[3]

Wasser nimmt bei der Verdampfung Wärme auf und gibt sie bei der Kondensation wieder ab, weil sich durch Wärmezufuhr die Wasserstoffbrücken zwischen den Molekülen lösen, die in der Dampfphase vollständig aufgehoben sind.^[3] Verdunstung braucht also Energie, und ohne Wärmezufuhr kühlt eine nasse Oberfläche ab und verdunstet langsamer.

Auf der Baustelle bedeutet das: Am Anfang trocknet eine nasse Wand schnell, weil Wasser über die Kapillaren an die Oberfläche nachfließt. Wird der Baustoff trockener, übernimmt die langsamere Diffusion, und die Trocknung verlangsamt sich deutlich, wie der Begriff Kapillarwirkung erklärt.

Verdunstungskälte an nassen Flächen

Weil die Verdunstung der Umgebung Wärme entzieht und so abkühlt, kühlen nasse Flächen ab, solange an ihnen Wasser verdunstet.^[2] Eine durchfeuchtete Wand fühlt sich deshalb kalt an, und im Wärmebild erscheinen nasse Bereiche als kühlere Flecken, wie der Begriff Thermografie beschreibt.

Die kühlere Oberfläche hat eine Nebenwirkung: Sie liegt näher am Taupunkt der Raumluft, und an ihr kann sich zusätzlich Tauwasser bilden. Eine Wand, die nach einem Schaden nicht trocknet, wird dadurch noch feuchter, wenn der Raum kalt und die Luft feucht bleibt.

Verdunstung und Raumluft

Zu jeder Lufttemperatur gibt es nach dem Bundesverband Schimmelpilzsanierung einen höchsten Wasserdampfgehalt, warme Luft kann mehr Feuchtigkeit aufnehmen als kalte, und an einer kalten Oberfläche bleibt beim Abkühlen bis zum Kondensationspunkt die absolute Feuchte gleich, während die relative steigt.^[4] Ein Haushalt mit vier Personen setzt durch Duschen, Schlafen und Kochen nach dem Verband rund einen Eimer Wasser pro Tag frei.^[4]

Was in der Wohnung verdunstet, muss also hinaus, sonst steigt die Luftfeuchte. Feuchtigkeit sollte nach dem Merksatz des Verbands auf kurzem Weg dort entsorgt werden, wo sie entsteht, etwa durch Stoßlüften nach dem Duschen bei geschlossener Badtür.^[4] In der Küche helfen nach dem Verband Deckel auf Töpfen und Pfannen und eine Abzugshaube mit Abfuhr nach außen, damit weniger Dampf in den Raum gelangt.^[4]

Bei der Beheizung von Baustellen kommt nach einem Fachbetrieb für Bautrocknung eine weitere Quelle hinzu: Direkt befeuerte Heizgeräte blasen ihre Abgase in den Raum und bringen dabei zusätzliche Feuchte als Verbrennungswasser ein.^[5] Wer die Heizleistung hochfährt, ohne die Feuchte abzuführen, erhöht die absolute Feuchte, die dann an kalten Oberflächen kondensiert.^[5]

Verdunstung bei der technischen Trocknung

Bauheizung soll nach demselben Fachbetrieb Verdunstung ermöglichen, ohne Kondenswasser zu erzeugen, und gleichzeitig Frostschutz und verarbeitbare Temperaturen schaffen.^[5] Genau darauf beruht jede technische Trocknung: Das Bauteil gibt Wasser an die Luft ab, und die Luft muss es abgeben können, bevor sie gesättigt ist.

Kondensationstrockner kühlen die Raumluft im Gerät unter den Taupunkt und holen so Wasser heraus, Adsorptionstrockner binden den Wasserdampf an ein Trockenmittel. Beide halten die Luftfeuchte niedrig, damit die Verdunstung an der Oberfläche weiterläuft, wie die Begriffe Kondensationstrockner und Adsorptionstrockner erklären. Infrarotstrahler erwärmen nach dem Fachbetrieb vor allem Oberflächen statt der Luft, was die Trocknung punktuell unterstützen und Kondensation an kalten Flächen verringern kann.^[5]

Wie wir die Verdunstung steuern

Wir stellen Trockner und Ventilatoren so auf, dass die feuchte Luftschicht an Wand und Boden ständig abgeführt wird, und halten die Raumtemperatur in einem Bereich, in dem die Luft viel Wasser aufnehmen kann. Fenster und Türen bleiben während der Entfeuchtung geschlossen, damit der Trockner nicht die Außenluft mittrocknet.

Mit Messungen am Bauteil verfolgen wir, wie die Feuchte sinkt. Verlangsamt sich die Trocknung, prüfen wir, ob Dämmschicht oder Hohlräume eine eigene Belüftung brauchen, und dokumentieren den Verlauf im Trocknungsprotokoll.