Ausgleichsfeuchte

Ausgleichsfeuchte als Zustand zwischen Baustoff und Umgebung

Die Ausgleichsfeuchte beschreibt den Zustand, in dem ein Material weder Feuchtigkeit aus der Umgebung aufnimmt noch abgibt. Die Ausgleichsfeuchte bezeichnet somit einen Gleichgewichtszustand zwischen einem Baustoff und den Klimabedingungen seiner Umgebung.

Das Umweltbundesamt verwendet Gleichgewichtsfeuchte als gleichbedeutenden Begriff und beschreibt sie als Ausgleichsfeuchte, die sich unter den jeweiligen Umgebungsbedingungen einstellt. Beide Begriffe bezeichnen damit denselben bauphysikalischen Grundzustand.

Physikalisch geht es um den Austausch von Wasserdampf zwischen Material und Umgebungsluft, bis ein Gleichgewicht erreicht ist. Dieser Zustand bedeutet nicht, dass ein Baustoff trocken oder feuchtefrei sein muss. Bei hygroskopischen Eigenschaften ist vielmehr entscheidend, welcher Feuchtegehalt sich unter festgelegter Temperatur und relativer Luftfeuchte als Gleichgewicht einstellt. Die Ausgleichsfeuchte beschreibt somit einen Zustand und keinen allgemeingültigen Sollwert für einen Baustoff.

Relative Luftfeuchte und Temperatur bestimmen den Bezugspunkt

Der Bezugspunkt der Ausgleichsfeuchte ist immer an konkrete Klimabedingungen gebunden. Fraunhofer IBP führt Sorptionsmessungen bei konstanter Temperatur und verschiedenen Stufen relativer Luftfeuchte durch; die TU Dresden beschreibt ebenfalls eine Lagerung unter definierter Luftfeuchte, bis sich ein Gleichgewichtsfeuchtegehalt einstellt. Für die fachliche Einordnung sind deshalb Innenraumfeuchte und Hygrothermik unmittelbar verwandte Themen.

Ein einzelner Feuchtewert ist ohne die zugehörigen Randbedingungen nur eingeschränkt interpretierbar. Bei Holz und Holzwerkstoffen zeigen Fraunhofer-Forschungsarbeiten zudem, dass Sorptionsisothermen sowohl von der Sorptionsgeschichte als auch von der Temperatur beeinflusst werden. Vergleichbare Aussagen benötigen daher einen nachvollziehbaren Bezug zu Material, Temperatur, relativer Luftfeuchte und Feuchteweg. Unterschiedliche Prüfbedingungen dürfen nicht wie identische Bezugszustände behandelt werden.

Ausgleichsfeuchte: Sorptionsisothermen beschreiben die Feuchtespeicherung

Eine Sorptionsisotherme stellt die Beziehung zwischen relativer Luftfeuchte und dem Feuchtegehalt eines Materials im Gleichgewicht dar. Fraunhofer IBP verwendet sie zur Ermittlung einer materialspezifischen Feuchtespeicherfunktion. Damit wird erkennbar, dass der Gleichgewichtszustand nicht als universeller Zahlenwert verstanden werden kann. Er gehört stets zu einem bestimmten Material und zu festgelegten Klimabedingungen.

Bei zunehmendem Feuchtegehalt bezeichnet Fraunhofer den Verlauf als Adsorptionskurve, bei abnehmendem Feuchtegehalt als Desorptionskurve. Der Lexikoneintrag Desorption vertieft den Vorgang der Feuchteabgabe. Gerade bei Holzwerkstoffen ist die Unterscheidung fachlich relevant, weil die Sorptionsgeschichte die Sorptionsisotherme beeinflussen kann.

Ausgleichsfeuchte unter definierten Bedingungen bestimmen

Für die labortechnische Bestimmung ordnet Fraunhofer IBP Sorptionsmessungen der DIN EN ISO 12571 zu. Die Proben werden unter definierten Klimabedingungen bis zum Gleichgewicht geführt; größere Proben benötigen dabei mehr Zeit, um diesen Zustand zu erreichen. Ein vorzeitig bestimmter Messwert beschreibt folglich noch nicht den vorgesehenen Gleichgewichtszustand.

Die TU Dresden beschreibt als Beispiel den praktischen Feuchtegehalt bei 80 Prozent relativer Luftfeuchte. Das Material wird unter dieser Feuchtebedingung gelagert, bis sich ein Gleichgewichtsfeuchtegehalt einstellt. Aus der Massendifferenz gegenüber der trockenen Probe lässt sich anschließend für diese Versuchsanordnung das im Baustoff enthaltene Wasservolumen bestimmen.

Sorptive Feuchte ist nicht kapillare Wasseraufnahme

Das Grundprinzip des Feuchtegleichgewichts gilt für unterschiedliche Baustoffe, die jeweilige Feuchtebeziehung bleibt jedoch materialspezifisch. Fraunhofer nennt unter anderem Ziegel, Kalkstein, Sandstein, Beton, Putze, Dämmstoffe und Holzwerkstoffe als mögliche Messobjekte. Ein für ein bestimmtes Material ermittelter Gleichgewichtswert lässt sich deshalb nicht ohne Weiteres auf einen anderen Baustoff übertragen.

Außerdem ist sorptive Ausgleichsfeuchte von kapillarer Flüssigwasseraufnahme abzugrenzen. Die TU Dresden bestimmt den Wasseraufnahmekoeffizienten über den direkten Kontakt einer Prüffläche mit flüssigem Wasser und beschreibt dabei kapillare Saugvorgänge. Sorption bezeichnet dagegen den Austausch von Wasserdampf zwischen einem Material und seiner Umgebungsluft bis zum Erreichen eines Gleichgewichts.

Wo die fachliche Einordnung typischerweise scheitert

Wird die Ausgleichsfeuchte als fester, von der relativen Luftfeuchte unabhängiger Materialwert behandelt, wird der erwartete Feuchtezustand falsch zugeordnet.

Werden Messwerte aus unterschiedlichen Temperatur- oder Feuchtebedingungen unmittelbar verglichen, geht die erforderliche Vergleichbarkeit der Randbedingungen verloren.

Wird eine Probe vor Erreichen des Gleichgewichts bewertet, beschreibt der Messwert nicht den vorgesehenen Gleichgewichtszustand.

Wird sorptive Ausgleichsfeuchte mit kapillarer Wasseraufnahme gleichgesetzt, werden Wasserdampfaustausch und Flüssigwasseraufnahme fachlich vermischt.

Bleibt bei Holzwerkstoffen die Sorptionsgeschichte unberücksichtigt, kann die verwendete Sorptionsisotherme den Feuchtezustand unzutreffend abbilden.

Wird die Feuchtespeicherbeziehung eines Materials auf einen anderen Baustoff übertragen, wird dessen materialspezifischer Gleichgewichtszustand unzutreffend dargestellt.

Was der Gleichgewichtszustand praktisch aussagt

Ausgleichsfeuchte beschreibt den Feuchtezustand eines Baustoffs im Gleichgewicht mit definierten Umgebungsbedingungen. Für ihre Einordnung müssen Material, relative Luftfeuchte, Temperatur und gegebenenfalls der Sorptionsweg berücksichtigt werden. Der Wert ist deshalb weder ein universeller Materialkennwert noch mit kapillar aufgenommener Flüssigfeuchte gleichzusetzen. Belastbare Vergleiche setzen nachvollziehbare und ausreichend lange eingehaltene Messbedingungen voraus.

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