Was ist der Taupunkt – einfach erklärt

Der Taupunkt wird auch Taupunkttemperatur genannt. Es ist diejenige Temperatur in der Luft, die bei einem konstanten Druck unterboten werden muss, damit sich der Wasserdampf als Tau bzw. Nebel hieraus abscheiden kann. An diesem Punkt beträgt die relative Luftfeuchtigkeit 100 Prozent und die Luft ist gänzlich mit Wasserdampf gesättigt. Je mehr Wasserdampf sie enthält, umso höher liegt die Taupunkttemperatur.

Der Taupunkt wird daher auch zur Bestimmung der absoluten Luftfeuchtigkeit verendet. Er wird mit einem Taupunktspiegelhygrometer oder anderen hygrometrischen Verfahren auch indirekt bestimmt.

Der eigentliche Begriff des Taupunkts wird auch auf andere Gemische aus Gas mit kondensierbaren Bestandteilen verwendet.

Die Taupunkttemperatur bezeichnet somit die Temperatur eines benetzten Gasgemisches im Gleichgewichtszustand, bei dem sich das Kondensieren und das Verdunsten des feuchten Bestandteils in der Waage halten. Das Gas ist mit Dampf hier gesättigt. Bei diesem feuchten Gasgemisch handelt es sich um eine Mischung aus Luft und Wasserdampf.

Dies kann sich jedoch auch auf ein anderes Gasgemisch mit kondensierbaren Bestandteilen beziehen. Der Dampf-Partialdruck, welcher am Taupunkt herrscht, wird als Sättigungsdampfdruck bezeichnet. Wie dieser bei gegebener Temperatur ist, ergibt sich dann aus einem Phasendiagramm des Wassers und des kondensierbaren Bestandes des jeweiligen Gasgemischs.

Da nicht-kondensierbare Anteile das Verhalten dieses Dampfes nicht beeinflussen, hängt der Taupunkt der feuchten Luft nicht vom Gesamtdruck, sondern ausschließlich vom Partialdruck des Wasserdampfs ab. Der Gleichgewichtszustand ist durch einen bestimmten Punkt in einem p-T-Diagramm bestimmt.

Werden alle Punkte miteinander verbunden, wird die Taupunktkurve als eine Phasengrenzlinie erhalten.

Die Luft kann nicht unbegrenzt Wasser aufnehmen

Wassertropfen an einer Fensterscheibe abhängig vom Taupunkt

Luft in einem Raum, enthält üblicherweise eine gewisse Menge an Luftfeuchtigkeit, d. h. einen bestimmten Anteil an Wasserdampf. Wenn die Luft abgekühlt wird, ohne dass dieser gleichzeitig auch Wasserdampf entzogen wird, so ist die absolute Luftfeuchtigkeit gleich bleibend.

Allerdings steigt die Luftfeuchtigkeit, weil die kältere Luft weniger Wasserdampf aufnimmt. Wenn die Taupunkttemperatur erreicht ist, dann liegt die relative Luftfeuchte bei 100  Prozent. Dies bedeutet, dass die Luft vollwertig mit Wasserdampf gesättigt ist.

Eine weitere Temperaturabsenkung führt zur Kondensation des Wassers, meist an festen Gegenständen wie den Raumwänden oder den Fenstern. Der Punkt ist die Temperatur, auf welche die Luft abkühlt werden müsste, damit eine Kondensation beginnt.

Wenn der Punkt durch Messung bestimmt wird, kann die absolute und relative Luftfeuchtigkeit auch vor dem Abkühlen bestimmt werden. Im umgekehrten Fall lässt sich der Punkt bei einer bekannten Temperatur und Luftfeuchtigkeit ebenfalls berechnen.

Eine Messung des Punktes kann direkt auf der Definition basierend erfolgen. Hierzu wird die Luft abgekühlt, bis die Kondensation beginnt, und die es wird die dazu notwendige Temperatur bestimmt. Hierfür kann ein Taupunktspiegelhygrometer verwendet werden. Es enthält einen Spiegel, welcher bei Abkühlung beschlägt, was zu einer reduzierten Reflektivität dieses Spiegels führt.

In einigen elektronischen Messgeräten wird hingegen der Punkt aus der Temperatur und der bestimmtem relativen Luftfeuchtigkeit ermittelt.

Bei Unterschreitung des Punktes an Wänden, kann es zur Schimmelbildung kommen.

Bedenklicher ist es, wenn der Punkt an der Innenseite kälterer Außenwände unterschritten wird. Wenn die Wände hierdurch feucht werden, führt es auf Dauer zu Schimmelbildung. Wenn bei einer gleichen Lufttemperatur die relative Luftfeuchte 50 Prozent beträgt, liegt der Punkt mit etwa 8 Grad Celsius tiefer. Die Fenster oder Wände müssten entsprechend wesentlich kälter sein, damit der Wasserdampf auch kondensieren kann.

Die Gefahr einer Schimmelbildung besteht bereits, wenn die relative Luftfeuchtigkeit an den Wänden oberhalb von 80 Prozent liegt. Es ist also keine Kondensation durch die Taupunktunterschreitung zwingend notwendig.

Bedeutung vom Taupunkt in der Physik und der Bauphysik

Taupunkt in der Physik und der Bauphysik

Schimmelpilze in Räumen entstehen dort, wo Wasserdampf aus der inneren Raumluft an den Gebäudewänden auskondensiert. Das Ausmaß dieser Feuchtebelastung hängt in erster Linie vom Raumklima ab, vor allem von der relativen Luftfeuchtigkeit und auch der Lufttemperatur. Ausschlaggebend ist, dass die Taupunkttemperatur nicht unterschritten wird.

In Innenräumen soll verhindert werden, dass Wasserdampf auf den Bauteilen als Kondensat ausfällt, weil hierdurch ein Nährboden für den Schimmel entsteht. Durch korrektes Heizen und Lüften kann jedoch verhindert werden. Die Maßnahmen zur Vermeidung des Kondensats verfolgen das Ziel, die Temperatur in der Luft an keiner Stelle eines Raumes so absinken zu lassen, dass der hierin gespeicherte Wasserdampf verflüssigt.

Diejenige Temperatur der Luft, die hier nicht unterschritten werden darf, wird in der Bauphysik als Taupunkttemperatur bezeichnet. Wird dieser Punkt doch unterschritten, fällt flüssiges Wasser hieraus aus. Dies geschieht als Wassertropfen in der Luft oder als Tropfen auf den Baustoff- und Einrichtungsoberflächen.

Die Taupunkttemperatur ist kein absoluter und gleich bleibender Wert. Es kann nicht pauschal gesagt werden, dass wenn die Raumtemperatur einen gewissen Grad nicht unterschreitet, ist alles in Ordnung. Dafür handelt es sich hierbei um eine variable Größe, die von anderen, variablen Kennwerten abhängig ist.

Beträgt die Lufttemperatur zum Beispiel 20 Grad Celsius und die absolute Luftfeuchtigkeit 60 Prozent, so liegt der Taupunkt bei 12 Grad Celsius. Wenn in dieser gegebenen Situation die Temperatur im Raum auf 12 Grad Celsius gesenkt würde, ohne dass der Wasserdampfgehalt in der Luft verändert wird, so erreicht die Luftfeuchtigkeit einen Maximalwert von 100 Prozent.

Je kälter die Luft, umso weniger Wasserdampf kann diese absolut speichern. In diesem Beispiel wäre die Luft bei der Temperatur von 12 Grad Celsius mit dem Wasserdampfgehalt komplett gesättigt. Wird nun die Temperatur bei einem gleich bleibenden Wasserdampfgehalt weiter abgesenkt, so fällt Wasser als ein Kondensat aus. Dies passiert auch, wenn die Temperatur identisch bleibt, jedoch der Wasserdampf des Raumes weiter zunimmt.

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