Erfassung raumklimatischer Parameter

Als raumklimatische Parameter werden in erster Linie“relative Feuchte“(kurz rF genannt) und Temperatur, in zweiter Linie Verunreinigungen der Luft durch Gase, Staub und Mikroorganismen bezeichnet. Für jeden Parameter gibt es meist mehrere Messverfahren, imfolgenden einige aufgeführt werden. Zu beachten ist, dass die Messungen berührungsfrei in Objektnähe- bei großfomatigen Objekten auch in verschiedenen Höhen- durchzuführen sind. Dabei ist stets zu berücksichtigen, dass in den Ausstellungsräumen sowohl eine Feuchte- als auch eine Temperaturschichtung auftritt.
Raumklimatische Begriffsdefinitionen

Feuchte Luft

Die Luft, die uns umgibt, ist ein homogenes Gemisch aus Wasserdampf und trockener Luft. In der Natur kommt nur feuchte Luft vor. Wie jeder andere Stoff hat Luft nur eine begrenzte Aufnahmefähigkeit für Wasser. Diese Grenze wird als „Sättigung“ bezeichnet. Oberhalb der Sättigung fällt der überschüssige Wasseranteil in Form von Wassertröpfchen als Nebel aus. Dann ist der Wasserdampfgehalt für den Menschen wahrnehmbar, meistens jedoch nicht. Die aufgenommene Wassermenge bei Sättigung ist von der Lufttemperatur abhängig!
Nachdem die Ansprüche an Wohn-und Lebensqualität sowie der Forschung, Lagerung und Industrie immer mehr zunehmen, rückt auch eine Qualitätsfrage immmer mehr in den Vordergrung: „Stimmt die Luftfeuchte in den Räumen?“

Messung der Feuchte

Die relative Feuchte ist von zentraler Bedeutung für den Erhalt von Kunstobjekten etc., da unterschiedliche Objekte unterschiedliche Feuchtewerte erfordern. Die Gleichgewichtsfeuchte eines Objektes ist primär von der relativen Feuchte der unmittelbar angrenzenden Luftschicht (Grenzschicht) abhängig, die sich oft wesentlich von der in Raummitte gemessenen relativen Feuchte unterscheidet. Daher werden Messungen der relativen Feuchte in größtmöglicher Nähe zur Objektoberfläche gefordert. (s. dazu „Messgeräte“ und „Kombinierte Messgeräte“).

Gleichgewichtszustand

Wenn ein hygroskopisches, d.h.Wasser enthaltendes, Material Wasserdampf aus der Umgebungsluft weder aufnimmt noch abgibt, befindet es sich im Gleichgewichtszustand. Die aus dem lokalen Klima resultierende Materialfeuchte wird als Gleichgewichtsfeuchte bezeichnet.

Relative Feuchte, % rF

Die relative Feuchte ist eine %-Zahl, die angibt, wieviel Prozent der maximal möglichen Wasserdampfmenge momentan in der Luft vorhanden ist. Die maximal mögliche Aufnahme ist stark temperaturabhängig. Die Angabe der relativen Feuchte bezieht sich immer auf eine Temperatur!
Die relative Feuchte ist besonders gut auf das menschliche Empfinden abgestimmt. Für das Wohlbefinden kann ein Behaglichkeitsbereich definiert werden, der sich optimal zwischen 21°C Raumtemperatur bei 50%rF einstellt. Beispielsweise empfindet man eine relative Feuchte von 90% bei allen Temperaturen über 20°C als schwül, unabhängig davon, dass sich dabei die absolute Feuchtigkeit ganz erheblich mit der Temperatur verändert. Wird im Winter kalte Luft aufgewärmt, sinkt der relative Anteil des Wasserdampfes. Die relative Luftfeuchtigkeit gerät somit auf bedenkliche Werte unter 30% und kann zu Austrocknung führen. Bei Feuchtewerten über 65% kann sich der Wasserdampf an kälteren Stellen eines Raumes absetzen. Gesundheitsschäden, Pilzbefall und Materialzerstörung sind die Folgen.

Absolute Feuchte, g/m3

Die absolute Feuchte gibt an, wie viel Gramm Wassser sich in einem Kubikmeter Luft oder Gas befinden.

Taupunkt, td

Der Taupunkt ist eine Temperaturangabe in °C. Mit sinkender Temperatur nimmt die Fähigkeit der Luft oder von Gasen ab, Wasser zu binden .Der Taupunkt ist die Temperatur, bei der Wasser auskondensiert.

Psychrometer Feuchtkugeltemperatur,°C

Verdunstung verursacht eine Abkühlung. Bei einem Thermometer, das mit einem feuchten Tuch umgeben ist, sinkt die Temperatur infolge der entstehenden Verdunstungskälte.

Wasserdampf- Partialdruck, pas
Anteil des Gesamtdruckes der Luft im Raum, der durch den Wasserdampf bestimmt wird. Einheit: [mbar,hPa]
Temperatur
Die Temperatur ist ein Maß für die Intensität der Wärme. Die Basiseinheit ist das Kelvin mit dem Kurzzeichen K.
(0 K) ist die tiefste theoretisch erreichbare Temperatur.
Als gesetzliche Temperaturskala ist in den europäischen Staaten neben der Kelvin die Celsius-Skala zulässig. Die Einheit ist das Grad Celsius mit dem Kurzzeichen 0°C. Die Celsius-Skala ist gegenüber der Kelvin Skala um 273,15 K verschoben, so dass 0°C dem Schmelzpunkt und 100°C dem Siedepunkt von reinem Wasser entsprechen.
Operative Temperatur in °C

Die vom Menschen empfundene Temperatur ist das Zusammenwirken von Lufttemperatur und Strahlungstemperatur der Umgebungsoberfläche. Die örtlich empfundene Temperatur wird als Raumlufttemperatur bezeichnet.

Messung der Temperatur

Temperaturen können mit relativ großer Genauigkeit gemessen werden. Zur Verfügung stehen:

Bimetallthermometer mit Zeiger, Messgenauigkeit: +/-1,5% der Messspanne
Quecksilberthermometer ca.0,2 °C
Elektronische Digitalhermometer ca.+/- o,3°C
Elektronische Tast-Messfühler dito
Infrarot-Mess-Sensoren ca.+/- 1,0°C

Kombinierte Messgeräte

Thermohygrographen mit quarzgesteuertem Trommelantrieb;
diese mobilen Messgeräte werden vielfach zur Registrierung des Raumklimas in der Forschung, in Museen, Industrie und Privatsammlungen etc.eingesetzt. Es werden eine Temperatur-und Feuchtigkeitskurve über einen Zeitraum von 1, 7 oder 31 Tagen aufgezeichnet. Die Dimensionsveränderungen der Messwerte werden mechanisch auf Langzeitschreiber übertragen, die diese Vorgänge als Kurve auf ein spezielles Papier (Diagramm) aufzeichnen. Messgenauigkeit: +/-1°C, 2%rF

Elektronische Thermohygrographen/Messdatensammler(Datenlogger);
in solchen kompakten, stationär oder mobil im Batteriebetrieb einsetzbaren Digitalmessgeräten werden die Messwerte aller angeschlossenen Sensoren aufgezeichnet und können bei Bedarf sofort oder erst nach einem längeren Zeitraum über PC ausgelesen, ausgewertet und dokumentiert werden. Der Einsatz erfolgt überall dort, wo die klimatischen Bedingungen wichtig sind, somit auch in Vitrinen. Auf einem großen Display können die Messwerte auch noch aus einigen Metern gut abgelesen werden. Durch den extrem niedrigen Stromverbrauch und den großen Datenspeicher (120.000 Messwerte) eignen sich diese Produkte hervorragend für Langzeitmessungen. Zu der von Firma Lufft in D gefertigten Produktfamilie „OPUS 10″ gehören zur Zeit die beiden Produkte 8152.00 mit internen Sensoren und 8152.10 mit externen Sensoren für Temperatur und Feuchte. Die im Lieferumfang enthaltene Software SmartGraph2 bietet eine übersichtliche Darstellung und einfache Archivierung der Messdaten. Per Funk oder Modem ist die Fernüberwachung beliebiger Einrichtungen möglich. Solche manipulationssichere kleine Datenlogger werden z.B. von Museen, Kunsthandel auch mit Leihgaben ausgesandt. Damit kann die Belastung des Leihobjektes vom Leihgeber lückenlos überprüft werden. Diese Vielfalt ist bei Aufzeichnungen mit den modernen elektronischen Messmethoden möglich und deshalb auch im musealen Bereich von zunehmend großer Bedeutung. Insbesondere sind die OPUS 10 Messdatensammler/Datenlogger mit mit großem Display: Preisgünstig,präzise,robust,“manipulationssicher“,langzeitstabil und wartungsfrei. Messgenauigkeit: +/-o,3, +/-3%rF.

Elektronische Handmessgeräte

messen schnell und präzise Luftfeuchte, Lux/UV-Strahlung, Holzfeuchte, Papierfeuchte, Mauerfeuchte, Temperatur und Taupunkt auch zerstörungsfreies Aufspüren von Feuchtigkeit und Feuchtigkeitsverteilung in Wänden, Decken, Fußböden, ist durchführbar sowie berührungslose Infrarot-Oberflächen-Temperaturmessungen von Teilen mit niedriger Wärmekapazität,z.B.Holz, Ölgemälde, Dämmstoffe, sich bewegende Teile,Wärmebrücken etc.

Temperatur-und Feuchte-Zeigermessgeräte
Temperatur-und Feuchte-Digitalmessgeräte
Meteorologische Messgeräte, Barographen

Messung anderer Belastungen

Durch elektronische Messverfahren ist nahezu jede Belastung mess-und anzeigbar. Speziell für diese Aufgabe hergestellte Sensoren können LUX-und UV-Belastungen, Gaszusammensetzungen, Regenmesser, kombinierte Windgeber (Richtung und Geschwindigkeit), Luftdrücke etc. messen. Diese Sensoren liefern elektrische Werte, die mit Anzeigegeräten Aussagen über den Zustand der Luft zulassen.
Eine orientierende Keimzahlbestimmung im Wasser von Luftbefeuchtungseinrichtungen kann mit Hilfe von „Schnelltests“ ermittelt werden, die der Betreiber u.U. selbst durchführen kann. Dieser Keimzahlindikator dient gleichzeitig zum Nachweis der Gesamtkeimzahl sowie von Schimmelpilzen. In Zweifelsfällen, bei schnell wiederkehrenden hohen Verkeimungen der Anlagen und der ggf. notwendigen Identifizierung der verursachenden Mikroorganismen, ersetzt dieser Teil der Untersuchung und Beratung durch ein qualifiziertes Institut nicht.

Verfasser: Horst Helmer