Die atmosphärische Luft enthält immer eine bestimmte Menge Wasserdampf. Dieser Gehalt schwankt zeitlich und örtlich und wird als Luftfeuchtigkeit (Feuchte) bezeichnet. Wie jeder andere Stoff hat auch Luft nur eine begrenzte Aufnahmefähigkeit für Wasser. Diese Grenze nennt man Sättigung. Unterhalb der Sättigung ist feuchte Luft mit bloßem Auge nicht von trockener zu unterscheiden. Oberhalb der Sättigungsgrenze wird der überschüssige Wasseranteil in Form feiner Wassertröpfchen (Kondensat) sichtbar – es bildet sich Nebel.
Physikalische Grundlagen der Messgröße Feuchte
Aufnahmefähigkeit von Feuchte
Die Aufnahmefähigkeit von Feuchte in der Luft hängt von der Lufttemperatur ab. Je wärmer die Luft ist, desto mehr Wasser kann sie aufnehmen.
Stellen wir uns einen Schwamm vor, der seine Aufnahmefähigkeit je nach Temperatur verändert. Bei 0 °C kann der Schwamm 4,8 g Wasser aufnehmen (entspricht 100 % Feuchte). Bei mehr als 4,8 g Wasser beginnt der Schwamm zu tropfen. Hat der Schwamm 2,4 g Wasser gespeichert, entspricht dies bei 0 °C 50 % relativer Feuchte.
Bei 20 °C kann der Schwamm 17,3 g Wasser aufnehmen (also hat der Schwamm bei 17,3 g Wasser 100 % relative Feuchte). Hat der Schwamm jetzt zum Beispiel 2,4 g Wasser bei 20 °C gespeichert, entspricht dies ca. 14 % relativer Feuchte.
Merke:
Wenn die Temperatur sinkt, steigt die relative Feuchte (bei gleichem Wassergehalt)!
Feuchtekenngrößen
Absolute Luftfeuchte
Die absolute Luftfeuchte (fabs) wird berechnet, indem das Gewicht des in der Luft enthaltenen Wassers durch den Rauminhalt der betrachteten Luftmenge dividiert wird. Die absolute Feuchte wird üblicherweise in g/m³ angegeben.
Relative Luftfeuchte
Die relative Luftfeuchte beschreibt das Verhältnis der momentan tatsächlich enthaltenen absoluten Luftfeuchte zur maximal möglichen absoluten Feuchtigkeit.
Die relative Feuchte wird in Prozent angegeben
Max. Luftfeuchte und Taupunkttemperatur
Maximale Luftfeuchtigkeit
Ist die bei einer bestimmten Temperatur maximal mögliche absolute Luftfeuchtigkeit (fmax). Sie wird erreicht, wenn der Wasserdampfpartialdruck in der Luft so groß wie der Sättigungsdampfdruck des Wassers bei der entsprechenden Temperatur ist. Bei diesem Zustand ist die relative Luftfeuchtigkeit 100 %.
Wird die maximale Feuchte überschritten, so schlägt sich der überschüssige Wasserdampf in Form von Kondensat (Tröpfchenbildung) nieder. Die Sättigungsfeuchte ist eine absolute Feuchte und wird angegeben in g/m³.
Taupunkttemperatur
Die Taupunkttemperatur ist definiert als die Temperatur, bei welcher der aktuelle Wasserdampfgehalt in der Luft (100 % relative Luftfeuchtigkeit) maximal ist. D. h. der herrschende Wasserdampfdruck ist dann gleich dem Sättigungsdampfdruck. Die Taupunkttemperatur ist damit eine von der aktuellen Temperatur unabhängige Größe.
Aus Umgebungstemperatur und relativer Luftfeuchte lässt sich die Taupunkttemperatur bestimmen bzw. aus Umgebungs- und Taupunkttemperatur die relative Luftfeuchte. Zudem lässt sich daraus die absolute Feuchte der Luft berechnen.
Info
In der Natur schlägt sich kondensierender Wasserdampf als Tau an den Oberflächen fester Körper nieder. Der Mensch fühlt sich bei geringer bis mittlerer Aktivität in einem Bereich von etwa 30 % bis 65 % relativer Luftfeuchte am wohlsten.