Lüftungsanlagen im Anschluss an die gebräuchlichen Heizungssysteme und eine kritische Beleuchtung dieser letzteren. (Eine Artikelfolge von F. H. Haase, gepr. Civilingenieur, Patentanwalt in Berlin.) (Fortsetzung des Berichtes Bd. 279 S. 225). Mit Abbildungen. Lüftungsanlagen im Anschluss an die gebräuchlichen Heizungssysteme. VII. Allgemeine Betrachtungen über Luftfeuchtigkeit. Um Wasserdampf, der leichter ist als atmosphärische Luft, aus einem Raume zu entfernen, bedarf man nur eines einfachen, genügend weiten Abzuges, welcher zur Erzeugungsstelle des Dampfes so gelegen und so gerichtet ist, dass der Dampf nicht gehindert ist, seinem natürlichen Bewegungsbestreben (in ansteigender Richtung) auf kürzestem Wege Folge zu geben, ohne sich hierbei in einem, seine Temperatur wesentlich beeinträchtigenden Grade mit der kühleren Luft im Raume selbst zu mischen. Wenn dagegen der Abzug ungenügende Weite (ungenügenden lichten Querschnitt) hat oder derart gelegen ist, dass der Dampf theils wegen Anprallens an Hindernissen, theils wegen allzureichlichen Mischens mit der kühleren Raumluft auf seinem Wege in mehr oder weniger erheblichem Grade abkühlt, so genügt der Abzug allein nicht mehr, eine Condensirung im Raume zu verhüten, und es tritt dann nicht nur eine unerwünschte Erhöhung der Raumluftfeuchtigkeit, sondern mit der Zeit auch selbst eine Durchfeuchtung der Umfassungswände ein, sofern die mit dem Reste des Dampfes durch den Abzug entweichende Luft nicht befähigt ist, so viel Wasser in sich selbst aufzunehmen, als sich während der Zeit ihres Entweichens anderenfalls im Raume niederschlagen würde. Was von dem an einer bestimmten Stelle des Raumes entwickelten Wasserdampfe gilt, gilt auch von anderen Feuchtigkeitsentwickelungen, die man gemeinhin als Dunstentwickelungen oder Dunstausscheidungen zu bezeichnen pflegt. Während man aber für den an einer bestimmten Stelle erzeugten, höher temperirten Wasserdampf immer Abzüge anordnen kann, die für sich allein genügende Abführung desselben gewährleisten, ist man bei dem, was man gemeinhin als Dünste zu bezeichnen pflegt, nur selten in der Lage, den erwünschten Erfolg durch Anordnung einfacher Abzüge zu sichern. Es entsteht nun die Frage, ob es denn überhaupt immer und auf welche Weise es jeweils möglich ist, die in einem Raume entwichenen Dünste durch Luftwechsel zu beseitigen. Die Erörterung dieser Frage erfordert gesonderte Betrachtung von zwei wesentlich verschiedenen Fällen, nämlich 1) desjenigen Falles, in welchem die zur Verfügung stehende Luft ohne weiteres befähigt ist, Wasserdunst in erwünschtem Grade in sich aufzunehmen, und 2) desjenigen Falles, in welchem nur Luft von höherem Sättigungsgrade zur Verfügung steht, als er für die Beschränkung der Raumluftfeuchtigkeit auf einen bestimmten Grad erforderlich ist. Wenn die zur Verfügung stehende Luft ohne weiteres befähigt ist, Wasserdunst in erwünschtem Grade in sich aufzunehmen, so lässt sich die im Raume entwickelte Wasserdunstmenge jeweils in dem Masse ihrer Entwickelung durch einen einfachen Luftwechsel entfernen, dessen Betrag nach dem Sättigungsgrad der in den Raum einströmenden Luft und demjenigen Sättigungsgrad zu bemessen ist, welchen die Luft unter den gegebenen Verhältnissen leicht anzunehmen vermag. Ist s1 der Sättigungsgrad der äusseren Luft, s2 der unter Zuhilfenahme der betreffenden Schaulinien (Fig. 20 u. ff.) zu ermittelnde Sättigungsgrad, den die äussere Luft mit der Raumtemperatur annimmt, wenn sie weder Wasserdunst aufnimmt, noch Wasser niederschlägt, und s3 derjenige Sättigungsgrad, den die Luft beim Durchstreichen des im Raume entwickelten Wasserdunstes leicht annimmt, und bezeichnet ferner W die stündlich im Raume erzeugte Wasserdunstmenge in Cubikmetern, lw die zur Entfernung dieser Wasserdunstmenge stündlich erforderliche Luftwechselmenge (ebenfalls in Cubikmetern), t1 die Aussentemperatur und t2 die Raumtemperatur (beide Temperaturen in Celsius-Graden), so ist l_w\,\frac{1+0,00367\,t_2}{1+0,00367\,t_1}\,(s_3-s_2)=W\ cbm. Ist die Wasserdunstmenge in Kilo gegeben, so hat man nur zu beachten, dass 1 cbm Luft von t2° C. unter atmosphärischem Drucke \frac{1,2932}{1+0,00367\,t_2}\,k wiegt und dass demnach die linke Seite des vorstehenden Ausdruckes nur mit diesem Quotienten zu multipliciren ist, um einen correcten Ausdruck für die in Kilo angegebene Wasserdunstmenge zu ergeben. Bezeichnet man demnach diese letztere mit w, so erhält man l_w\,\frac{1,2932}{1+0,00367\,t_1}\,(s_3-s_2)=w\,k und somit l_w=\frac{w\,(1+0,00367\,t_1)}{1,2932\,(s_3-s_2)} . . . . . . . . . . (12) Die Erfahrung lehrt nun, dass Luft, welche sich mit geringer Geschwindigkeit mitten durch eine Wasserdunstsphäre hindurch bewegt, immer befähigt ist, bis zu 70 Proc. ihrer vollständigen Sättigung an Wasserdunst in sich aufzunehmen, dass man aber in gelüfteten Räumen, die nicht aus besonderen Gründen aussergewöhnlich feuchte Luft haben müssen (wie beispielsweise Spinnerei- und Webereiräume), zweckmässiger Weise im Winter für Luft zu sorgen hat, die nicht über 60 Proc. gesättigt ist, wiewohl man, im Sommer unter Umständen bis zu 70procentiger Sättigung zulassen kann. Demnach dürfte es sich empfehlen, für die Bestimmung der zur Dunstabführung stündlich erforderlichen Luftmenge lw allgemein s3 = 0,6 in Rechnung zu setzen und demnach dem Ausdrucke (12) die bestimmtere Form: l_w=\frac{w\,(1+0,00367\,t_1)}{1,2932\,(0,6-s_2)} . . . . . . . . . . (12a) zu geben. Wenn man für eine bestimmte Raumtemperatur die den verschiedenen möglichen Temperaturen t1 und Sättigungsgraden s1 der Aussenluft entsprechenden Sättigungsgrade s2 der auf die Raumtemperatur gebrachten Frischluft (mit Hilfe der Fig. 15) ermittelt und dazu nach Gleichung (12) die auf w = 1 k Wasserdunst entfallenden Luftmengen lw berechnet, diese sodann als Abscissen und die zugehörigen Aussenlufttemperaturen t1 als Ordinaten eines Coordinatensystems aufträgt und von den auf solche Weise bestimmten Systempunkten die, je einem und demselben Sättigungsgrade der Aussenluft entsprechenden folgerichtig verbindet, so erhält man eine Reihe von Curven, welche klar erkennen lassen, inwieweit es möglich ist, ohne besondere Hilfsmittel, allein vermöge einfachen Luftwechsels, in einem Raume, in dem stündlich eine gewisse Wasserdunstmenge erzeugt wird, einen erwünschten Sättigungsgrad der Raumluft (s3) einzuhalten. Fig. 20 veranschaulicht die auf solche Weise für 60 Proc. Sättigung (s3 = 0,6) der Raumluft und eine Raumlufttemperatur t2 = 20° C. ermittelten 40, 50, 60, 70 und 100 Proc. vollständiger Sättigung der Aussenluft entsprechenden Curven. Dieselben lassen erkennen, dass bei niedriger Aussenlufttemperatur bis zu + 5° C. die Einhaltung 60procentiger Sättigung der Raumluft immer durch einfachen Luftwechsel erwirkt werden kann und dass dazu selbst dann, wenn die Aussenluft vollständig gesättigt ist, was, wie schon früher erwähnt, kaum jemals vorkommt, im höchsten Falle (bei + 5° C.) ein Luftwechsel von 4 cbm für je 1 k im Raume erzeugten Wasserdunstes erforderlich ist. Steigt dagegen die Aussenlufttemperatur über +8° C., so ist für die Dauer vollständiger Sättigung der Aussenluft die Möglichkeit, die Raumluftfeuchtigkeit durch einfachen Luftwechsel auf 60procentiger Sättigung beschränkt zu halten, als vollständig ausgeschlossen zu bezeichnen, da für + 11° C. Aussentemperatur die Abscisse der Curve ab (welche vollständig gesättigter Aussenluft entspricht) unendlich gross ist und somit kein Luftwechsel, wie gross er auch sein möge, bei + 11° C. mehr im Stande ist, die Feuchtigkeit in einem auf + 20° C. erwärmten Raume auf 60procentige Sättigung zu beschränken, wenn darin selbst Wasserdunst erzeugt wird. Uebrigens belehrt ein Blick auf Fig. 15, dass bei einer Aussenlufttemperatur von etwa + 13° C. denkbar grösster Luftwechsel mit vollständig gesättigter Aussenluft auch 70procentige Sättigung der Raumluft nicht mehr zu sichern vermag, da die Frischluft dann selbst noch 70procentige Sättigung mit in den Raum hereinbringt, wenn sie inzwischen auf 20° C. erwärmt worden ist. Textabbildung Bd. 280, S. 177Fig. 20.Schaubild für verschiedene Procente des Sättigungsgrades der Raumluft und der Sättigung der Aussenluft bei verschiedenen Temperaturgraden. Ist die äussere Luft nur selten bis zu 70 Proc. gesättigt, so kann man, wenn die Wasserdunstentwickelung in einem auf + 20° C. erwärmten Raume nicht zu gross ist, noch bis zu einer Aussentemperatur von + 15° C. 60procentige Sättigung der Raumluft durch einfachen Luftwechsel (im Betrage von 9½ cbm für jedes Kilogramm erzeugten Wasserdunstes) sichern; bei einer Aussentemperatur von + 17½ C. dagegen ist diese Möglichkeit nur dann noch vorhanden, wenn die Sättigung der Aussenluft nicht mehr als 60 Proc. der vollständigen beträgt, u.s.f. Wie bereits angedeutet und auch ohne weiteres verständlich, besitzt jede der in Fig. 20 dargestellten Curven eine unendlich grosse Abscisse (Asymptote) deren Lage die Grenze angibt, bis zu welcher von mehr oder weniger stark gesättigter Aussenluft ein Einhalten 60procentiger Sättigung der Raumluft höchstens, und zwar nur dann noch annähernd zu erwarten ist, wenn die im Raume erfolgende Wasserdunstentwickelung sehr gering ist. Diese unendlich grossen Abscissen sind in der Figur mit Aa, Ac, Ae, Ag, Ai bezeichnet, wobei die Indices a, c, e, g, i ihre beziehendliche Zugehörigkeit zu den mit ab, cd, ef, gh, ik bezeichneten Curven andeuten. Aus den Lagen dieser unendlich grossen Abscissen ergibt sich nach dem Gesagten, dass die Grenze der Möglichkeit, die Luft gelüfteter Räume, deren Temperatur 20° C. beiträgt, ohne weitere Hilfsmittel auf 60procentige Sättigung zu beschränken, im Falle vollständiger Sättigung der Aussenluft bei + 11° C. im Falle 70procentiger Sättigung der Aussenluft bei + 17½° C. im Falle 60procentiger Sättigung der Aussenluft bei + 20° C. im Falle 50procentiger Sättigung der Aussenluft bei + 24½° C. im Falle 40procentiger Sättigung der Aussenluft bei + 29½° C. liegt. Trägt man diese Grenzwerthe der Aussentemperaturen als Ordinaten und die zugehörigen Sättigungsgrade der Aussenluft als Abscissen eines rechtwinkligen Coordinatensystems auf, so ergibt die Verbindung der so erhaltenen Systempunkte (vergl. Fig. 21) eine Curve, aus deren Verlauf man ohne weiteres auch für zwischenliegende Verhältnisse erkennen kann, wenn (unter welchen Temperatur- und Sättigungsgradbeziehungen) die, ohne Zwischenbehandlung von aussen in einen auf 20° C. erwärmten Raum eingeführte Luft zufolge Annahme der Raumtemperatur allein schon die in dem Raume gewünschte 60procentige Sättigung annimmt, so dass sie diesen Sättigungsgrad hier nur dann wirklich zu erhalten vermag, wenn hier selbst entweder gar kein oder nur unbeachtbar wenig Wasserdunst entwickelt wird. Die aufgezeichnete Curve illustrirt daher die Grenze derjenigen Aussenluftzustände, die eine 60procentige Sättigung der auf 20° C. erwärmten Raumluft, bei einfacher Lüftung überhaupt, ermöglichen. Construirt man in gleicher Weise auch Grenzcurven für andere Sättigungsgrade der auf 20° C. erwärmten Raumluft, so bietet das Gesammtbild dieser Curven die Möglichkeit, rasch zu übersehen, inwieweit es bei irgend welchen Aussenluftzuständen überhaupt möglich ist durch einfache Lüftung die Luftfeuchtigkeit eines auf 20° C. erwärmten Raumes auf irgend einen erwünschten Betrag zu beschränken. Textabbildung Bd. 280, S. 177Fig. 15.Schaulinien für die Sättigung der Luft mit Wasserdampf. Die Construction dieser Curven lässt sich mit Hilfe der Fig. 15 sehr leicht ausführen, indem man in dieser Figur durch den beziehentlichen Schnittpunkt der, dem im Raume erwünschten Sättigungsgrad entsprechenden Feuchtigkeitscurve mit der, der Temperatur 20° C. entsprechenden Abscissenlinie eine Parallele zur Ordinatenachse (also eine senkrechte Gerade) zieht und die, den Schnittpunkten dieser Geraden mit den Curven anderer Sättigungsgrade entsprechenden Temperaturen abliest oder schätzt und als Ordinaten, jene Sättigungsgrade selbst aber als Abscissen aufträgt. Uebrigens findet man bei der Construction, dass die zu bestimmenden Curven Kreisbogen sind oder doch nur so wenig von Kreisbogen abweichen, dass die Differenz für den praktischen Gebrauch nicht in Betracht kommt. Man braucht deshalb für jede Curve nur drei Punkte zu bestimmen, um dieselbe zeichnen zu können, und da von diesen drei Punkten je einer schon, als auf der Abscisse für die Raumtemperatur (20° C.) liegend, von vornherein gegeben ist, so bleibt nur noch die Bestimmung von je zwei Punkten für jede Curve als nothwendig übrig. Textabbildung Bd. 280, S. 178Fig. 21.Schaulinien für die Sättigungsgrade der Raumluft bei verschiedenen Temperaturen und verschiedenen Sättigungsgraden der Aussenluft. Aus den auf diese Weise bestimmten, in Fig. 21 dargestellten Curven ersieht man, dass an regnerischen Frühjahr- und Herbsttagen, an welchen – bei einer zwischen 12 und 15° C. und höheren Graden wechselnden Temperatur – die Feuchtigkeit der Aussenluft im Allgemeinen zwischen 75- und 85procentiger Sättigung schwankt und nach mehrtägigem anhaltenden Regen wohl auch mitunter noch intensiver ist, die in einen auf 20° C. erwärmten Raum einströmende Luft in diesem, ohne weitere Wasserdunstaufnahme zumeist schon wesentlich mehr als 60procentige Sättigung behält. Es kann deshalb nicht ausbleiben, dass man dann in gelüfteten Räumen oft das bei hoher Luftfeuchtigkeit auftretende Frösteln empfindet, wenn in diesen Räumen selbst noch irgend welche Feuchtigkeit erzeugt wird oder dieselben ungenügend oder gar nicht geheizt sind. Ebenso muss man dieses Frösteln nothwendiger Weise auch an regnerischen Sommertagen in Räumen empfinden, deren Temperatur nur sehr wenig oder gar nicht höher ist als die Lufttemperatur im Freien, was immer dann der Fall ist, wenn die in den Mauern enthaltene Wärme an regnerischen Tagen nicht hinreicht, eine Raumtemperatur von mehr als 20 ° C. zu sichern, während die Temperatur im Freien, welche zur Nachtzeit nach starkem Regenfall oft sehr niedrig ist, bei Tag zwischen 16 und 20° C. schwankt. Dass man gleichwohl das Frösteln im Frühjahr und Herbst in der Regel mehr empfindet, rührt daher, dass die Feuchtigkeit der Aussenluft im Sommer während der heftigsten Niederschläge nur selten bis zu 80procentiger Sättigung steigt und nicht selten sogar so gering ist, dass selbst während des Regens eine sehr lebhafte Verdunstung des die Erdoberfläche bedeckenden Wassers stattfindet, welche das zumeist bemerkbare rasche Sinken der Lufttemperatur während des Regens zur Folge hat. Nur wenn der Regenfall wie im Herbste mehrere Tage lang dauert, steigt der Feuchtigkeitsgehalt der Aussenluft bis auf 80procentige Sättigung und selbst noch höher, dann ist aber auch die Aussenlufttemperatur in der Regel durch lange andauernde Verdunstung ebensoweit abgekühlt wie während der Frühjahrsregen, welche sich in der Regel auf die ganze Lufthöhenregion zwischen den Wolken und der Erde erstreckt, während im Hochsommer der Regen zumeist nur aus höheren Luftschichten niederfällt. – Inwieweit man ohne besondere Hilfsmittel überhaupt befähigt ist, die Feuchtigkeit der Luft in Räumen durch einfachen Luftwechsel auf einen zulässigen Grad zu beschränken, erkennt man am besten, wenn man nach der soeben zur Construction der in Fig. 21 dargestellten Curven gegebenen Erläuterung auch noch die Grenzcurven für 60- und 80procentige Sättigung der Raumluft für die Raumtemperaturen 15 und 25 ° C. aufzeichnet, da die Temperatur in Räumen, welche körperlich wenig oder gar nicht angestrengten Personen und Hausthieren zum Aufenthalt dienen, zumeist zwischen diesen Grenzen zu halten gesucht wird und 80procentige Sättigung der Raumluft allgemein anerkanntermassen die aus Gesundheitsrücksichten höchstens zulässige Feuchtigkeitsgrenze unter allen Umständen überschreitet. Aus der Aufzeichnung dieser vier Grenzcurven, welche Fig. 22 veranschaulicht, und derjenigen Grenzcurven, welche in Fig. 21 für die Raumtemperatur 20 ° C. dargestellt sind erkennt man mit Bestimmtheit die Richtigkeit des folgenden Lehrsatzes: Bei geringer Feuchtigkeitsentwickelung in den Räumen gibt directe Lüftung derselben niemals, gleichviel welche Höhe die Aussenlufttemperatur dabei besitzt, Veranlassung zu unzuträglichen Befeuchtungsverhältnissen in diesen Räumen, sobald deren Temperatur jeweils um einige Grade höher ist als die der Aussenluft; dagegen müssen in den meisten Gegenden nothwendig unzuträgliche Feuchtigkeitsverhältnisse in den direct gelüfteten Räumen häufiger eintreten, wenn deren Temperaturen niedriger sind als die Aussenlufttemperaturen. Demnach hätte man, um zu verhüten, dass die in einen Raum einzuführende Frischluft selbst den Sättigungsgrad der Raumluft auf ein, für die Gesundheit unzuträgliches Mass erhöhe, immer nur dafür zu sorgen, dass die Temperatur in dem gelüfteten Raume um wenige Grade höher ist als die Aussentemperatur. Man findet aber durch Vergleichen der in den Fig. 21 und 22 dargestellten Curven und Einfügen von mittleren Abmessungen zwischen denselben mit der Zirkelöffnung auch um wie viele Grade bei feuchter Witterung die Raumluft wärmer sein muss als die Aussenluft, um nicht nur die Einführung zu hohen Feuchtigkeitsgehalts durch die Frischluft zu verhüten, sondern auch durch directe Lüftung noch ein Entfernen von im Raume selbst entwickeltem Wasserdunst zu bewirken. Denn es ist beispielsweise aus Fig. 22 ersichtlich, dass 90procentige Sättigung der Aussenluft im Falle einer Aussentemperatur von 12½° C. in einem auf 15° C. erwärmten Raume 80procentige Sättigung erzeugt, während aus Fig. 21 hervorgeht, dass sie in einem um 5° C. wärmeren Raume nur ungefähr 65procentige Sättigung zu erzeugen vermag, und aus Fig. 22 ersichtlich ist, dass sie in einem um 10° C. wärmeren Raume nur bedeutend weniger als 60procentige Sättigung verursachen kann, und zwar findet man durch Abtragen der Ordinatendifferenz, welche 10gradiger Temperaturdifferenz im Raume bei 90procentiger Sättigung der Aussenluft entspricht, von der Curve für 80procentige Sättigung in Fig. 21, dass die Feuchtigkeit der Luft bei 10gradiger Temperaturerhöhung um etwa 32 Sättigungsprocente abnimmt und demnach in einem auf 25° erwärmten Raum nur 48procentige Sättigung zu erzeugen vermag. Textabbildung Bd. 280, S. 179Fig. 22.Schaulinien der Raumluftfeuchtigkeit bei verschiedenen Temperaturen und verschiedenen Sättigungsgraden der Aussenluft. Ebenso findet man, dass 80procentige gesättigte Aussenluft von 10° C, welche in einem gleichwarmen Raume natürlich auch 80procentige Sättigung erzeugen würde, in einem auf 20° C. erwärmten Raume nur 48° procentige Sättigung zu erzeugen vermag und dass 85procentige Aussenluft von 5° C. in einem Räume, dessen Temperatur 15° C. beträgt, ungefähr 52procentige Sättigung zu erzeugen vermag, dass ferner 90procentig gesättigte Aussenluft von 8° C., welche in einem auf 15° C. erwärmten Raume 60procentige Sättigung erzeugt, in einem auf 20° erwärmten Raume nur 50procentige Sättigung zu erzeugen vermag u.s.f. Demnach kann man sich jederzeit mit Hilfe der beiden Fig. 21 und 22 leicht eine ungefähre Vorstellung davon machen, ob man bei einer vorliegenden Raumwärme überhaupt im Stande ist, eine in demselben entwickelte Wasserdunstmenge durch einfache directe Lüftung zu entfernen oder nicht; welcher Luftbedarf ersteren Falles aber dazu erforderlich ist, darüber geben die in Fig. 23 dargestellten, für 80procentige Sättigung der Aussenluft ermittelten Curven für alle vorkommenden Fälle hinreichenden Aufschluss. Die Curven dieser Figur sind auf gleiche Weise ermittelt worden wie die in Fig. 20 dargestellten und haben demnach auch die hier eingefügten Bezeichnungen s3 und t2 die gleiche Bedeutung, wie sie ihnen bei der Entwickelung der Gleichung 12 zugewiesen wurde. Um schärfer bestimmbare Schnittpunkte der Curven mit ihren Abscissen zu erhalten, ist das Verhältniss der Ordinatenlängen zu den Abscissenlängen doppelt so gross als in Fig. 20 gewählt worden, so dass die Curven einen steiler ansteigenden Verlauf erhielten. Da man schliesslich in gewöhnlichen bewohnten Räumen zeitweise auch noch 65procentige Sättigung zulassen kann, wenn sich die Verhältnisse für Beschaffung der Trocknungsluftmenge dadurch für etwaige Fälle wesentlich vereinfachen lassen, so wurden ausser Curven für 60procentige Sättigung der Raumluft auch solche für 65procentige Sättigung mitaufgenommen, und da endlich für industrielle Anlagen mancher Art auch bis zu 75 Proc. gesättigte Raumluft zulässig und unter Umständen, wie beispielsweise in Werkstätten der Textilindustrie, sogar nothwendig oder erwünscht ist, so wurden auch für die, den hierbei zumeist als Grenztemperaturen der Raumluft vorkommenden Temperaturgraden, 15 und 20° C, entsprechenden Curven 75procentiger Sättigung der Raumluft in die Figur mit eingetragen. Textabbildung Bd. 280, S. 179Fig. 23.Schaulinien für die Sättigungsgrade bei verschiedenen Aussenlufttemperaturen und verschiedener Trocknungsluftmenge. Weitere Erläuterungen für den praktischen Gebrauch dieser Figur dürften nach den vorangehenden Besprechungen entbehrlich sein. (Fortsetzung folgt.)