Gourt Home::Gourt :: Schwarzstaub
Der Fogging-Effekt auch Schwarzstaub oder magic-dust genannt (Schwarzverfärbung von Innenräumen) tritt in Wohnungen in Deutschland meistens zur Winterzeit auf. Als Ursache wird in vielen Fällen Thermophorese angenommen. Das Wort Fogging kommt aus dem Englischen und bedeutet so viel wie Vernebelung. Es ist eine neue Bezeichnung für die sehr lange bekannte Thermophorese, die in Fachbüchern der Aerosolphysik ausführlich beschrieben ist. Jedes Jahr sind (angeblich) tausende von Wohnungen betroffen. Es sind im Allgemeinen Neubauten oder kürzlich renovierte Wohnungen betroffen.
Auswirkungen
An der Zimmerdecke oder an einer Wand setzt sich ein schwarzer Belag fest. Eine stark betroffene Wohnung sieht aus wie nach einem Schwelbrand. Auch die Rußabscheidung bei einem Brand geschieht zum großen Teil durch das Temperaturgefälle zwischen Raumluft und Wand, also durch Thermophorese.
Geschichte
Der Effekt war vor 1995 nach Aussage des Bundesumweltamtes unbekannt und ist erst seit einer Fragebogenaktion des Umweltbundesamtes 1997/98 weitläufig zur Kenntnis genommen worden.
Theorie
Zur Bildung des schwarzen Staubes an Wänden reichten bereits aus:
1. Staubteilchen in der Raumluft
2. Thermophorese-Effekt
Staubteilchen oder Aerosolteilchen unterliegen der Thermophorese. Das bedeutet, sie bewegen sich durch die Luft aus einem warmen Gebiet in kältere Zonen und scheiden sich dort ab. Das gilt für alle Arten von Schwebeteilchen, die sich in der Raumluft befinden. In einer normalen Wohnung sind das zwischen 1000 und 5000 Teilchen pro Kubikzentimeter. Oberhalb von warmen Heizungen und dicht unter der Zimmerdecke ist der Temperaturunterschied zwischen Luft und Wand besonders groß, so dass der Effekt dort am deutlichsten ist.
Besonders groß sind Temperaturunterschiede auch an Kältebrücken. So zeichnen sich z.B. Eisenträger oder andere Metallgegenstände in Außenwänden nach einigen Jahren deutlich auf der Wand ab.
Der Effekt tritt selbstverständlich bevorzugt im Winter auf, weil dann die Wände besonders kalt und die Heizungen besonders warm sind. Ob der Fogging-Effekt stärker oder schwächer sichtbar ist, hängt von der Nutzung einer Wohnung ab. In besonders warmen und ständig genutzten Wohnungen sollte er deutlicher sein als in seltener genutzten und kühleren Wohnungen. Naturgemäß enthält die Luft von Raucherwohnungen weit mehr Aerosolteilchen als die von Nichtraucherwohnungen. Auch Kerzen und andere offene Feuerquellen erzeugen sehr viele Teilchen und stärkeres Fogging.
Weitere Beiträge zum Fogging
Es gibt noch andere Effekte der Staubabscheidung, die auch bei Fogging eine Rolle spielen können.
Dazu gehört die elektrische Aufladung von Wandflächen. Elektrostatische Felder scheiden Staubteilchen ab, die elektrisch aufgeladen oder polarisierbar sind. Das trifft für die meisten Aerosolteilchen in der Raumluft zu. Elektrostatische Felder an Wandflächen sind recht selten. Sie treten z.B. an bewegten Gardinen auf oder wenn eine Wand anderweitig gerieben wird.
Ganz drastisch ist die Staubabscheidung auf der Bildröhre älterer Fernsehapparate. Bildröhren neuerer Fernseher oder Computermonitore sind kaum noch aufgeladen. An älteren Bildröhren lässt sich eindeutig nachweisen, dass der Belag aus der Raumluft stammt. Viele Aerosolpartikel sind auf natürliche Weise radioaktiv, weil sie Radon-Zerfallsprodukte tragen. Sie reichern sich auf der Bildröhre so weit an, dass die Radioaktivität leicht messbar ist.
Belege für die Thermophorese von Aerosolteilchen
thermophoresis.dustdeposition_in_wallcorner.jpg
Das erste Bild zeigt durch Thermophorese abgeschiedene Staubteilchen in einer Zimmerecke. Die linke und rechte Wand sind tapezierte Außenwände und entsprechend kalt. Den oberen Abschluss bildet eine gestrichene Betondecke. Die Temperaturgradienten (größten Temperaturgefälle) zeigen nicht genau in die Ecken sondern auf die Wandflächen kurz davor. Weil die Staubteilchen mit ihrer thermischen Bewegung den Temperaturgradienten folgen, bleiben die tiefsten Ecken heller als die direkt benachbarten Wandflächen.
thermophoresis.dustdeposition_at_heat-sink.jpg
Die Thermophorese macht oft verborgene Kältebrücken sichtbar. Dieses Bild zeigt eine Staubablagerung auf den Umrissen eines eingemauerten Metallgehäuses. Früher saß in dieser Wand ein Ventilator. Die Bewohner bauten den Ventilator aus und mauerten die Öffnung zu. Sein durchgehendes Gehäuse blieb in der Wand und leitet Wärme nach außen ab. Die Thermophorese scheidet genau an dem Metallrand Staubteilchen auf der Tapete ab. Mit einem Radiergummi lässt sich die Schwärzung leicht entfernen.
Staubteilchen in der Raumluft sind schwarz, ebenso wie die Fogging-Muster an der Wand. Das Bild zeigt Filter aus einem Staubsammelgerät, durch die zwischen 0,5 m3 und 10 m3 Luft aus einem Wohnraum geströmt sind.
Andere Auswirkungen der Thermophorese
Speziell am Ende des Winters lässt sich auf der Innenseite von Fensterscheiben ein Schmutzfilm beobachten. Auch das sind durch Thermophorese auf der kalten Scheibe abgeschiedene Staub- bzw. Aerosolteilchen. Besonders deutlich ist dieser Film auf Scheiben mit schlechter Wärmeisolierung sichtbar, wie sie in Schaufenstern oder Autos vorkommen.
Auch einige Probenahmegeräte zur Staubteilchenanalyse scheiden Teilchen aus Luftproben durch Thermophorese ab. Ein derartiges Gerät heißt Thermalpräzipitator.
Verhindern des Fogging-Effekts
Fogging wird sich nicht ganz verhindern lassen, weil die Thermophorese ein natürlicher, physikalischer Effekt ist, der nicht durch Umweltgifte oder Ähnliches bedingt ist. Um ihn weitgehend zu reduzieren, müssen Temperaturunterschiede zwischen der Raumluft und kalten Flächen möglichst klein gehalten werden. Das lässt sich durch größere Heizungsflächen mit geringerer Temperatur erreichen. Ideal in diesem Sinne ist eine Fußbodenheizung. Auch ein geringerer Staubgehalt in der Raumluft wird die Wände sauberer halten. Die Bewohner müssten dann aber auf Kerzen und Rauchen weitgehend verzichten.
Häufigeres Lüften wird wahrscheinlich nur eine geringe Wirkung zeigen, weil sich dadurch in der Nähe der Fenster und über der Heizung die Wände stärker abkühlen.
Umweltbundesamt
Da das Umweltbundesamt (UBA) hohes Ansehen genießt und an der Begriffsbildung "Fogging-Effekt" festhält, sind weitere Untersuchungen zu dem Begriffskomplex zu erwarten, und es ist unwahrscheinlich, dass die Beobachtung des Phänomens (wenn es denn doch ein eher psychologischer Effekt ist) in naher Zukunft nachlassen wird. Trotz jahrelanger Beschäftigung mit dem Phänomen wollen aber auch die Experten des Amtes zur Zeit keine Hinweise zur Verhinderung des Effektes bekannt geben, da bisher nicht einmal vorbeugenden Maßnahmen verifiziert werden konnten (geschweige denn das Scheitern erklärt werden konnte). Das UBA sieht in der Thermophorese - falls überhaupt - nur einen untergeordneten Beitrag zum Fogging.
Weblinks
- http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-presse/presse-informationen/pd4501.htm
- http://www.uba.de/uba-info-presse/presse-informationen/pd04503.htm
- http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-medien/mysql_medien.php?anfrage=Kennummer&Suchwort=2276
- Fogging im Neuwagen
"Schwarzstaub"
