Häufigste Verfahrensweise: Feuchte-Entzug aus der Luft

Die meisten der eingesetzten Trocknungsverfahren wirken nur indirekt auf die Bausubstanz ein. Ihr Wirkprinzip: Sie entziehen der Raumluft die Feuchtigkeit. Dadurch kann die umliegende Bausubstanz die in ihr enthaltene Feuchtigkeit schneller an die trockene Luft abgeben.

Somit dient die Luft als Übergabemedium der Feuchtigkeit.

Trocknungs- Fachunternehmen bedienen sich eines oder mehrerer der folgenden Verfahren:

• Kondens- Trocknung

• Sorptions- Trocknung 

• Mikrowellen- Trocknung 

• Sublimations- Trocknung

Kondens- Trockner: Wirkprinzip und Anwendung

Bei den Kondenstrocknern handelt es sich um die klassischen "Bautrockner", die ohne großen technischen Aufwand aufstellbar sind. Auch die Ergebnisse der Trocknung sind deutlich absehbar. Das ablaufende Wasser wird in einer Auffangwanne aufgenommen (Abb. 2).

Geräte, die nach dem Kondens- oder Kälteprinzip arbeiten, nutzen den Effekt der Tauwasserbildung an kalten Oberflächen aus. Dabei zieht der Kondenstrockner über einen Ventilator die feuchte Raumluft in das Innere des Gerätes.

Dort trifft sie auf Kühlrippen, die unter dem Taupunkt der Luft liegen. Das über die Kühlrippen ausfallende Kondenswasser sammelt sich in einen darunter befindlichen Auffangbehälter.
Anschließend erwärmt sich die Luft auf ihrem Weg durch den Trockner und tritt entfeuchtet aus dem Gerät in den Raum zurück hinaus. Die Feuchte- und Temperaturwerte der austretenden Luft sind individuell vom Gesamtklima der zu trocknenden Umgebung und der Kapazität des Gerätes abhängig.
Die Geräte für die Kondenstrocknung gibt es in verschiedenen Ausführungen und Leistungsklassen. Angaben zur Geräteleistung macht der Luftdurchsatz oder die Kubikmeterangabe für die einzusetzende Raumgröße.
Die Auffangbehälter der Trockner (Abb. 3) können je nach Gerät manuell oder über eine Pumpe geleert werden.
Für die Bausubstanz besteht beim Trocknungsvorgang kaum Gefahr, da die Kondenstrockner im Durchschnitt einen austretenden relativen Luftfeuchtewert von 35 % erreichen und somit selbst für Holz keine große Austrocknungs-Gefahr darstellen.
Durch das Ausnutzen des Taupunktausfalls ist das Gerät auf eine positiv temperierte Raumluft angewiesen.

Kondenstrockner besitzen einen eingeschränkten Einsatzbereich. Dieser liegt bei einer Temperatur von 12 bis 30°c. Außerhalb dieser Gradzahlen arbeiten Kondenstrockner nicht mehr wirtschaftlich oder sind gar nicht mehr einsetzbar. Größeres Temperaturspektrum macht den Einsatz von Sorptionstrocknern notwendig.

Abb. 2: Skizze Funktionsweise eines Kondens-Trockners


Sorptions- Trockner: Wirkprinzip und Anwendung

Im Fall niedriger Temperaturen empfiehlt sich der Einsatz eines Adsorptionstrockners. Trocknungsgeräte, die nach dem Sorptionsprinzip (Abb. 4) arbeiten, zeichnen sich dadurch aus, dass sie auch bei geringer Umgebungstemperatur funktionieren.
Ihr Einsatzbereich liegt zwischen -10 bis +35°C Lufttemperatur. Bei der Sorptionstrocknung wird ebenfalls die Bausubstanz, über die durch den Vorgang entfeuchtete Luft, getrocknet.
Ihre große Unabhängigkeit von der Lufttemperatur und der relativen Luftfeuchte ermöglichen es Sorptionstrocknern, einen guten Wert an trockener Luft zu produzieren.
Die Werte der relativen Luftfeuchte und Temperatur reichen maximal, je nach Umgebungsklima und Kopplung mit einem Verdichter, bis zu 8% relativer Luftfeuchte und Temperaturen von bis zu 35 Grad Celsius.
Dies birgt aber bei vielen Bausubstanzen bei unqualifizierter Anwendung die Gefahr der Übertrocknung und daraus resultierende Schädigung. Darauf müssen ausführende Betriebe bei Einsatz dieses Gerätetyps (Abb. 5) unbedingt achten.
Sorptionstrockner sind bei fast allen in der täglichen Praxis vorkommenden Wasser- oder Feuchteschäden einsetzbar. 

Wesentliche Bestandteile eines Sorptionstrockners sind:

• das Trockenrad

• ein das Trockenrad drehender Antriebsmotor

• ein Elektroheizer zur Lufterwärmung

• zwei unabhängig voneinander arbeitende Ventilationsgebläse

 
Abb. 4: Funktionsweise eines Sorptionstrockners

Arbeitsweise des Trockners: Mit dem ersten Luftstrom wird die angesaugte Raumluft durch das Trockenrad geleitet, das mit einem hoch adsorbierenden Stoff - meistens Silikagel beschichtet ist. Das Silikagel bindet die Feuchtigkeit aus der Luft, während sich das Trockenrad, durch den Motor angetrieben, langsam dreht.
In einem zweiten Bereich des Trocknungsgerätes wird der zweite Luftstrom mittels einer Elektroheizung erwärmt und durch das Trockenrad geleitet. Der erwärmte Luftstrom entzieht dem Silikagel die Feuchtigkeit und wird über Schläuche aus dem zu trocknenden Raum geführt (Abb. 6). Handelsübliche Geräte erbringen so eine Umwälzleistung von 500 m3 Luft/Stunde.

	Abb. 5: Soprtions-Trockner:  Unqualifizierte Anwendung führt zu Schäden
	Abb. 6:  Gleiches Schadensbeispiel wie in Abb.1 - Prozessluftschläuche werden unter der Decke installiert. Per Gerät entfeuchtete Luft wird durchfeuchteten Bauteilen zugeführt.

Zuschalten eines Wärmerückkopplers statt Feuchte-Ableitung

Wenn die Schlauchableitung der feuchten Luft, zumeist aus dem Fenster, nicht möglich ist, bietet sich das Zuschalten eines Wärmerückkopplers an. Er kondensiert die Feuchtigkeit aus der Luft, damit sie in einem Auffangbehälter gesammelt oder per Bodenablauf abgeführt wird.
Wie bei der Kondenstrocknung, wird die Wahl des einzusetzenden Gerätes vom Trocknungsobjekt bestimmt. Dabei spielen neben den technischen Gesichtspunkten auch wirtschaftliche Argumente eine wichtige Rolle.
So kann sich bei Betrachten einer Gesamtaufgabe, etwa durch zusätzliches Temperieren eines Gebäudes, insgesamt wieder ein Vorteil für die Kondenstrocknung ergeben.
Verallgemeinern lässt sich diese Sichtweise jedoch nicht. Sie zeigt aber die Grundsatzdiskussion in der Branche auf, die seit Jahren geführt wird. Händler und Hersteller argumentieren dabei für ihre jeweilige Sorptions- oder KondensVerfahren.

Mikrowellentrocknung: Wirkprinzip und Anwendung

Ein drittes Verfahren ist die Mikrowellentrocknung. Im Gegensatz zu den vorher erwähnten Trocknungen entfeuchten die eingesetzten Geräte direkt die nasse Bausubstanz.
Das heißt: Der Trocknungsvorgang erfolgt beispielsweise durch Bestrahlen einer feuchten Wand mit hoch energetischen Mikrowellen (Abb. 7). Diese lösen eine Bewegung der Wassermoleküle im Inneren der Bausubstanz aus.
Diese Bewegung der Moleküle erzeugt Reibungswärme. Dadurch entsteht ein hoher Dampfdruck, der schließlich ins Freie entweicht. Die Trocknung findet also von innen nach außen statt. Sie läuft deutlich schneller ab, als es Kondens- oder Sorptionstrocknung vermögen.

Abb. 7: Beispiel für das Bestrahlen einer feuchten Wand mit Mikrowellen
Abb. 8: Schematische Funktionsweise einer Mikrowellen-Trocknung - Feuchte wird aus dem Baukörper "gedrückt"

Sehr schnell, aber: hoher Energie- und Überwachungsaufwand, Strahlenrisiko

Die zu trocknende Bausubstanz kann innerhalb von wenigen Tagen oder Stunden entfeuchtet werden (Abb. 8). Im Vergleich dazu benötigen Kondens- oder Sorptionstrockner in aller Regel ein bis zwei Wochen.
Jedoch ist dieser Zeitvorteil nur durch einen sehr hohen Energieaufwand zu erzielen. Und: Während des Einsatzes muss eine permanente Überwachung der Temperatur und der Feuchtigkeit innerhalb der Bausubstanz sowie der Strahlung erfolgen, um Zerstörungen von Material oder auch Personenschäden vorzubeugen.
Das Gefahrenrisiko der Schädigung durch Mikrowellen ist relativ hoch, wenn Bausubstanz bestrahlt wird, die nicht mehr nass oder feucht ist.
Physikalischer Hintergrund: Die Mikrowellen erzeugen ihre Wirkung durch den asymmetrischen Molekülaufbau des Wassers. Wenn das Wasser jedoch in freier Form nicht mehr vorhanden ist, weil komplett getrocknet im bestrahlten Baustoff, wandern Teile der Strahlen durch das Baumaterial hindurch. So können sie in den Raum gelangen und Schäden verursachen.
Zusätzlich besteht die Gefahr, im Baukörper Metallteile zu bestrahlen, die vor Trocknungsbeginn nicht festgestellt worden sind. Dies kann, abhängig von den dielektrischen Eigenschaften des Metalls, zu erheblichen lokalen Erhitzungen oder Spannungsüberschlägen führen.
Genauso ist möglich, dass die Strahlung reflektiert und in Bereiche gelenkt wird, die nicht bestrahlt werden sollen. Hier müssen vor und während der Anwendung hohe Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, um diese Gefahren zu vermeiden.
Der Mikrowellentrocknung sind also aufgrund ihrer Risiken Grenzen im Einsatzbereich der Bautrocknung und Wasserschadensanierung gesetzt. Hinzu kommt ein hoher Personal- und Maschineneinsatz, gerade bei großen und stark durchfeuchteten Flächen.
Dadurch entsteht ein relativ hoher wirtschaftlicher Aufwand. Somit empfiehlt sich, vor einer Mikrowellentrocknung zu prüfen, ob ihr Zeitvorteil den höheren Aufwand konventioneller Lufttrocknung aufwiegt. Nur dann rechnet sie sich.

Sonderfall für Papier: Sublimationstrocknung

Zur Vollständigkeit der Verfahren-Liste ist noch die Sublimationstrocknung zu nennen. Diese wird auch Kälte- oder Vakuumtrocknung genannt. Sie ist ein Sonderfall, da sie nicht die Bausubstanz trocknet.
Das Verfahren wird ausschließlich zur Trocknung von sortenreinen Papier- und Papp-Stoffen (Bücher, Dokumente) nach einem Wasserschaden angewandt. Die Trocknung findet nicht auf der Baustelle, sondern in Vakuumschränken statt. Andererseits können Bausubstanzen mit hohem Papier- oder Zelluloseanteil, also auch Dämmmaterialien, mit diesem Verfahren aber nicht getrocknet werden!

Flankierende Maßnahmen: Beheizung und Belüftung

Mit Hilfe von unterstützenden Maßnahmen kann der Tracknungsvorgang noch effektiver gestaltet werden. In aller Regel versteht man darunter die Belüftung (Ventilation) und die Beheizung (Abb. 9) des zu trocknenden Baukörpers.

Abb. 9: Elektroheizer zum zusätzlichen Unterstützen von Trocknungen
 









 

 
Bei der Ventilation hat die Luft als Übergabemedium der Feuchtigkeit in der Tracknungstechnik einen hohen Stellenwert. Direkt über der zu trocknenden Bausubstanz befindet sich der Teil der Raumluft, welcher den Übergabebereich der Feuchtigkeit zwischen Bausubstanz und umgebener Raumluft darstellt.
Wird diese Luftschicht zu schnell bewegt, so kann sie nicht genügend Feuchtigkeit aufnehmen. Wird sie hingegen nicht ausgetauscht, so wird die Feuchtigkeit nicht abgeführt und die Bausubstanz gar nicht oder nur ganz langsam abgetrocknet.
Das zu erreichende Ventilations-Optimum befindet sich bei einer Luftbewegung von rund 0,3 m/s und ist bei Trocknungsbeginn mittels eines Anemometers einzustellen.
Auch die Temperatur der Raumluft spielt in der Bautrocknung eine wesentliche Rolle.


Wirtschaftliche Temperaturen herstellen, Befeuern ohne zu befeuchten

Neben der Notwendigkeit einer positiv temperierten Raumluft zur optimalen Funktionsweise, ist auch die Feuchteabgabe der Bausubstanz stark abhängig von der eigenen Temperatur und der Raumluft- Temperatur.
Optimal ist eine Temperatur von rund 22 oe. Und, wenn nur niedriger möglich: Bei rund 16°C liegt die im Praxis-Mittel bewährte Raumtemperatur. Bei dieser Temperatur sind die meisten Bausubstanzen in einem noch wirtschaftlich vertretbaren Rahmen zu entfeuchten! Eine Trocknung ist auch bei einer anderen Temperatur möglich, jedoch ist sie dann nicht mehr so wirtschaftlich.
Insbesondere die Beheizung bei niedrigen Temperaturen ist von großer Bedeutung und sollte deshalb während der Planung einer Trocknungsleistung mit einbezogen werden. Hierbei ist die Wahl der Heizgeräte sehr wichtig, insbesondere bei speziellen Trocknungsanforderungen, etwa bei Hohlräumen oder in Fugenbereichen (Abb. 10 + 11).

	Abb. 10: Für Hohlräume, etwa unter schwimmendem Estrich: Verdichter, zum Einspeisen trockener Prozessluft
	Abb. 11: Ansatz von Randfugendüsen, um Luft zum Zirkulieren unter Estrichdämmschichten zu leiten

  

Es sind grundsätzlich keine direkt befeuerten Gas- oder Ölheizungen zu verwenden.
Denn: Es werden bei der Verbrennung von einem Liter fossilen Brennstoff rund 1,64 kg Wasserstoff freigesetzt und somit findet eine Befeuchtung statt. Es müssen daher indirekt befeuerte Elektroheizer oder Gas- und Ölheizungen zur Beheizung eingesetzt werden.



Fazit

Bautrocknungstechniken befinden sich in einem ständigen Verbesserungsprozess. Beispielsweise hat sich die Mikrowellentrocknung in den letzten Jahren sehr stark weiterentwickelt und gilt heute als fester Bestandteil der Trocknungsverfahren.
Gerade dieses Verfahren macht aber auch am besten deutlich, dass nur geschultes Personal mit Sachverstand nach eingehender Analyse und Beurteilung sichere und schadensfreie Trocknungen gewährleistet.


Es gibt mittlerweile Versuche, Verfahren der Bautrocknung oder Wasserschadensanierung zu entwickeln, indem natürliche Bestandteile wie Kalke oder Salze oder aber auch naturwissenschaftliche Phänomene wie Elektroosmose nutzbar gemacht werden sollen.
Aber wegen der Praktikabilität auf der Baustelle und wegen der bestmöglichen Ausnutzung physikalischer Gesetze bleibt der Lufttrocknung Sorptions- und KondensTrocknung also - weiterhin der größte Marktanteil zuzuschreiben.
Mit der Weiterentwicklung der Gerätetechnik (wie Service, Lärmpegel, Bedienbarkeit) verbindet sich auch die weitere positive Entwicklung der Branche.