Blog zum gesunden Bauen und Wohnen

In Gasen und Flüssigkeiten sind die Moleküle bzw. Ionen in ständiger, statistisch ungerichteter Wärmebewegung. Besteht in einem Gasgemisch oder in einer Lösung für eine Substanz ein Konzentrationsgefälle, so wird es durch diese Bewegung ausgeglichen die dabei zu einer statistisch gerichteten Bewegung, zur Diffusion wird. Ein gelöster Stoff diffundiert entlang seinem eigenen Gefälle.

Gasaustausch durch Bauteile findet in der Regel nur durch Diffusion statt. „Diffusion“ nennt man die allmähliche Durchmischung verschiedener Gase (aber auch Flüssigkeiten und sogar Festkörper) ohne äußere Einwirkung, allein durch Molekularbewegung, bis die Verteilung der verschiedenen Moleküle überall gleich ist.

Die Diffusion ist ein Ausgleichsprozeß, des unter Entropiezunahme zu einem weniger geordneten, also wahrscheinlicheren Zustand führt; sie findet demnach nach dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik zwangsläufig statt.
Der Widerstand, den ein Material der Diffusion von Wasserdampf oder anderen Gasen entgegensetzt, hängt hauptsächlich von seiner Porigkeit ab; je mehr offene Poren, desto geringer der Widerstand. Der Porendurchmesser spielt für Wasserdampfmoleküle so gut wie keine Rolle, sie sind kleiner und leichter als fast alle anderen Luftmoleküle; Sauerstoffmoleküle haben z.B. 60% mehr Masse und Kohlendioxidmoleküle fast dreimal soviel. Die Diffusionsgeschwindigkeit einer Substanz ist etwa umgekehrt proportional der Wurzel aus ihrer Molmasse M (Diffusionskoeffizient D~1/√W); größere Moleküle diffundieren also langsamer.

Daher ist die Diffusionsgeschwindigkeit von Kohlendioxidmoleküle auch bereits in der Luft viel geringer als die von Wasserdampf, und so gibt es Bauteilschichten, die zwar die Diffusion von Kohlendioxid fast völlig absperren, der Wasserdampfdiffusion aber keinen allzu großen Widerstand entgegensetzen. Die im Vergleich mit Wasserdampf, Sauerstoff oder Kohlendioxid meist riesigen Moleküle von  Wohngiften können durch Diffusion erst recht nicht aus der Raumluft entfernt werden, wie das in einigen baubiologischen Schriften immer wieder mal zu lesen ist. Für sie bildet auch die diffusionsfähigste Wand ein praktisch unüberwindliches Hindernis.

Diffusionswiderstandswerte sind die Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahlen und die daraus errechneten „diffusionsäquivalenten Luftschichtdicken“ sd-Wert. In Analogie zu diesen Werten, die nur die Diffusion von Wasserdampf durch ein Material bzw. ein Bauteil betreffen, geben manche Baustoffkataloge vor allem bei Anstrichen und anderen Beschichtungen auch Widerstandswerte zur Kohlendioxiddiffusion an.

Ergänzung: Die durch Diffusion zurückgelegte Wegstrecke ist proportional zur Wurzel der Zeit; Verdopplung der Wegstrecke bedeutet bereits vierfachen Zeitbedarf.

Quelle:
Kur, Friedrich; Wohngifte, Handbuch für gesundes Bauen und Einrichtungen, 3. Aufl. Verlag Eichborn, 1993, S. 536
Libbert, Eike; Allgemeine Biologie , VEB Gustav Fischer Verlag Jena 1986, S. 153