Schwarzstaub

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Als Fogging-Effekt, auch Schwarzstaub oder magic-dust genannt, bezeichnet man die Schwarzverfärbung von Räumen in Gebäuden. Der Effekt tritt in beheizten Wohnungen meistens zur Winterzeit auf. An der Zimmerdecke oder an einer Wand setzt sich ein flächiger schwarzer Belag fest. Eine stark betroffene Wohnung sieht aus wie nach einem Schwelbrand. Das Wort Fogging kommt aus dem Englischen und bedeutet etwa „Vernebelung“.

Die Ursachen von Schwarzstaub oder des Fogging-Effekts sind nach wie vor ungeklärt, denkbar mögliche Mechanismen und Ursachen sind:

  • Abscheidung schwerflüchtiger organischer Verbindungen (wie beispielsweise Weichmachern), die aus Baustoffen, Verpackungsstoffen und Einrichtungsgegenständen entweichen und sich mit Staub- und Rußpartikeln zu einem schmierigen Film verbinden.[1] Um ihre Produkte als "lösemittelfrei" bewerben zu können, setzen heutige Hersteller die nicht deklarierungspflichtigen schwerflüchtigen organischen Stoffe als Lösungsadditive zu.[2] Auch elektronische Geräte oder Reinigungsmittel sondern schwarzstaubtaugliche Chemiebestandteile nach und nach an die sie umgebende Luft ab[3], als weitere Emittenten kommen Kosmetika, Deosprays, Haarsprays und Küchendunst in Betracht.[4]
  • Kondensation von kondensierbaren flüchtigen organischen Stoffen an kalten Wänden.
  • Migration chemischer Materialzusätze an die Bauteiloberfläche mit Ausbildung eines klebrigen Films
  • Adhäsion­seffekte, in der Luft schwebender Staub und andere Partikel bleiben an feuchten Bauteiloberflächen haften. Nicht alle Partikel gehen jedoch feste Verbindungen ein; viele zuvor durch Wassermoleküle festgehaltene Partikel lösen sich beim Trocknen und fallen ab (oder werden beim Lüften mit der kalten trocknenden Luft mitgerissen).
  • Sorption von Schadstoffen an Fasern oder mineralischen Körnchen, die eine große Oberfläche oder großes Aufsaugvermögen aufweisen
  • Effekte der Thermophorese, ein Spezialgebiet der Aerosolphysik.

Abgrenzung und Überlagerung mit anderen ähnlichen Effekten[Bearbeiten]

Dieses Phänomen wird üblicherweise nicht mit Auftreten von Schwarzschimmel­sporen in Verbindung gebracht, mitunter aber damit verwechselt oder „in einen Topf geworfen“. Es kann aber auch zu einer Überlagerung der Effekte kommen, da beide an kalten Bauteilen auftreten.

Schwarzschimmel gedeiht infolge von Wärmebrücken an dadurch feuchten Wänden.[5] Kondensation von Luftfeuchtigkeit führt zu Feuchteansammlung im Innenputz und an Wandfarben, die Schimmelpilze „verzehren“ organische Bestandteile der Farben. Schimmelbefall kann durch mikrobiologische Untersuchung identifiziert/ausgeschlossen werden.

Die Schwarzstaub-Effekte treten sowohl in Raucher- als auch in Nichtraucherwohnungen auf (der Grauschleier, der an der Außenseite von Fensterstürzen der Fenster, die von Rauchern zur Belüftung der Wohnungen geöffnet werden, erkennbar ist, wird nicht als Schwarzstaub-Effekt angesehen).

Wegen der Nichtnachweisbarkeit in allen Fällen werden üblicherweise Industrie- und Verkehrsemissionen, Rußablagerungen von Öfen, Kaminen, Kerzen, Fackeln oder Bränden, Tabakrauch, Ammoniumsalze, Abrieb von Kohleelektroden ausgeschlossen.[6]

Die Abscheidung von elektrostatisch negativ geladenen Rußteilchen und anderer Aerosole an elektrostatisch positiv geladenen Bauteilen kann zwar den Effekt überlagern, wird aber nicht als Ursache gesehen (solche Rußteilchen können aus Hausbrand, Tabakrauch, Feinstaub, Diesel­abgasen, Abbrand von Kerzen, Duftkerzen, Aromalampen, Öllampen[7] und Feinstaubemissionen von Laserdruckern[8] stammen und können durch den Gehalt an polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) in Proben bestimmt werden). Auch wenn diese Quellen als Rußquellen üblicherweise ausgeschlossen werden, können sie trotzdem kondensierbare organische Stoffen emittieren.

Schwerflüchtige organische Verbindungen[Bearbeiten]

Gemäß einer statistischen Untersuchung des Umweltbundesamtes (1996) findet man diese Schwarzfärbungen fast ausschließlich während der Heizperiode in Wohnungen, die zuvor renoviert oder neu bezogen wurden. In 34% der Fälle wurden Fußbodenarbeiten (incl. Teppichbodenverlegung) vorgenommen, in 52% Malerarbeiten. Die Ausdünstungen wurden mit schwerflüchtigen organischen Verbindungen (SVOC = „Semi Volatile Organic Compounds“) in Verbindung gebracht, sie stammen vor allem aus Bauprodukten wie Farben, Lacken, Tapeten, Kassettendecken aus Styropor, Heizkörperlacken, Laminatfußböden, PVC-Platten und Isolierschäumen, Elektrokabelumhüllungen und Folien.[9] Weitere Quellen sind Auslegeware mit einem Rücken aus aufgeschäumten Styrol-Butadien-Kautschuk, Holzimitat-Paneele und Kunststoffdekorplatten sowie diverse Klebstoffe, z.B. von Bodenbelägen und Kunststoffoberflächen von Einrichtungsgegenständen und Möbeln (siehe dazu auch den Artikel Innenraumluft). Bei diversen Materialien (beispielsweise Kunststofftapeten) können derartige schwerflüchtige organische Verbindungen auch an die Oberfläche wandern und auf diese Art und Weise einen Klebefilm bilden. .[10]

In Hausstaub werden Weichmacher, verschiedene Phthalate wie Bis(2-ethylhexyl)phthalat (DEHP) oder Dibutylphthalat (DBP), oft nachgewiesen, da sie häufig und in großen Mengen verwendet werden (die Jahresproduktion in Deutschland betrug 1993 an die 400.000 Tonnen), der Weichmacheranteil in den Produkten aus PVC (Fußböden, Beschichtungen, Tischdecken, Duschvorhänge, Vinylschaumtapeten, etc.) kann bis zu 70 % betragen[11]. Weichmacher sind aber auch in Lebensmitteln (als Verunreinigung) enthalten[12], das Risiko ist umstritten.[13][14]

Mitunter lagern sich flüchtige organische Verbindungen an andere Stäube (Rußtteilchen aus Kaminen, Staubteilchen in angesaugter Garagenluft) an.[15]

Geschichte[Bearbeiten]

Der Effekt war vor 1995 nach Aussage des Umweltbundesamtes unbekannt und ist erst seit einer Fragebogenaktion des Umweltbundesamtes 1997/98 weitläufig zur Kenntnis genommen worden.

Thermophorese als Hypothese für die Entstehung von Schwarzstaub[Bearbeiten]

Staubteilchen oder Aerosolteilchen unterliegen unter anderem der Thermophorese. Das bedeutet, sie bewegen sich in 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. Auch die Rußabscheidung bei einem Brand geschieht zum großen Teil durch das Temperaturgefälle zwischen Raumluft und Wand, also durch Thermophorese.

Besonders groß sind Temperaturunterschiede auch an Wärmebrücken. So zeichnen sich z. B. in Außenwänden ungenügend zur Raumseite hin gedämmte Eisenträger oder andere Metallgegenstände nach einigen Jahren deutlich auf der Wand ab (wobei hier Verwechslungsmöglichkeiten mit den oben erwähnten Schwarzschimmelsporen bestehen).

Der Effekt tritt 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.

Im Grunde ist dieser Effekt schon länger bekannt. Für das verstärkte und veränderte Auftreten (klebrige Ablagerungen statt leicht entfernbarer Staub) seit den 1990er Jahren macht das Umweltbundesamt moderne Baustoffe verantwortlich. Sie sind statt mit leichtflüchtigen Lösungsmitteln oft mit schwerflüchtigen organischen Verbindungen ausgestattet. Dazu kommen Weichmacher in Kunststoffprodukten und eventuell der verstärkte Gebrauch von Öllampen und Kerzen. Diese Stoffe verbinden sich nach der Theorie des UBA mit dem „normalen“ Staub in der Raumluft und verursachen so die schwarzen Ablagerungen. So reichen bereits geringe Übersättigungen der Chemikalie aus einem Baustoff aus, zum Beispiel in der Luft über Heizkörpern an der kühleren Wand, um zu einer Kondensation der Chemikalie auf der Partikeloberfläche zu führen (heterogene Kondensation).

Belege für die Thermophorese von Aerosolteilchen[Bearbeiten]

Staubniederschlag in einer Zimmerecke

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.

Staubniederschlag an einer verborgenen Wärmebrücke

Die Thermophorese macht oft verborgene Wärmebrücken sichtbar. Das zweite 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, das ist ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal von normalen Staubablagerung zu Fogging oder Black Magic Dust. Diese Ablagerungen lassen sich weder durch wischen noch radieren entfernen.

Staubniederschlag aus der Raumluft auf Filtern

Staubteilchen in der Raumluft sind schwarz, ebenso wie die Fogging-Muster an der Wand. Das dritte 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[Bearbeiten]

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 schlechtem Wärmeschutz sichtbar, wie sie in Altbau-Wohnungen, Schaufenstern oder Autos vorkommen.

Auch einige Probenahmegeräte zur Staubteilchenanalyse scheiden Teilchen aus Luftproben durch Thermophorese ab. Ein derartiges Gerät heißt Thermalpräzipitator.

Weitere Ursachen des Foggings[Bearbeiten]

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 (wobei diese auch von den Bildschirm-Farbkörpern aus Seltenerdverbindungen stammen könnte). Da Fogging vermehrt nach Renovierungen auftreten soll, nimmt man auch schwerflüchtige organische Verbindungen aus Anstrichen und Belägen z. B. von Weichmachern an.

Verhindern des Foggings[Bearbeiten]

Schwarzstaubniederschläge werden sich nicht vollständig vermeiden lassen, weil die möglichen Abscheidemechanismen natürliche physikalische Effekte sind, die nicht durch Umweltgifte oder Ähnliches bedingt sind. Um den Effekt 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 oder durch eine gleichmäßige Beheizung der Wohnung. Die Raumtemperatur sollte nicht unter 17 Grad Celsius abgesenkt werden. Ideal in diesem Sinne ist eine Fußboden- oder Wandheizung.

Auch ein geringerer Staubgehalt in der Raumluft wird die Wände sauberer halten. Wird eine Wohnung nicht regelmäßig gereinigt, treten vermehrt Schwarzstaubniederschläge auf. Ein regelmäßiges Reinigen der Wohnung sorgt für saubere Fußböden und Heizkörper. Dies bedeutet wiederum, dass der Staub aufgrund des Heizens nicht an der Wand hochgewirbelt wird. Die Wand bleibt sauber.

Sofern der Effekt auf Ausdünstungen von schwerflüchtigen organischen Verbindungen beruht und diese gesundheitliche Wirkungen hätten, sollte auf die Verwendung dieser Stoffe verzichtet werden. Die Raumluft kann auch sauberer gehalten werden, wenn auf Rauchen verzichtet wird und nur rußarme Kerzen zum Einsatz kommen (auch wenn diese Emissionen nicht zum Fogging führen sollten). Nur eine Beseitigung der Belastungsfaktoren kann zu einem Exposition­sstop führen, hilfreich dazu wäre eine Volldeklaration aller Inhaltsstoffe eines Bauteils oder Baustoffs, aber auch bei Reinigungsmitteln und Gebrauchsgegenständen.

Umweltbundesamt[Bearbeiten]

Da das Umweltbundesamt (UBA) 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 bekanntgeben, da bisher nicht einmal vorbeugende 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.

Mietrechtliche Fragen[Bearbeiten]

Da die Ursache komplexer Natur zu sein scheint, ist die mietrechtliche Frage, wer für Schäden aufzukommen hat, noch schwieriger zu beantworten als bei Schimmelbefall und von der Einzelfalluntersuchung abhängig.[16]

Um einen Mietmangel soll es sich etwa nach den Auffassungen der Landgerichte Berlin[17] und Ellwangen[18] sowie des Bundesgerichtshofs[19] handeln.

Der Bundesgerichtshof klassifizierte 2008 auf Basis eines Sachverständigengutachtens die möglichen Ursachen (die Ausstattung der Wohnung mit einem handelsüblichen Teppich, das Streichen der Wände mit handelsüblichen Farben und das Reinigen der Fenster im Winter) als „vertragsgemäßen Gebrauch der Mietsache“.[20]

Literatur[Bearbeiten]

  • Wolfgang Isenmann in „Isenmann/Adam/Mersson – Feuchtigkeitserscheinungen in bewohnten Gebäuden“ Stichwort: Fogging; Verlag für Wirtschaft und Verwaltung H. Wingen, Essen, 4. Auflage 2008, 293 Seiten (ISBN 978-3-8028-0560-8 oder www.wingenverlag.de).
  • Heinz-Jörn Moriske, M. Wensing u. a.: Neue Untersuchungserebnisse zum Phänomen „Schwarze Wohnungen“. in: Gefahrstoffe – Reinhaltung der Luft. Springer-VDI-Verl., Düsseldorf 61.2001,9 (Sept.), 387ff. (PDF; 409 kB) ISSN 0039-0771
  • Umweltbundesamt Berlin (Hrsg.): Attacke des schwarzen Staubes – Das Phänomen „Schwarze Wohnungen“. Umweltbundesamt, Berlin, August 2004

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. UBA-Studie zum Phänomen der „Schwarzen Wohnungen“ (PDF; 596 kB)
  2. Wodurch wird der Fogging-Effekt ausgelöst?, bei labor-melzer.de
  3. Gerhard Führer: Fogging, Chemie in Innenräumen wird sichtbar, Zeitschrift Der Sachverständige, Juli-August 2003, pdf-Datei, zuletzt abgerufen Dezember 2012
  4. Beim Fogging-Effekt handelt es sich um ein multifaktiorelles Problem, bei labor-melzer.de
  5. Leitfaden zur Vorbeugung, Untersuchung, Bewertung und Sanierung von Schimmelpilzwachstum in Innenräumen, Umweltbundesamt, pdf-Datei, zuletzt abgerufen Dezember 2012
  6. Gerhard Führer: Fogging, Chemie in Innenräumen wird sichtbar, Zeitschrift Der Sachverständige, Juli-August 2003, pdf-Datei, zuletzt abgerufen Dezember 2012
  7. UBA-Studie zum Phänomen der „Schwarzen Wohnungen“ (PDF; 596 kB)
  8. So viele Partikel kommen aus Laserdruckern, NDR-Reportage
  9. [Deutsches] Umweltbundesamt für Mensch und Umwelt:Phtalate, Die nützlichen Weichmacher mit den unerwünschten Eigenschaften, pdf-Datei, zuletzt abgerufen Dezember 2012,
  10. Wodurch wird der Fogging-Effekt ausgelöst?, bei labor-melzer.de
  11. Gerhard Führer: Fogging, Chemie in Innenräumen wird sichtbar, Zeitschrift Der Sachverständige, Juli-August 2003, pdf-Datei, zuletzt abgerufen Dezember 2012
  12. Detlef Wölfle:Risikobewertung von Weichmachern in pflanzlichen Speiseölen (PDF; 268 kB)
  13. „Weichmacher“ im menschlichen Körper
  14. Weichmacher und Flammschutzmittel
  15. Tappler, Damberger, Twrdik: Ursachenermittlung und analytische Vorgangsweisen bei Auftreten von Schwarzstaubbelastungen (Fogging) in Gebäuden in: Manuskript Pilze im Innenraum, Seite 69–77
  16. Vgl. zum „Fogging“ in rechtlicher Hinsicht die Aufsätze von Hitpaß/Haugg (ZMR 2002, 337); Isenmann (WuM 2001, 428) und Moriske (NZM 2000, 894)
  17. LG Berlin ZMR 2003, 489
  18. ZMR 2001, 544
  19. http://juris.bundesgerichtshof.de/cgi-bin/rechtsprechung/document.py?Gericht=bgh&Art=pm&pm_nummer=0098/08
  20. Mieter hat Anspruch auf Vorschuss zur Beseitung von Schwarzstaubablagerungen („Fogging“). Artikel zum BGH-Urteil. 29. Mai 2008, abgerufen am 14. November 2012.
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