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Prof. Helmut Bauch, Institut für Holztechnologie Dresden
ParkettMagazin: Laminatböden haben den zweifelhaften Ruf, dass sie Menschen beim Begehen gelegentlich "einen Schlag versetzen". Händler nutzen diese unangenehme Eigenschaft gerne als Argument gegen Laminatböden. Doch in letzter Zeit ist gelegentlich auch von elektrostatischen Aufladungen bei Parkettfußböden zu hören. Wie kommt es zu solchen Aufladungen?
Prof. Helmut Bauch: Elektrostatische Aufladungen können bei vielen Fußbodenarten auftreten, z.B. bei Kunstfaserteppichen, PVC-Belägen, Epoxidharz-Estrich oder lackierten Holzoberflächen, sofern diese nicht antistatisch ausgerüstet sind. Maßgebend ist die chemische Struktur der Oberfläche. Dass in jüngster Zeit bei Fertigparkett häufiger als früher Personenaufladungen > 2 kV gemessen wurden, liegt vermutlich an den Maßnahmen zur Verbesserung der Kratz- und Abriebbeständigkeit. Die realisierten höheren Vernetzungsgrade und die Einarbeitung von Korundpartikeln in den Lack können die Neigung zur elektrostatischen Aufladung verstärken.
ParkettMagazin: Ist es gesundheitsgefährdend, wenn man regelmäßig "eine gewischt bekommt"?
Prof. Helmut Bauch: Mir sind keine direkten Gesundheitsschäden durch die Entladung elektrostatisch aufgeladener Personen bekannt. Infolge der niedrigen Personenkapazität und einer Spannungsbegrenzung durch einsetzende Ionisationsprozesse ist der Energiegehalt der Überschläge gering: Er beträgt etwa ein Zehntel der zulässigen gespeicherten Energie an zugängigen Geräteanschlüssen und sogar weniger als ein Tausendstel der Entladungsenergie des Defibrillators. Allerdings wird in der Literatur auf eine eventuell höhere Gefährdung von Personen mit Herzschrittmacher hingewiesen. Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass in der Zeit des Barock, in der man sich intensiv mit der Elektrostatik beschäftigte, Kranke mit starken kapazitiven Entladungen (Leidener Flaschen) behandelt wurden. Ob die beschriebenen Heilungserfolge authentisch sind, lässt sich heute kaum nachprüfen. Wenn auch direkte Gesundheitsschäden unwahrscheinlich sind, so darf man doch nicht übersehen, dass häufige elektrische Schläge das Wohlbefinden erheblich beeinträchtigen, zu gefährlichen Schreckreaktionen führen und sensible Menschen bei bestimmten Handlungen sehr unsicher machen können.
ParkettMagazin: Was kann der Parkettleger oder der Fachverkäufer im Handel seinen Kunden raten, wenn sie über elektrostatische Aufladung ihres Fußbodens klagen?
Prof. Helmut Bauch: Prinzipiell sollte man bereits im Vorfeld klären, ob der Kunde gegen elektrostatische Entladungen sensibel ist. Falls ja, dann ist die Verlegung eines eventuell etwas teureren antistatischen Fußbodens ratsam. Im Nachhinein ist es schwierig, das elektrostatische Verhalten des bereits verlegten Fußbodens signifikant zu verbessern. Antistatisch ausgerüstete Pflegemittel haben nur eine temporäre Wirkung. Die Behandlung muss deshalb - abhängig von der Luftfeuchtigkeit - häufig wiederholt werden. Den größten Erfolg verspricht eine Befeuchtung des Raumes, zum Beispiel durch eine Klimaanlage, Zimmerspringbrunnen oder viele Blumen. Bei einer relativen Luftfeuchte über 50% sind kaum noch elektrostatische Aufladungen zu erwarten.
ParkettMagazin: Lässt die elektrostatische Aufladung mit der Zeit nach?
Prof. Helmut Bauch: Diesbezüglich kann ich wenig Hoffnung machen. Das elektrostatische Langzeitverhalten wurde bisher zwar noch nicht systematisch untersucht. Unsere bisherigen Tests weisen aber auf ein relativ konstantes Verhalten der nicht modifizierten Laminatböden hin. Wenn die Deckschicht soweit abgetragen ist, dass es nicht mehr zu elektrostatischen Aufladungen kommt, entspricht der Fußboden sicher auch nicht mehr den ästhetischen Ansprüchen.
ParkettMagazin: Was können Verleger und Architekten tun, um elektrostatische Aufladungen zu minimieren bzw. zu vermeiden?
Prof. Helmut Bauch: Eigentlich hilft nur die Verlegung von antistatischen Fußbodenbelägen. Eine gewisse Verbesserung bringt meist noch die Verwendung von ableitfähigen Trittschalldämmungen, aber ein Laminatboden mit hoher Aufladungsneigung wird dadurch nicht antistatisch.
ParkettMagazin: Wie lässt sich ein Parkett- oder Laminatboden antistatisch ausrüsten?
Prof. Helmut Bauch: Hier gibt es verschiedene Möglichkeiten. Meist werden antistatisch wirkende Substanzen in den Decklack oder das Tränkharz des Overlays eingearbeitet. Um später böse Überraschungen zu vermeiden, sollte man auf den Einsatz von Permanent-Antistatika achten. Es gibt aber auch Varianten mit eingebauten leitfähigen Schichten. Die jeweilige konkrete Lösung ist das Know-how des Fußbodenherstellers.
ParkettMagazin: Warum empfinden manche Menschen einen Stromschlag, andere nicht?
Prof. Helmut Bauch: Es liegt in der Natur der Menschen, dass sie mehr oder weniger schmerzempfindlich sind. Sehr große Unterschiede bei elektrischen Schlägen treten in der Regel aber nicht auf. Die Empfindungsschwelle für die Wahrnehmung einer Entladung liegt bei den meisten Menschen bei einer Personenspannung zwischen 2 und 4 kV. Fast immer werden Entladungen bei 6 kV bereits als unangenehm bis schmerzhaft empfunden.
Wenn Personen nicht die gleichen Schuhe tragen, können sie sich natürlich auf dem gleichen Fußboden auch ganz unterschiedlich aufladen, sogar mit entgegengesetzter Polarität. Einen Einfluss hat auch die Eintrittsstelle in der Haut. Um nicht einzelne Nervenbahnen zu treffen und sich schmerzlos zu entladen, kann man vorher einen metallischen Gegenstand zwischen die Finger nehmen, z. B. einen Schlüssel, und damit einen geerdeten Gegenstand berühren. So verteilt sich der Stromimpuls auf eine größere Fläche und ist kaum spürbar.
ParkettMagazin: In manchen Räumen gelten besondere Anforderungen. Etwa in ex-geschützten Räumen, in OP-Sälen und in Büroräumen mit einer Vielzahl von EDV-Anlagen. Welche Anforderungen gibt es für diese Räume? Was ist hier bei der Ausstattung mit Parkett oder Laminatböden zu beachten?
Prof. Helmut Bauch: Für die angesprochenen Räume gelten besondere Regelungen. In explosionsgefährdeten Zonen müssen der Fußboden und das Schuhwerk ableitfähig sein. Holzfußböden ohne spezielle Beschichtung erreichen nicht den geforderten niedrigen Erdungswiderstand (< 108 Hertz, vgl. BGR 132). Ähnliche Regelungen gelten für Arbeitsbereiche, in denen mit hochempfindlichen Bauelementen umgegangen wird. Für Büroräume mit Computerausrüstung sind mir keine normativen Anforderungen bekannt. Es empfiehlt sich aber, hier zumindest antistatische Fußböden zu verlegen und gegebenenfalls vor den Arbeitsplätzen eine geerdete Fußmatte auszulegen, die aber nur in Verbindung mit ableitfähigen Schuhen wirksam ist. Da PCs im Rahmen der EMC-Störfestigkeit auch einen Schutz gegen elektrostatische Entladungen aufweisen, gibt es relativ wenig Schadensfälle. Allerdings empfiehlt sich auch von Seiten der Fußbodenverleger, Vorsorge zu treffen, denn in ungünstigen Fällen kann die Personenaufladung höher sein als die Prüfspannung.
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Wie entsteht eine elektrostatische Aufladung?
Alle Stoffe bestehen aus Atomen, die über eine Hülle aus negativ geladenen Elektronen verfügen. Berühren sich zwei Gegenstände aus unterschiedlichen Materialien, kommt es im Grenzbereich zu einem Übergang dieser Elektronen. Unter Umständen hat das Material A die Fähigkeit etwas mehr Elektronen an sich zu ziehen (= höhere Elektronengativität) als Material B.
Wenn beide Materialien wieder getrennt werden, können im Grenzbereich nicht alle Elektronen rechtzeitig zu ihren "Ursprungsatomen" zurückkehren. Material A hätte dann einen Elektronenüberschuss (negativ geladen), Material B Elektronenmangel (die Protonen überwiegen, d.h. positive Ladung). Je häufiger sich die beiden Materialien berühren und wieder getrennt werden, desto höher wird die Ladung beider Gegenstände.
Weil der Körper des Menschen leitfähig ist, verteilen sich die von den Schuhsohlen ausgehenden Ladungen auf der Körperoberfläche. Kommt die Person dann in die Nähe eines geerdeten Teils (Heizung, Wasserhahn usw.) oder nähert sie sich einem Elektrogerät, dann kann es bei einer hohen Personenspannung noch vor der Berührung zur Entladung durch einen Funkenüberschlag kommen.
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Welche Aspekte haben Einfluss auf die elektrostatische Aufladung?
Wie stark eine elektrostatische Aufladung ausfällt, hängt in erster Linie von den beiden sich berührenden Materialien ab. Wenn einer oder beide Berührungspartner über einen hohen Materialwiderstand an der Oberfläche verfügen, fällt es den Elektronen schwer, bei der Trennung der beiden Gegenstände wieder zurück zu wandern. D.h. wenn die Leitfähigkeit an der Oberfläche gering ist, kann es zu hohen Aufladungen kommen.
Acryl- oder Aminoplastharze, die als Oberflächenschutz bei Parkett- und Laminatböden zum Einsatz kommen, gelten entsprechend der sog. Reibungselektrischen Reihe als Materialien mit einer sehr niedrigen Elektronegativität. Sie laden sich bei Berührung positiv auf. Gummi- oder die selteneren PVC-Schuhsohlen sind elektronegativer, so dass die Differenz zwischen Bodenbelägen und Schuhsohlen zu einer elektrostatischen Aufladung führen kann.
Entsprechend wird zwischen antistatischen und nicht antistatischen Bodenbelägen unterschieden. Alle Bodenbeläge, die im Begehtest nach EN 1815 eine Körperspannung nicht über 2 kV erzeugen, gelten als antistatisch. In dem Test wird der Boden definiert mit Prüfsandalen mit Gummisohle bzw. mit PVC-Sohle begangen, bei einer Raumtemperatur von 23 C und einer relativen Luftfeuchte von 25%.
Insbesondere die Luftfeuchte hat einen merklichen Einfluss auf die Höhe einer elektrostatischen Aufladung. Viele Materialien können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Weil Wasser bekanntlich den Strom leitet, verringert sich dann der Oberflächenwiderstand eines Materials. Bei einer hohen Luftfeuchte haben die Materialien damit eine höhere Leitfähigkeit, so dass sich die Ladung beider Materialien schnell ausgleichen kann. aus Parkett Magazin 03/06 (Handwerk)
Was tun bei elektrostatischen Aufladungen?
Kaum jemand fühlt sich in seiner Wohnqualität beeinträchtigt, wenn er gelegentlich "mal eine gewischt bekommt". Doch was geschieht, wenn elektrostatische Aufladungen ein regelmäßiges Phänomen im Wohnzimmer oder Flur sind? Bekannt ist das Problem bisher vor allem in Verbindung mit Laminatböden, aber auch lackierte Parkettböden liegen im Grenzbereich zwischen statischem und antistatischem Verhalten. ParkettMagazin hat sich bei Prof. Dr. Helmut Bauch vom Institut für Holztechnologie Dresden erkundigt, was der Verleger tun kann, um elektrostatische Aufladungen zu verhindern.ParkettMagazin: Laminatböden haben den zweifelhaften Ruf, dass sie Menschen beim Begehen gelegentlich "einen Schlag versetzen". Händler nutzen diese unangenehme Eigenschaft gerne als Argument gegen Laminatböden. Doch in letzter Zeit ist gelegentlich auch von elektrostatischen Aufladungen bei Parkettfußböden zu hören. Wie kommt es zu solchen Aufladungen?
Prof. Helmut Bauch: Elektrostatische Aufladungen können bei vielen Fußbodenarten auftreten, z.B. bei Kunstfaserteppichen, PVC-Belägen, Epoxidharz-Estrich oder lackierten Holzoberflächen, sofern diese nicht antistatisch ausgerüstet sind. Maßgebend ist die chemische Struktur der Oberfläche. Dass in jüngster Zeit bei Fertigparkett häufiger als früher Personenaufladungen > 2 kV gemessen wurden, liegt vermutlich an den Maßnahmen zur Verbesserung der Kratz- und Abriebbeständigkeit. Die realisierten höheren Vernetzungsgrade und die Einarbeitung von Korundpartikeln in den Lack können die Neigung zur elektrostatischen Aufladung verstärken.
ParkettMagazin: Ist es gesundheitsgefährdend, wenn man regelmäßig "eine gewischt bekommt"?
Prof. Helmut Bauch: Mir sind keine direkten Gesundheitsschäden durch die Entladung elektrostatisch aufgeladener Personen bekannt. Infolge der niedrigen Personenkapazität und einer Spannungsbegrenzung durch einsetzende Ionisationsprozesse ist der Energiegehalt der Überschläge gering: Er beträgt etwa ein Zehntel der zulässigen gespeicherten Energie an zugängigen Geräteanschlüssen und sogar weniger als ein Tausendstel der Entladungsenergie des Defibrillators. Allerdings wird in der Literatur auf eine eventuell höhere Gefährdung von Personen mit Herzschrittmacher hingewiesen. Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass in der Zeit des Barock, in der man sich intensiv mit der Elektrostatik beschäftigte, Kranke mit starken kapazitiven Entladungen (Leidener Flaschen) behandelt wurden. Ob die beschriebenen Heilungserfolge authentisch sind, lässt sich heute kaum nachprüfen. Wenn auch direkte Gesundheitsschäden unwahrscheinlich sind, so darf man doch nicht übersehen, dass häufige elektrische Schläge das Wohlbefinden erheblich beeinträchtigen, zu gefährlichen Schreckreaktionen führen und sensible Menschen bei bestimmten Handlungen sehr unsicher machen können.
ParkettMagazin: Was kann der Parkettleger oder der Fachverkäufer im Handel seinen Kunden raten, wenn sie über elektrostatische Aufladung ihres Fußbodens klagen?
Prof. Helmut Bauch: Prinzipiell sollte man bereits im Vorfeld klären, ob der Kunde gegen elektrostatische Entladungen sensibel ist. Falls ja, dann ist die Verlegung eines eventuell etwas teureren antistatischen Fußbodens ratsam. Im Nachhinein ist es schwierig, das elektrostatische Verhalten des bereits verlegten Fußbodens signifikant zu verbessern. Antistatisch ausgerüstete Pflegemittel haben nur eine temporäre Wirkung. Die Behandlung muss deshalb - abhängig von der Luftfeuchtigkeit - häufig wiederholt werden. Den größten Erfolg verspricht eine Befeuchtung des Raumes, zum Beispiel durch eine Klimaanlage, Zimmerspringbrunnen oder viele Blumen. Bei einer relativen Luftfeuchte über 50% sind kaum noch elektrostatische Aufladungen zu erwarten.
ParkettMagazin: Lässt die elektrostatische Aufladung mit der Zeit nach?
Prof. Helmut Bauch: Diesbezüglich kann ich wenig Hoffnung machen. Das elektrostatische Langzeitverhalten wurde bisher zwar noch nicht systematisch untersucht. Unsere bisherigen Tests weisen aber auf ein relativ konstantes Verhalten der nicht modifizierten Laminatböden hin. Wenn die Deckschicht soweit abgetragen ist, dass es nicht mehr zu elektrostatischen Aufladungen kommt, entspricht der Fußboden sicher auch nicht mehr den ästhetischen Ansprüchen.
ParkettMagazin: Was können Verleger und Architekten tun, um elektrostatische Aufladungen zu minimieren bzw. zu vermeiden?
Prof. Helmut Bauch: Eigentlich hilft nur die Verlegung von antistatischen Fußbodenbelägen. Eine gewisse Verbesserung bringt meist noch die Verwendung von ableitfähigen Trittschalldämmungen, aber ein Laminatboden mit hoher Aufladungsneigung wird dadurch nicht antistatisch.
ParkettMagazin: Wie lässt sich ein Parkett- oder Laminatboden antistatisch ausrüsten?
Prof. Helmut Bauch: Hier gibt es verschiedene Möglichkeiten. Meist werden antistatisch wirkende Substanzen in den Decklack oder das Tränkharz des Overlays eingearbeitet. Um später böse Überraschungen zu vermeiden, sollte man auf den Einsatz von Permanent-Antistatika achten. Es gibt aber auch Varianten mit eingebauten leitfähigen Schichten. Die jeweilige konkrete Lösung ist das Know-how des Fußbodenherstellers.
ParkettMagazin: Warum empfinden manche Menschen einen Stromschlag, andere nicht?
Prof. Helmut Bauch: Es liegt in der Natur der Menschen, dass sie mehr oder weniger schmerzempfindlich sind. Sehr große Unterschiede bei elektrischen Schlägen treten in der Regel aber nicht auf. Die Empfindungsschwelle für die Wahrnehmung einer Entladung liegt bei den meisten Menschen bei einer Personenspannung zwischen 2 und 4 kV. Fast immer werden Entladungen bei 6 kV bereits als unangenehm bis schmerzhaft empfunden.
Wenn Personen nicht die gleichen Schuhe tragen, können sie sich natürlich auf dem gleichen Fußboden auch ganz unterschiedlich aufladen, sogar mit entgegengesetzter Polarität. Einen Einfluss hat auch die Eintrittsstelle in der Haut. Um nicht einzelne Nervenbahnen zu treffen und sich schmerzlos zu entladen, kann man vorher einen metallischen Gegenstand zwischen die Finger nehmen, z. B. einen Schlüssel, und damit einen geerdeten Gegenstand berühren. So verteilt sich der Stromimpuls auf eine größere Fläche und ist kaum spürbar.
ParkettMagazin: In manchen Räumen gelten besondere Anforderungen. Etwa in ex-geschützten Räumen, in OP-Sälen und in Büroräumen mit einer Vielzahl von EDV-Anlagen. Welche Anforderungen gibt es für diese Räume? Was ist hier bei der Ausstattung mit Parkett oder Laminatböden zu beachten?
Prof. Helmut Bauch: Für die angesprochenen Räume gelten besondere Regelungen. In explosionsgefährdeten Zonen müssen der Fußboden und das Schuhwerk ableitfähig sein. Holzfußböden ohne spezielle Beschichtung erreichen nicht den geforderten niedrigen Erdungswiderstand (< 108 Hertz, vgl. BGR 132). Ähnliche Regelungen gelten für Arbeitsbereiche, in denen mit hochempfindlichen Bauelementen umgegangen wird. Für Büroräume mit Computerausrüstung sind mir keine normativen Anforderungen bekannt. Es empfiehlt sich aber, hier zumindest antistatische Fußböden zu verlegen und gegebenenfalls vor den Arbeitsplätzen eine geerdete Fußmatte auszulegen, die aber nur in Verbindung mit ableitfähigen Schuhen wirksam ist. Da PCs im Rahmen der EMC-Störfestigkeit auch einen Schutz gegen elektrostatische Entladungen aufweisen, gibt es relativ wenig Schadensfälle. Allerdings empfiehlt sich auch von Seiten der Fußbodenverleger, Vorsorge zu treffen, denn in ungünstigen Fällen kann die Personenaufladung höher sein als die Prüfspannung.
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Wie entsteht eine elektrostatische Aufladung?
Alle Stoffe bestehen aus Atomen, die über eine Hülle aus negativ geladenen Elektronen verfügen. Berühren sich zwei Gegenstände aus unterschiedlichen Materialien, kommt es im Grenzbereich zu einem Übergang dieser Elektronen. Unter Umständen hat das Material A die Fähigkeit etwas mehr Elektronen an sich zu ziehen (= höhere Elektronengativität) als Material B.
Wenn beide Materialien wieder getrennt werden, können im Grenzbereich nicht alle Elektronen rechtzeitig zu ihren "Ursprungsatomen" zurückkehren. Material A hätte dann einen Elektronenüberschuss (negativ geladen), Material B Elektronenmangel (die Protonen überwiegen, d.h. positive Ladung). Je häufiger sich die beiden Materialien berühren und wieder getrennt werden, desto höher wird die Ladung beider Gegenstände.
Weil der Körper des Menschen leitfähig ist, verteilen sich die von den Schuhsohlen ausgehenden Ladungen auf der Körperoberfläche. Kommt die Person dann in die Nähe eines geerdeten Teils (Heizung, Wasserhahn usw.) oder nähert sie sich einem Elektrogerät, dann kann es bei einer hohen Personenspannung noch vor der Berührung zur Entladung durch einen Funkenüberschlag kommen.
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Welche Aspekte haben Einfluss auf die elektrostatische Aufladung?
Wie stark eine elektrostatische Aufladung ausfällt, hängt in erster Linie von den beiden sich berührenden Materialien ab. Wenn einer oder beide Berührungspartner über einen hohen Materialwiderstand an der Oberfläche verfügen, fällt es den Elektronen schwer, bei der Trennung der beiden Gegenstände wieder zurück zu wandern. D.h. wenn die Leitfähigkeit an der Oberfläche gering ist, kann es zu hohen Aufladungen kommen.
Acryl- oder Aminoplastharze, die als Oberflächenschutz bei Parkett- und Laminatböden zum Einsatz kommen, gelten entsprechend der sog. Reibungselektrischen Reihe als Materialien mit einer sehr niedrigen Elektronegativität. Sie laden sich bei Berührung positiv auf. Gummi- oder die selteneren PVC-Schuhsohlen sind elektronegativer, so dass die Differenz zwischen Bodenbelägen und Schuhsohlen zu einer elektrostatischen Aufladung führen kann.
Entsprechend wird zwischen antistatischen und nicht antistatischen Bodenbelägen unterschieden. Alle Bodenbeläge, die im Begehtest nach EN 1815 eine Körperspannung nicht über 2 kV erzeugen, gelten als antistatisch. In dem Test wird der Boden definiert mit Prüfsandalen mit Gummisohle bzw. mit PVC-Sohle begangen, bei einer Raumtemperatur von 23 C und einer relativen Luftfeuchte von 25%.
Insbesondere die Luftfeuchte hat einen merklichen Einfluss auf die Höhe einer elektrostatischen Aufladung. Viele Materialien können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Weil Wasser bekanntlich den Strom leitet, verringert sich dann der Oberflächenwiderstand eines Materials. Bei einer hohen Luftfeuchte haben die Materialien damit eine höhere Leitfähigkeit, so dass sich die Ladung beider Materialien schnell ausgleichen kann. aus Parkett Magazin 03/06 (Handwerk)