Elektrostatik – die Geschichte von kleinen und großen Blitzen
Elektrische Gleichfelder treten in der Natur schon immer auf, und sogar in beachtlichen Größenordnungen. Auch in der Tierwelt gibt es sie. So nutzen z.B. Zitterrochen elektrische Entladungen um ihre Beutetiere zu lähmen.
Elektrische Gleichfelder sind im Gegensatz zu den 50 Hz - Wechselfeldern (50 Schwingungen pro Sekunde) zeitlich konstant. Sie entstehen durch getrennte, ruhende, elektrische Ladungen. Dabei stoßen sich elektrisch gleich geladene Teilchen bekanntermaßen ab, während sich ungleiche Ladungen hingegen anziehen.
Zwischen 2 elektrisch geladenen Körpern gibt es ein elektrisches Feld, das auf ein geladenes Teilchen in diesem Feld eine Kraft ausübt. In Summe ist die Kraft des Feldes also auf elektrisch geladene Teilchen zurückzuführen.
Wie kommt es nun zu einer solchen Ladungstrennung? zB durch Reibung verschiedener, schlecht leitender Materialien. Das kennen viele, zB wenn es plötzlich beim Berühren einer Türklinke oder auch einer anderen Person „blitzt“ – denn das ist nichts anderes als ein Ladungsausgleich. Wenn man es spürt, sind dabei schon Spannungen von über 2000 V im Spiel. Darunter nehmen wir es nicht wahr – aber trotzdem können elektronische Bauteile wie Prozessoren oder andere Halbleiterelemente bereits zerstört werden. Aus diesem Grund wird in Fertigungsbereichen für elektronische Geräte dem Thema Elektrostatik großes Augenmerk geschenkt (Thema ESD – electrostatic discharge).
Auch bei Gewittern reiben Luftschichten aneinander wodurch es zu einer Ladungstrennung kommt, die dann in einem Blitz rasch aufgehoben wird. Es kommt also zur Entladung.
Auch in Wohnräumen können derartige Aufladungen stattfinden - zB durch Teppiche, Vorhänge, Bildschirme, beschichtete Möbel, mit Lack versiegelte Böden oder Kunststoffrasen. All diese Teile können regelrecht unter Spannung stehen.
Die resultierenden Feldstärken hängen dabei neben der Höhe der Oberflächenspannung des aufgeladenen Materials auch noch von der Beschaffenheit der Umgebung, der Leitfähigkeit der Baumasse (Boden, Wände), der Luftfeuchtigkeit und Faktoren wie Luftbewegung und Abstand ab.
Bei Schönwetter beträgt das natürliche elektrische Feld der Erde je nach Jahreszeit zwischen ca 100 und 300 V/m (Volt pro Meter). Bei Föhn gibt es erhöhte Werte – was viele wetterempfindliche Leute auch wahrnehmen. Bei Gewitter steigt der Wert sogar auf bis zu 20.000 V/m.
Das Phänomen der „Wetterfühligkeit“ mit den damit verbundenen Empfindungen kann daher als Elektrostress in modernen Gebäuden mit vielen Kunststoff-Oberflächen überall und ständig empfunden werden!
Unter dem Einfluss statischer elektrischer Felder wurden bei Tierversuchen ein erhöhter Sauerstoffverbrauch und eine Beschleunigung von Stoffwechselvorgängen registriert.
Die Höhe elektrostatischer Aufladung und auch die Entladungszeit hängen sehr stark von der relativen Luftfeuchtigkeit ab. Je trockener die Luft, desto geringer ist die Selbstentladung von aufgeladenen Flächen und Objekten was zu höherer Aufladung führt.
Während der kalten Winterzeit ist die Luftfeuchtigkeit in den Räumen oft sehr niedrig, bedingt durch die trockene Heizungsluft. Dadurch kommt es zu einer Häufung von unangenehmen Entladungen an Türgriffen. Die relative Raumluftfeuchte sollte deshalb mindestens 45% betragen.
Die Elektrostatik hat auch großen Einfluss auf Staub und dessen Schichtung und Verfrachtung.
Der Standard der baubiologischen Messtechnik gliedert gemessene statische Gleichfelder in 4 Bereiche (unauffällig, schwach, stark, extrem) gemäß folgender Tabelle.
Eine weitere Begleiterscheinung statischer elektrischer Felder ist auch noch das Thema der Luftionisation. Kunststoffe und Synthetikfasern erhöhen die Luftelektrizität und reduzieren die natürliche Luftionisation. Negativen Ionen werden etliche heilende Wirkungen zugeschrieben, besonders bei Asthma, Migräne und Erschöpfung.
Fußbodenheizungen unter Teppichen verstärken elektrostatische Effekte – sowohl bei Synthetik als auch bei Schurwolle. Zentralheizungen führen zu erhöhten Ladungen an vorhandenen Vorhängen, weil die trockene, warme Luft direkt an den isoliert aufgehängten Vorhangfasern aus Synthetik vorbeistreicht.
Als Empfehlung kann zusammengefasst werden:
Kunststoff und Synthetik sollten vermieden und konsequenterweise nur Naturmaterialien verwendet werden (natürlich vorausgesetzt es liegen keine Allergien vor).
Kleidung aus Baumwolle und Schuhe mit Ledersohlen helfen elektrostatische Aufladung zu vermeiden. Verwenden Sie keine Fleece-Decken, synthetische Bettwäsche oder Schlafanzüge.
Für Flächen aus Kunststoff gibt es Möglichkeiten zum Überkleben, Überstreichen etc.
Isolierende Flächen können leitfähig gemacht werden. Bei Oberflächenversiegelungen für Holz-, Kork oder Laminatböden ist auf möglichst leitfähige Materialien zu achten. Öle, Wachse und wasserlösliche Lacke sind meist ausreichend leitfähig.
Alles hängt mit allem zusammen – elektrische Aufladung und Luftfeuchtigkeit mit Ionen und Staub. Mit natürlichen, baubiologisch empfohlenen Produkten ist man auf der sicheren Seite.
Im Zweifelsfall kann man elektrostatische Aufladung auch messen. Von meinen Messungen her sehe ich auch Kuscheltiere besonders kritisch – einige Tausend Volt sind leider keine Seltenheit.
Jeder Blitz ist ein kleiner Schock für den Körper und sollte deshalb möglichst vermieden werden.