Kostea ilma on kuivan ilman ja vesihöyryn seos. Kaasuseoksessa jokainen erillinen kaasu käyttäytyy itsenäisesti, noudattaen lakia pV/T = vakio. Jokaisella kaasulla on oma osapaineensa, joten kokonaispaine p on kuivan ilman ja vesihöyryn osapaineen summa.
p = pi + ph
Normaali-ilmanpaineessa vesi muuttuu höyryksi, eli kiehuu vasta 100 C:n lämpötilassa, mutta paineen pienetessä kiehumapiste alenee. Alla oleva kuva esittää kiehumislämpötilan ja paineen välistä suhdetta. Kaavat ja taulukko
Kuvasta voi lukea, että 25 C:n lämpötilassa vesi kiehuu, jos paine on alle 2300 Pa. Tämä on hyvin pieni paine, kun muistetaan, että normaali ilmanpaine on 100 000 Pa.
Vastaavasti paineen kasvaessa yli 2300 Pa 25 C:n lämpötilassa, vesihöyry tiivistyy vedeksi.
Samalla tavoin käy ilman ja vesihöyryn seoksessa. Jos kuivan ilman osapaine on 100000 Pa ja vesihöyryn osapaine on alle 2300 Pa, pysyy ilmassa oleva kosteus vesihöyrynä. Jos vesihöyryn määrää lisätään, kasvaa sen osapaine ja kosteus tiivistyy, kunnes osapaine on 2300 Pa. Ylläolevan käyrän esittämää painetta kutsutaan kylläisen vesihöyryn osapaineeksi. Se vastaa vesihöyryn osapainetta, kun suhteellinen kosteus on 100 %.
Suhteellinen kosteus (RH) määritellään ilmassa olevan vesihöyryn ja ilman lämpötilaa vastaavan kylläisen vesihöyryn paineiden suhdetta prosenttilukuna.
Ilman kastepiste taas ilmoittaa sen lämpötilan, jossa ilmassa olevan vesihöyryn osapaineella kosteus tiivistyy. Jos ilmassa on niin paljon vesihöyryä, että sen osapaine on 2300 Pa, sen kastepiste on 25 C.
Suurinta mahdollista osapainetta vastaa suurin mahdollinen vesimäärä ilmassa eri lämpötiloissa. Ilmassa oleva vesimäärä ilmoitettuna massasuhteena g vesihöyryä per kg kuivaa ilmaa ( g/kg) in ilman absoluuttinen kosteus. Suurin mahdollinen absoluuttinen kosteus riippuu myös ilman kokonaispaineesta.
Viereisessä kuvassa on esitetty absoluuttinen kosteus lämpötilan funktiona 100 % kosteudella (ylempi käyrä) ja 75 % kosteudella (alempi käyrä). Käyrien väliin jäävä osa on alue jossa kosteudessa homesienten kasvu on mahdollista.
25 C:n lämpötilassa ilmassa voi olla 20 g/kg vesihöyryä ja 75 %:n suhteellisella kosteudella 15 g/kg.
Lämpötilan laskiessa ilman sisältämä suurin mahdollinen vesimäärä laskee nopeasti, ollen - 20 C:n lämpötilassa enää 0.8 g/kg. Jos ulkona on tällainen pakkanen, niin hyvin tuuletetussa huoneessa, jossa lämpötila on 25 C, olisi ilman suhteellinen kosteus 0.8/20 * 100 = 4 %, vaikka ulkoilman kosteus olisikin lähes 100 %. Käytännössä kuitenkin huoneessa haihtuu kosteutta hyvinkin nopeasti tällaisessa kuitenkin nopeasti ihmisistä, kasveista jne, joten käytännössä kosteusprosentti on suurempi.
Kosteus tunkeutuu huokoisiin rakenteisiin, pyrkien saamaan huokosissa olevan ilman kosteussisällön g/kg samaksi kuin ympäröivän ilman kosteus. Jos huokoisen seinämän eri puolilla on erilainen kosteus, kosteutta siirtyy kosteammalta puolelta kuivemmalle puolelle.
Kosteus siirtyy itseasiassa siihen suuntaan, jossa vesihöyryn osapaine on pienempi. Tällöin on otettava huomioon kosteussisällön lisäksi ilman paine-ero seinämän eri puolilla. Ilman paine vaihtelee kuitenkin huomattavasti vähemmän kuin kosteussisältö. Jos seinämien välinen ilmanpaine-ero on esim 100 Pa, riittää kosteussisällön 0,1 %:n muutos kumoamaan ilmanpaineen vaikutuksen. Tästä syystä ilmastoinnissa painesuhteilla ei ole paljoakaan merkitystä kosteuden siirtymiseen rakenteissa.
Asuinhuoneissa ilman kosteus on yleensä suurempi kuin ulkoilman absoluuttinen kosteus. Suomen oloissa myös lämpötila on suurempi. Kosteus siirtyy siis sisältä ulos ja jäähtyy samalla. Seinän rakenteesta ja lämpöeristyksestä riippuen ilman suhteellinen kosteus voi nousta 75 %:iin mahdollistaen homeitiöiden kasvun. Jos ilman lämpötila laskee alle kastepisteen, tiivistyy rakenteisiin vettä. Allaoleva kuva havainnollistaa tilannetta:
Huoneen ulkoseinärakenteessa on 1) ulkoverhous 2) lämpöeristys 3) kantava rakenne ja 4) sisäseinä. Ulkona on -10 C:n lämpötila ja ilman kosteus 50 %. Huoneen sisällä on +25 C ja kosteus 30 %. Ulkoilman kosteussisältö on siis 1 g/kg ilmaa ja sisäilman 6 g / kg ilmaa. Kosteus siirtyy siis sisältä rakenteiden kautta ulos. Tasapainotilassa seinän kosteussisältö pienenee ulospäin mentäessä siten, että sisäseinän kosteus on 6 g/kg ilmaa ja lämpötila 25 C ja ulkoverhouksen kosteus on 1 g/ kg ilmaa sekä lämpötila - 10 C. Seinämän rakenteesta riippuu, missä tahdissa kosteus ja lämpötila muuttuvat seinän sisällä. Jos sisäseinä läpäisee huonommin kosteutta kuin muut rakenteet, pienenee kosteus huomattavasti jo sisäseinässä, joka on lämmin.
Seinämän sisälle voi tiivistyä kosteutta tilanteessa, jossa lämpimämmän puolen kosteutta vastaava kastepiste on korkeampi kuin kylmemmän puolen lämpötila.
Jos sensijaan ulkoverhous on tiivis, voi tilanne olla viereisen kuvan mukainen. Tässä on X merkeillä kuvattu kosteuden pieneneminen rakenteessa pystyakselilla ja vastaava lämpötila vaaka-akselilla. Vaaka-akselin alapuolelle on myös merkitty millä kohtaa rakennetta ko lämpötila on. Sisäseinän ja kantavan rakenteen kohdalla ( 3 ja 4) lämpötila laskee suhteellisen hitaasti ja koska rakenteessa ei ole kosteussulkua, myös kosteus pienenee hitaasti. Eristeen (2) kohdalla tapahtuu suurin lämpötilan pudotus, mutta kosteus ei pienene paljoakaan, koska eristys päästää kosteuden läpi. Tiiviin ulkoverhouksen (1) kohdalla tapahtuu kosteuden putoaminen ulkoilman kosteuteen. Kosteus pienenee siis aluksi hitaasti, mutta lämpötila laskee ja tullaan lähelle kastepistettä keskellä lämpöeristettä.
Tässä rakenteessa lämpöeriste vettyy helposti jos huoneilman kosteus kasvaa suureksi.
Mitä enemmän materiaalissa on huokosia ( ilmaa), sitä enemmän se kykenee sitomaan vettä.
| H1 | H2 | H3 | H4 | H5 | H6 |
| Kuusi | Mänty | Koivu | Saarni | Ruusupuu | Mustapuu |
| 78 % | 65% | 55% | 48% | 39% | 32% |
| E1 | E2 | E3 | E4 | E5 |
| kevytbetoni | kaakeli | laasti | betoni | marmori |
| 16% | 12% | 8% | 6,5% | 4,8% |
Yllä on esitetty eri materiaalien ylärajat painoprosentteina. Mitä lähempänä ylärajaa ollaan sitä suurempi on kosteusprosentti materiaalissa. Esimerkiksi mänty (H3) kykenee sitomaan 55 painoprosenttia vettä, mutta betoni vain 6.5 painoprosenttia. Materiaalissa on kosteutta pääasiassa materiaalin ilmahuokosissa. Niissä olevan ilman suhteellisen kosteusprosentin voi arvioida olettamalla materiaalia vastaava kosteusprosentin yläarvolla kosteusprosentiksi 100. Jos esimerkiksi kaakelia (E2) mitattaessa saadaan kosteudeksi 6 painoprosenttia, saadaan suhteelliseksi kosteudeksi noin 50 % (= 100 x 6 / 12).
Usein mitattava kohde muodostuu useasta eri materiaalista. Jos mittaussyvyydellä on useita eri materiaaleja, ei materiaalikertoimen arvoa ole annettuna. Tällöin voidaan suorittaa vertaileva mittaus, jolloin etsitään kohteesta kuiva kohta ja verrataan mittaustulosta tähän. Vertailu suoritetaan samassa seinärakenteessa saatuun kuivan kohdan mittaustulokseen.
Jos kerrosmateriaalia, esim kaakeli ( E2) betonin (E4) päällä, mitataan käyttämällä suurempaa kerrointa (E4), saadaan kosteudelle tulos, joka on suurempi kuin todellinen kosteus ellei mittaustulos ole lähellä kerrointa vastaavaa ylärajaa ( 6.5 % ). Käyttämällä pienempää kerrointa (E2), saadaan tulos, joka on pienempi kuin todellinen arvo.
Rakenteissa olevien kosteusvaurioiden etsinnässä pinnalta mittaava materiaalin kosteusmittari on verraton apuväline. Sen avulla löytyvät useimmiten pesutilojen ja lattioiden kosteusvauriot nopeasti. Mittarin 2.. 5 cm:n mittaussyvyys on riittävä, koska kosteus yleensä leviää koko rakenteeseen.
Rajatapauksissa tämä mittaus ei riitä vaan on turvauduttava mittauksiin rakenteen sisällä. Tällöin voidaan käyttää mittareita, jotka on varustettu poranreikään sopivilla antureilla ja jotka mittaavat suhteellisen kosteuden ja lämpötilan seinämän sisällä. Mittarin tulisi myös ilmoittaa absoluuttinen kosteus ja kastepiste, jolloin kosteuden kulkusuunta ja kriittisyys on määriteltävissä.
Hyvä apuneuvo on myös endoskooppi, jonka avulla poranreiästä voi tarkastella rakenteita silmämääräisesti onteloista tms.
Yleisesti voi sanoa, että jos ei ole kosteutta, ei ole myöskään hometta. Poikkeuksena on rakenne, jossa on ollut hometta ja on sitten kuivunut. Kuivuessaan homesienet alkavat tuottaa itiöitä. Tämä jatkuu koko kuivumisprosessin ajan, ja voi kestää hyvinkin kauan senjälkeen kun rakenteet on korjattu ja ovat kuivumassa.
Yleensä kosteusmittaus riittää homeongelman selvittämiseen. Kuitenkin on tilanteita joissa joudutaan myös ottamaan näytteitä ilmasta ( ja rakenteista) laboratoriotutkimuksia varten.