Bauphysik Studie: Unterschied zwischen den Versionen

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| valign="top" width="400px" style="border-right:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" | '''1. Feuchtephysik der Luft bei 50 %''' rel. Luftfeuchtigkeit [[Bild:BPhys GD 2Studie 01-Luftfeuchte.jpg|center|460px|]]
| valign="top" width="400px" style="border-right:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" | '''1. Feuchtephysik der Luft bei 50 %''' rel. Luftfeuchtigkeit [[Bild:BPhys GD 2Studie 01-Luftfeuchte.jpg|center|460px|]]
| valign="top" width="300px" | '''2. Feuchtephysik der Luft bei 65 %''' rel. Luftfeuchtigkeit [[Bild:BPhys GD 2Studie 02-Luftfeuchte.jpg|center|460px|]]
| valign="top" width="300px" | '''2. Feuchtephysik der Luft bei 65 %''' rel. Luftfeuchtigkeit [[Bild:BPhys GD 2Studie 02-Luftfeuchte.jpg|center|460px|]]
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| style="border-right:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" |Bei einem Innenklima von 20 °C / 50 % rel. Luftfeuchte wird der Taupunkt bei 8,7 °C erreicht. <br /> Bei -5 °C fällt Kondensat von 5,35 g/m³ Luft aus.
| style="border-right:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" |Bei einem Innenklima von 20 °C / 50 % rel. Luftfeuchte wird der Taupunkt bei 8,7 °C erreicht. <br /> Bei -5 °C fällt Kondensat von 5,35 g/m³ Luft aus.
| Bei erhöhter Raumluftfeuchtigkeit von 65 % rel. Luftfeuchte wird der Taupunkt schon bei 13,2 °C erreicht. <br /> Bei -5 °C fällt Kondensat von 7,95 g/m³ Luft aus.
| Bei erhöhter Raumluftfeuchtigkeit von 65 % rel. Luftfeuchte wird der Taupunkt schon bei 13,2 °C erreicht. <br /> Bei -5 °C fällt Kondensat von 7,95 g/m³ Luft aus.
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Eine Feuchtebelastung innerhalb einer Wärmedämmkonstruktion kann verschiedene Ursachen haben. Zum Beispiel kann durch eine undichte Flachdachabdichtung Wasser von außen in ein Bauteil eindringen. Diese Feuchtigkeitsmengen können so groß sein, dass Wasser in den bewohnten Bereich tropft. Geringe Leckagen in Abdichtungen können dagegen in der Konstruktion zu einer allmählichen Auffeuchtung führen. Als Folge treten oft [[Schimmel]]befall der enthaltenen Materialien bis hin zum Entstehen holzzerstörender Pilze auf. Feuchtigkeit kann aber auch von der beheizten Innenseite in eine Konstruktion eindringen durch:
Eine Feuchtebelastung innerhalb einer Wärmedämmkonstruktion kann verschiedene Ursachen haben. Zum Beispiel kann durch eine undichte Flachdachabdichtung Wasser von außen in ein Bauteil eindringen. Diese Feuchtigkeitsmengen können so groß sein, dass Wasser in den bewohnten Bereich tropft. Geringe Leckagen in Abdichtungen können dagegen in der Konstruktion zu einer allmählichen Auffeuchtung führen. Als Folge treten oft [[Schimmel]]befall der enthaltenen Materialien bis hin zum Entstehen holzzerstörender Pilze auf. Feuchtigkeit kann aber auch von der beheizten Innenseite in eine Konstruktion eindringen durch:


; Vorhersehbare Feuchtebelastung:
; a) Vorhersehbare Feuchtebelastung:
* Diffusionsvorgänge  
* Diffusionsvorgänge  
; Unvorhergesehene Feuchtebelastungen:
 
; b) Unvorhergesehene Feuchtebelastungen:
* [[Konvektion]], d. h. Luftströmung (Undichtheiten in der Luftdichtungsebene)  
* [[Konvektion]], d. h. Luftströmung (Undichtheiten in der Luftdichtungsebene)  
* Konstruktiv bedingter [[Feuchtetransport]] (z. B. [[Flankendiffusion]] durch angrenzendes Mauerwerk)  
* Konstruktiv bedingter [[Feuchtetransport]] (z. B. [[Flankendiffusion]] durch angrenzendes Mauerwerk)  
* Erhöhte [[Einbaufeuchte]] der verwendeten Baustoffe (z. B. der Hölzer)
* Erhöhte [[Einbaufeuchte]] der verwendeten Baustoffe (z. B. der Hölzer)
* Fehler im Bauablauf
* Fehler im Bauablauf
Im Einzelnen:


==== Feuchtebelastung durch Diffusion ====
==== Feuchtebelastung durch Diffusion ====
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Untersuchungen an Außenwänden in Nordamerika zeigten bereits im Jahre 1999 <ref name="Qu_02" />, dass der Feuchtigkeitseintrag durch eine Dampfsperre infolge Konvektion selbst bei fachgerechter Verlegung eine Tauwassermenge von ca. 250&nbsp;g/m² während der kalten Jahreszeit (Tauperiode) beträgt. Das entspricht einer Feuchtigkeitsmenge, die durch eine [[Dampfbremse]] mit einem [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von 3,3&nbsp;m während eines Winters diffundiert <ref name="Qu_03" />.
Untersuchungen an Außenwänden in Nordamerika zeigten bereits im Jahre 1999 <ref name="Qu_02" />, dass der Feuchtigkeitseintrag durch eine Dampfsperre infolge Konvektion selbst bei fachgerechter Verlegung eine Tauwassermenge von ca. 250&nbsp;g/m² während der kalten Jahreszeit (Tauperiode) beträgt. Das entspricht einer Feuchtigkeitsmenge, die durch eine [[Dampfbremse]] mit einem [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von 3,3&nbsp;m während eines Winters diffundiert <ref name="Qu_03" />.


{{Textrahmen01|'''Fazit:''' <br /> Auch in Konstruktionen mit [[Dampfsperre]]n, deren rechnerische [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Werte]] 50&nbsp;m, 100&nbsp;m oder mehr betragen, werden letztendlich erhebliche Mengen an Feuchtigkeit eingetragen. Dampfsperren lassen aber keine [[Rücktrocknung]] zu. Dadurch entstehen Feuchtefallen.}}
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: '''Feuchtephysik der Luft:'''
| width="50%" algin="left" | {{Textrahmen vario|Fazit: |Auch in Konstruktionen mit [[Dampfsperre]]n, deren rechnerische [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Werte]] 50&nbsp;m, 100&nbsp;m oder mehr betragen, werden letztendlich erhebliche Mengen an Feuchtigkeit eingetragen. Dampfsperren lassen aber keine [[Rücktrocknung]] zu. Dadurch entstehen Feuchtefallen.|600px}}
: • Beim Abkühlen der Luft erhöht sich die Luftfeuchtigkeit.
| style="border-style:solid; border-width:1px; class="rahmenfarbe1" |'''Feuchtephysik der Luft''' <br /> Beim Abkühlen der Luft erhöht sich die Luftfeuchtigkeit. <br /> • Bei Unterschreitung der Taupunkttemperatur fällt Tauwasser aus. <br /> • Bei höherer Raumluftfeuchtigkeit erhöht sich die Taupunkttemperatur <br /> » es fällt früher Tauwasser aus.
: • Bei Unterschreitung der Taupunkttemperatur fällt Tauwasser aus.
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: • Bei höherer Raumluftfeuchtigkeit erhöht sich die Taupunkttemperatur <br />
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:: > es fällt früher Tauwasser aus.


==== Feuchtebelastung durch Konvektion ====  
==== Feuchtebelastung durch Konvektion ====  
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|  Messung: || colspan="2" | [[Institut für Bauphysik]], Stuttgart <ref name="Qu_04" />
|  Messung: || colspan="2" | [[Institut für Bauphysik]], Stuttgart <ref name="Qu_04" />
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==== Konstruktiv bedingte Feuchtigkeit - Flankendiffusion ====  
==== Konstruktiv bedingte Feuchtigkeit - Flankendiffusion ====  
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Ruhe <ref name="Qu_05" /> und Klopfer <ref name="Qu_06" /> haben 1995 bzw. 1997 bei einem Bauschaden auf das Problem der Flankendiffusion hingewiesen <ref name="Qu_07" />.
Ruhe <ref name="Qu_05" /> und Klopfer <ref name="Qu_06" /> haben 1995 bzw. 1997 bei einem Bauschaden auf das Problem der Flankendiffusion hingewiesen <ref name="Qu_07" />.


{|align="right" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 15px;" class="rahmenfarbe1" width="600px"
{|align="right" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 20px;" class="rahmenfarbe1" width="600px"
| '''4. Bauschaden: Feuchteeintrag <br /> trotz luftdichtem Anschluss und <br /> Verwendung einer Dampfsperre'''   
| width="410px" style="border-right:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" | '''4. Bauschaden: Feuchteeintrag trotz luftdichtem Anschluss und Verwendung einer Dampfsperre'''   
| '''5. Ursache des Feuchteeintrags: <br /> Feuchtetransport über die <br /> Flanke, hier das Mauerwerk'''
| '''5. Ursache des Feuchteeintrags: Feuchtetransport über die Flanke, hier das Mauerwerk'''
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| [[Bild:BPhys GD 2Studie 09b Dachschn.Flankendiffusion-01.jpg|center|400px|]]
| style="border-right:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" | [[Bild:BPhys GD 2Studie 09b Dachschn.Flankendiffusion-01.jpg|center|400px|]]
| [[Bild:BPhys GD 1 09_Dachschn.Flankendiffusion-01-2.jpg|center|400px]]
| [[Bild:BPhys GD 1 09_Dachschn.Flankendiffusion-01-2.jpg|center|400px]]
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| Luftdichte Konstruktion mit Dampfsperrfolie ([[PE]]) und luftdichter Putzschicht, außen Bitumendachbahn.  
| style="border-right:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" | Luftdichte Konstruktion mit Dampfsperrfolie ([[PE]]) und luftdichter Putzschicht, außen Bitumendachbahn.  
| Feuchteeintrag durch Flankendiffusion über das angrenzende Mauerwerk.
| Feuchteeintrag durch Flankendiffusion über das angrenzende Mauerwerk.
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<br clear="all" />
<br clear="all" />
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==== Hohe Einbaufeuchte von Baustoffen ====
==== Hohe Einbaufeuchte von Baustoffen ====
{|align="right" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 15px;" class="rahmenfarbe1"
{|align="right" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 20px;" class="rahmenfarbe1"
|[[Bild:BPhys GD 1 10_Dachschn.Baust._Feuchte-01-2.jpg|center|300px|]]
|[[Bild:BPhys GD 1 10_Dachschn.Baust._Feuchte-01-2.jpg|center|400px|]]
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|Unvorhergesehen: Feuchtigkeit aus Baustoffen
|Unvorhergesehen: Feuchtigkeit aus Baustoffen
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Die Gesamtmenge an Feuchtigkeit wird häufig unterschätzt. Beim Mauerwerksbau kann durch die Neubaufeuchtigkeit eine erhebliche Feuchtigkeitsmenge zusätzlich ins Holz gelangen. Wird dann auf der Innenseite einer
Die Gesamtmenge an Feuchtigkeit wird häufig unterschätzt. Beim Mauerwerksbau kann durch die Neubaufeuchtigkeit eine erhebliche Feuchtigkeitsmenge zusätzlich ins Holz gelangen. Wird dann auf der Innenseite einer
vollgedämmten Konstruktion eine diffusionsdichte Dampfsperrfolie aus [[Polyethylen]] eingebaut und außen mit einer Bitumendachbahn als Vordeckung kombiniert, ist ein [[Bauschaden]] unausweichlich. Mehr siehe: [[Einbaufeuchte]]
vollgedämmten Konstruktion eine diffusionsdichte Dampfsperrfolie aus [[Polyethylen]] eingebaut und außen mit einer Bitumendachbahn als Vordeckung kombiniert, ist ein [[Bauschaden]] unausweichlich. Mehr siehe: [[Einbaufeuchte]]
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==== Zusammenfassung der Feuchtebelastungen ====
==== Zusammenfassung der Feuchtebelastungen ====
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'''Intelligentes Feuchtemanagement Sicherheitsformel'''
'''Intelligentes Feuchtemanagement Sicherheitsformel:'''
{{Textrahmen01|''' Trocknungsvermögen > Feuchtebelastung <nowiki>=</nowiki> Bauschadensfreiheit'''<br /> Nur wenn das Trocknungsvermögen kleiner ist als die Feuchtebelastung, kann ein Bauschaden entstehen.  <br /> »Je höher die Trocknungsreserve einer Konstruktion ist, umso höher kann die unvorhergesehene Feuchtebelastung sein und trotzdem bleibt die Konstruktion bauschadensfrei.« <br /> Konstruktionen, die außen diffusionsoffen sind, haben eine größere Trocknungsreserve als außenseitig diffusionsdichte Konstruktionen. }}
{{Textrahmen vario|Trocknungsvermögen > Feuchtebelastung <nowiki>=</nowiki> Bauschadensfreiheit|• Nur wenn das Trocknungsvermögen kleiner ist als die Feuchtebelastung, kann ein Bauschaden entstehen.  <br /> »Je höher die Trocknungsreserve einer Konstruktion ist, umso höher kann die unvorhergesehene Feuchtebelastung sein und trotzdem bleibt die Konstruktion bauschadensfrei.« <br /> Konstruktionen, die außen diffusionsoffen sind, haben eine größere Trocknungsreserve als außenseitig diffusionsdichte Konstruktionen. |1200px|center}}


== „Intelligente“ Dampfbremsen ==  
== „Intelligente“ Dampfbremsen ==  
=== Austrocknung der Konstruktion nach innen ===
=== Austrocknung der Konstruktion nach innen ===
{{Vollbox-blau|'''Feuchtesituation in der Konstruktion'''  
{{Textrahmen vario|Feuchtesituation in der Konstruktion|  
Der Diffusionsstrom geht immer von der warmen zur kalten Seite.  
Der Diffusionsstrom geht immer von der warmen zur kalten Seite.
Daraus folgt: <br />
Daraus folgt: <br />
Im Winter: <br /> Erhöhte Feuchtigkeit auf der Außenseite. <br />
Im Winter: Erhöhte Feuchtigkeit auf der Außenseite. <br />
Im Sommer: <br /> Erhöhte Feuchtigkeit auf der Innenseite.}}
Im Sommer: Erhöhte Feuchtigkeit auf der Innenseite.|500px|center}}


{|align="right" width="300px" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 15px;" class="rahmenfarbe1"
{|align="right" width="300px" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 20px;" class="rahmenfarbe1"
| '''6. Funktionsprinzip <br /> feuchtevariable Bahnen'''
| '''6. Funktionsprinzip <br /> feuchtevariable Bahnen'''
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|-
|[[Bild:BPhys GD 2Studie 06 Intello Dachschn-Erkl Sommer-Winter .jpg|center|300px|]]
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 06 Intello Dachschn-Erkl Sommer-Winter .jpg|center|360px|]]
|- style="font-size:90%;"
|-  
| style="border-bottom:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" | Darstellung der rel. Luftfeuchtigkeiten an der Dampfbremse, abhängig von der Jahreszeit.
| Darstellung der rel. Luftfeuchtigkeiten an der Dampfbremse, abhängig von der Jahreszeit.
|-
| '''8. s<sub>d</sub>-Wert-Verhalten von PE-Folie'''
|-
|[[Bild:BPhys GD 2Studie 08 Diagr Diffusionsverlauf PE-Folie 8.jpg|center|300px|]]
|- style="font-size:90%;"
| style="border-bottom:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" | [[PE]]-Folie: keine [[Feuchtevariabilität]]
|-
| '''9. s<sub>d</sub>-Wert-Verhalten von <br /> pro clima Dampfbremsbahnen'''
|-
|[[Bild:BPhys GD 2Studie 09 Diagr Diffusionsverlauf DB INT neu.png|center|300px|]]
|- style="font-size:90%;"
|[[DB+]]:  Mittlere [[Feuchtevariabilität]] <br /> [[INTELLO]]: Hohe Feuchtevariabilität
|}
|}
Eine entscheidende Trocknungsmöglichkeit bietet sich für das Bauteil nach innen: Immer wenn die Temperatur außenseitig der Dämmung höher ist als innenseitig, kehrt sich der Diffusionsstrom um – im Bauteil enthaltene Feuchtigkeit strömt zur Innenseite. Dies erfolgt bereits bei sonnigen Tagen im Frühjahr und im Herbst sowie verstärkt in den Sommermonaten.
Eine entscheidende Trocknungsmöglichkeit bietet sich für das Bauteil nach innen: Immer wenn die Temperatur außenseitig der Dämmung höher ist als innenseitig, kehrt sich der Diffusionsstrom um – im Bauteil enthaltene Feuchtigkeit strömt zur Innenseite. Dies erfolgt bereits bei sonnigen Tagen im Frühjahr und im Herbst sowie verstärkt in den Sommermonaten.


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Ideal ist daher eine Dampfbremse mit einem hohen [[Diffusionswiderstand]] im Winter und einem niedrigen Diffusionswiderstand im Sommer. Seit Jahren haben sich diese „intelligenten“ Dampfbremsen mit feuchtevariablem [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] bewährt. Sie verändern ihren Diffusionswiderstand entsprechend der mittleren sie umgebenden relativen [[Luftfeuchtigkeit]]. So sind sie im winterlichen Klima  diffusionsdichter und schützen die Konstruktion vor Feuchtigkeit. Im sommerlichen Klima sind sie diffusionsoffener und ermöglichen somit eine Austrocknung von Feuchtigkeit, die sich evtl. in der Konstruktion befindet, in den Innenraum.
Ideal ist daher eine Dampfbremse mit einem hohen [[Diffusionswiderstand]] im Winter und einem niedrigen Diffusionswiderstand im Sommer. Seit Jahren haben sich diese „intelligenten“ Dampfbremsen mit feuchtevariablem [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] bewährt. Sie verändern ihren Diffusionswiderstand entsprechend der mittleren sie umgebenden relativen [[Luftfeuchtigkeit]]. So sind sie im winterlichen Klima  diffusionsdichter und schützen die Konstruktion vor Feuchtigkeit. Im sommerlichen Klima sind sie diffusionsoffener und ermöglichen somit eine Austrocknung von Feuchtigkeit, die sich evtl. in der Konstruktion befindet, in den Innenraum.
{|align="left" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 20px;" class="rahmenfarbe1"
| width="400px" style="border-right:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" | '''8. s<sub>d</sub>-Wert-Verhalten von PE-Folie'''
| width="400px" | '''9. s<sub>d</sub>-Wert-Verhalten von <br /> pro clima Dampfbremsbahnen'''
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| style="border-right:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" | [[Bild:BPhys GD 2Studie 08 Diagr Diffusionsverlauf PE-Folie 8.jpg|center|360px|]]
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 09 Diagr Diffusionsverlauf DB INT neu.png|center|360px|]]
|- 
| style="border-right:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" | [[PE]]-Folie: keine [[Feuchtevariabilität]]
| [[DB+]]:  Mittlere [[Feuchtevariabilität]] <br /> [[INTELLO]]: Hohe Feuchtevariabilität
|} <br clear="all" />


=== Wirkungsweise des feuchtevariablen Diffusionswiderstandes ===
=== Wirkungsweise des feuchtevariablen Diffusionswiderstandes ===
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| colspan="2" height="20px"| <div style="font-size:90%;"> [[Wasserdampfdurchlässigkeit|W<sub>DD</sub>-Wert]] in g/m² pro Woche </div>
| colspan="2" height="20px"| <div style="font-size:90%;"> [[Wasserdampfdurchlässigkeit|W<sub>DD</sub>-Wert]] in g/m² pro Woche </div>
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| width="77px"| im Winter  
| im Winter  
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| im Sommer
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| Diffusions-richtung
| Diffusionsrichtung
| nach außen <div style="font-size:86%;"> Richtung <br /> [[Unterdeckung]] </div>
| nach außen <div style="font-size:86%;"> Richtung [[Unterdeckung]] </div>
| nach innen <div style="font-size:86%;"> Richtung <br /> [[Dampfbremse]] </div>
| nach innen <div style="font-size:86%;"> Richtung [[Dampfbremse]] </div>
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| [[DB+]]   
| [[DB+]]   

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