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Bauphysik Studie (Quelltext anzeigen)

Version vom 2. Juli 2024, 09:53 Uhr

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→‎Konstruktiv bedingte Feuchtigkeit - Flankendiffusion
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''Studie von [[MOLL bauökologische Produkte GmbH - pro clima|MOLL bauökologische Produkte GmbH]] initiiert'':
''Studie von [[MOLL bauökologische Produkte GmbH - pro clima|MOLL bauökologische Produkte GmbH]] initiiert'':
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;Berechnungen des Bauschadens-Freiheits-Potenzials von Wärmedämmungen in Holz- und Stahlbaukonstruktionen
; Berechnungen des Bauschadens-Freiheits-Potenzials von Wärmedämmungen in Holz- und Stahlbaukonstruktionen


;Feuchtevariable Dampfbremsen der pro clima INTELLO-Familie mit intelligentem Feuchtemanagement
; Feuchtevariable Dampfbremsen der pro clima INTELLO-Familie mit intelligentem Feuchtemanagement


{{Baustelle}}
{{Baustelle}}
;– Dach, Wand, Decke –
; – Dach, Wand, Decke –
;Deutschland
; Deutschland


''Computergestützte Simulationsberechnung des gekoppelten Wärme- und Feuchtetransports'' <br />
''Computergestützte Simulationsberechnung des gekoppelten Wärme- und Feuchtetransports'' <br />
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Das heißt: Bauphysikalisch ungünstig sind Bauteilschichten, die auf der Außenseite der Wärmedämmung diffusionsdichter sind als die Bauteilschichten auf der Innenseite. Sehr problematisch ist es, wenn feuchtwarme Luft durch [[Konvektion|konvektive Ströme]], d. h. infolge von Undichtheiten in der [[Luftdichtung]]sebene, in das Bauteil gelangen kann. <br />
Das heißt: Bauphysikalisch ungünstig sind Bauteilschichten, die auf der Außenseite der Wärmedämmung diffusionsdichter sind als die Bauteilschichten auf der Innenseite. Sehr problematisch ist es, wenn feuchtwarme Luft durch [[Konvektion|konvektive Ströme]], d. h. infolge von Undichtheiten in der [[Luftdichtung]]sebene, in das Bauteil gelangen kann. <br />
Als diffusionsoffen gelten nach [[DIN 4108|DIN 4108-3]] Baustoffe, deren äquivalente Luftschichtdicke ([[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]]) niedriger als 0,50 m ist. Der s<sub>d</sub>-Wert wird definiert als Produkt der Dampfdiffusionswiderstandszahl ([[μ-Wert]]) als Materialkonstante und der Dicke des Bauteils in Meter:
Als diffusionsoffen gelten nach [[DIN 4108|DIN 4108-3]] Baustoffe, deren äquivalente Luftschichtdicke ([[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]]) niedriger als 0,50 m ist. Der s<sub>d</sub>-Wert wird definiert als Produkt der Dampfdiffusionswiderstandszahl ([[μ-Wert]]) als Materialkonstante und der Dicke des Bauteils in Meter:
: '''s<sub>d</sub> = µ · s [m]'''
 
:: <span style="font-size:140%;"> <math> \mathsf { s_{d} = \mu \cdot s} </math> [m] </span>
 


Ein niedriger s<sub>d</sub>-Wert kann erreicht werden durch einen niedrigen μ-Wert bei einer größeren Schichtdicke (z. B. [[Holzfaserdämmplatte]]n) oder durch einen höheren μ-Wert bei einer sehr geringen Schichtdicke (z. B. [[Unterdeckbahn]]en). <br />
Ein niedriger s<sub>d</sub>-Wert kann erreicht werden durch einen niedrigen μ-Wert bei einer größeren Schichtdicke (z. B. [[Holzfaserdämmplatte]]n) oder durch einen höheren μ-Wert bei einer sehr geringen Schichtdicke (z. B. [[Unterdeckbahn]]en). <br />
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| [[Bild:BPhys GD 1 05_Konvekt_Fuge_Feuchte1-01-3.jpg|center|400px]]
| [[Bild:BPhys GD 1 05_Konvekt_Fuge_Feuchte1-01-3.jpg|center|400px]]
|}   
|}   
Durch [[Konvektion]], also Luftströmung, werden wesentlich größere Feuchtemengen in die Konstruktion transportiert als durch Diffusion. Die konvektiv eingebrachte Feuchtemenge kann leicht das 1000-fache der durch Diffusion eingetragenen Menge übersteigen (siehe Abb. 3).
{|align="right"  valign="bottom" width="420px" style="margin: 0px 0px 0px 20px; padding:5px 0px 5px 5px;"  
 
Durch Leckagen in Konstruktionen mit äußeren diffusionsdichten Bauteilschichten eingedrungene Feuchtigkeit kann schnell zu einem Bauschaden führen. Konvektive Feuchteeinträge können wegen ihrer hohen Feuchtelast aber
auch für außen diffusionsoffene Bauteile gefährlich werden, v. a. wenn bereits [[Tauwasser]] ausgefallen und es im winterlich kalten Klima zur Bildung von Eisschichten z. B. an der Unterdeckung gekommen ist.
{|align="right"  valign="bottom" width="460px" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 20px; padding:5px 0px 5px 5px;" class="rahmenfarbe1"  
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| colspan="3" |   Legende zur Abb. 3 <br /> <br />
| colspan="3" | <br /> <br /> <br /> <br />
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| colspan="2" | '''Feuchtetransport'''  
| colspan="2" | '''Feuchtetransport'''  
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| durch Dampfsperre: <br /> durch 1 mm Fuge: || 0,5 g/(m² · 24 h) <br /> 800 g/(m · 24 h)
| durch Dampfsperre: <br /> durch 1 mm Fuge: || 0,5 g/(m²·24 h) <br /> 800 g/(m·24 h)
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| '''Erhöhung Faktor:''' ||  '''1.600'''  
| '''Erhöhung Faktor:''' ||  '''1.600'''  
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| <br /> Randbedingungen  
| <br /> Randbedingungen  
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| Dampfbremse sd-Wert: || 30 m  
| Dampfbremse s<sub>d</sub>-Wert: || 30 m  
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| Innentemperatur: <br /> Außentemperatur: ||  +20 °C <br /> 0 °C
| Innentemperatur: <br /> Außentemperatur: ||  +20 °C <br /> 0 °C
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| Messung: || [[Institut für Bauphysik]], Stuttgart <ref name="Qu_04" />
| Messung: || [[Institut für Bauphysik]], Stuttgart <ref name="Qu_04" />
|}   
|}  
Durch [[Konvektion]], also Luftströmung, werden wesentlich größere Feuchtemengen in die Konstruktion transportiert als durch Diffusion. Die konvektiv eingebrachte Feuchtemenge kann leicht das 1000-fache der durch Diffusion eingetragenen Menge übersteigen (siehe Abb. 3).
 
Durch Leckagen in Konstruktionen mit äußeren diffusionsdichten Bauteilschichten eingedrungene Feuchtigkeit kann schnell zu einem Bauschaden führen. Konvektive Feuchteeinträge können wegen ihrer hohen Feuchtelast aber auch für außen diffusionsoffene Bauteile gefährlich werden, v. a. wenn bereits [[Tauwasser]] ausgefallen und es im winterlich kalten Klima zur Bildung von Eisschichten z. B. an der Unterdeckung gekommen ist.
   
<br clear="all" />
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{|align="right" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 20px;" class="rahmenfarbe1" width="800px"
{|align="right" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 20px;" class="rahmenfarbe1" width="800px"
| width="400px" style="border-right:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" | '''4. Bauschaden: Feuchteeintrag trotz luftdichtem Anschluss und Verwendung einer Dampfsperre'''   
| width="50%" style="border-right:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" | '''4. Bauschaden: Feuchteeintrag trotz luftdichtem Anschluss und Verwendung einer Dampfsperre'''   
| '''5. Ursache des Feuchteeintrags: Feuchtetransport über die Flanke, hier das Mauerwerk'''
| '''5. Ursache des Feuchteeintrags: Feuchtetransport über die Flanke, hier das Mauerwerk'''
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| width="50%" 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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Seit 1991 hat sich die pro clima [[DB+]] in Millionen verlegten m² bewährt. Ihr Diffusionswiderstand kann [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]]e zwischen 0,4 m und 4 m annehmen. Im Jahr 2004 hat die Firma MOLL bauökologische Produkte GmbH die Hochleistungs-Dampfbremse pro clima [[INTELLO]] eingeführt. INTELLO hat – wie auch alle anderen Bahnen aus der [[INTELLO-Familie]] – einen besonders großen, in allen Klimabereichen wirksamen feuchtevariablen Diffusionswiderstand von 0,25 m bis über 25 m (siehe Abb. 9). <br />   
Seit 1991 hat sich die pro clima [[DB+]] in Millionen verlegten m² bewährt. Ihr Diffusionswiderstand kann [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]]e zwischen 0,4 m und 4 m annehmen. Im Jahr 2004 hat die Firma MOLL bauökologische Produkte GmbH die Hochleistungs-Dampfbremse pro clima [[INTELLO]] eingeführt. INTELLO hat – wie auch alle anderen Bahnen aus der [[INTELLO-Familie]] – einen besonders großen, in allen Klimabereichen wirksamen feuchtevariablen Diffusionswiderstand von 0,25 m bis über 25 m (siehe Abb. 9). <br />   
Laut ETA-18/1146 können die INTELLO und INTELLO PLUS sd-Werte bis 55 m erreichen. Somit wird im oben beschriebenen Winterfall das Bauteil sehr gut vor bauteilschädigendem
Laut ETA-18/1146 können die INTELLO und INTELLO PLUS s<sub>d</sub>-Werte bis 55 m erreichen. Somit wird im oben beschriebenen Winterfall das Bauteil sehr gut vor bauteilschädigendem
Feuchteeintrag durch Diffusion geschützt.
Feuchteeintrag durch Diffusion geschützt.


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{{{TabH1/2 r}} Berechnung des Bauschadens-Freiheits-Potenzials <br /> Standort Holzkirchen, Dach
{{{TabH1/2 r}} Berechnung des Bauschadens-Freiheits-Potenzials <br /> Standort Holzkirchen, Dach
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| align="center" width="470px" | Angenommene zusätzl. Feuchtigkeit zu Beginn: 4.000 g/m² <br />
| align="center" width="470px" | Angenommene zusätzl. Feuchtigkeit zu Beginn: <br /> 4.000 g/m² Feuchtegehalt der Konstruktion im Trockenzustand <br /> (= Feuchtigkeitsgehalt der [[Holzschalung]] bei 15 %): 1.700 g/m²
Feuchtegehalt der Konstruktion im Trockenzustand <br /> (= Feuchtigkeitsgehalt der [[Holzschalung]] bei 15 %): 1.700 g/m²
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| 16. Bauschadens-Freiheits-Potenzial [[Steildach]], Nordseite, 40° Dachneigung [[Bild:BPhys GD 2Studie 16 BSFP N 40.jpg|center|400px|16. Bauschadens-Freiheits-Potenzial <br /> [[Steildach]], Nordseite, 40° Dachneigung]]
| 16. Bauschadens-Freiheits-Potenzial [[Steildach]], Nordseite, 40° Dachneigung [[Bild:BPhys GD 2Studie 16 BSFP N 40.jpg|center|400px|16. Bauschadens-Freiheits-Potenzial <br /> [[Steildach]], Nordseite, 40° Dachneigung]]
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| 19. BSFP mit INTELLO und richtungsabhängig variabler Dampfbremse: verschiedene Dämmdicken [[Bild:BPhys GD 2Studie 19 BSFP INTELLO und sd5.jpg|center|400px|19. BSFP mit INTELLO und richtungsabhängig variabler Dampfbremse: verschiedene Dämmdicken]]
| 19. BSFP mit INTELLO und richtungsabhängig variabler Dampfbremse: verschiedene Dämmdicken [[Bild:BPhys GD 2Studie 19 BSFP INTELLO und sd5.jpg|center|400px|19. BSFP mit INTELLO und richtungsabhängig variabler Dampfbremse: verschiedene Dämmdicken]]
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Die aus der Konstruktion innerhalb eines Jahres austrocknende Feuchtigkeitsmenge in g/m² beschreibt das Bauschadens-Freiheits-Potenzial und definiert damit die Höhe des Schutzes bei unvorhergesehen eingedrungener Feuchtigkeit (z. B. durch [[Konvektion]], [[Flankendiffusion]] usw.). Die Berechnungsergebnisse zeigen, dass die [[PE]]-Folie ([[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] 100 m) keine signifikante Austrocknung der Feuchtigkeit aus der 200 mm starken Dämmschicht ermöglicht. In der Wärmedämmebene ausgefallenes Kondensat kann nicht mehr entweichen. Auch mit einer Dampfbremse mit einem konstanten sd-Wert von 5 m bestehen im Vergleich nur sehr geringe Trocknungsreserven. <br />
Die aus der Konstruktion innerhalb eines Jahres austrocknende Feuchtigkeitsmenge in g/m² beschreibt das Bauschadens-Freiheits-Potenzial und definiert damit die Höhe des Schutzes bei unvorhergesehen eingedrungener Feuchtigkeit (z. B. durch [[Konvektion]], [[Flankendiffusion]] usw.). Die Berechnungsergebnisse zeigen, dass die [[PE]]-Folie ([[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] 100 m) keine signifikante Austrocknung der Feuchtigkeit aus der 200 mm starken Dämmschicht ermöglicht. In der Wärmedämmebene ausgefallenes Kondensat kann nicht mehr entweichen. Auch mit einer Dampfbremse mit einem konstanten s<sub>d</sub>-Wert von 5 m bestehen im Vergleich nur sehr geringe Trocknungsreserven. <br />
Für die richtungsabhängig variable [[Dampfbremse]] ergibt sich eine Trocknungsreserve von 1.700 g/m²·Jahr. Diese ist geringer als die der Konstruktion mit der pro clima [[DB+]]. Diese
Für die richtungsabhängig variable [[Dampfbremse]] ergibt sich eine Trocknungsreserve von 1.700 g/m²·Jahr. Diese ist geringer als die der Konstruktion mit der pro clima [[DB+]]. Diese
verfügt über eine wesentlich höhere Austrocknung und weist erhebliche Sicherheitsreserven von 2.900 g/m²·Jahr auf.  <br />
verfügt über eine wesentlich höhere Austrocknung und weist erhebliche Sicherheitsreserven von 2.900 g/m²·Jahr auf.  <br />
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Besonders deutlich wird der Unterschied bei dem nach Süden ausgerichteten Steildach. Aber auch das nordorientierte Steildach weist ca. 8-10 °C höhere Spitzentemperaturen als das bekieste Flachdach auf. Wie beim Steildach besteht beim Kiesdach mit [[PE]]-Folie keine Austrocknung aufgrund des hohen [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]]es von 100 m. Auch die Dampfbremse mit einem konstanten s<sub>d</sub>-Wert von 5 m bietet keine nennenswerten [[Rücktrocknung]]ssicherheiten. <br />
Besonders deutlich wird der Unterschied bei dem nach Süden ausgerichteten Steildach. Aber auch das nordorientierte Steildach weist ca. 8-10 °C höhere Spitzentemperaturen als das bekieste Flachdach auf. Wie beim Steildach besteht beim Kiesdach mit [[PE]]-Folie keine Austrocknung aufgrund des hohen [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]]es von 100 m. Auch die Dampfbremse mit einem konstanten s<sub>d</sub>-Wert von 5 m bietet keine nennenswerten [[Rücktrocknung]]ssicherheiten. <br />
Dies ist eine Folge der verringerten Bauteiltemperaturen, welche die Rückdiffusion reduzieren. Bereits bei geringen unvorhergesehenen Feuchtebelastungen ist ein Bauschaden unvermeidbar. Die richtungsabhängig feuchtevariable Dampfbremse bietet eine mögliche Austrocknung von 1.200 g/m²·Jahr.  <br />
Dies ist eine Folge der verringerten Bauteiltemperaturen, welche die Rückdiffusion reduzieren. Bereits bei geringen unvorhergesehenen Feuchtebelastungen ist ein Bauschaden unvermeidbar. Die richtungsabhängig feuchtevariable Dampfbremse bietet eine mögliche Austrocknung von 1.200 g/m²·Jahr.  <br />
Die Konstruktion mit der pro clima [[DB+]] verfügt über ein höheres Bauschadens-Freiheits-Potenzial von 1.700 g/m²·Jahr. Obwohl die Oberflächentemperatur des Kiesdachs deutlich reduziert ist, bietet die Hochleistungs-Dampfbremse [[INTELLO Familie|INTELLO]] der Konstruktion im Vergleich ein sehr hohes Sicherheitspotenzial. Innerhalb eines Jahres kann das betrachtete Bauteil gemäß den  [[Delphin]]-Berechnungen [14] ca. 2.200 g/m² Wasser austrocknen (siehe Abb. 17).
Die Konstruktion mit der pro clima [[DB+]] verfügt über ein höheres Bauschadens-Freiheits-Potenzial von 1.700 g/m²·Jahr. Obwohl die Oberflächentemperatur des Kiesdachs deutlich reduziert ist, bietet die Hochleistungs-Dampfbremse [[INTELLO Familie|INTELLO]] der Konstruktion im Vergleich ein sehr hohes Sicherheitspotenzial. Innerhalb eines Jahres kann das betrachtete Bauteil gemäß den  [[Delphin]]-Berechnungen ca. 2.200 g/m² Wasser austrocknen (siehe Abb. 17).


===== Begrüntes Flachdach =====
===== Begrüntes Flachdach =====
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Das Bauteil verfügt über ausreichende Sicherheiten bei unvorhergesehenem Feuchteeintrag. Hier wird der berücksichtigte Einfluss aus dem Bewuchs (Verschattung) und die dadurch im
Das Bauteil verfügt über ausreichende Sicherheiten bei unvorhergesehenem Feuchteeintrag. Hier wird der berücksichtigte Einfluss aus dem Bewuchs (Verschattung) und die dadurch im
Datensatz enthaltene Sicherheit deutlich. Die Bauschadens-Freiheits-Potential der [[DB+]] ist zwar nur geringfügig geringer, jedoch ist die INTELLO aufgrund der zügigeren Austrocknung über die Jahre betrachtet für die anspruchsvollen Gründachkonstruktionen die bessere Alternative. <br />
Datensatz enthaltene Sicherheit deutlich. Die Bauschadens-Freiheits-Potential der [[DB+]] ist zwar nur geringfügig geringer, jedoch ist die INTELLO aufgrund der zügigeren Austrocknung über die Jahre betrachtet für die anspruchsvollen Gründachkonstruktionen die bessere Alternative. <br />
Die richtungsabhängig variable Dampfbremse sowie die Dampfbremse mit einem sd-Wert von 5 m liegen unter 1.000 g/m²·Jahr (siehe Abb. 18) und verfügen demnach über deutlich geringere Rücktrocknungsreserven im Vergleich. Für begrünte Flachdächer ist eine Bahn aus der [[INTELLO-Familie]] aufgrund der höheren Reserven die bessere Wahl.
Die richtungsabhängig variable Dampfbremse sowie die Dampfbremse mit einem s<sub>d</sub>-Wert von 5 m liegen unter 1.000 g/m²·Jahr (siehe Abb. 18) und verfügen demnach über deutlich geringere Rücktrocknungsreserven im Vergleich. Für begrünte Flachdächer ist eine Bahn aus der [[INTELLO-Familie]] aufgrund der höheren Reserven die bessere Wahl.


==== Einfluss der Dämmschichtdicke ====
==== Einfluss der Dämmschichtdicke ====
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