Diffusion - Berechnungsmodelle

Berechnung der Feuchteströme mit unterschiedlichen Verfahren

Zur Berechnung von Feuchtebelastungen innerhalb von Bauteilen stehen stationäre und dynamische Rechenverfahren zur Verfügung. Die Norm lässt derzeit im Regelfall nur stationäre Berechnungsverfahren zu. Materialverhalten wie kapillares Leitungsvermögen und Sorptionsverhalten werden nur in dynamischen Verfahren berücksichtigt, die noch keinen Eingang in den allgemeinen Normenalltag gefunden haben.

Berechnung nach Glaser, DIN EN ISO 13788

In der DIN 4108-3 und DIN EN ISO 13788 wird weiterhin auf das Verfahren nach Glaser zurückgegriffen. Dieses berechnet anfallende Kondensatmengen in Konstruktionen unter Annahme eines Blockwinterklimas und eines Blocksommerklimas:

Randbedingungen DIN 4108-3: „Glaserverfahren“ (stationär)

Winter (Dauer 60 Tage)

Innen:   +20 °C / 50% rel. Luftfeuchte
Außen:  -10 °C / 80% rel. Luftfeuchte

Sommer (Dauer 90 Tage)

Innen:   +12 °C / 70% rel. Luftfeuchte
Außen: +12 °C / 70% rel. Luftfeuchte

Berechnung der gekoppelten Wärme- und Feuchtetransporte bei natürlichen Klimabedingungen

Das Verfahren nach Glaser ist eine Näherung für die Beurteilung von Konstruktionen, es entspricht aber nicht der Realität. Einerseits unterscheiden sich die Blockklimadaten vom realen Klima, andererseits werden wichtige Transportmechanismen wie Sorption und Kapillarität nicht berücksichtigt.

Die DIN 4108-3 verweist deshalb darauf, dass dieses Verfahren nicht für begrünte Dachkonstruktionen als Nachweis der Bauschadensfreiheit geeignet ist, sondern instationäre Simulationsverfahren verwendet werden müssen. Bekannte Softwarelösungen sind Delphin vom Institut für Bauklimatik, Dresden und WUFI pro vom Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Holzkirchen. Diese Programme berechnen den gekoppelten Wärme- und Feuchtetransport von mehrschichtigen Bauteilen unter natürlichen Klimabedingungen, inkl. der Berücksichtigung von Temperatur und Feuchte, Sonnenlicht absorption, Wind, Verdunstungskälte, wie auch von Sorption und Kapillarität der Baustoffe. Die Programme wurden mehrfach validiert, d. h. dass die Ergebnisse aus den Rechnungen mit Freilandversuchen verglichen wurden. Für die Berechnung werden die entsprechenden Klimadaten eines Jahres als Stundenwerte benötigt. Es stehen Klimadaten von einigen tausend Messstationen rund um den Erdball zur Verfügung. Diese beinhalten sowohl gemäßigte als auch extreme Klimabereiche.

Für die Simulationsberechnungen wird das Bauteil mit seiner Schichtenfolge in das Programm eingegeben und ein mehrjähriger Verlauf analysiert. Es ist dann ersichtlich, ob sich Feuchtigkeit im Bauteil akkumuliert, d. h. der Gesamtfeuchtegehalt der Konstruktion über den betrachteten Zeitraum ansteigt, oder ob das Bauteil trocken bleibt. Auf diese Weise ist aber nicht erkennbar, wie hoch die Trocknungsreserve einer Konstruktion ist.

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