Bauphysik Studie: Unterschied zwischen den Versionen

;Berechnungen des Bauschadensfreiheitspotentials von Wärmedämmungen in Holz- und Stahlbaukonstruktionen

;Feuchtevariable Dampfbremsen pro clima DB+ und INTELLO mit intelligentem Feuchtemanagement

Die Studie beschreibt die Berechnung des Bauschadensfreiheitspotentials einer Steildachkonstruktion, wie Bauschäden in Wärmedämmkonstruktionen entstehen

und wie sich Konstruktionen sicher gegen [[Bauschaden|Bauschäden]] schützen lassen.

Damit Bauschäden und [[Schimmel]] ausgeschlossen werden können, sollte daher das Trocknungsvermögen von Feuchtigkeit aus der Konstruktion heraus im Vordergrund stehen. Konstruktionen mit einem hohen Trocknungsvermögen bei gleichzeitig reduzierten Feuchteeinträgen, wie sie [[Dampfbremse]]n mit variablem [[sd-Wert|s_d-Wert]] ermöglichen, bieten auch bei unvorhergesehenen Feuchtebelastungen eine hohe Sicherheit gegen Bauschäden.

=== Kondensation - Taupunkt - Tauwassermenge ===

{|align="right"

|valign="top"| [[Bild:BPhys GD 2Studie 01-Luftfeuchte.jpg|right|thumb|210px|1. Unter Normklimabedingungen <br />(20&nbsp;°C / 50&nbsp;% rel. Luftfeuchte) wird der Taupunkt bei 9,2&nbsp;°C erreicht.<br />

Bei -10&nbsp;°C <br />fällt Kondensat von '''6,55&nbsp;g/m³''' Luft aus.]]

|valign="top"| [[Bild:BPhys GD 2Studie 02-Luftfeuchte.jpg|right|thumb|210px|2. Bei erhöhter Raumluftfeuchtigkeit von '''65&nbsp;%''' rel. Luftfeuchte wird der Taupunkt schon bei 13,2&nbsp;°C erreicht.<br />

Bei -10&nbsp;°C <br />fällt Kondensat von '''9,15&nbsp;g/m³''' Luft aus.]]

Die [[Wärmedämmung]] in Holz- und Stahlbauten trennt die warme Innenluft mit ihrem hohen Feuchtegehalt von der winterlich kalten Außenluft mit geringer absoluter [[Luftfeuchtigkeit|Feuchtigkeit]]. Dringt warme Innenraumluft in der kalten Jahreszeit (z. B. durch [[Konvektion]]) in ein Bauteil ein, kühlt sie sich auf ihrem Weg durch die Konstruktion ab. Aus dem in der Luft enthaltenen Wasserdampf kann flüssiges Wasser auskondensieren. Ursächlich für den Wasserausfall ist das physikalische Verhalten der Luft: <br />  

Warme Luft kann mehr Wasser aufnehmen als kalte Luft. ''(siehe auch: [[Luftfeuchtigkeit]])''. Bei höherer rel. Raumluftfeuchtigkeit (z. B. Neubauten mit 65 %) erhöht sich die [[Taupunkttemperatur]] und als unmittelbare Folge die Tauwassermenge (Siehe Abb. 1 und 2). <br />

Tauwasser fällt an, wenn sich eine [[diffusionsdicht]]ere Bauteilschicht unterhalb der Taupunkttemperatur befindet. Das heißt: <br />

Bauphysikalisch ungünstig sind Bauteilschichten, die auf der Außenseite der Wärmedämmung diffusionsdichter sind als die Bauteilschichten auf der Innenseite. Sehr problematisch ist es, wenn warme Luft durch [[Konvektion|konvektive Ströme]], d. h. infolge von Undichtheiten in der [[Luftdichtung]]sebene, in das Bauteil gelangen kann.  

Ein niedriger s_d-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. [[Unterspannbahn]]en).

Der Wasserdampf orientiert sich zunächst am [[μ-Wert]], dann erst an der Dicke der Baustoffschicht. Das heißt, dass bei einem höheren μ-Wert der Tauwasserausfall schneller auftritt als bei einem niedrigen μ-Wert. <br />

Im Bereich von Unterspannbahnen besteht wegen der häufig fehlenden Temperatur- und Feuchtedifferenz nur ein geringes Dampfdruckgefälle. Das erklärt, warum es auch bei

diffusionsoffenen Unterspannbahnen zu Bauschäden kommen kann, wenn der Feuchtestrom im Bauteil erhöht ist. [[Unterdeckbahn|Unterdeck-]] und [[Unterspannbahn]]en mit [[monolithisch]]er porenfreier Membran, z. B. [[SOLITEX UD]], die [[SOLITEX MENTO Reihe]] und [[SOLITEX PLUS]], bieten hier Vorteile, da die Diffusion nicht passiv durch Poren, sondern aktiv entlang der Molekülketten erfolgt. <br />

Der Diffusionswiderstand von SOLITEX UD und SOLITEX PLUS ist variabel. Bei [[Kondensat]]gefahr reduziert er sich unter 0,02 m. Die Bahn ermöglicht dann einen extrem schnellen und aktiven Feuchtetransport und schützt die Konstruktion optimal gegen Tauwasser und Schimmelbefall.

Wenn Wasser in der Konstruktion ausfällt, kann es im kalten Winterklima zu einer Reif- oder Eisbildung unterhalb der Unterspann- bzw. Unterdeckbahn kommen. Eis ist für Wasserdampf undurchlässig und stellt eine [[Dampfsperre]] auf der Außenseite dar. Konstruktionen, die außen eine diffusionshemmende oder diffusionsdichte Schicht haben, sind bauphysikalisch kritischer als nach außen diffusionsoffener werdende Konstruktionen. <br />

Zu den diffusionsdichten Konstruktionen gehören z. B. Steildächer mit diffusionshemmender Vordeckung, z. B. Bitumenbahnen, Dächer mit Blecheindeckungen, Flachdächer und Gründächer. An der diffusionsdichten Schicht staut sich die Feuchtigkeit in der Konstruktion und es kommt zu einem [[Kondensat]]ausfall.

Eine Feuchtebelastung innerhalb einer Wärmedämmkonstruktion, z. B. im Dach, kann verschiedene Ursachen haben. Zum Beispiel kann durch eine undichte [[Dachhaut]] Wasser eindringen (Anschlusspunkte, Nahtstellen, Unwetter, Nagetiere). Dies können große Mengen Feuchtigkeit sein, bei denen das Wasser in den bewohnten Raum tropft. Geringe Leckagen können zu einer schleichenden Auffeuchtung führen. Diese ist oft begleitet durch [[Schimmel]]befall der in der Konstruktion enthaltenen Materialien. Eine Belastung der Konstruktion durch Feuchtigkeit kann aber auch von innen erfolgen durch:

; Vorhersehbare Feuchtebelastung:

* Diffusionsvorgänge (s.u.)

;Unvorhergesehene Feuchtebelastung:

* Erhöhte [[Einbaufeuchte]] der verwendeten Baustoffe  

* Nicht koordinierter Bauablauf

Je weniger Feuchtigkeit in eine Konstruktion eindringen kann, umso geringer ist die Gefahr eines Bauschadens – so dachte man früher. Das heißt, die Verwendung von [[Dampfsperre]]n mit hohen Diffusionswiderständen würde Bauschäden verhindern. Dass die Realität anders ist, wurde bereits vor über 15 Jahren bei der Markteinführung der pro clima DB+ mit einem [[sd-Wert|s_d-Wert]] von 2,30&nbsp;m durch bauphysikalische Berechnungen belegt.  

Aktuell entsprechen diese sogenannten Dicht-Dicht-Bauteile bei Flachdachkonstruktionen (innen Dampfsperre s_d > 100 m – außen dampfdichte Abdichtung) nach Aussagen von anerkannten Bauphysikern aus Wissenschaft und Praxis nicht mehr den „Regeln der Technik“. Ein Konsenspapier, das als Ergebnis des 2. Internationalen Holz[Bau]Physik-Kongresses im Februar 2011 veröffentlicht wurde, macht zu unbelüfteten Flachdachkonstruktionen in Holzbauweise die folgende Angabe: Dampfsperren „unterbinden die sommerliche Umkehrdiffusion, die zur Trocknung des winterlichen Feuchteeintrags aus Dampftransport per Luftströmung (Konvektion) durch unvermeidliche Restleckagen erforderlich ist“. <ref name="Qu_01" />

Insofern dürfen derartige Bauteile entweder nur funktionsfähig belüftet ausgeführt werden oder wenn nachgewiesen wird, dass die Bauteile über [[Rücktrocknungspotential]]e verfügen. Dies kann z. B. durch die Wahl einer geeigneten Dampfbrems- und Luftdichtungsbahn auf der Innenseite des Bauteils erreicht werden.

Des Weiteren zeigen Untersuchungen an Außenwänden in Nordamerika aus dem 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 [[Kondensat]]menge, welche durch eine [[Dampfbremse]] mit einem [[sd-Wert|s_d-Wert]] von 3,30&nbsp;m während eines Winters diffundiert <ref name="Qu_03" />.

{{Textrahmen01|'''Fazit:''' <br /> Auch in Konstruktionen mit [[Dampfsperre]]n, deren rechnerische [[sd-Wert|s_d-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.}}

==== Feuchtebelastung durch Konvektion ====

{|align="right" width="180px" style="border-style:solid; border-width:1px; class="rahmenfarbe1"

| colspan="2" |'''3. Feuchtigkeitsmenge durch Konvektion'''

|valign="top" colspan="2" | [[Bild:BPhys GD 1 05_Konvekt_Fuge_Feuchte1-01.jpg|left|220px|]]

|Feuchtetransport ||  

|durch Dampfbremse: <br /> durch 1 mm Fuge: || 0,5 g/m² x 24 h <br />  800 g/m x 24 h

|'''Erhöhung Faktor:''' || '''1.600'''

| <small>''Randbedingungen:''</small>

|<small>''Dampfbremse sd-Wert'' <br /> ''Innentemperatur'' <br /> ''Außentemperatur''</small>|| <small>''= 30 m'' <br /> ''= +20 °C'' <br /> ''= -10 °C''</small>

| valign="top" | <small>''Druckdifferenz''</small> || <small>''= 20 Pa <br />~ Windstärke 2-3</small>''

| colspan="2" | <small>Messung: [[Institut für Bauphysik]], Stuttgart<ref name="Qu_04" /></small>

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)

Für Konstruktionen mit außen diffusionsdichten Bauteilschichten hat ein Feuchteeintrag über Konvektion schnell einen Bauschaden zur Folge. Konvektive Feuchtemengen können wegen ihrer hohen Feuchtelast aber auch für diffusionsoffene Bauteile auf der Außenseite gefährlich werden, vor allem wenn bereits [[Tauwasser]] ausgefallen ist.

==== Konstruktiv bedingte Feuchtigkeit - Flankendiffusion ====

Es sind in der Praxis Bauschäden aufgetreten, die sich allein mit [[Diffusion]]s- und [[Konvektion]]svorgängen nicht erklären ließen. 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="margin: 0 0 0 15px;"  

|'''4. Bauschaden: Feuchteeintrag<br />trotz luftdichtem Anschluss und<br />Verwendung einer [[Dampfsperre]]'''  

||'''5. Ursache des Feuchteeintrags: <br />[[Feuchtetransport]] über die <br />Flanke, hier das Mauerwerk'''

|[[Bild:BPhys GD 2Studie 09b Dachschn.Flankendiffusion-01.jpg|left|thumb|200px|Luftdichte Konstruktion mit [[PE]]-Folie und luftdichter

Putzschicht, außen Bitumendachbahn.]]

|[[Bild:BPhys GD 1 09_Dachschn.Flankendiffusion-01.jpg|left|thumb|200px|Feuchteeintrag durch Flankendiffusion über das angrenzende

Mauerwerk.]]

;Die Konstruktion

Dach, außenseitig Holzschalung und Bitumendachbahn, innenseitig Kunststofffolie aus [[Polyethylen]] (PE), dazwischen der mit [[Mineralwolle]] voll ausgedämmte Sparrenzwischenraum. Trotz perfekter [[Luftdichtheit]] tropfte im Sommer Wasser aus den Anschlüssen der Bahn auf die unteren angrenzenden Bauteile. <br />

Zunächst wurde angenommen, dass die Ursache erhöhte [[Einbaufeuchtigkeit]] sei. Da das Abtropfen von Jahr zu Jahr zunahm, war dies ausgeschlossen. Nach 5 Jahren wurde das Dach geöffnet. Die Holzschalung war bereits größtenteils verfault. <br />

Diskutiert wurde der Feuchteeintrag durch Flankendiffusion. Dabei dringt Feuchtigkeit über die Flanke des seitlichen Luftdichtungsanschlusses, hier ein porosiertes Ziegelmauerwerk, ins Dach ein. Der Feuchtestrom umgeht dadurch die [[PE]]-Folie. (siehe Abb. 4 und 5)<br />

Unter Bauphysikern wurde der Sachverhalt zu Beginn kontrovers diskutiert, bis Künzel <ref name="Qu_08" /> 1997 die Flankendiffusion mit Hilfe von Berechnungen des zweidimensionalen Wärme- und [[Feuchtetransport]]s mit [[WUFI|WUFI 2D]] rechnerisch nachwies. <br />

Nach der Berechnung erhöhte sich die Holzfeuchtigkeit über dem Ziegelmauerwerk bereits nach einem Jahr auf ca. 20 % und damit bereits über die [[schimmel]]kritische Grenze, nach 3 Jahren stieg sie auf 40 % und nach 5 Jahren auf 50 %.

{|align="right"

|[[Bild:BPhys GD 1 10_Dachschn.Baust._Feuchte-01.jpg|right|thumb|200px|Unvorhergesehen: <br /> Feuchtigkeit aus Baustoffen]]

Ein Dach mit Sparren 6/24 und einem Sparrenabstand e = 0,70 m hat pro m² Dachfläche 1,5 lfm Sparren. Bei 10 % Feuchtigkeit enthält diese Dachfläche ca. 1,1 l Wasser aus dem Sparrenanteil.

;Das bedeutet:

Wenn die Holzfeuchte zu Beginn 30 % beträgt, muss, damit die [[schimmel]]kritische Feuchtigkeit von 20 % unterschritten wird, 1,1 l Wasser/m² Dachfläche austrocknen können.

Dieses Rechenbeispiel gilt auch für eine Holzschalung von 20 mm Stärke. Der Feuchtegehalt bei 10 % Holzfeuchte beträgt ca. 1,2 l Wasser pro m². Bei 30 % rel. Anfangsfeuchtigkeit, nach einem Regentag keine Seltenheit, müssen zur Unterschreitung der Schimmelgrenze 1,2 l Wasser pro m² Dachfläche austrocknen. Für Sparren und Holzschalung zusammen sind das ca. 2,3 l pro m² Dachfläche.

Die vielfältigen Möglichkeiten des Feuchteeintrags zeigen, dass im Baualltag die Feuchtebelastung einer Konstruktion nie auszuschließen ist. Wenn es darum geht schadens- und schimmelfrei zu bauen, ist die Erhöhung des Trocknungsvermögens eine wesentlich effektivere und sicherere Lösung, als sich darauf zu konzentrieren, möglichst wenig Feuchtigkeit in die Konstruktion gelangen zu lassen.

{{Textrahmen01|'''Trocknungsvermögen > Feuchtebelastung -> 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.}}

== „Intelligente“ Dampfbremsen ==

{|align="right" width="180px" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 15px;" class="rahmenfarbe1"

|[[Bild:BPhys GD 2Studie 06 Intello Dachschn-Erkl Sommer-Winter .jpg|right|thumb|220px|Darstellung der rel. Luftfeuchtigkeiten <br /> an der Dampfbremse, <br /> abhängig von der Jahreszeit.]]

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_d-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, nach außen.

Die Richtung des Diffusionsstroms wird durch das Gefälle des Wasserdampfteildrucks bestimmt. Dieser ist abhängig von der Temperatur und dem Feuchtegehalt der Luft in bzw. außerhalb eines Gebäudes. Betrachtet man vereinfacht nur die Temperatur, so strömt die Feuchtigkeit von der warmen Seite zur kalten Seite. Im Winter von innen nach außen und im Sommer von außen nach innen. Messungen in  Dachkonstruktionen haben gezeigt, dass im winterlichen Klima durch den Transport der Feuchtigkeit im Sparrenfeld nach außen die Dampfbremse in einer mittleren Umgebungsfeuchtigkeit von ca. 40 % liegt. Im  sommerlichen Klima kommt es bei [[Feuchtigkeit]] im Sparrenfeld dagegen  zu einer erhöhten relativen Luftfeuchtigkeit an der Dampfbremse, z. T.  sogar zu Sommerkondensat. (siehe Abb. 6)

* Seit 1991 hat sich die [[DB+]] bewährt. Ihr Diffusionswiderstand kann Werte zwischen 0,6 und 4 m annehmen.  

* Seit 2004 bewährt sich die Hochleistungs-Dampfbremse [[INTELLO]]. INTELLO hat - wie auch die [[INTELLO PLUS]] und die [[INTESANA]] - einen besonders großen, in allen Klimabereichen wirksamen feuchtevariablen Diffusionswiderstand von 0,25 m bis über 10 m. (siehe Abb. 9)

| rowspan="2"|Diffusionsstrom ||colspan="2" height="20px"|[[Wasserdampfdurchlässigkeit|W_DD-Wert]] in g/m² pro Woche

| im Winter || im Sommer

|Diffusionsrichtung || nach außen Richtung <br /> [[Unterdach]] ||nach innen Richtung <br /> [[Dampfbremse]]

| height="40px" | [[DB+]] || align="center"| 28 || align="center"| 175

| [[INTELLO]] <br /> [[INTELLO PLUS]] <br /> [[INTESANA]] || align="center"| 7 || align="center"| 560

Dieses hohe Austrocknungsvermögen bewirkt, dass ein Bauteilgefach schon im Frühjahr schnell austrocknet. Dampfbremsen, die im feuchten Bereich [[sd-Wert|s_d-Wert]]e von mehr als 1 m aufweisen, bieten keine nennenswerten zusätzlichen Sicherheiten.

In Zeiten besserer [[Luftdichtung]]en und damit verbundenen erhöhten [[Luftfeuchtigkeit]]en in Neubauten in Massivbauweise kommt dem [[Diffusionswiderstand]] bei höherer rel. Luftfeuchtigkeit (rel.LF) eine  wichtige Bedeutung zu.<br clear="all" />

===== Neubauten: Die 60/2 Regel =====

{|align="right" width="180px" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 15px;" class="rahmenfarbe1"

| '''10. Neubau und Bauphase <br /> Regel 60/2 und 70/1,5'''

|[[Bild:BPhys GD 2Studie 32 Diagr Diffusion Regeln.jpg|right|thumb|260px|Empfohlene Mindest-[[sd-Wert|s_d-Werte]] während der Bauphase, bei Neubaufeuchte und für Feuchteräume von Wohnhäusern.]]

===== Bauphase: Die 70/1,5 Regel =====

In der Bauphase, wenn verputzt oder [[Estrich]] verlegt wurde, herrscht im Gebäude eine sehr hohe Raumluftfeuchte von zum Teil über 90&nbsp;%. Der [[sd-Wert|s_d-Wert]] einer [[Dampfbremse]] sollte dann mehr als 1,5&nbsp;m betragen, um die Konstruktion vor einem zu hohen Feuchteeintrag aus dem Baustellenklima zu schützen. <br />

[[INTELLO]], [[INTELLO PLUS]] und [[INTESANA]] haben bei 70&nbsp;% mittlerer Feuchte einen [[sd-Wert|s_d-Wert]] von 2&nbsp;m. Übermäßige Raumluftfeuchte in der Bauphase über einen langen Zeitraum schädigt alle Bauteile im Gebäude, führt zu deren Feuchteanreicherung und sollte zügig durch Fensterlüftung entweichen können. Ggf. können Bautrockner erforderlich sein. (Siehe Abb. 10)

Das „intelligente“ Verhalten der feuchtevariablen Dampfbremsen macht Wärmedämmkonstruktionen sehr sicher, auch bei unvorhergesehenem Feuchtigkeitseintrag in die Konstruktion, z. B. durch widrige Klimabedingungen, Undichtheiten, [[Flankendiffusion]] oder erhöhte Einbaufeuchtigkeit von Bauholz oder Dämmstoff. Die feuchtevariablen pro clima Dampfbremsen wirken wie eine Feuchtigkeitstransportpumpe, die aktiv Feuchtigkeit aus dem Bauteil zieht, welche sich evtl. unvorhergesehen in ihm befindet.<br clear="all" />

== Ermittlung des Sicherheitspotentials einer Dachkonstruktion ==

=== Berechnung des Bauschadensfreiheitspotentials (BSFP) ===

Zu Beginn der Berechnung wird eine definierte Feuchtemenge in die Wärmedämmung eingebracht. Die Berechnung zeigt, wie schnell diese wieder austrocknen kann. Die Trocknungsmenge, die pro Jahr unter der Annahme der erhöhten Anfangsfeuchtigkeit aus der Konstruktion entweichen kann, ist das Bauschadensfreiheitspotential der Konstruktion. Die Berechnungen erfolgen unter ungünstigen Bedingungen (z. B. Nordseite eines Steildaches), in unterschiedlichen Klimabereichen (z. B. Hochgebirge) und mit unterschiedlichen Dachformen (Steildach, bekiestes oder begrüntes Flachdach). Bauphysikalisch günstigere Konstruktionen bieten entsprechend höhere Sicherheiten.

==== Definition des Bauschadensfreiheitspotentials ====

'''Das Bauschadensfreiheitspotential (BSFP) gibt an, wie viel [[Baufeuchte|Feuchtigkeit]] unvorhergesehen durch Undichtheiten, [[Flankendiffusion]], [[Einbaufeuchte|feuchte Baustoffe]] in eine Konstruktion eindringen kann, ohne einen [[Bauschaden]] oder einen [[Schimmel]]befall zu verursachen. '''

{|align="right" width="180px" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 15px;" class="rahmenfarbe1"

|-

==== Einflussfaktoren auf die Höhe des Bauschadensfreiheitspotentials ====

Das Bauschadensfreiheitspotential wird weiterhin durch die gewählte Dämmschichtdicke beeinflusst. Große Dämmstärken führen i. d. R. zu verringerten Rücktrocknungsmengen, da die Durchwärmung des Bauteils langsamer erfolgt und als Folge die Rücktrocknungszeiträume kürzer werden.

Um den Einfluss der Dampfbremse auf das Bauschadensfreiheitspotential zu verdeutlichen, wird in der Berechnung ein diffusionsdichtes [[Unterdach]] angenommen. Zudem können im Winter diffusionsoffene Unterdächer durch gefrierendes Tauwasser zu [[Dampfsperre]]n werden.

==== Bauschadensfreiheitspotential Steildach in Holzkirchen, Nordseite, 40° Dachneigung ====

{{{TabH1/2 r}} Berechnung des Bauschadensfreiheitspotentials <br /> Standort Holzkirchen, Dach

| [[Bild:BPhys GD 2Studie 16 BSFP N 40.jpg |center|thumb|300px|16. Bauschadensfreiheitspotential <br /> '''[[Steildach]]''', Nordseite, 40° Dachneigung]]

| [[Bild:BPhys GD 2Studie 17 BSFP Kiesdach.jpg|center|thumb|300px|17. Bauschadensfreiheitspotential <br /> '''[[Flachdach]]''' mit 5 cm Kies]]

| [[Bild:BPhys GD 2Studie 18 BSFP Gruendach.jpg|center|thumb|300px|18. Bauschadensfreiheitspotential <br /> '''[[Gründach]]''' mit 10 cm Aufbau]]

| [[Bild:BPhys GD 2Studie 19 BSFP INTELLO und sd5.jpg|center|thumb|300px|19. BSFP mit INTELLO und s_d-Wert 5 m: <br /> verschiedene Dämmdicken]]

Die Trocknungsgeschwindigkeit der erhöht angenommenen Anfangsfeuchtigkeit beschreibt das Bauschadensfreiheitspotential der Konstruktion gegenüber unvorhergesehener Feuchtigkeit ([[Konvektion]], [[Flankendiffusion]] etc.). Die Berechnungsergebnisse zeigen, dass die [[PE]]-Folie ([[sd-Wert|s_d-Wert]] 100 m) keine Austrocknung der 200 mm starken Dämmschicht ermöglicht. [[Baufeuchte|Feuchtigkeit]], die sich in der [[Konstruktion]] befindet, kann nicht mehr entweichen. Bei einer [[Dampfbremse]] mit einem konstanten [[sd-Wert|s_d-Wert]] von 5 m bestehen nur geringe Trocknungsreserven. Die Konstruktion mit der pro clima [[DB+]] führt zu einer wesentlich schnelleren Austrocknung und weist erhebliche Sicherheitsreserven auf von 1800 g/m² x Jahr.

Die Hochleistungs-Dampfbremse [[INTELLO]] bietet der Konstruktion das größte Sicherheitspotential. Innerhalb eines Jahres kann die Konstruktion gemäß den [[WUFI pro]] -Berechnungen mit ca. 3.400 g/m² Wasser pro Jahr belastet werden, ohne dass ein [[Bauschaden]] eintritt. (Siehe Abb. 16)

==== Bauschadensfreiheitspotential Flachdächer ====  

Dahingegen verfügt die Konstruktion mit der pro clima [[DB+]] über ein Bauschadensfreiheitspotential von 700 g/m² x Jahr. Obwohl die Oberflächentemperturen des Kiesdaches deutlich reduziert sind, bietet die Hochleistungs-Dampfbremse [[INTELLO]] der Konstruktion ein ansehnliches Sicherheitspotential. Innerhalb eines Jahres kann das Bauteil gemäß den [[WUFI pro]]-Berechnungen pro Jahr mit ca. 1.500 g/m² Wasser belastet werden, ohne dass ein Bauschaden eintritt. (Siehe Abb. 17)

[[Gründach|Begrünte Flachdachkonstruktionen]] verhalten sich aufgrund der dicken Substratschicht und den darin gespeicherten Wassermengen nochmals etwas träger als die Variante mit Kiesschüttung. Die Temperaturen auf der Abdichtungsbahn erreichen im Sommer Maximalwerte von 35-40 °C. Trotzdem verfügt die unbeschattete Konstruktion mit 200 mm Dämmstärke und einer [[INTELLO]] bzw. [[INTELLO PLUS]] über ein Bauschadensfreiheitspotential von 700 g/m² x Jahr. Das Bauteil verfügt über ausreichende Sicherheiten bei einem unvorhergesehenen Feuchteeintrag. Hier wird der berücksichtigte Einfluss aus dem Bewuchs (Verschattung) und die dadurch im Datensatz enthaltene Sicherheit deutlich. Für begrünte Flachdächer sind die [[INTELLO]] und [[INTELLO PLUS]] die erste Wahl. Die [[DB+]] bietet für Gründachkonstruktionen ausreichende Bauschadensfreiheitspotentiale bis zu einer Höhenlage von 400 m ü. NN.

Hoch wärmegedämmte Konstruktionen haben ein reduziertes Bauschadensfreiheitspotential. Der Hintergrund ist, dass bei steigender Dämmdicke die Durchwärmung des Bauteils zögerlicher verläuft. Dadurch wird der Vorgang der Verdunstung von unvorhergesehenen Feuchteeinträgen verlangsamt. Da die Außenklimabedingungen

Abb. 19 zeigt das Bauschadensfreiheitspotential der oben vorgestellten Konstruktion mit der INTELLO mit den Dämmstärken 200, 300 und 400 mm.

Bei 200 mm Dämmdicke beträgt das Bauschadensfreiheitspotential ca. 3400, bei 300 mm ca. 3000 und bei 400 mm noch 2500 g/m² x Jahr.

Auch bei der DB+ hat die Dämmdicke einen Einfluss auf das Bauschadensfreiheitspotential. Die Konstruktion mit der DB+ verfügt bei 200 mm Dämmung über

ein Bauschadensfreiheitspotential von von 1800 g/m² x Jahr, bei 300 mm von 900 g/m² x Jahr und bei 400 mm Dämmschichtdicke über ein Bauschadensfreiheitspotential von 700 g/m² x Jahr.

Bei 200 mm Dämmstärke hat die Konstruktion mit der Dampfbremse mit dem konstanten [[sd-Wert|s_d-Wert]] von 5 m bereits ein sehr geringes Bauschadensfreiheitspotential.

| [[Bild:BPhys GD 2Studie 20 lufttemp.jpg|center|thumb|210px|20. Lufttemperatur (Davos, kalt)]]

==== Bauschadensfreiheitspotential Steildach in Davos, Nordseite, 40° Dachneigung ====

{{{TabH1/2 r}} Berechnung des Bauschadensfreiheitspotentials <br /> Standort Davos, Dach

|[[Bild:BPhys GD 2Studie 24 BSFP N 40.jpg|center|thumb|350px|24. Bauschadensfreiheitspotential <br /> Steildach, Nordseite, 40° Dachneigung]]

|[[Bild:BPhys GD 2Studie 27 Gebrtglk Kies 300.jpg|center|thumb|350px|27. Gebrauchstauglichkeit Kiesdächer <br /> <small>(bis 300 mm Dämmung/Holzkirchen)</small>]]

|[[Bild:BPhys GD 2Studie 28 Gebrtglk Gruen 200.jpg|center|thumb|350px|28. Gebrauchstauglichkeit Gründächer <br /> <small>(bis 200 mm Dämmung/Holzkirchen)</small>]]

Für die Berechnung wurde, um die Sonneneinstrahlung zu minimieren, ebenfalls der ungünstigste Fall angenommen, d. h. eine Nordausrichtung des Daches mit 40° Neigung und roter Ziegeldeckung. Die äußerst niedrige Temperatur im Winter führt zu einem hohen [[Tauwasser]]ausfall, so dass sich sogar die Konstruktion mit der [[PE]]-Folie auffeuchtet, auch wenn man annimmt, dass keine unvorhergesehene Feuchtebelastung gegeben ist. Bei einer Dampfbremse mit einem konstanten [[sd-Wert|s_d-Wert]] von 5 m ist kein Bauschadensfreiheitspotential ablesbar. Das Bauschadensfreiheitspotential der Konstruktion mit der [[DB+]] ist zu gering - die Austrocknung nicht ausreichend. <br />

Nur die Hochleistungs-Dampfbremse [[INTELLO]] bietet eine bauphysikalisch einwandfreie Konstruktion und zusätzlich ein Sicherheitspotential. Innerhalb eines Jahres kann die Konstruktion gemäß den [[WUFI pro]]-Berechnungen bis ca. 1300 g/m² Wasser pro Jahr belastet werden, ohne dass ein Bauschaden eintritt. (Siehe Abb. 25)

==== Bauschadensfreiheitspotential Gründach und Flachdach ====

==== Schlussfolgerungen Bauschadensfreiheitspotential ====

Mit den pro clima Dampfbrems- und Luftdichtungsbahnen [[INTELLO]]/[[INTELLO PLUS]] und [[DB+]] können für die mit einer Dämmschichtdicke/Dämmdicke von 200 mm berechneten Steildachkonstruktionen für Gebäudehöhenlagen bis 1000 m ü. NN sehr hohe Bauschadensfreiheitspotentiale realisiert werden. Auch bei  zusätzlicher [[Feuchtigkeit]] durch unvorhergesehene Einflüsse bleiben die Konstruktionen bauschadensfrei. [[Flankendiffusion]] bei einem Ziegelmauerwerk, wie von Ruhe<ref name="Qu_04" /> , Klopfer<ref name="Qu_05" /><ref name="Qu_06" /> und Künzel<ref name="Qu_07" /> beschrieben, können [[INTELLO]], [[INTELLO PLUS]] und [[DB+]] kompensieren, sollten aber bei großen Höhenlagen durch eine entsprechende Detailplanung vermieden werden. Die pro clima [[DB+]] hat sich seit über 20 Jahren in kritischen Konstruktionen mit ihrer Bauschadensfreiheit bewährt.  

In Gebirgslagen haben außen diffusionsdichte Steildächer mit [[INTELLO]] ein ausreichendes Bauschadensfreiheitspotential. Auch hier hat die Dicke der Dämmschicht einen Einfluss auf die Bauschadensfreiheit. Gemäß den Berechnungsbeispielen sind für Steildächer die Sicherheiten für die gebräuchlichen

Nach Möglichkeit sollten Flachdachkonstruktionen ohne zusätzliche Bauteilschichten außen geplant werden. Besonders hohe Sicherheiten haben unverschattete Bauteile mit schwarzen Bahnen (a ≥ 80 %). Diese sind unter Berücksichtigung weiterer Parameter (u. a. geringe Materialfeuchten, durch Prüfung sichergestellte [[Luftdichtheit]]) entsprechend Konsenspapier des 2. Internationalen Holz[Bau]Physik-Kongresses<ref name="Qu_01" /> nachweisfrei.

 

Zur einfachen Bemessung wurden in dem unter [[#Feuchtebelastung durch Diffusion|Feuchtebelastung durch Diffusion]] angegebenen Konsenspapier zu Flachdachkonstruktionen unter den folgenden Randbedingungen

die „7 goldenen Regeln für ein nachweisfreies Flachdach” <ref name="Qu_01" /> für Wohnräume nach [[DIN EN 15026]] identifiziert:

# Das Flachdach hat ein Gefälle ≥ 3 % vor bzw. ≥ 2 % nach Verformung und es

# ist dunkel (Strahlungsabsorption a ≥ 80 %), unverschattet und es hat

# wurden vor dem Schließen des Aufbaus die Holzfeuchten von Tragwerk und Schalung (u ≤ 15 ± 3 M-%) bzw. Holzwerkstoffbeplankung (u ≤ 12 ± 3 M-%) dokumentiert.

Handelt es sich um eine Konstruktion, welche nicht die Voraussetzungen der Nachweisfreiheit erfüllt, kann die Gebrauchstauglichkeit unter Berücksichtigung eines Luftinfiltrationsmodells des [[Fraunhofer Gesellschaft|Fraunhofer-Instituts für Bauphysik]] ermittelt werden. Dieses bietet die Möglichkeit, kontinuierliche [[unvorhergesehen|unvorhergesehene Feuchtigkeitseinträge]] durch [[Konvektion]] zu simulieren. Der Maßstab ist der hüllflächenbezogene [[Luftwechselrate|Luftwechsel]] q₅₀, der sich nicht wie der [[Luftwechselrate|n₅₀-Wert]] auf das Volumen, sondern auf die Außenhülle eines Gebäudes bezieht.

 

Das Luftinfiltrationsmodell unterscheidet standardmäßig drei Luftdichtigkeitsklassen A, B, C, welche einem q₅₀-Wert von 1 m³/m² x h (Klasse A), 3 m³/m² x h (Klasse B) und 5 m³/m² x h (Klasse C) entsprechen. Klasse A kann bei vorelementierten Bauteilen bzw. bei geprüfter Luftdichtheit mit Leckageortung, Klasse B bei geprüfter Luftdichtheit und Klasse C bei Konstruktionen mit ungeprüfter Luftdichtheit verwendet werden, um die unvorhergesehene Feuchtelast durch Leckagen zu simulieren. Für eine maximal sichere Konstruktion sollte an jedem Bauteil eine [[Luftdichtheitsprüfung]] mit Leckageortung durchgeführt werden. Dann kann die Luftdichtigkeitsklasse A für den Nachweis verwendet werden.

Die Gebrauchstauglichkeit von außen diffusionsdichten Steildächern, bekiesten oder begrünten Flachdachkonstruktionen wurde für den Standort Holzkirchen bis zu den in der Berechnungen angegebenen Dämmschichtdicken mit Fichtenschalungen bestätigt. Abweichende Konstruktionen können bei der technischen Hotline

von pro clima angefragt werden. <br />

Dampfbremsen mit konstanten [[sd-Wert|s_d-Wert]]en (hier 5 m) führen im Vergleich beim Steildach zu deutlich erhöhten Materialfeuchten. Bei den betrachteten Kies- und Gründächern mit Fichtenschalungen wird die 20 %-Grenze z. T. deutlich überschritten, so dass ein Bauschaden unter den angenommenen Randbedingungen wahrscheinlich ist.

 

Alle Gebrauchtauglichkeitsberechnungen setzen voraus, dass die Konstruktionen unverschattet sind.

|[[Bild:BPhys_GD_2Studie_26_komstruktionsaufbau.jpg|center|200px|]]

Die Konstruktionen mit [[INTELLO]] und [[DB+]] verfügen über eine hohes Bauschadensfreiheitspotential.

Bei Konstruktionen mit geringem Bauschadensfreiheitspotential sollen Flankendiffusionsvorgänge konstruktiv vermieden werden.

Wandkonstruktionen haben durch ihre senkrechte Ausrichtung eine geringere Sonnenlichtabsorption als Dächer. Daher ist das [[Rücktrocknungspotential]] geringer. Im Regelfall sind [[Wand|Wände]] im Gegensatz zu [[Dach|Dächern]] außenseitig nicht diffusionsdicht. Es werden keine Bitumendachbahnen verwendet. Eine hohe Anforderung an Wasserdichtigkeit, wie z. B. bei [[Flachdach|Flachdächer]]n und [[Gründach|Gründächer]]n, im Wandbereich existiert nicht. Temperaturen in der Außenwand hängen im Wesentlichen von der Farbe der Fassade ab. Auf hellen Fassaden werden durch die Sonneneinstrahlung niedrigere Temperaturen erreicht als auf dunkleren Fassaden. Die dargestellten Temperaturprofile auf der Außenwand entstehen bei normal hellen Putzfassaden. (Siehe Abb. 31 - 34)

Die Hochleistungs-Dampfbremse [[INTELLO]] bietet auch bei Wandkonstruktionen ein erhebliches '''Bauschadensfreiheitspotential'''. Berechnungen mit [[WUFI pro]] mit dem Klima von Holzkirchen zeigen für eine nach Norden ausgerichtete Außenwand mit diffusiondichter Außenbekleidung in heller Farbe mit der [[INTELLO]] und [[INTELLO PLUS]] immer noch ein erhebliches Sicherheitspotential.

Damit ist die INTELLO und die INTELLO PLUS auch bei außen vorhandenen [[Holzwerkstoffplatte]]n wie [[OSB]]- oder [[Spanplatte]]n die ideale Lösung für ein hohes Bauschadensfreiheitspotential. Die Gefahr von [[Schimmel]]bildung wird deutlich verringert.

Die bauphysikalischen Untersuchungen mit realen Klimadaten zeigen das enorm große [[Bauschadensfreiheitspotential]] für die Konstruktionen bei Verwendung der Hochleistungs-Dampfbremse pro clima [[INTELLO]], [[INTELLO PLUS]] und [[INTESANA]] mit dem besonders großen, in allen Klimabereichen wirksamenfeuchtevariablen Diffusionswiderstand und der seit 20 Jahren bewährten feuchtevariablen Dampfbremse pro clima [[DB+]]. <br />

Voraussetzung für die hohen Sicherheitsreserven ist die ungehinderte Austrocknung in den Innenraum. Innenseitig der feuchtevariablen Dampfbremse angeordnete Bekleidungen mit diffusionshemmender Wirkung, wie [[Holzwerkstoff]]e (z. B. [[OSB]]- oder [[Mehrschichtplatte]]n),reduzieren die [[Rücktrocknung]]smenge an [[Baufeuchte|Feuchtigkeit]] nach innen und verringern dadurch das Bauschadensfreiheitspotential. Vorteilhaft sind Materialien mit offener Struktur,z. B. Profilbrettschalungen, [[Holzwolleleichtbauplatte]]n mit Putz und Gipsbauplatten.

Durch Einhalten der 60/2-Regel werden Wärmedämmkonstruktionen in Neubauten, welche prinzipbedingt über eine erhöhte [[Luftfeuchtigkeit|Raumluftfeuchtigkeit]] verfügen, wirksam geschützt. Die pro clima [[DB+]] und [[INTELLO]] erfüllen beide diese Anforderung und fördern dadurch das hohe Bauschadensfreiheitspotential der Bauteile. <br clear="all" />

|[[Bild:BPhys GD 2Studie 32 Diagr Diffusion Regeln.jpg|left|260px|]]

|Der [[sd-Wert|s_d-Wert]] der Bahnen stellt sich auf die unterschiedlichen Umgebungsfeuchten ein. Das Einhalten der 60/2 und 70/1,5-Regel sichert ein hohes Bauschadensfreiheitspotential der Wärmedämmkonstruktion.

=== Unterdach ===

Optimal ist die Wahl diffusionsoffener Werkstoffe als [[Unterdach]] (z. B. Holzfaser-[[Unterdachplatte]]n oder [[SOLITEX]] [[Unterdeckbahn|Unterdeck-]] oder [[Unterspannbahn]]en mit porenfreier Membran), welche eine hohe Austrocknung nach außen ermöglichen. <br />

Konstruktionen mit diffusionsdichten Außenbauteilen, z. B. Bitumenbahnen, [[Flachdach|Flachdächer]] und [[Gründach|Gründächer]], sowie Dächer mit Blecheindeckungen, verringern die bauphysikalischen Sicherheiten des Bauteils. [[Vollholzschalung]]en bieten höhere Sicherheiten als [[Holzwerkstoffplatte]]n (z. B. [[OSB]]), da Holz einen feuchtevariablen Diffusionswiderstand hat und kapillar leitend ist. [[INTELLO]] bietet durch die große Feuchtevariabilität ein sehr hohes Sicherheitspotential, auch bei [[Holzwerkstoff]]en. Bei der pro clima [[DB+]] soll bei diffusionsdichtem [[Unterdach]] auf [[Holzwerkstoffplatte]]n verzichtet werden.

In Verbindung mit außen diffusionsoffenen Konstruktionen bestehen derartig hohe Trocknungsreserven, dass es bei Verwendung der Dampfbremsen pro clima [[DB+]] und [[INTELLO]]/[[INTELLO PLUS]] und [[INTESANA]] keine Begrenzung der Höhenlage des Standorts gibt. Auch in Höhenlagen von über 3.000 m sind die Konstruktionen sicher. Für außen diffusionsdichte [[Steildach]]konstruktionen (z. B. [[Vordeckung]] mit Bitumenbahnen) gelten die Begrenzungen in Abb. 36.

=== Flachdach- und Gründachkonstruktionen ===

Außen diffusionsdichte Steildachkonstruktionen können bis in 1.600 m Höhe mit [[INTELLO]] sicher ausgestattet werden und haben ein hohes [[Bauschadensfreiheitspotential]]. <br /> Bauvorhaben, die über 1.600 m über NN liegen, sind selten, kommen aber auch vor, z. B. in Skigebieten. Für die Berechnung des [[Bauschadensfreiheitspotential]]s stehen uns Klimadaten bis zu einer Höhe von 2.962 m (Zugspitze) zur Verfügung. Bitte kontaktieren Sie dafür die technische Hotline von pro clima.

Durch die geringere Sonneneinstrahlung haben Wandkonstruktionen ein geringeres Rückdiffusionspotential und dadurch bedingt niedrigere Sicherheitsreserven. Für Wände gelten außenseitig der Dämmung Diffusionswiderstände entsprechend Abb. 38.

Konstruktionen mit [[DB+]] und [[INTELLO]] bzw. [[INTELLO PLUS]] und [[INTESANA]] haben, in Abhängigkeit von der Lage und der Konstruktion, enorm große Sicherheitsreserven und beugen mit intelligentem Feuchtemanagement Bauschäden und [[Schimmel]]bildung vor. Selbst bei unvorhergesehenen oder in der Baupraxis nicht zu vermeidenden Feuchtebelastungen haben die Konstruktionen dank der hohen Trocknungsreserven durch die feuchtevariablen Diffusionswiderstände ein sehr hohes Bauschadensfreiheitspotential. Die Hochleistungs-Dampfbremsen [[INTELLO]] [[INTELLO PLUS]] und [[INTESANA]] haben eine besonders große, in allen Klimabereichen wirksame Variabilität des [[Diffusionswiderstand]]es und bietet damit für Wärmedämmkonstruktionen eine bisher unerreichte Sicherheit– ob bei außen diffusionsoffenen oder auch bei bauphysikalisch anspruchsvollen Konstruktionen wie [[Flachdach|Flachdächer]]n, [[Gründach|Gründächer]]n, Metalleindeckungen sowie Dächern mit diffusionsdichten Vordeckungen gemäß den Vorgaben.  

<ref name="Qu_01"> Konsenspapier des 2. Internationalen Holz[Bau]Physik-Kongresses: 10./11.02.2011 Leipzig, [http://holzbauphysik-kongress.eu/mediapool/69/694318/data/Konsens_Flachdaecher_2011_03_END.pdf holzbauphysik-kongress.eu: Konsens_Flachdaecher_2011_03_END.pdf] </ref>  

<ref name="Qu_06">Klopfer, Heinz; ''Bauschäden-Sammlung'',Band 11, Günter Zimmermann (Hrsg.), Stuttgart: [[Fraunhofer Gesellschaft|Fraunhofer IRB Verlag]], 1997</ref>

|[[Bild:Pc_00_WISSEN_2012_03.2_Studie.png|right|70px|verweis=http://de.proclima.com/media/downloads/de_w_Bauphysik-Studie.pdf]]

:Umfang: 22 Seiten   

:'''[http://de.proclima.com/media/downloads/de_w_Bauphysik-Studie.pdf  Download]'''<br clear="all" />