Bauschadensfreiheitspotential: Unterschied zwischen den Versionen

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'''Bauschadensfreiheit''' bietet '''Fehlertoleranz''' am Bau. Das '''Bauschadensfreiheitspotenzial''' ist das Potenzial, um die sich Chance zur Bauschadensfreiheit erhöht.  
'''Bauschadensfreiheit''' bietet '''Fehlertoleranz''' am Bau. Das '''Bauschadensfreiheitspotenzial''' ist das Potenzial, um die sich Chance zur Bauschadensfreiheit erhöht.  


In der Bauplanung und Bauausführung wird häufig von Standardsituationen ausgegangen, die für sich betrachtet und unter definierten Rahmenbedingungen funktionieren. Bei der Einzelbetrachtung finden sich jedoch eine Vielzahl von baupraktischen Umständen, die einzelnen und/oder auch in ihrer Wechselwirkung zu Bauschäden führen. Daher ist es Zeichen gehobenen Qualitätsmanagements, wenn bereits in der Planung und auch in der Ausführung maximale Toleranzen für zum Teil im Vorfeld unwägbare Umstände der Praxis einbezogen werden.
In der Bauplanung und Bauausführung wird häufig von Standardsituationen ausgegangen, die für sich betrachtet und unter definierten Rahmenbedingungen funktionieren. Bei der Einzelbetrachtung finden sich jedoch eine Vielzahl von baupraktischen Umständen, die einzelnen und/oder in ihrer Wechselwirkung zu [[Bauschaden|Bauschäden]] führen. Daher ist es Zeichen gehobenen Qualitätsmanagements, wenn bereits in der Planung und auch in der Ausführung maximale Toleranzen für zum Teil im Vorfeld unwägbare Umstände der Praxis einbezogen werden.
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Klassisches Beispiel: <br />
Nach  alten Lehrmeinungen wird eine außen dampfdichte [[Konstruktion]] innen  mit einer [[Dampfsperre]] versehen, damit kein schadensverursachender  Dampf in die [[Konstruktion]] eindringt.


Klassisches Beispiel: <br/>
Die Erfahrung der Praxis belegt, dass dieser theoretische Ansatz in der Regel viele baupraktische Situationen unberücksichtigt lässt und somit zu erheblichen Bauschäden führt. Das gilt auch für jene [[Konstruktion]]en, die über eine [[Hinterlüftung]] vor der dampfsperrenden Schicht verfügen. Exemplarische Beispiele:
Nach alten Lehrmeinungen wird eine außen dampfdichte [[Konstruktion]] innen mit einer [[Dampfsperre]] versehen, damit kein schadensverursachender Dampf in die [[Konstruktion]] eindringt.
* Die [[Dampfsperre]] ist nicht absolut [[Luftdichtheit|luftdicht]] verflegt. Durch [[Konvektion]] dringt ein Vielfaches der Dampfmenge in die [[Konstruktion]], die allein durch [[Diffusion]] hätte eindringen können. Folge: Das [[Kondensation|Kondensat]] verbleibt gefangen zwischen zwei Dampf sperrenden Schichten. Ein Großteil der Feuchteschäden am Bau ist auf diese Ursache zurückzuführen.
 
* Die [[Dampfsperre]] ist nicht konsequent an alle Durchdringungen und angrenzende Bauteile luftdicht verklebt worden. Folge: wie oben.
Die Erfahrung der Praxis belegt, dass dieser theoretische Ansatz in der Regel viele baupraktische Situationen unberücksichtigt lässt und somit zu erheblichen Bauschäden führt. Das gilt auch für jene [[Konstruktion]]en, die über eine [[Hinterlüftung]] vor der dampfsperrenden Schicht verfügen. Exemplarische Beispiele:
* Die [[Dampfsperre]] ist nicht durchgängig bei angeschlossenen Innen-[[Leichtbauwand|Leichtbauwänden]] verlegt worden. Durch [[Konvektion]] und [[Flankendiffusion]] dringt Feuchte in die [[Konstruktion]]. Folge: wie oben.
* Die [[Dampfsperre]] ist nicht absolut [[Luftdichtheit|luftdicht]] verflegt. Durch [[Konvektion]] dringt ein Vielfaches der Dampfmenge in die [[Konstruktion]], die allein durch [[Diffusion]] hätte eindringen können. Folge: Das [[Kondensation|Kondensat]] verbleibt gefangen zwischen zwei Dampf sperrenden Schichten. Ein Großteil der Feuchteschäden am Bau ist auf diese Ursache zurückzuführen.
* Die Außenhaut lässt bei niederschlagreichen Wetterbedingungen an unsauberen Anschlusspunkten (ggf. auch altersbedingt) Feuchte in die [[Konstruktion]]. Folge: wie oben.
* Die [[Dampfsperre]] ist nicht konsequent an alle Durchdringungen und angrenzende Bauteile luftdicht verklebt worden. Folge: wie oben.
* Nachträglich werden an der innenliegenden Dampfsperre Installationsdurchführungen vorgenommen, ohne entsprechende Eindichtung. Die Folge: wie oben.
* Die [[Dampfsperre]] ist nicht durchgängig bei angeschlossenen Innen-[[Leichtbauwand|Leichtbauwänden]] verlegt worden. Durch [[Konvektion]] und [[Flankendiffusion]] dringt Feuchte in die [[Konstruktion]]. Folge: wie oben.
* Die Außenhaut lässt bei niederschlagreichen Wetterbedingungen an unsauberen Anschlusspunkten (ggf. auch altersbedingt) Feuchte in die [[Konstruktion]]. Folge: wie oben.
* Nachträglich werden an der innenliegenden Dampfsperre Installationsdurchführungen vorgenommen, ohne entsprechende Eindichtung. Die Folge: wie oben.
* Baumaterialien werden feucht verarbeitet. Folge: wie oben.
* Baumaterialien werden feucht verarbeitet. Folge: wie oben.
* [[Flankendiffusion]] führt zum Feuchteeintrag. Folge: wie oben.  
* [[Flankendiffusion]] führt zum Feuchteeintrag. Folge: wie oben.  
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* alle aufgeführten Aspekte im Vorfeld planerisch berücksichtigt und entsprechend ausgeführt werden.
* alle aufgeführten Aspekte im Vorfeld planerisch berücksichtigt und entsprechend ausgeführt werden.
* die [[Luftdichtung]] bestmöglichst perfekt ausgeführt wird, überprüft mit dem [[WINCON|Wincon]] oder einem [[Blower Door]]-Test.
* die [[Luftdichtung]] bestmöglichst perfekt ausgeführt wird, überprüft mit dem [[WINCON|Wincon]] oder einem [[Blower Door]]-Test.
* eine [[Dampfbremse]] verbaut wird, die einerseits eine zulässige und nicht beeinträchtigende Menge an Feuchte in die [[Konstruktion]] eindringen lässt und dabei andererseits das [[Rücktrocknungspotenzial]] - während der sommerlichen [[Umkehrdiffusion]] - für noch größere Feuchtemenge bietet. Auf diese Weise verfügt die [[Konstruktion]] über Sicherheitsreserven, dennoch anfallende, unkontrollierte Feuchteeinträge abzuführen. Ein sich über die Jahre aufschaukelnder Feuchteeintrag wird somit vermieden. Diese [[Konstruktion]] verfügt über ein maximales '''Bauschadensfreiheitspotenzial'''.     
* eine [[Dampfbremse]] verbaut wird, die einerseits eine zulässige und nicht beeinträchtigende Menge an Feuchte in die [[Konstruktion]] eindringen lässt und dabei andererseits das [[Rücktrocknungspotenzial]] - während der sommerlichen [[Umkehrdiffusion]] - für noch größere Feuchtemenge bietet. Auf diese Weise verfügt die [[Konstruktion]] über Sicherheitsreserven, dennoch anfallende, unkontrollierte Feuchteeinträge abzuführen. Ein sich über die Jahre aufschaukelnder Feuchteeintrag wird somit vermieden. Diese [[Konstruktion]] verfügt über ein maximales '''Bauschadensfreiheitspotenzial'''.     
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==Berechnung des Bauschadensfreiheitspotentials==
Um die Sicherheiten eines Bauteils bei unvorhergesehenem Feuchteeintrag (z. B. durch [[Konvektion]] oder [[Flankendiffusion]]) zu ermitteln, wird folgender Ansatz verwendet: 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 [[Steildach]]es), in unterschiedlichen Klimabereichen (z. B. Hochgebirge) und mit unterschiedlichen [[Dachform]]en ([[Steildach]], [[Flachdach]], [[Gründach]]). Bauphysikalisch günstigere Konstruktionen bieten entsprechend höhere Sicherheiten.
 
===Definition des Bauschadensfreiheitspotentials===
'''Das Bauschadensfreiheitspotential 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.'''
 
===Dachkonstruktion===
Es wird eine als bauphysikalisch kritisch geltende Konstruktion in  mehreren Dachvarianten betrachtet. Standorte und [[Dampfbremse]]n werden  variiert. Aufbau der Konstruktion:
{{{TabH1/2 r}} Aufbau der Dachkonstruktion
|-
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 11 aufbau-dachkonstr.jpg|center|200px|]]
|-
|'''Bauteilschichten:'''<br />
* Außenseitig [[diffusionsdicht]] <br />(Bitumendachbahn [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] = 300 m)<br />
* [[Vollholzschalung]] 24 mm<br />
* Faserige [[Dämmung]]<br />
* [[Dampfbremse]]n mit <br />unterschiedlichen [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Werten]]<br />
* [[Installationsebene]]<br />
* Gipsbauplatten
|}
 
{|
| width="150"| '''[[Dampfbremse]]n''':  || '''[[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]]''':
|-
| &bull; PE-Folie || 50 m konstant
|-
| &bull; Dampfbremse || 2,3 m konstant
|-
| &bull; pro clima [[DB+]] || 0,6 – 4 m feuchtevariabel
|-
| &bull; pro clima [[INTELLO]] || 0,25 – 10 m feuchtevariabel
|}
 
Dachvarianten:
* [[Steildach]] mit 40° Neigung zur Nordseite, rote Dachsteine
* [[Flachdach]] mit 5 cm Kies
* [[Gründach]] mit 5 cm Kies (18/32) und 8 cm Pflanzensubstrat
 
Standorte:
* Holzkirchen, Deutschland, Höhenlage über NN = 680 m (NN = Normal Null, Meeresspiegel)
* Davos, Schweiz, Höhenlage über NN = 1.560 m
 
Berechnung:
* Mit [[WUFI pro]]
* Anfangsfeuchtigkeit in der [[Wärmedämmung]] 4000 g/m²
 
===Einflussfaktoren auf die Höhe des Bauschadensfreiheitspotentials===
Eine wesentliche Größe für die Bauschadens- und [[Schimmel]]freiheit ist die [[Rückdiffusion]] im Sommer und damit verbunden die Austrocknung der Konstruktion nach innen. Deren Höhe hängt von der Außentemperatur ab, genauer gesagt von der Temperatur an der Außenseite der [[Wärmedämmung]]. Durch die Sonneneinstrahlung hat die Dach-/Wandoberfläche eine höhere Temperatur als die Luft. Die Zeit, welche die Wärme von außen braucht, bis sie an der [[Wärmedämmung]] ankommt,ist entscheidend. Bei einem [[Steildach]] ist dies schneller der Fall als bei einem bekiesten oder begrünten [[Flachdach]]. Bei einem Steildach hängt die Höhe der Dachoberflächentemperatur ab von der [[Dachneigung]], der Ausrichtung des Daches (Norden/Süden) und der Farbe der [[Dacheindeckung]] (heller/dunkler).
 
Ungünstige Faktoren sind:
* [[Dachneigung]] nach Norden
* Hohe [[Dachneigung]] (> 25°)
* Helle Farbe der [[Dacheindeckung]],
* Diffusionsdichtes [[Unterdach]]
* Kaltes Klima, z. B. im Gebirge
 
Um den Einfluss der Dampfbremse auf das Bauschadensfreiheitspotential zu verdeutlichen, wird in der Berechnunge in diffusionsdichtes [[Unterdach]] angenommen. Zudem können im Winter diffusionsoffene Unterdächer durch gefrierendes Tauwasser zu [[Dampfsperre]]n werden.
 
===Klimadaten Standort Holzkirchen===
{{{TabH1/2 r}} Temperaturverläufe Holzkirchen <br />Höhe: 680 m über NN, Südbayern, Deutschland <br />Dach: rote Ziegel bzw. Kies
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| [[Bild:BPhys GD 2Studie 12_Lufttemperatur.jpg|center|thumb|200px|Lufttemperatur]]
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 13_Dachofltemp_N_40.jpg|center|thumb|200px|Dachoberflächentemperatur<br />
Nordseite, 40° Dachneigung]]
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| [[Bild:BPhys GD 2Studie 15_Dachofltemp_Flachdach.jpg|center|thumb|200px|Dachoberflächentemperatur<br />
[[Flachdach]]]]
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 14_Dachofltemp_S_40.jpg|center|thumb|200px|Dachoberflächentemperatur<br />
Südseite, 40° Dachneigung]]
|}
Holzkirchen liegt zwischen München und Salzburg auf einer Seehöhe von 680 m mit einem rauen, kalten Klima. Die nachfolgenden Diagramme zeigen die Temperaturverläufe über ein Jahr. Die blaue Linie zeigt die Innen-, die roten Balken die Außentemperaturen.
 
Unter Berücksichtigung der Sonnen und Globalstrahlung ergibt sich, verglichen mit der Lufttemperatur, eine z. T. wesentlich höhere Dachoberflächentemperatur. Wenn die Außentemperatur (rot) die Innentemperatur (blau) überschreitet, findet bei feuchtevariablen Dampfbremsen eine Austrocknung nach innen statt. Selbst bei Nordausrichtung ist dadurch in Holzkirchen an vielen Tagen im Jahr eine [[Rückdiffusion]] möglich, bei Südorientierung bereits im Winter an sonnigen Tagen. Im vorliegenden Berechnungsfall wurde der ungünstigste Fall angenommen: Nordausrichtung des Daches mit 40° Neigung. Der Berechnungszeitraum beträgt 10 Jahre.
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===Bauschadensfreiheitspotential Steildach in Holzkirchen, Nordseite, 40° Dachneigung===
{{{TabH1/2 r}} Berechnung des Bauschadensfreiheitspotentials <br /> Standort Holzkirchen, Dach
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| colspan="2" align="center"|Angenommene zusätzl. Feuchtigkeit zu Beginn: 4.000 g/m²
 
Feuchtegehalt der Konstruktion im Trockenzustand <br /> (= Feuchtigkeitsgehalt der [[Holzschalung]] bei 15 %): 1.700 g/m²
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|colspan="2"| [[Bild:BPhys GD 2Studie 16 Bausfp seite10 oben.jpg |center|thumb|200px|Bauschadensfreiheitspotential '''[[Steildach]]''', Nordseite, 40° Dachneigung]]
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|[[Bild:BPhys GD 2Studie 17 bausfp seite10 mitte.jpg|center|thumb|200px|Bauschadensfreiheitspotential '''[[Gründach]]''' mit 13 cm Erde/Kies]]
|[[Bild:BPhys GD 2Studie 18 bausfp seite10 unten .jpg|center|thumb|200px|Bauschadensfreiheitspotential '''[[Flachdach]]''' mit 5 cm Kies]]
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Die Trocknungsgeschwindigkeit der erhöht angenommenen Anfangsfeuchtigkeit beschreibt das Bauschadensfreiheitspotential der Konstruktion gegenüber unvorhergesehener Feuchtigkeit ([[Konvektion]], [[Flankendiffusion]] etc.). Die Berechnung zeigt, dass die [[PE]]-Folie keine Austrocknung ermöglicht. [[Baufeuchte|Feuchtigkeit]], die sich in der [[Konstruktion]] befindet, kann nicht mehr entweichen. Bei einer [[Dampfbremse]] mit einem konstanten [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von 2,30 m bestehen nur geringe Trocknungsreserven. Die Konstruktion mit der pro clima [[DB+]] führt zu einer wesentlich schnelleren Austrocknung und weist erhebliche Sicherheitsreserven auf.
 
Die Hochleistungs-Dampfbremse [[INTELLO]] bietet der Konstruktion das größte Sicherheitspotential. Innerhalb eines Jahres kann die Konstruktion gemäß den [[WUFI pro]] -Berechnungen mit ca. 4.000 g/m² Wasser pro Jahr belastet werden, ohne dass ein [[Bauschaden]] eintritt.
 
===Bauschadensfreiheitspotential Gründach und Flachdach===
Beide Konstruktionen weisen geringere Sicherheiten auf als das [[Steildach]], da die dicken Bauteilschichten über der [[Wärmedämmung]] langsamer durchwärmt werden. Das [[Flachdach]] bietet wegen der dünneren Kiesauflage eine höhere Sicherheit als das [[Gründach]].
 
Wie beim Steildach besteht bei der [[PE]]-Folie keine Austrocknung. Bereits bei geringen unvorhergesehenen Feuchtebelastungen entsteht ein [[Bauschaden]]. Bei einer Dampfbremse mit konstantem [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von 2,30 m stellt sich ein zu hoher Gesamtfeuchtegehalt in der Konstruktion ein. Auch hier würde ein Bauschadenentstehen.
 
Die Konstruktion mit der pro clima [[DB+]] führt zu einer Austrocknung und weist noch Sicherheitsreserven auf. Die Hochleistungs-Dampfbremse [[INTELLO]] bietet der Konstruktion das größte Sicherheitspotential. Innerhalb eines Jahres kann die Konstruktion gemäß den [[WUFI pro]] Berechnungen mit ca. 2.000 bzw. 2.100 g/m² Wasser pro Jahr belastet werden, ohne dass ein Bauschaden eintritt.
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===Klimadaten Standort Davos===
{{{TabH1/2 r}} Temperaturverläufe Davos <br /> Höhe: 1.560 m über NN, Schweiz <br />rote Ziegel/Kies
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| [[Bild:BPhys_GD_2Studie_19_lufttemp.jpg|center|thumb|200px|Lufttemperatur]]
| [[Bild:BPhys_GD_2Studie_20_Dachofl_N40.jpg|center|thumb|200px|Dachoberflächentemperatur<br />
Nordseite, 40° Dachneigung]]
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| [[Bild:BPhys_GD_2Studie_22_Dachofl_Flachdach.jpg|center|thumb|200px|Dachoberflächentemperatur<br />
[[Flachdach]]]]
| [[Bild:BPhys_GD_2Studie_21_Dachofl_S40.jpg|center|thumb|200px|Dachoberflächentemperatur<br />
Südseite, 40° Dachneigung]]
|}
Davos liegt auf einer Seehöhe von 1.560 m und zählt zum Hochgebirgsklima. Die nachfolgenden Diagramme zeigen die Temperaturverläufe über ein Jahr betrachtet. Die blaue Linie zeigt die Innentemperatur, die roten Balken die Außentemperaturen.
 
Betrachtet man die Lufttemperatur in Davos, zeigt sich nur an sehr wenigen Tagen im Jahr eine höhere Außen- als Innenraumtemperatur. Unter Berücksichtigung der Sonnen- und Globalstrahlung stellt sich, verglichen zur Lufttemperatur, eine höhere Dachoberflächentemperatur ein. In nordgeneigten Dächern sind die Temperaturen allerdings wesentlich niedriger als in Holzkirchen. Nur an wenigen Tagen im Jahr ist eine [[Rückdiffusion]] möglich. Bei südgeneigten Dächern werden in Davos im Sommer fast die gleichen Temperaturen wie in Holzkirchen erreicht.
 
Die winterlichen Nachttemperaturen sind hochgebirgsspezifisch und liegen wesentlich tiefer.
 
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.
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===Bauschadensfreiheitspotential Steildach in Davos, Nordseite, 40° Dachneigung===
{{{TabH1/2 r}} Berechnung des Bauschadensfreiheitspotentials <br /> Standort Davos, Dach
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| colspan="2" align="center"|Angenommene zusätzl. Feuchtigkeit zu Beginn: 4.000 g/m²
 
Feuchtegehalt der Konstruktion im Trockenzustand <br /> (= Feuchtigkeitsgehalt der [[Holzschalung]] bei 15 %): 1.700 g/m²
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|colspan="2"| [[Bild:BPhys_GD_2Studie_23-Bausfp_s11.jpg|center|thumb|200px|Bauschadensfreiheitspotential '''[[Steildach]]''', Nordseite, 40° Dachneigung]]
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|[[Bild:BPhys_GD_2Studie_24_bausfp_seite_11.jpg|center|thumb|200px|Bauschadensfreiheitspotential  '''[[Gründach]]''' mit 13 cm Erde/Kies]]
|[[Bild:BPhys_GD_2Studie_25_bausfp_seite11.jpg|center|thumb|200px|Bauschadensfreiheitspotential  '''[[Flachdach]]''' mit 5 cm Kies]]
|}
Die äußerst niedrige Temperatur im Winter führt zu einem hohen Tauwasserausfall, 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<sub>d</sub>-Wert]] von 2,30 m stellt sich eine schnelle Auffeuchtung ein. Auch die pro clima [[DB+]] kann die Konstruktion nicht trocken halten.
 
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. 1500 g/m² Wasser pro Jahr belastet werden, ohne dass ein [[Bauschaden]] eintritt.
 
===Bauschadensfreiheitspotential Gründach und Flachdach===
Beide Konstruktionen weisen geringere Sicherheiten als das [[Steildach]] auf, da die dicken Bauteilschichten über der [[Wärmedämmung]] langsamer durchwärmt werden. Mit der [[PE]]-Folie ist wie in Holzkirchen keine Austrocknung möglich. Bereits bei geringen unvorhergesehenen Feuchtebelastungen entsteht ein [[Bauschaden]].
Bei einer Dampfbremse mit einem konstanten [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von 2,30 m kommt es bei beiden Konstruktionen zu einer sehr schnellen Auffeuchtung. Die Konstruktion mit der pro clima [[DB+]] führt beim [[Flachdach]] zu einer zu hohen Feuchtigkeit.
 
Die Hochleistungs-Dampfbremse [[INTELLO]] bietet für das [[Flachdach]] mit 5 cm Kies noch eine Lösung mit hohem Sicherheitspotential. Für das [[Gründach]] reicht die Außentemperatur in Davos für eine [[Rücktrocknung]] nicht mehr aus. Hier müssen konstruktive Lösungengewählt werden.
<br clear="all" />
 
===Schlussfolgerungen für Dachkonstruktionen===
Mit der pro clima [[DB+]] und der [[INTELLO]] werden im [[Dach]]bereich sehr hohe Bauschadensfreiheitspotentiale erreicht. Auch bei zusätzlicher Feuchtigkeit durch unvorhergesehene Einflüsse bleiben die Konstruktionen bauschadensfrei. [[Flankendiffusion]] bei einem Ziegelmauerwerk, wie von Ruhe <ref name="Qu_1" />, Klopfer <ref name="Qu_2" />,<ref name="Qu_3" /> und Künzel <ref name="Qu_4" /> beschrieben, können [[INTELLO]] und [[DB+]] kompensieren. Die pro clima [[DB+]] hat sich seit über 10 Jahren in vielen Mio. m² in kritischen [[Konstruktion]]en mit ihrer Bauschadensfreiheit bewährt. Mit [[INTELLO]] haben außen diffusionsdichte [[Steildächer]] und bekieste [[Flachdächer]] im Hochgebirge ein ausreichendes Bauschadensfreiheitspotential.
 


{{NAV Bphys gd1}}
{{NAV Bphys gd1}}


==Siehe auch==
==Siehe auch==
* [[Bauschaden]]   
* [[Bauschaden]]
 
===Einzelnachweise===
<references>
<ref name="Qu_1">DAB 1995; Heft 8, Seite 1479</ref>
<ref name="Qu_2">Klopfer, Heinz; ''Bauschäden-Sammlung'',Band 11, Günter  Zimmermann (Hrsg.), Stuttgart: [[Fraunhofer Gesellschaft|Fraunhofer IRB  Verlag]], 1997</ref>
<ref name="Qu_3">Klopfer,  Heinz;  ARCONIS: ''Wissen zum Planen und Bauen und zum Baumarkt:  Flankenübertragung bei der Wasserdampfdiffusion''; Heft 1/1997, Seite  8–10</ref>
<ref name="Qu_4">H.M. Künzel;  Tauwasserschäden im Dach aufgrund von Diffusion durchangrenzendes  Mauerwerk; wksb 41/1996;Heft 37, Seite 34 – 36</ref>
</references>
 


[[Kategorie:Bauphysik]][[Kategorie:Qualitätssicherung]][[Kategorie:Glossar]]
[[Kategorie:Bauphysik]][[Kategorie:Qualitätssicherung]][[Kategorie:Glossar]]

Version vom 14. September 2010, 14:55 Uhr

Bauschadensfreiheit bietet Fehlertoleranz am Bau. Das Bauschadensfreiheitspotenzial ist das Potenzial, um die sich Chance zur Bauschadensfreiheit erhöht.

In der Bauplanung und Bauausführung wird häufig von Standardsituationen ausgegangen, die für sich betrachtet und unter definierten Rahmenbedingungen funktionieren. Bei der Einzelbetrachtung finden sich jedoch eine Vielzahl von baupraktischen Umständen, die einzelnen und/oder in ihrer Wechselwirkung zu Bauschäden führen. Daher ist es Zeichen gehobenen Qualitätsmanagements, wenn bereits in der Planung und auch in der Ausführung maximale Toleranzen für zum Teil im Vorfeld unwägbare Umstände der Praxis einbezogen werden.

Berechnung des Bauschadensfreiheitspotentials

Um die Sicherheiten eines Bauteils bei unvorhergesehenem Feuchteeintrag (z. B. durch Konvektion oder Flankendiffusion) zu ermitteln, wird folgender Ansatz verwendet: 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, Flachdach, Gründach). Bauphysikalisch günstigere Konstruktionen bieten entsprechend höhere Sicherheiten.

Definition des Bauschadensfreiheitspotentials

Das Bauschadensfreiheitspotential gibt an, wie viel Feuchtigkeit unvorhergesehen durch Undichtheiten, Flankendiffusion, feuchte Baustoffe in eine Konstruktion eindringen kann, ohne einen Bauschaden oder einen Schimmelbefall zu verursachen.

Dachkonstruktion

Es wird eine als bauphysikalisch kritisch geltende Konstruktion in mehreren Dachvarianten betrachtet. Standorte und Dampfbremsen werden variiert. Aufbau der Konstruktion:

Aufbau der Dachkonstruktion
BPhys GD 2Studie 11 aufbau-dachkonstr.jpg
Bauteilschichten:
Dampfbremsen: sd-Wert:
• PE-Folie 50 m konstant
• Dampfbremse 2,3 m konstant
• pro clima DB+ 0,6 – 4 m feuchtevariabel
• pro clima INTELLO 0,25 – 10 m feuchtevariabel

Dachvarianten:

  • Steildach mit 40° Neigung zur Nordseite, rote Dachsteine
  • Flachdach mit 5 cm Kies
  • Gründach mit 5 cm Kies (18/32) und 8 cm Pflanzensubstrat

Standorte:

  • Holzkirchen, Deutschland, Höhenlage über NN = 680 m (NN = Normal Null, Meeresspiegel)
  • Davos, Schweiz, Höhenlage über NN = 1.560 m

Berechnung:

Einflussfaktoren auf die Höhe des Bauschadensfreiheitspotentials

Eine wesentliche Größe für die Bauschadens- und Schimmelfreiheit ist die Rückdiffusion im Sommer und damit verbunden die Austrocknung der Konstruktion nach innen. Deren Höhe hängt von der Außentemperatur ab, genauer gesagt von der Temperatur an der Außenseite der Wärmedämmung. Durch die Sonneneinstrahlung hat die Dach-/Wandoberfläche eine höhere Temperatur als die Luft. Die Zeit, welche die Wärme von außen braucht, bis sie an der Wärmedämmung ankommt,ist entscheidend. Bei einem Steildach ist dies schneller der Fall als bei einem bekiesten oder begrünten Flachdach. Bei einem Steildach hängt die Höhe der Dachoberflächentemperatur ab von der Dachneigung, der Ausrichtung des Daches (Norden/Süden) und der Farbe der Dacheindeckung (heller/dunkler).

Ungünstige Faktoren sind:

Um den Einfluss der Dampfbremse auf das Bauschadensfreiheitspotential zu verdeutlichen, wird in der Berechnunge in diffusionsdichtes Unterdach angenommen. Zudem können im Winter diffusionsoffene Unterdächer durch gefrierendes Tauwasser zu Dampfsperren werden.

Klimadaten Standort Holzkirchen

Temperaturverläufe Holzkirchen
Höhe: 680 m über NN, Südbayern, Deutschland
Dach: rote Ziegel bzw. Kies
Lufttemperatur
Dachoberflächentemperatur
Nordseite, 40° Dachneigung
Datei:BPhys GD 2Studie 15 Dachofltemp Flachdach.jpg
Dachoberflächentemperatur
Flachdach
Dachoberflächentemperatur
Südseite, 40° Dachneigung

Holzkirchen liegt zwischen München und Salzburg auf einer Seehöhe von 680 m mit einem rauen, kalten Klima. Die nachfolgenden Diagramme zeigen die Temperaturverläufe über ein Jahr. Die blaue Linie zeigt die Innen-, die roten Balken die Außentemperaturen.

Unter Berücksichtigung der Sonnen und Globalstrahlung ergibt sich, verglichen mit der Lufttemperatur, eine z. T. wesentlich höhere Dachoberflächentemperatur. Wenn die Außentemperatur (rot) die Innentemperatur (blau) überschreitet, findet bei feuchtevariablen Dampfbremsen eine Austrocknung nach innen statt. Selbst bei Nordausrichtung ist dadurch in Holzkirchen an vielen Tagen im Jahr eine Rückdiffusion möglich, bei Südorientierung bereits im Winter an sonnigen Tagen. Im vorliegenden Berechnungsfall wurde der ungünstigste Fall angenommen: Nordausrichtung des Daches mit 40° Neigung. Der Berechnungszeitraum beträgt 10 Jahre.

Bauschadensfreiheitspotential Steildach in Holzkirchen, Nordseite, 40° Dachneigung

Berechnung des Bauschadensfreiheitspotentials
Standort Holzkirchen, Dach
Angenommene zusätzl. Feuchtigkeit zu Beginn: 4.000 g/m²

Feuchtegehalt der Konstruktion im Trockenzustand
(= Feuchtigkeitsgehalt der Holzschalung bei 15 %): 1.700 g/m²

Datei:BPhys GD 2Studie 16 Bausfp seite10 oben.jpg
Bauschadensfreiheitspotential Steildach, Nordseite, 40° Dachneigung
Datei:BPhys GD 2Studie 17 bausfp seite10 mitte.jpg
Bauschadensfreiheitspotential Gründach mit 13 cm Erde/Kies
Datei:BPhys GD 2Studie 18 bausfp seite10 unten .jpg
Bauschadensfreiheitspotential Flachdach mit 5 cm Kies

Die Trocknungsgeschwindigkeit der erhöht angenommenen Anfangsfeuchtigkeit beschreibt das Bauschadensfreiheitspotential der Konstruktion gegenüber unvorhergesehener Feuchtigkeit (Konvektion, Flankendiffusion etc.). Die Berechnung zeigt, dass die PE-Folie keine Austrocknung ermöglicht. Feuchtigkeit, die sich in der Konstruktion befindet, kann nicht mehr entweichen. Bei einer Dampfbremse mit einem konstanten sd-Wert von 2,30 m bestehen nur geringe Trocknungsreserven. Die Konstruktion mit der pro clima DB+ führt zu einer wesentlich schnelleren Austrocknung und weist erhebliche Sicherheitsreserven auf.

Die Hochleistungs-Dampfbremse INTELLO bietet der Konstruktion das größte Sicherheitspotential. Innerhalb eines Jahres kann die Konstruktion gemäß den WUFI pro -Berechnungen mit ca. 4.000 g/m² Wasser pro Jahr belastet werden, ohne dass ein Bauschaden eintritt.

Bauschadensfreiheitspotential Gründach und Flachdach

Beide Konstruktionen weisen geringere Sicherheiten auf als das Steildach, da die dicken Bauteilschichten über der Wärmedämmung langsamer durchwärmt werden. Das Flachdach bietet wegen der dünneren Kiesauflage eine höhere Sicherheit als das Gründach.

Wie beim Steildach besteht bei der PE-Folie keine Austrocknung. Bereits bei geringen unvorhergesehenen Feuchtebelastungen entsteht ein Bauschaden. Bei einer Dampfbremse mit konstantem sd-Wert von 2,30 m stellt sich ein zu hoher Gesamtfeuchtegehalt in der Konstruktion ein. Auch hier würde ein Bauschadenentstehen.

Die Konstruktion mit der pro clima DB+ führt zu einer Austrocknung und weist noch Sicherheitsreserven auf. Die Hochleistungs-Dampfbremse INTELLO bietet der Konstruktion das größte Sicherheitspotential. Innerhalb eines Jahres kann die Konstruktion gemäß den WUFI pro Berechnungen mit ca. 2.000 bzw. 2.100 g/m² Wasser pro Jahr belastet werden, ohne dass ein Bauschaden eintritt.

Klimadaten Standort Davos

Temperaturverläufe Davos
Höhe: 1.560 m über NN, Schweiz
rote Ziegel/Kies
Datei:BPhys GD 2Studie 19 lufttemp.jpg
Lufttemperatur
Datei:BPhys GD 2Studie 20 Dachofl N40.jpg
Dachoberflächentemperatur
Nordseite, 40° Dachneigung
Datei:BPhys GD 2Studie 22 Dachofl Flachdach.jpg
Dachoberflächentemperatur
Flachdach
Datei:BPhys GD 2Studie 21 Dachofl S40.jpg
Dachoberflächentemperatur
Südseite, 40° Dachneigung

Davos liegt auf einer Seehöhe von 1.560 m und zählt zum Hochgebirgsklima. Die nachfolgenden Diagramme zeigen die Temperaturverläufe über ein Jahr betrachtet. Die blaue Linie zeigt die Innentemperatur, die roten Balken die Außentemperaturen.

Betrachtet man die Lufttemperatur in Davos, zeigt sich nur an sehr wenigen Tagen im Jahr eine höhere Außen- als Innenraumtemperatur. Unter Berücksichtigung der Sonnen- und Globalstrahlung stellt sich, verglichen zur Lufttemperatur, eine höhere Dachoberflächentemperatur ein. In nordgeneigten Dächern sind die Temperaturen allerdings wesentlich niedriger als in Holzkirchen. Nur an wenigen Tagen im Jahr ist eine Rückdiffusion möglich. Bei südgeneigten Dächern werden in Davos im Sommer fast die gleichen Temperaturen wie in Holzkirchen erreicht.

Die winterlichen Nachttemperaturen sind hochgebirgsspezifisch und liegen wesentlich tiefer.

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.

Bauschadensfreiheitspotential Steildach in Davos, Nordseite, 40° Dachneigung

Berechnung des Bauschadensfreiheitspotentials
Standort Davos, Dach
Angenommene zusätzl. Feuchtigkeit zu Beginn: 4.000 g/m²

Feuchtegehalt der Konstruktion im Trockenzustand
(= Feuchtigkeitsgehalt der Holzschalung bei 15 %): 1.700 g/m²

Datei:BPhys GD 2Studie 23-Bausfp s11.jpg
Bauschadensfreiheitspotential Steildach, Nordseite, 40° Dachneigung
Datei:BPhys GD 2Studie 24 bausfp seite 11.jpg
Bauschadensfreiheitspotential Gründach mit 13 cm Erde/Kies
Datei:BPhys GD 2Studie 25 bausfp seite11.jpg
Bauschadensfreiheitspotential Flachdach mit 5 cm Kies

Die äußerst niedrige Temperatur im Winter führt zu einem hohen Tauwasserausfall, 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 von 2,30 m stellt sich eine schnelle Auffeuchtung ein. Auch die pro clima DB+ kann die Konstruktion nicht trocken halten.

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. 1500 g/m² Wasser pro Jahr belastet werden, ohne dass ein Bauschaden eintritt.

Bauschadensfreiheitspotential Gründach und Flachdach

Beide Konstruktionen weisen geringere Sicherheiten als das Steildach auf, da die dicken Bauteilschichten über der Wärmedämmung langsamer durchwärmt werden. Mit der PE-Folie ist wie in Holzkirchen keine Austrocknung möglich. Bereits bei geringen unvorhergesehenen Feuchtebelastungen entsteht ein Bauschaden. Bei einer Dampfbremse mit einem konstanten sd-Wert von 2,30 m kommt es bei beiden Konstruktionen zu einer sehr schnellen Auffeuchtung. Die Konstruktion mit der pro clima DB+ führt beim Flachdach zu einer zu hohen Feuchtigkeit.

Die Hochleistungs-Dampfbremse INTELLO bietet für das Flachdach mit 5 cm Kies noch eine Lösung mit hohem Sicherheitspotential. Für das Gründach reicht die Außentemperatur in Davos für eine Rücktrocknung nicht mehr aus. Hier müssen konstruktive Lösungengewählt werden.

Schlussfolgerungen für Dachkonstruktionen

Mit der pro clima DB+ und der INTELLO werden im Dachbereich sehr hohe Bauschadensfreiheitspotentiale erreicht. Auch bei zusätzlicher Feuchtigkeit durch unvorhergesehene Einflüsse bleiben die Konstruktionen bauschadensfrei. Flankendiffusion bei einem Ziegelmauerwerk, wie von Ruhe [1], Klopfer [2],[3] und Künzel [4] beschrieben, können INTELLO und DB+ kompensieren. Die pro clima DB+ hat sich seit über 10 Jahren in vielen Mio. m² in kritischen Konstruktionen mit ihrer Bauschadensfreiheit bewährt. Mit INTELLO haben außen diffusionsdichte Steildächer und bekieste Flachdächer im Hochgebirge ein ausreichendes Bauschadensfreiheitspotential.



            Themenüberblick "Baufeuchte"

Luftdichtung • Konvektion • Diffusion • Flankendiffusion • Einbaufeuchte
Feuchtetransport • Diffusion-Berechnungsmodelle • Dampfdurchlässigkeit • Tauwasserausfall • Feuchtevariabilität
60/2 und 70/1,5-Regel • 1:1, 2:1 & 3:1 Lösung • Bauschadens-Freiheits-Potenzial
Studie • Sanierungs-Studie / Kurzfassung: Dachsanierung von außen • Konstruktionsdetails

 

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. ↑ DAB 1995; Heft 8, Seite 1479
  2. ↑ Klopfer, Heinz; Bauschäden-Sammlung,Band 11, Günter Zimmermann (Hrsg.), Stuttgart: Fraunhofer IRB Verlag, 1997
  3. ↑ Klopfer, Heinz; ARCONIS: Wissen zum Planen und Bauen und zum Baumarkt: Flankenübertragung bei der Wasserdampfdiffusion; Heft 1/1997, Seite 8–10
  4. ↑ H.M. Künzel; Tauwasserschäden im Dach aufgrund von Diffusion durchangrenzendes Mauerwerk; wksb 41/1996;Heft 37, Seite 34 – 36
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