Flankendiffusion - Glaser 2D

Im vorliegenden Beispiel wird der Effekt der Flankendiffusion in Verbindung mit einem diffusionstechnisch kritischen Dachaufbau untersucht.
Als Flankendiffusion kann man jenen Vorgang bezeichnet, bei welchem Wasserdampf durch ein angrenzendes Bauteil die Dampfsperre umgeht.

Mittels HTflux wurde eine klassische Dachkonstruktion mit folgendem Aufbau untersucht:

		Dachziegel
30 mm		Hinterlüftung /Konterlattung
50 mm		Hinterlüftung / Lattung
4 mm		Bitumendachbahn (sd=200 m)
25 mm		Dachschalung (Fichte)
220 mm		Mineralwolle / Sparren
		Dampfsperre
50 mm		Mineralwolle / Querlattung
24 mm		Gipskarton

Da insbesondere der Effekt der Flankendiffusion untersucht werden soll, wird die Dachkonstruktion am Ort einer durchdringenden Innenwand untersucht. Dabei handelt es sich um eine Vollziegelwand mit beidseitigem Verputz, an welcher die Dampsperrse seitlich dicht angeschlossen wurde.
Obwohl der vorliegende Aufbau mit diffusionsdichter Unterdeckbahn bei Vollsparrendämmung laut Norm nicht zulässig ist, kommen derartige Dachaufbauten gelegentlich vor. In der Untersuchung mit HTflux kann sehr anschaulich gezeigt werden, warum dieser Aufbau problematisch ist.

Konstruktionsaufbau:
Einbindende Wand

Klima

Es wird eine GLASER 2D-Untersuchung durchgeführt. Als Klimadaten werden in diesem Fall jene Monatsmittelwerte verwendet, welche für eine Bemessung des Bauteils für Österreich in der entsprechenden Norm vorgesehen sind.

Ergebnis

HTflux zeigt sehr deutlich den Effekt der Flankendiffusion, dabei umgeht der Wasserdampf die Dampfbremse durch Eindringen in den Innenputz und das Mauerwerk. Der Effekt ist natürlich sehr vom Wasserdampfdiffusionswiderstand des Putzes und des Mauerwerks abhängig. Im vorliegenden Fall wurden typische Werte angenommen.
HTflux zeigt, dass bei entsprechend niedrigen Außentemperaturen eine Kondensatbildung innerhalb der Dampfbremse auftritt. Diese entsteht als Folge der Wärmebrückenbildung durch die Sparren in Kombination mit der zusätzlichen Dämmebene unterhalb der Dampfbremse.

Die dadurch über den Winter kumulierte Kondensatmenge ist jedenfalls problematisch, da die Rücktrocknung einer derartigen Dachkonstruktion nur unzureichend möglich ist.
Wie in der Abbildung unten zu sehen ist, erfolgt die Rücktrocknung vorwiegend wieder über das Mauerwerk. In der Verdunstungsperiode sind die in der Berechnung anzusetzenden Monatsmittelwerte der Außentemperaturen nur wenig höher als die Raumlufttemperaturen.
Dadurch ergibt sich in Kombination mit der erhöhten Innenluftfeuchte in diesem Zeitraum eine geringe Differenz des Wasserdampfpartialdrucks zwischen Dachhaut und Innenraum und damit ein sehr geringes Trocknungspotenzial. Durch die ungünstige Anordnung tritt nur in vier Monaten des Jahres Verdunstung auf. Eine vollständige Rücktrocknung ist in diesen daher nicht möglich. Es ist mit Feuchteanreicherung und Folgeschäden zu rechnen.

Anmerkungen zum GLASER 2D-Verfahren

Das von uns entwickelte GLASER 2D-Verfahren stellt eine Erweiterung des klassischen eindimensionalen Verfahrens dar. Es werden dieselben Grundannahmen getroffen (stabile Lösung, nur Wasserdampfdiffusion, keine Kondensatausbreitung, keine Feuchteleitung, keine Feuchtespeicherung).

Entsprechend weist das GLASER 2D die gleichen Vor- und Nachteile wie das „klassische Verfahren“ auf:

Es werden nur die Wärmeleitfähigkeiten und Diffusionswiderstandszahlen der Materialien benötigt. Diese sind meistens bekannt, oder können Prüfzeugnissen sowie den einschlägigen Normen entnommen werden.
Das Glaser-Verfahren hat sich jahrzentelang in der Baupraxis bewährt und ist als Grundlage aktuller Normen weit verbreitet und bekannt.
Das Glaser-Verfahren ist bezüglich der Vorhersage von Kondensatbildung konservativ (und für diffusionsbezogene Problemstellungen in der Regel auf der sicheren Seite).
Das Verfahren ist anschaulich und transparent.
Das Verfahren basiert auf der „stabilen Lösung“ der zugrundeliegenden Differentialgleichung und kann deshalb nur bedingt zeitaufgelöst angewendet werden.
Bei starker Kondensatbildung ist das Verfahren ungenau, da Flüssigleitung, Feuchtespeicherung und Änderung der Wärmeleitfähigkeit durch die Feuchte nicht berücksichtigt werden. Die errechneten Kondensatmengen sind in diesem Fall meist zu hoch und die Verdunstung eher zu gering („sichere Seite“), aber kann gerade dadurch auf die Erfordernis einer genaueren Untersuchung aufmerksam machen.

Eine präzise Berechnung unter Berücksichtigung von Feuchtespeicherung und Flüssigleitung erfordert das Vorliegen problemspezifischer, präziser feuchte- und temperaturabhängiger Daten und Klimavorgaben. Diese sind in der Regel meist nicht vorhanden.