Periodenbilanzverfahren

Das Periodenbilanzverfahren (Glaserverfahren, benannt nach Helmut Glaser, entwickelt in den 50ern, normativ eingeführt in den 70ern) ist ein Berechnungsverfahren für die feuchteschutztechnische Abschätzung bzw. Ermittlung von Tauwasser- und Verdunstungswassermassen ebener Bauteilquerschnitte. Dies erfolgt durch Betrachtung des auftretenden Diffusiontransports bei stationären Zuständen unter pauschalen Randbedingungen. Im Ergebnis liefert es tabellarische und grafische Ergebnisreihen.

Randbedingungen der vereinfachten Abschätzung der Dampfdiffusion

In der DIN 4108-3 wird auf das vereinfachte Verfahren nach Glaser zurückgegriffen.
Die DIN EN ISO 13788 bezieht sich ebenfalls auf das Glaser-Verfahren, jedoch wird hier das Monatsbilanzverfahren, verwendet. eindimensionaler Feuchtetransport Die Einflüsse von Sonnenstrahlung und langwelliger Strahlung werden nicht berücksichtigt, außer bei Dächern. Aufgrund der vielen Fehlerquellen ist dieses Berechnungsverfahren für bestimmte Bauteile und Klimate weniger geeignet.

Die Abschätzungen nach DIN 4108-3 berechnen die anfallenden Kondensatmengen in Konstruktionen unter Annahme eines Blockwinterklimas (Dezember bis Februar) und eines Blocksommerklimas (Juni bis August) mit den Wärmeübergangswiderständen

R_si = 0,25 m²⋅K/W
R_se = 0,42 m²⋅K/W

Tauperiode von Dezember bis Februar
Klima	Temperatur 𝜃 °C	Relative Luftfeuchte 𝜑 %	Wasserdampf- teildruck p Pa	Dauer t
Innenklima	+20	50	1168	90 d	2160 h
Außenklima	-5	80	321	90 d	2160 h
Verdunstungsperiode von Juni bis August^a
Wasserdampfteildruck Innenklima			1200	90 d	2160 h
Wasserdampfteildruck Außenklima			1200
Sättigungsdampfdruck im Tauwasserbereich: Wände, die Aufenthaltsräume gegen Außenluft abschließen; Decken unter nicht ausgebauten Dachräumen Verschattete Dächer oder solche mit hellen Deckungen/Abdichtungen; Unverschattete Dächer mit dunklen Deckungen/Abdichtungen, die Aufenthaltsräume gegen Außenluft abschließen.			1700
			2000
^a In der Verdunstungsperiode werden im Rahmen des Periodenbilanzverfahrens nicht die Temperaturen und Luftfeuchten, sondern nur die gerundeten Wasserdampfteildrücke als Klimarandbedingung vorgegeben.

Anforderungsprofil an den Feuchteschutz nach DIN 4108

Gemäß DIN 4108 sind folgende Anforderungen in nachweispflichtigen Bauteilen zum Tauwasserschutz zu erfüllen:

Dach- und Wandkonstruktionen mit Kapillar wasseraufnahmefähigen Schichten:
anfallende Tauwassermenge m_W,T in der Tauperiode max. 1.000 g/m²
Zur Begrenzung des Ablaufens und Abtropfens an Berührungsflächen kapillar nicht wasseraufnahmefähigen Schichten (z. B. Folien):
anfallende Tauwassermenge m_W,T in der Tauperiode max. 500 g/m²
Sonderregelung für Holzbauteile: Begrenzung des massebezogenen Feuchtegehalts:
Holz: max. 5 % und Holzwerkstoffe: max. 3%
Die Tauwassermenge m_W,T im Winter (Tauperiode) darf nicht größer sein als die Verdunstungsmenge m_W,V im Sommer.
Baustoffe, die mit Tauwasser in Berührung kommen, dürfen nicht beschädigt werden (z. B. Korrosion, Pilzbefall).

Kritik

Die in DIN 4108-3 genannten Ansätze erlauben keine realitätsnahe Betrachtung der Wärme- und Feuchteströme innerhalb eines Bauteils. Es werden keine sich unter Temperatur und Feuchte verändernden Materialeigenschaften berücksichtigt. Die Grenzen des vereinfachten Verfahrens sind offensichtlich und man findet den Hinweis auf realitätsnahe Verfahren. Es wird lediglich bestimmt, ob im Laufe der Zeit durch Diffusionsprozesse eine unzulässige Anreicherung entsteht und dabei völlige Luftdichtheit des Bauteils unterstellt. Restleckagen in der Luftdichtheitsebene finden keine Berücksichtigung.

Somit fehlen unter Anderem Untersuchungen

zum tatsächlichen Feuchtegehalt der Bauteilschicht,
zur Kapillarität von Baustoffen,
deren Sorptionsfähigkeit, sowie
den Feuchtetransport durch Konvektion.

Das vereinfachte Verfahren nach Glaser kann ausschließlich der groben Abschätzung von Tauwasser- bzw. Verdunstungsmengen dienen. Die Luftdichtheit nach DIN 4108-7, trockene Baustoffe, sowie Schutz vor Niederschlagswasser (und somit auch ein geregelter Bauablauf) gelten als gegebene Voraussetzung der Abschätzung.

Die DIN 4108-3 verweist deshalb darauf, dass dieses Verfahren nicht für begrünte Dachkonstruktionen als Nachweis der Bauschadensfreiheit oder zur Betrachtung der Abgabe von Rohbaufeuchte geeignet ist, sondern dann instationäre Simulationsverfahren verwendet werden müssen.

In Normen übernommen

Das Glaser-Verfahren wurde in folgende Normen eingebunden:

Deutschland: DIN 4108-3 und weiterhin auch in DIN EN ISO 13788 - Berechnungsalgorithmus, grafisches Verfahren.
Österreich: ÖNORM B 8110-2 - Wasserdampfdiffusion und Kondensationsschutz.
Schweiz: SIA 180 - Wärme- und Feuchteschutz im Hochbau (1999), - mit Jenisch-Klimadaten

Realitätsnahe Verfahren, instationär

Das Glaser-Verfahren wird gerade in Grenzsituationen wie auch bei Konstruktionen bei denen die Anwendung gemäß DIN 4108-3: 2001-07 nicht zulässig ist (Gründächer) zunehmend abgelöst vom WUFI. WUFI berücksichtigt zudem den kapillaren Feuchtetransport und dessen sorptive Aufnahmefähigkeit für ausfallende Feuchte. Darüber hinaus kann WUFI kurzfristige Ereignisse abbilden sowie Regen und Strahlung berücksichtigen. Es simuliert realistische Wärme- und Feuchtezustände eines Bauteils unter standortbedingten Klimaverhältnissen.

Siehe

WUFI: PC-Programm zur Berechnung des gekoppelten Wärme- und Feuchtetransports in Bauteilen
Delphin: Simulationsprogramm für den gekoppelten Wärme-, Feuchte-, und Stofftransport in kapillarporösen Baustoffen

Siehe auch

Jenisch

Flankendiffusion - Glaser 2D

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