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Bauphysik Studie: Unterschied zwischen den Versionen

Bauphysik Studie (Quelltext anzeigen)

Version vom 9. März 2012, 12:40 Uhr

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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. Eine Software, welche diese für Wufi-Berechnungen verfügbar macht ist z. B. das [[Meteonorm]]. Die Software enthält sowohl gemäßigte als auch extreme Klimabereiche. <br />
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. Eine Software, welche diese für Wufi-Berechnungen verfügbar macht ist z. B. das [[Meteonorm]]. Die Software enthält sowohl gemäßigte als auch extreme Klimabereiche. <br />
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.
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.
=== Berechnung des Bauschadensfreiheitspotentials (BSFP) ===
Um die Sicherheiten eines Bauteils bei unvorhergesehenem Feuchteeintrag (z. B. durch [[Konvektion]] oder [[Flankendiffusion]]) zu ermitteln, wird folgender Ansatz verwendet: <br />
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.
Weiteres Kriterium für die Funktion einer Konstruktion sind die maximalen Feuchtegehalte, die sich in den Bauteilschichten einstellen. Diese Gebrauchstauglichkeitsuntersuchungen erfolgen ab Abschnitt [[#Ermittlung der Gebrauchstauglichkeit|"Ermittlung der Gebrauchstauglichkeit"]]
==== 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. '''
==== Dachkonstruktion ====
{{{TabH1/2 r}} 11. Aufbau der Dachkonstruktion
|-
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 11 aufbau-dachkonstr.jpg|center|260px|1. Aufbau der Dachkonstruktion]]
|-
|'''Bauteilschichten:'''<br />
* Außenseitig [[diffusionsdicht]] <br />(Bitumendachbahn [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] = 300 m)
* Vollholzschalung 20 mm
* Faserige Dämmung 200 mm
* Dampfbremsen mit <br />unterschiedlichen [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Werten]]
* [[Installationsebene]] 25 mm
* Gipsbauplatte
|}
Exemplarisch die im Folgenden als bauphysikalisch kritisch geltende Konstruktion. Standorte und [[Dampfbremse]]n werden  variiert.
;Aufbau der Konstruktion:
Es handelt sich um ein nordorientiertes Steildach mit 200 mm Dämmung (Mineralwolle). Dieses wird mit roten Dachziegeln belegt. (Siehe Abb. 11)
{|
| width="180"| '''Dampfbremsen:'''  || '''[[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]]:'''
|-
|
* [[PE]]-Folie
| 100 m konstant
|-
|
* Dampfbremse
| 5 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 Kiesschicht
|-
|
* Gründach
| mit 10 cm Gründachaufbau
|-
|'''Standorte:''' ||
|-
|
* Holzkirchen, Deutschland:
|Höhenlage über NN = 680 m ''- (NN = Normal Null)''
|-
|
* Davos, Schweiz:
|Höhenlage über NN = 1.560 m
|-
|'''Berechnung:'''
|-
|
* Mit [[WUFI pro]]
|-
| colspan="2" |
* Anfangsfeuchtigkeit in der Wärmedämmung: 4000 g/m²
|}
Beschattungen (z. B. durch [[Photovoltaik]]-Anlagen, Gebäudesprünge, hohe Bäume oder Topografie) werden bei den Berechnungen nicht berücksichtigt.
==== Einflussfaktoren auf die Höhe des Bauschadensfreiheitspotentials ====
Eine wesentliche Größe für die Bauschadens- und [[Schimmel]]freiheit ist die [[Rücktrocknungspotenzial|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]]. <br />
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). <br />
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.
{|
|'''Ungünstige Faktoren sind:'''
|-
|
* [[Dachneigung]] nach Norden
|
* Kaltes Klima, z. B. im Gebirge
|-
|
* Hohe [[Dachneigung]] (> 25°)
|
* Große Dämmschichtdicken
|-
|
* Helle Farbe der [[Dacheindeckung]] oder Abdichtungsbahn
|
* Kies-/Gründachschichten oberhalb der Abdichtung
|
* Diffusionsdichtes [[Unterdach]]
|}
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.
==== Klimadaten Standort Holzkirchen ====
Holzkirchen liegt zwischen München und Salzburg auf einer Seehöhe von 680 m mit einem rauen, kalten Klima. Für die Klimarandbedingungen wurde aus dem [[Wufi]] das Feuchtereferenzjahr ausgewählt, welches ein besonders feuchtes und kaltes Jahr abbildet. Die Diagramme zeigen die Temperaturverläufe über ein Jahr. Die blaue Linie zeigt die Innen-, die roten Balken die Außentemperaturen. (Siehe Abb. 12 - 15)
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 [[Rücktrocknungspotenzial|Rückdiffusion]] möglich, bei Südorientierung bereits im Winter an sonnigen Tagen. Im vorliegenden Berechnungsfall wurde der ungünstigste Fall angenommen: Nordausrichtung des Daches mit 40° Neigung.
{{{TabH1/2 r}} Temperaturverläufe Holzkirchen, Höhe: 680 m über NN, Südbayern, Deutschland - Dach: rote Ziegel bzw. Kies
|-
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 12_Lufttemperatur.jpg|center|thumb|210px|12. Lufttemperaturen (Feuchtereferenzklima)]]
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 13_Dachofltemp_N_40.jpg|center|thumb|210px|13. Dachoberflächentemperatur <br /> Nordseite, 40° Dachneigung]]
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 14_Dachofltemp_S_40.jpg|center|thumb|210px|14. Dachoberflächentemperatur <br /> Südseite, 40° Dachneigung]]
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 15_Dachofltemp_Kiesdach.jpg|center|thumb|210px|15. Dachoberflächentemperatur <br /> Kiesdach]]
|}
<br clear="all" />
==== Bauschadensfreiheitspotential Steildach in Holzkirchen, Nordseite, 40° Dachneigung ====
{{{TabH1/2 r}} Berechnung des Bauschadensfreiheitspotentials <br /> Standort Holzkirchen, Dach
|-
| align="center"|Angenommene zusätzl. Feuchtigkeit zu Beginn: 4.000 g/m² <br />
Feuchtegehalt der Konstruktion im Trockenzustand <br /> (= Feuchtigkeitsgehalt der [[Holzschalung]] bei 15 %): 1.700 g/m²
|-
| [[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<sub>d</sub>-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<sub>d</sub>-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<sub>d</sub>-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 ====
Für die Berechnung von [[Gründach|Grün]]- und Kiesdächern stehen aktuell überarbeitete Datensätze vom [[Fraunhofer Gesellschaft|Fraunhofer-Institut für Bauphysik]] (IBP) zur Verfügung. Diese wurden auf der Grundlage von Messungen an verschiedenen begrünten und bekiesten Dachkonstruktionen an mehreren Standorten erstellt.
Neu ist, dass die zeitliche Veränderungen einer begrünten bzw. bekiesten Konstruktion stärker berücksichtigt wurden. So sind z. B. eine stärkere Berücksichtigung von Effekten aus dem Bewuchs (Verschattung durch Pflanzenbewuchs (Gräser)) bereits im Datensatz enthalten. Das Fraunhofer IBP kennzeichnet diese als den aktuellen Stand der Forschung.
===== Bekiestes Flachdach =====
Das bekieste Flachdach weist geringere Sicherheiten auf als das Steildach, da die Bauteilschichten (Kies) über der Wärmedämmung nur langsam durchwärmt
werden. <br />
Als Folge stellt sich eine geringere Durchwärmung der darunter liegenden Bauteilschichten inklusive der Dämmebene ein. Die Abb. 3-5 zeigen die Temperaturen
einer nord- bzw. südgeneigten Steildachkonstruktion im Vergleich zu einem bekiesten Flachdach. Besonders deutlich wird der Unterschied bei dem südgeneigten Steildach, aber auch das nordorientierte Steildach hat ca. 8-10 °C höhere Spitzentemperaturen als das bekieste Flachdach.
Wie beim Steildach besteht beim Kiesdach mit der [[PE]]-Folie keine Austrocknung aufgrund des mit 100 m [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] hohen Diffusionswiderstandes. Auch die Dampfbremse mit dem konstanten s<sub>d</sub>-Wert von 5 m bietet in dieser Kiesdachkonstruktion keine [[Rücktrocknung]]ssicherheiten.<br />
Dies ist eine Folge der verringerten Bauteiltemperaturen, welche die Rückdiffusion reduzieren. Bereits bei geringen unvorhergesehenen Feuchtebelastungen
entsteht ein Bauschaden.
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)
===== Begrüntes Flachdach =====
[[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.
==== Einfluss der Dämmschichtdicke ====
In den letzten Jahren hat sich nicht zuletzt durch die regelmäßig steigenden Anforderungen der [[Energieeinsparverordnung]] die Stärke der eingebauten
Dämmschichten erhöht. Dämmstärken von 300 mm oder mehr, die bei konventionellen Gebäuden in der Vergangenheit nur äußerst selten verwendet wurden, treten in immer größerer Zahl auf. <br />
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
jedoch identisch bleiben, sinken die Rücktrocknungsmengen auf ein Jahr bezogen.
[[INTELLO]]: <br />
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.
[[DB+]]: <br />
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.
s<sub>d</sub>-Wert 5 m: <br />
Bei 200 mm Dämmstärke hat die Konstruktion mit der Dampfbremse mit dem konstanten [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von 5 m bereits ein sehr geringes Bauschadensfreiheitspotential.
Bei höheren Dämmdicken sinkt dieses nochmals. Jedoch sind die Sicherheiten bereits bei geringen Dämmschichtdicken so gering, dass eine Verwendung bei außen diffusionsdichten Bauteilen sowohl bei geringen als auch bei hohen Dämmdicken nicht empfehlenswert ist. (Siehe Abb. 19)
Für die [[INTELLO]] und die [[DB+]] gilt demnach: <br />
Auch bei nordorientierten außen diffusionsdichten Steildachkonstruktionen (40°) mit hohen Dämmstärken und roten Dachziegeln sind Bauteile ausreichend sicher für Höhenlagen bis 1000 m (DB+) bzw. 1600 m (INTELLO).
Bekieste oder begrünte Konstruktionen sollten bei hohen Dämmschichtdicken im Einzelfall betrachtet werden.
<br clear="all" />
==== Klimadaten Standort Davos ====
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. (Siehe Abb. 20 - 23)
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 [[Dach|Dächern]] sind die Temperaturen allerdings wesentlich niedriger als in Holzkirchen. Im Vergleich ist an weniger Tagen im Jahr eine [[Rücktrocknungspotenzial|Rückdiffusion]] möglich. Bei südgeneigten Dächern werden in Davos im Sommer fast die gleichen Temperaturen wie in Holzkirchen erreicht. <br />
Die winterlichen Nachttemperaturen sind hochgebirgsspezifisch und liegen wesentlich tiefer.
{{{TabH1/2 r}} Temperaturverläufe Davos, Höhe: 1.560 m über NN, Schweiz - Dach: rote Ziegel/Kies
|-
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 20 lufttemp.jpg|center|thumb|210px|20. Lufttemperatur (Davos, kalt)]]
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 21 Dachofl N40.jpg|center|thumb|210px|21. Dachoberflächentemperatur<br /> Nordseite, 40° Dachneigung]]
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 22 Dachofl S40.jpg|center|thumb|210px|22. Dachoberflächentemperatur<br /> Südseite, 40° Dachneigung]]
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 23 Dachofl Kies.jpg|center|thumb|210px|23. Dachoberflächentemperatur<br /> Kiesdach]]
|}
<br clear="all" />
==== Bauschadensfreiheitspotential Steildach in Davos, Nordseite, 40° Dachneigung ====
{{{TabH1/2 r}} Berechnung des Bauschadensfreiheitspotentials <br /> Standort Davos, Dach
|-
| 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
|-
|[[Bild:BPhys GD 2Studie 24 BSFP N 40.jpg|center|thumb|350px|24. Bauschadensfreiheitspotential <br /> Steildach, Nordseite, 40° Dachneigung]]
|-
|[[Bild:BPhys GD 2Studie 25 BSFP Kiesdach.jpg|center|thumb|350px|25. Bauschadensfreiheitspotential <br /> Gründach und Kiesdach]]
|-
|[[Bild:BPhys GD 2Studie 26 Gebrtglk 40-400.jpg|center|thumb|350px|26. Gebrauchstauglichkeit von Steildachkonstruktionen <br /> <small>(40°/bis 400 mm Dämmung/Holzkirchen)</small>]]
|-
|[[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<sub>d</sub>-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 ====
Für das anspruchsvolle Gebirgsklima von Davos sind die Rücktrocknungsreserven mit den aktuellen Kiesdach- und Gründachdatensätzen nicht ausreichend. <br />
Die [[INTELLO]] bietet zwar eine minimale Reserve, jedoch ist diese mit 200 g/m² pro Jahr zu gering bemessen. (Siehe Abb. 25) <br />
Für diese Bauteile müssen in Gebirgslagen die Traghölzer in Abhängigkeit von einer objektbezogenen Berechnung teilweise oder vollständig überdämmt werden. Bitte sprechen Sie die technische Hotline von pro clima an.
==== 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.
Auch beim Einsatz in bekiesten Dachkonstruktionen gemäß Abb. 11 sind hohe Sicherheiten für Höhenlagen wie in Holzkirchen vorhanden, welche die Bauschadensfreiheit der Bauteile fördern. <br />
Gründachkonstruktionen können in diesen Lagen mit der [[INTELLO]] und [[INTELLO PLUS]] für sichere Bauteile sorgen. Mit der [[DB+]] liegt die maximale Höhenlage bei 400 m. <br />
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
Dämmdicken bis 400 mm ausreichend hoch. Bei Grün- und Kiesdächern kann es in Abhängigkeit der gewünschten Dämmdicke erforderlich sein, die Gesamtdämmung in einen Teil zwischen den Traghölzern und einen Teil oberhalb der Tragkonstruktion anzuordnen. Für diese Konstruktionen kann die technische Hotline von pro clima objektbezogene Bauteilfreigaben erstellen.
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.
=== Ermittlung der Gebrauchstauglichkeit ===
Neben dem Bauschadensfreiheitspotential ist es weiterhin entscheidend, welche Feuchtigkeitsgehalte sich im Bauteil im Gebrauchszustand einstellen.
==== Nachweisfreie Konstruktionen für Flachdächer ====
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
# keine Deckschichten (Bekiesung, Gründach, Terrassenbeläge), aber
# eine feuchtevariable Dampfbremse und
# keine unkontrollierbaren Hohlräume auf der kalten Seite der Dämmschicht und
# eine geprüfte Luftdichtheit und es
# wurden vor dem Schließen des Aufbaus die Holzfeuchten von Tragwerk und Schalung (u ≤ 15 ± 3 M-%) bzw. Holzwerkstoffbeplankung (u ≤ 12 ± 3 M-%) dokumentiert.
==== Nachweisverfahren ====
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]] q<sub>50</sub>, der sich nicht wie der [[Luftwechselrate|n<sub>50</sub>-Wert]] auf das Volumen, sondern auf die Außenhülle eines Gebäudes bezieht.
Das Luftinfiltrationsmodell unterscheidet standardmäßig drei Luftdichtigkeitsklassen A, B, C, welche einem q<sub>50</sub>-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.
==== Gebrauchstauglichkeit von Steildachkonstruktionen ====
Für die Ermittlung der Gebrauchstauglichkeit wurde die Steildachkonstruktion aus Abb. 11 in Holzkirchen bei einer Dämmschichtdicke von 400 mm mit den 3 Luftdichtigkeitsklassen mit dem Klima von Holzkirchen berechnet. Variiert wurden außerdem die Dampfbrems- und Luftdichtungsebenen - es kamen zum Einsatz die pro clima [[INTELLO]] und eine Dampfbremse mit einem konstanten [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von 5 m. <br />
Abb. 26 zeigt die Feuchtegehalte in der 20 mm starken Fichtenschalung unterhalb der Bitumenbahn über einen Zeitraum von 10 Jahren. Nach aktuell vorherrschender Lehrmeinung ist entscheidend, dass in der unter der Abdichtung vorhandenen Fichtenschalung die Feuchtegehalte unterhalb von 20 % (OSB-Platten 18 %) liegen, dann gilt die Bauteilsicherheit als ausreichend. <br />
Mit der [[INTELLO]] hat die Konstruktion bei der Berechnung mit allen 3 Luftdichtigkeitsklassen keine erhöhten [[Materialfeuchtigkeit]]en - die Gebrauchstauglichkeit ist bestätigt. Darüber hinaus sind noch weitere Sicherheiten vor unvorhergesehenen Feuchtebelastungen vorhanden. Die Dampfbremse mit dem [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von 5 m hat in der gleichen Konstruktion deutlich höhere rel. Holzfeuchtigkeiten in der Fichtenschalung zur Folge. Mit der Luftdichtigkeitsklasse C werden 20 % [[Holzfeuchte]] in der Schalung überschritten. Bereits geringfügige, weitere unvorhergesehene Feuchtelasten können schnell zu Feuchtegehalten über 20 % führen. Damit ist ein Bauschaden deutlich wahrscheinlicher.
==== Gebrauchstauglichkeit von Kiesdachkonstruktionen ====
Die bekieste Dachkonstruktion wurde analog zur Konstruktion aus Abb. 11 mit einer Dämmdicke von 300 mm für das Klima in Holzkirchen berechnet. Der [[Feuchtegehalt]] der Fichtenschalung in diesem Bauteil unterschreitet beim Einsatz der [[INTELLO]] die oben angegebenen 20 %, so dass bei dieser Konstruktion die Gebrauchstauglichkeit bestätigt ist (siehe Abb. 27). <br />
Kiesdächer mit Dampfbremsen mit einem [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von 5 m bestehen diese Gebrauchstauglichkeitsprüfung nicht. Die Feuchtegehalte der Fichtenschalung liegen bei allen Luftdichtigkeitsklassen deutlich oberhalb von 20 %. Diese Kombinationen sind nicht empfehlenswert. <br />
Größere Dämmstärken können es erforderlich machen, dass ein Teil der Dämmung oberhalb der Tragkonstruktion angeordnet und feuchtetechnisch von der Dämmung zwischen der Tragkonstruktion getrennt werden muss. Sind höhere Dämmstärken geplant, sprechen Sie bitte die technische Hotline von pro clima an.
==== Gebrauchstauglichkeit von Gründachkonstruktionen ====
Gründachkonstruktionen können mit der [[INTELLO]] und [[INTELLO PLUS]] für das Klima in Holzkirchen bei einer Dämmdicke von 200 mm gemäß Abb. 11 bestätigt werden. Dazu muss die Luftdichtungsebene sorgfältig verlegt und verklebt werden - im Anschluss muss eine Überprüfung mittels Unterdrucktest und Leckageortung erfolgen, um konvektive Feuchteeinträge zu vermeiden. <br />
Soll das Gebäude in einer größeren Höhenlage oder mit einer größeren Dämmdicke errichtet werden, kann es erforderlich sein, einen Teil der Dämmebene oberhalb  der Tragkonstruktion anzuordnen. Bitte wenden Sie sich in diesem Fall an die technische Hotline von pro clima. <br />
Der Einsatz einer Dampfbremse mit einem konstanten [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von 5 m ist bei den betrachteten Gründächern nicht empfehlenswert. (Siehe Abb. 28)
==== Schlussfolgerungen Gebrauchstauglichkeit ====
Auch außen diffusionsdichte Flachdachkonstruktionen gemäß Absatz "Nachweisfreie Konstruktionen für Flachdächer" können ohne rechnerischen Nachweis mit den feuchtevariablen Dampfbremsen [[INTELLO]], [[INTELLO PLUS]] und [[INTESANA]] ausgeführt werden. <br />
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<sub>d</sub>-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.
In allen Bauteilen ist es entscheidend, dass die [[Luftdichtheit]] mittels [[Luftdichtheitsprüfung|Unterdrucktest und Leckageortung]] überprüft wird, um Feuchteeintrag durch [[Konvektion]] zu vermeiden.
=== Flankendiffusion ===
{|align="right"
|[[Bild:BPhys_GD_2Studie_26_komstruktionsaufbau.jpg|left|thumb|200px|29. Konstruktionsaufbau: <br />Einbindende Wand]]
|}
Für die Ermittlung des Einflusses des Feuchteeintrages über Bauteilflanken wird der Anschluss einer einbindenden Außenwand an eine Wärmedämmkonstruktion betrachtet. Die Konstruktion verfügt auf der Außenseite im [[Unterdach]]bereich über eine diffusionsdichte Bitumendachbahn. (Siehe Abb. 29)
Mauerwerk hat einen geringeren [[Diffusionswiderstand]] als die Dampfbrems- und Luftdichtungsebene der angrenzenden Holzbaukonstruktion. Dadurch ist es möglich, dass die Diffusion von Feuchtigkeit über diese Flanke in die Wärmedämmkonstruktion erfolgt. Für dieses Beispiel wird eine Neubausituation gewählt. Das Mauerwerk und die Putzschicht verfügen über einen dann üblichen Feuchtegehalt vom 30 kg/m³. Der faserförmige Wärmedämmstoff ist trocken eingebaut, die rel. Holzfeuchtigkeit der Dachschalung liegt bei 15 %. <br />
Als Dampfbrems- und Luftdichtungsebene wird bei einer Konstruktion eine diffusionshemmende [[PE]]-Folie ([[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] 100 m) eingesetzt, bei einer zweiten Konstruktion die feuchtevariable pro clima [[INTELLO]] ([[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] 0,25 bis über 10 m).
<br clear="all" />
==== Ergebnisse der 2-dimensionalen Simulationsberechnung ====
{|align="right" style="margin: 0 0 0 5px;"
|class="hintergrundfarbe2"| '''30. Feuchteerhöhung mit einer <br /> [[PE]]-Folie >>> <br /> Auffeuchtung = Bauschaden'''
|-
|class="hintergrundfarbe2"| '''Feuchtereduzierung mit der <br /> [[INTELLO]] >>> <br /> Austrocknung = [[Bauschadensfreiheit]]'''
|-
|[[Bild:BPhys_GD_2Studie_27_Flankendiffusion.jpg|center|thumb|220px|]]
|-
|style="background:#CD071E; border: 2px solid #CD071E; color: #FFF;" |'''Ansteigender Feuchtegehalt im <br /> Bauteil mit [[PE]]-Folie <br /> s<sub>d</sub>-Wert = 100 m konstant'''
|-
|style="background:#CCD200; border: 2px solid #CCD200; color: #FFF;" |'''Abnehmender Feuchtegehalt im <br /> Bauteil mit pro clima [[INTELLO]] <br /> s<sub>d</sub>-Wert = <br /> 0,25 bis > 10 m [[Feuchtevariabilität|feuchtevariabel]]'''
|}
Wird eine derartige Konstruktion mit dem 2-dimensionalen Berechnungsverfahren für Wärme- und Feuchteströme, welches in [[WUFI 2D]] implementiert ist, berechnet, kommt es zu folgendem Ergebnis: (Siehe Abb. 30) <br />
Nach einem jahreszeitlich bedingten Anstieg des Feuchtegehaltes in beiden Konstruktionen befinden sich beide auf einem annähernd gleich hohen Niveau.
Bei der Variante mit der [[PE]]-Folie als Luftdichtungs- und Dampfbremsebene ist über den betrachteten Zeitraum von 4 Jahren in jedem Jahr eine deutliche Steigerung des Gesamtwassergehaltes zu beobachten (roter Graph). In dieser Konstruktion kommt es zu einer Akkumulation von Feuchtigkeit in den verwendeten Baustoffen, da keine Rücktrocknung durch die PE-Folie in Richtung Innenraum möglich ist. Die Folge: [[Schimmel]]bildung auf dem Holz bzw. beginnende Verrottung. <br />
Bei der Konstruktion mit der Hochleistungs-Dampfbremse [[INTELLO]] kann die enthaltene Feuchtigkeit nach innen entweichen. Das Bauteil ist vor Feuchtigkeitsansammlung geschützt – diese wird zügig in den Innenraum abgegeben (grüner Graph). Dadurch sinkt der Feuchtegehalt stetig über den Betrachtungszeitraum von 4 Jahren.
Die Konstruktionen mit [[INTELLO]] und [[DB+]] verfügen über eine hohes Bauschadensfreiheitspotential.
==== Schlussfolgerung bei Flankendiffusion ====
Feuchteeinträge durch [[Flankendiffusion]] bei einer in die Wärmedämmkonstruktion einbindenden Innenwand, wie von Ruhe<ref name="Qu_05" /> , Klopfer<ref name="Qu_06" /><ref name="Qu_07" /> und Künzel<ref name="Qu_08" /> beschrieben, können durch [[INTELLO]] und [[DB+]] wieder aus dem Bauteil entweichen. <br />
Bei Konstruktionen mit geringem Bauschadensfreiheitspotential sollen Flankendiffusionsvorgänge konstruktiv vermieden werden.
<br clear="all" />
==== Wandkonstruktionen ====
{{{TabH1/2 r}} Temperaturverläufe Holzkirchen und Davos <br />Wand, Putzfassade hell
|-
! colspan="2"| Holzkirchen
|-
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 31 Wandtemp N Holzk.jpg|center|thumb|220px|31. Wandtemperatur Nordseite]]
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 32 Wandtemp S Holzk.jpg|center|thumb|220px|32. Wandtemperatur Südseite]]
|-
! colspan="2"| Davos
|-
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 33 Wandtemp N Davos.jpg|center|thumb|220px|33. Wandtemperatur Nordseite]]
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 34 Wandtemp S Davos.jpg|center|thumb|220px|34. Wandtemperatur Südseite]]
|}
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.
Auch in kälteren Klimaregionen bis zu Hochgebirgsstandorten wie Davos sind Wandkonstruktionen mit außenseitig der [[Dämmung]] befindlichen Bauteilschichten bis zu einem [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von 3 m mit der Hochleistungs-Dampfbremse [[INTELLO]] sicher. <br />
Für [[DB+]] dürfen für das Klima Holzkirchen die außenseitig der Dämmung befindlichen Bauteile einen [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von max. 6 m, für Davos max. 0,10 m haben.
<br clear="all" />
== Konstruktionsempfehlungen ==
=== Konstruktionen ===
* ''dieser Abschnitt ist ausgelagert nach:'' '''[[Konstruktionsempfehlung - Neubau]]'''
== Fazit ==
{{Textrahmen01|
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.
* Die Leistungsfähigkeit von [[INTELLO]] und [[INTELLO PLUS]] zeigt sich auch bei extremen Klimabedingungen, wie im Hochgebirge.
* Die [[DB+]] bietet bis in mittlere Höhenlagen (z. B. in Holzkirchen) hohe Sicherheiten für die Steildachkonstruktionen.
* Entsprechend den Voraussetzungen der [[DIN 68800|DIN 68800-2]] kann mit feuchtevariablen Dampfbremsen auf chemischen Holzschutz verzichtet werden.
;Ergebnis
'''Je höher die Trocknungsreserve einer Konstruktion ist, <br />'''
'''umso höher kann die unvorhergesehene Feuchtebelastung sein und trotzdem bleibt die Konstruktion bauschadensfrei.'''
}}


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Abgerufen von „https://wissenwiki.de/Spezial:Mobiler_Unterschied/33980“