Bauphysik Studie: Unterschied zwischen den Versionen

;Berechnungen des Bauschadensfreiheitspotentials von Wärmedämmungen in Holz- und Stahlbaukonstruktionen

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

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.

== 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. '''

==== 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 Unterdeckungen 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]]

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 Feuchtigkeit in der 200 mm starken Dämmschicht ermöglicht. 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.

==== 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 25 BSFP Kiesdach.jpg|center|thumb|350px|25. Bauschadensfreiheitspotential <br /> Gründach und Kiesdach]]

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 ====

Neben dem Bauschadensfreiheitspotential ist es weiterhin entscheidend, welche Feuchtigkeitsgehalte sich im Bauteil im Gebrauchszustand einstellen.

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" />

|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.

Konstruktionen mit diffusionsdichten Außenbauteilen ([[Unterdach]]), 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.

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.