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==== Feuchtebelastung durch Diffusion ==== | ==== Feuchtebelastung durch Diffusion ==== | ||
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| '''Feuchtephysik der Luft''' <br /> Beim Abkühlen der Luft erhöht sich die Luftfeuchtigkeit. <br /> • Bei Unterschreitung der Taupunkttemperatur fällt Tauwasser aus. <br /> • Bei höherer Raumluftfeuchtigkeit erhöht sich die Taupunkttemperatur <br /> » es fällt früher Tauwasser aus. | |||
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Je höher der innenseitige [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] ist, desto geringer ist die Gefahr eines Bauschadens - so dachte man früher. Es hieß, dass die Verwendung von Dampfsperren mit hohen Diffusionswiderständen Bauschäden verhindern würde. <br /> | Je höher der innenseitige [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] ist, desto geringer ist die Gefahr eines Bauschadens - so dachte man früher. Es hieß, dass die Verwendung von Dampfsperren mit hohen Diffusionswiderständen Bauschäden verhindern würde. <br /> | ||
Dass die Realität anders ist, wurde bereits vor über 25 Jahren bei der Markteinführung der ersten feuchtevariablen Dampfbremse [[DB+]] mit einem [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von 2,30 m durch bauphysikalische Berechnungen belegt. | Dass die Realität anders ist, wurde bereits vor über 25 Jahren bei der Markteinführung der ersten feuchtevariablen Dampfbremse [[DB+]] mit einem [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von 2,30 m durch bauphysikalische Berechnungen belegt. | ||
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Untersuchungen an Außenwänden in Nordamerika zeigten bereits im Jahre 1999 <ref name="Qu_02" />, dass der Feuchtigkeitseintrag durch eine Dampfsperre infolge Konvektion selbst bei fachgerechter Verlegung eine Tauwassermenge von ca. 250 g/m² während der kalten Jahreszeit (Tauperiode) beträgt. Das entspricht einer Feuchtigkeitsmenge, die durch eine [[Dampfbremse]] mit einem [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von 3,3 m während eines Winters diffundiert <ref name="Qu_03" />. | Untersuchungen an Außenwänden in Nordamerika zeigten bereits im Jahre 1999 <ref name="Qu_02" />, dass der Feuchtigkeitseintrag durch eine Dampfsperre infolge Konvektion selbst bei fachgerechter Verlegung eine Tauwassermenge von ca. 250 g/m² während der kalten Jahreszeit (Tauperiode) beträgt. Das entspricht einer Feuchtigkeitsmenge, die durch eine [[Dampfbremse]] mit einem [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von 3,3 m während eines Winters diffundiert <ref name="Qu_03" />. | ||
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| width="50%" algin="left" | {{Textrahmen vario|Fazit: |Auch in Konstruktionen mit [[Dampfsperre]]n, deren rechnerische [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Werte]] 50 m, 100 m oder mehr betragen, werden letztendlich erhebliche Mengen an Feuchtigkeit eingetragen. Dampfsperren lassen aber keine [[Rücktrocknung]] zu. Dadurch entstehen Feuchtefallen.|600px}} | | width="50%" algin="left" | {{Textrahmen vario|Fazit: |Auch in Konstruktionen mit [[Dampfsperre]]n, deren rechnerische [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Werte]] 50 m, 100 m oder mehr betragen, werden letztendlich erhebliche Mengen an Feuchtigkeit eingetragen. Dampfsperren lassen aber keine [[Rücktrocknung]] zu. Dadurch entstehen Feuchtefallen.|600px}} | ||
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| colspan="3" | '''3. Feuchtigkeitsmenge durch Konvektion''' | | colspan="3" | '''3. Feuchtigkeitsmenge durch Konvektion''' | ||
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| rowspan="11" | [[Bild:BPhys GD 1 05_Konvekt_Fuge_Feuchte1-01-3.jpg|center|400px]] | | rowspan="11" width=50%"| [[Bild:BPhys GD 1 05_Konvekt_Fuge_Feuchte1-01-3.jpg|center|400px]] | ||
| colspan="2" | '''Feuchtetransport''' | | colspan="2" | '''Feuchtetransport''' | ||
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| '''5. Ursache des Feuchteeintrags: Feuchtetransport über die Flanke, hier das Mauerwerk''' | | '''5. Ursache des Feuchteeintrags: Feuchtetransport über die Flanke, hier das Mauerwerk''' | ||
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| style="border-right:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" | [[Bild:BPhys GD 2Studie 09b Dachschn.Flankendiffusion-01.jpg|center|400px|]] | | width="400px" style="border-right:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" | [[Bild:BPhys GD 2Studie 09b Dachschn.Flankendiffusion-01.jpg|center|400px|]] | ||
| [[Bild:BPhys GD 1 09_Dachschn.Flankendiffusion-01-2.jpg|center|400px]] | | [[Bild:BPhys GD 1 09_Dachschn.Flankendiffusion-01-2.jpg|center|400px]] | ||
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| height="40px" | [[INTELLO Familie]] | | height="40px" | [[INTELLO Familie]] | ||
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Idealerweise kann im Sommer der [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] 0,50 m deutlich unterschreiten – erst unterhalb dieses Wertes gilt ein Material als diffusionsoffen (vgl. DIN 4108-3 [10]). Liegt der mögliche [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] im Sommerfall oberhalb von 0,50 m ist die Austrocknung aus dem Bauteil deutlich reduziert. | Idealerweise kann im Sommer der [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] 0,50 m deutlich unterschreiten – erst unterhalb dieses Wertes gilt ein Material als diffusionsoffen (vgl. DIN 4108-3 [10]). Liegt der mögliche [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] im Sommerfall oberhalb von 0,50 m ist die Austrocknung aus dem Bauteil deutlich reduziert. | ||
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Bei Konstruktionen mit diffusionsdichten Abdichtungsbahnen auf der Außenseite, können die Bahnen den Feuchtehaushalt regulieren und die Bauteile wirksam vor Feuchtigkeit schützen. <br /> | Bei Konstruktionen mit diffusionsdichten Abdichtungsbahnen auf der Außenseite, können die Bahnen den Feuchtehaushalt regulieren und die Bauteile wirksam vor Feuchtigkeit schützen. <br /> | ||
Der hohe [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] ist auch bei außen planmäßig diffusionsoffenen Dächern von Vorteil, wenn es z. B. durch Reif- und Eisbildung an einer eigentlich diffusionsoffenen [[Unterdeckbahn]] zur Bildung einer Dampfsperre kommt (siehe Abb. 9). | Der hohe [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] ist auch bei außen planmäßig diffusionsoffenen Dächern von Vorteil, wenn es z. B. durch Reif- und Eisbildung an einer eigentlich diffusionsoffenen [[Unterdeckbahn]] zur Bildung einer Dampfsperre kommt (siehe Abb. 9). | ||
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{|align="right" width="480px" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 20px;" class="rahmenfarbe1" | {|align="right" width="480px" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 20px;" class="rahmenfarbe1" | ||
| style="border-bottom:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" | ''' s<sub>d</sub>-Wert-Verhalten von Dampfbremsen''' <br /> Je größer die Variabilität des Diffusionswiderstandes zwischen Winter und Sommer ist, umso mehr Sicherheit bietet die Dampfbremse. <br /> | | style="border-bottom:solid; border-width:1px; border-color:#aaaaaa;" | ''' s<sub>d</sub>-Wert-Verhalten von Dampfbremsen''' <br /> Je größer die Variabilität des Diffusionswiderstandes zwischen Winter und Sommer ist, umso mehr Sicherheit bietet die Dampfbremse. <br /> | ||
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===== Bauphase: | ===== Bauphase: Hydrosafe-Wert (70/1,5-Regel) ===== | ||
In der Bauphase, wenn Wände verputzt oder [[Estrich]] | In der Bauphase, wenn Wände verputzt oder [[Estrich]] gelegt wurde, herrscht im Gebäude eine sehr hohe Raumluftfeuchte von zum Teil über 90 %. <br /> | ||
Der Schutz von gedämmten Holzbau-Konstruktionen während der Bauphase vor baubedingt erhöhter Innenraumfeuchte (Baufeuchte) wird durch den Hydrosafe- | Der Schutz von gedämmten Holzbau-Konstruktionen während der Bauphase vor baubedingt erhöhter Innenraumfeuchte (Baufeuchte) wird durch den [[Hydrosafe]]-Wert beschrieben. Dieser gibt an, welche äquivalente Luftschichtdicke ([[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]]) eine auf der Innenseite verlegte feuchtevariable [[Dampfbremse|Dampfbrems-]] und Luftdichtungsbahn mindestens aufweisen muss, damit Dämmung und Konstruktion in allen Phasen ausreichend vor Feuchtigkeit geschützt sind. Als ausreichend sicher wird ein [[Hydrosafe]]-Wert von mindestens 1,5 m bei einer mittleren rel. Luftfeuchtigkeit von 70 % beschrieben (siehe [[DIN 68800-2]]). | ||
Wert beschrieben. Dieser gibt an, welche äquivalente Luftschichtdicke ([[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]]) eine auf der Innenseite verlegte feuchtevariable [[Dampfbremse|Dampfbrems-]] und Luftdichtungsbahn mindestens aufweisen muss, damit Dämmung und Konstruktion in allen Phasen ausreichend vor Feuchtigkeit | |||
geschützt sind. | |||
Die Bahnen aus der [[INTELLO-Familie]] erreichen bei 70 % mittlerer Feuchte (90 % [[Luftfeuchtigkeit|Raumluftfeuchtigkeit]] und 50 % in der [[Wärmedämmung|Dämmebene]]) einen [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von über 2 m ([[DB+]] 2 m) und bieten den Bauteilen auch während baubedingt erhöhten rel. Luftfeuchtigkeiten einen ausreichenden Schutz. <br /> | |||
einen [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von über 2 m ([[DB+]] | |||
Übermäßige Raumluftfeuchte in der Bauphase über einen langen Zeitraum schädigt alle Materialien bzw. Bauteile im Gebäude, führt zu deren Feuchteanreicherung und sollte konsequent zügig und stetig durch Fensterlüftung entweichen können. Ggf. können Bautrockner erforderlich sein (siehe Abb. 10). | Übermäßige Raumluftfeuchte in der Bauphase über einen langen Zeitraum schädigt alle Materialien bzw. Bauteile im Gebäude, führt zu deren Feuchteanreicherung und sollte konsequent zügig und stetig durch Fensterlüftung entweichen können. Ggf. können Bautrockner erforderlich sein (siehe Abb. 10). | ||
==== Höchste Sicherheit ==== | ==== Höchste Sicherheit ==== | ||
Das »intelligente« Verhalten der feuchtevariablen Dampfbremsen von pro clima macht Wärmedämmkonstruktionen je nach Bauart und Lage sehr sicher. Auch bei unvorhergesehenem Feuchtigkeitseintrag in die Konstruktion, z. B. durch widrige Klimabedingungen, unvermeidbare Restleckagen, [[Flankendiffusion]] oder erhöhte Einbaufeuchtigkeit von Bauholz oder Dämmstoff können Bauteile von der Schutzfunktion profitieren. Die feuchtevariablen pro clima Dampfbremsen fördern aktiv das Austrocknen von Feuchtigkeit aus dem Bauteil heraus, welche unvorhergesehen in dieses eingedrungen ist. | Das »intelligente« Verhalten der feuchtevariablen Dampfbremsen von pro clima macht Wärmedämmkonstruktionen je nach Bauart und Lage sehr sicher. Auch bei unvorhergesehenem Feuchtigkeitseintrag in die Konstruktion, z. B. durch widrige Klimabedingungen, unvermeidbare Restleckagen, [[Flankendiffusion]] oder erhöhte Einbaufeuchtigkeit von Bauholz oder Dämmstoff können Bauteile von der Schutzfunktion profitieren. Die feuchtevariablen pro clima Dampfbremsen fördern aktiv das Austrocknen von Feuchtigkeit aus dem Bauteil heraus, welche unvorhergesehen in dieses eingedrungen ist. | ||
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== Ermittlung des Sicherheitspotenzials einer Dachkonstruktion == | == Ermittlung des Sicherheitspotenzials einer Dachkonstruktion == | ||
=== | === Rechnerischer Nachweis von Bauteilen === | ||
Zur Berechnung von Feuchtebelastungen innerhalb von Bauteilen stehen stationäre und dynamische Rechenverfahren zur Verfügung. | Zur Berechnung von Feuchtebelastungen innerhalb von Bauteilen stehen stationäre und dynamische Rechenverfahren zur Verfügung. Stationäre Nachweise von Bauteilen können mit dem Verfahren nach Glaser erstellt werden. Dieses ist die Grundlage für verschiedene nationale und internationale Normen (z. B. [[DIN 4108-3]], [[OENORM B 8110-2]] oder [[SIA 180]] bzw. [[DIN EN ISO 13788]]). Werden detaillierte Feuchtegehalte z. B. einzelner Materialien gewünscht kann ein instationäres (dynamisches) Verfahren nach [[DIN EN 15026]] angewendet werden. | ||
==== Berechnung nach Glaser | ==== Berechnung nach Glaser ==== | ||
Das [[Glaser-Verfahren]] ist ein vereinfachtes, stationäres Nachweisverfahren für eine feuchteschutztechnische Abschätzung von Bauteilen. Dies erfolgt durch Betrachtung des auftretenden Diffusionstransports bei stationären Zuständen unter pauschalen Randbedingungen. Bei dieser Art von Nachweis handelt es sich um »ein modellhaftes Nachweis- und Bewertungsverfahren als Hilfsmittel für den Fachmann zur Beurteilung des klimabedingten Feuchteschutzes. Es bildet nicht die realen physikalischen Vorgänge in ihrer tatsächlichen zeitlichen Abfolge ab« (aus: [[DIN 4108-3]]). <br /> | |||
{| | {|align="right" width="480px" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 20px;" class="rahmenfarbe1" | ||
| colspan="4" | '''Randbedingungen | | colspan="4" | '''Randbedingungen Glaser-Verfahren ''' | ||
|- | |- | ||
|width="60px"| || '''Winter''' (Dauer 60 Tage) || width="20px"| || '''Sommer''' (Dauer 90 Tage) | |width="60px"| || '''Winter''' (Dauer 60 Tage) || width="20px"| || '''Sommer''' (Dauer 90 Tage) | ||
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|- | |- | ||
| Außen: || -10 °C / 80 % rel. Luftfeuchte || || +12 °C / 70 % rel. Luftfeuchte | | Außen: || -10 °C / 80 % rel. Luftfeuchte || || +12 °C / 70 % rel. Luftfeuchte | ||
|}<br clear="all" /> | |} | ||
Die Einfachheit des Verfahrens bedeutet zugleich eine starke Einschränkung, da sich z. B. weder Verschattungen noch zusätzliche Bauteilschichten wie Bekiesungen oder Begrünungen berücksichtigen lassen. Weiterhin werden die tatsächlichen Feuchtegehalte, die Kapillarität sowie die Sorptionsfähigkeit von Baustoffen nicht in die Berechnungen einbezogen. <br /> | |||
Dadurch kann das [[Glaser-Verfahren]] gerade für die Berechnung von bauphysikalisch anspruchsvollen Holzbaukonstruktionen nicht verwendet werden. | |||
<br clear="all" /> | |||
==== Berechnung der gekoppelten Wärme- und Feuchtetransporte | ==== Berechnung der gekoppelten Wärme- und Feuchtetransporte ==== | ||
Detaillierte Betrachtungen der Feuchtegehalte innerhalb von Bauteilen können mit instationären Berechnungsverfahren durchgeführt werden. Diese sind u. a. sowohl in der Lage die von außen auf ein Bauteil einwirkenden Klimarandbedingungen (Innen- und Außenklima), als auch Baustoffeigenschaften wie Feuchtegehalt, Sorption und Kapillarität usw. in der Berechnung zu berücksichtigen. <br /> | |||
Bekannte Softwarelösungen sind [[Delphin]] vom Institut für Bauklimatik, Dresden und [[WUFI pro]] vom Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Holzkirchen. Die Verfahren wurden mehrfach validiert, d. h. dass die Ergebnisse aus den Rechnungen anhand von Freilandversuchen überprüft wurden. Für die Berechnung werden die entsprechenden Klimadaten eines Jahres als Stundenwerte benötigt. Mit Hilfe der meteorologischen Datenbank [[Meteonorm]] lassen sich die erforderlichen Klimadatensätze für nahezu jeden Ort auf der Welt erstellen. <br /> | |||
Bekannte Softwarelösungen sind [[Delphin]] vom Institut für Bauklimatik, Dresden und [[WUFI pro]] vom | Für die Simulationsberechnungen wird das Bauteil mit seiner Schichtenfolge berücksichtigt und ein mehrjähriger Verlauf der Feuchtegehalte für das gesamte Bauteil oder in einzelnen Bauteilschichten analysiert. <br /> | ||
mehrfach validiert, d. h. dass die Ergebnisse aus den Rechnungen anhand von Freilandversuchen überprüft wurden. | Das Berechnungsergebnis zeigt z. B., ob sich die Feuchtigkeitsgehalte einzelner Materialien oder an ausgewählten Stellen im Bauteil im zulässigen Rahmen bewegen. Wird der Verlauf des Gesamtfeuchtegehaltes betrachtet kann die maximal mögliche Austrocknung von verschiedenen Bauteilen ermittelt werden. <br /> | ||
Für die Berechnung werden die entsprechenden Klimadaten eines Jahres als Stundenwerte benötigt. | Diese wird auch als Bauschadens-Freiheits-Potenzial bezeichnet. | ||
Für die Simulationsberechnungen wird das Bauteil mit seiner Schichtenfolge | |||
=== | === Definition des Bauschadens-Freiheits-Potenzials === | ||
Das [[Bauschadens-Freiheits-Potenzial]] ist eine theoretische Größe und erlaubt es die Leistungsfähigkeit von Konstruktionen hinsichtlich des Austrocknungsvermögens miteinander zu vergleichen. Es gibt an, wie viel Feuchtigkeit theoretisch durch unvermeidbare Restleckagen, Flankendiffusion oder feuchte Baustoffe eindringen könnte. Vergleichsgröße ist die Menge an Feuchtigkeit, die innerhalb eines Jahres aus dem Bauteil heraustrocknen kann. Dadurch können verschiedene Konzepte vergleichend gegenüber gestellt werden. Je größer das Bauschadens-Freiheits-Potenzial, desto größer die Sicherheit vor einem Bauschaden. | |||
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"]] | ==== Berechnung des Bauschadens-Freiheits-Potenzials ==== | ||
Um die Sicherheiten eines Bauteils bei unvorhergesehenem Feuchteeintrag zu ermitteln, wird folgender Ansatz verwendet: <br /> | |||
Zu Beginn der Berechnung wird der Feuchtegehalt in der Wärmedämmebene definiert auf 20 kg Wasser pro m³ Dämmstoff erhöht. 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 Bauschadens-Freiheits-Potenzial 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. <br /> | |||
Weiteres Kriterium für die Funktion einer Konstruktion sind die maximalen Feuchtegehalte, die sich in den Bauteilschichten einstellen. Diese Gebrauchstauglichkeitsuntersuchungen erfolgen ab Abschnitt 3.3 [[#Ermittlung der Gebrauchstauglichkeit|"Ermittlung der Gebrauchstauglichkeit"]] | |||
==== Dachkonstruktion ==== | ==== Dachkonstruktion ==== | ||
{|align="right" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px | {|align="right" width="480px" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 20px; class="rahmenfarbe1" id="ganz_oben" | ||
|+ id="Ü-id" | '''Bauphysikalische Beurteilung von Dachkonstruktionen''' | |||
|- id="K-id" | |||
| '''11. Aufbau der Dachkonstruktion''' | | '''11. Aufbau der Dachkonstruktion''' | ||
|- | |- | ||
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 11 aufbau-dachkonstr.jpg|center| | | [[Bild:BPhys GD 2Studie 11 aufbau-dachkonstr.jpg|center|360px|1. Aufbau der Dachkonstruktion]] | ||
|- style="font-size:90%;" | |- style="font-size:90%;" | ||
|'''Bauteilschichten:'''<br /> | |'''Bauteilschichten:'''<br /> | ||
* Außenseitig [[diffusionsdicht]] <br />( | * Außenseitig [[diffusionsdicht]] <br />(Abdichtungsbahn [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] = 300 m) <br /> | ||
* Vollholzschalung | * Vollholzschalung, 24 mm <br /> | ||
* | * Faserdämmung (Mineralwolle) WLG 0,035 W/mK, 200 mm <br /> | ||
* Dampfbremsen mit | * Dampfbremsen/-sperren mit unterschiedlichen [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Werten]] <br /> | ||
* [[Installationsebene]] 25 mm | * [[Installationsebene]], 25 mm <br /> | ||
* Gipsbauplatte | * Gipsbauplatte, 12,5 mm <br /> <br /> | ||
Betrachtete Dachvarianten: <br /> | |||
• Steildach mit 40° Neigung zur Nordseite, <br /> | |||
Eindeckung rote Dachsteine <br /> | |||
• Flachdach mit 5 cm Kiesschicht <br /> | |||
• Gründach mit extensiver Begrünung: <br /> | |||
10 cm Pflanzensubstrat | |||
<br /> <br /> | |||
Alle Konstruktionen sind unverschattet. | |||
|} | |} | ||
;Aufbau der Konstruktion: | ;Aufbau der Konstruktion: | ||
Es handelt sich um | Es handelt sich um eine Konstruktion mit 200 mm Dämmung (Mineralwolle WLG 035). Auf der Ausßenseite verfügt das Bauteil über eine diffusionsdichte Abdichtungsbahn (siehe Abb. 11). | ||
{| | {| | ||
| width="180"| '''Dampfbremsen:''' || '''[[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]]:''' | | width="180"| '''Dampfbremsen:''' || '''[[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]]:''' | ||
|- | |- | ||
| | | | ||
* | * Dampfbremse | ||
| | | 5 m konstant | ||
|- | |- | ||
| | | | ||
* Dampfbremse | * Dampfbremse | ||
| | | 0,8 – 35 m richtungsabhängig variabel | ||
|- | |- | ||
| | | | ||
Zeile 346: | Zeile 358: | ||
| 0,6 – 4 m, feuchtevariabel | | 0,6 – 4 m, feuchtevariabel | ||
|- | |- | ||
| | | valign="top" | | ||
* pro clima [[INTELLO]] | * pro clima [[INTELLO-Familie|INTELLO]] | ||
| 0,25 – | | 0,25 – >25 m, feuchtevariabel (ETA-18/1146) <br /> Die pro clima INTELLO wird bei den Berechnungen stellvertretend für alle Bahnen aus der [[INTELLO-Familie]] verwendet. | ||
|- | |- | ||
| '''Dachvarianten:''' || | | '''Dachvarianten:''' || | ||
|- | |- | ||
| | | colspan="2" | | ||
* Steildach | * Steildach mit 40° Neigung zur Nordseite, rote Dachsteine | ||
* Flachdach mit 5 cm Kiesschicht oberhalb der Abdichtung | |||
* Gründach mit 10 cm Gründachaufbau oberhalb der Abdichtung | |||
* Flachdach | |||
* Gründach | |||
|- | |- | ||
|'''Standorte:''' || | |'''Standorte:''' || | ||
|- | |- | ||
| | | colspan="2" | | ||
* Holzkirchen, Deutschland | * Holzkirchen, Deutschland, Höhenlage über NN = 680 m ''- (NN = Normal Null)'' | ||
* Davos, Schweiz, Höhenlage über NN = 1.560 m | |||
* Davos, Schweiz | |||
|- | |- | ||
|'''Berechnung:''' | |'''Berechnung:''' | ||
|- | |- | ||
| | | colspan="2" | | ||
* Mit [[ | * Mit [[Delphin|Delphin 5.9.3]] | ||
* Anfangsfeuchtigkeit in der Wärmedämmung: 4.000 g/m² (= 20 kg/m³) | |||
* Anfangsfeuchtigkeit in der Wärmedämmung: | |||
|} | |} | ||
Verschattungen (z. B. durch [[Photovoltaik]]-Anlagen, Gebäudesprünge, hohe Bäume oder Topografie) werden bei den Berechnungen nicht berücksichtigt. | |||
<br /> | |||
==== Einflussfaktoren auf die Höhe des Bauschadens-Freiheits-Potenzials ==== | ==== Einflussfaktoren auf die Höhe des Bauschadens-Freiheits-Potenzials ==== | ||
Eine wesentliche Größe für die | Eine wesentliche Größe für die Bauschadensfreiheit ist die [[Rücktrocknungspotenzial|Rückdiffusion]] im Sommer und damit verbunden die Austrocknung der Konstruktion nach innen. Die Menge der Austrocknung hängt von der Außentemperatur ab, genauer gesagt von der Temperatur an der Außenseite der [[Wärmedämmung]] sowie von der Diffusionsoffenheit der Dampfbrems- und Luftdichtungsbahn im Sommerfall. Durch Sonneneinstrahlung (auch diffus) weisen Bauteiloberflächen eine höhere Temperatur auf als die angrenzende Luft. Die Zeitdauer, welche die Wärme von außen benötigt bis sie an der Wärmedämmung ankommt, ist entscheidend. <br /> | ||
Bei einem Steildach hängt die Höhe der Dachoberflächentemperatur ab von der Dachneigung, der | Bei einem Steildach ist dies schneller der Fall als bei einer bekiesten oder begrünten Flachdachkonstruktion. <br /> | ||
Das Bauschadens-Freiheits-Potenzial wird weiterhin durch die gewählte Dämmschichtdicke beeinflusst. Große Dämmstärken führen | Bei einem Steildach hängt die Höhe der Dachoberflächentemperatur ab von der Dachneigung, der Orientierung der Dachflächen (Norden/Süden) und der Farbe der Dacheindeckung bzw. Dachabdichtung (hell/dunkel). <br /> | ||
Das Bauschadens-Freiheits-Potenzial wird weiterhin durch die gewählte Dämmschichtdicke beeinflusst. Große Dämmstärken führen im Vergleich zu verringerten Rücktrocknungsmengen, da die Durchwärmung des Bauteils langsamer erfolgt und als Folge die Rücktrocknungszeiträume kürzer werden. | |||
'''Ungünstige Faktoren sind:''' | |||
* Dachorientierung nach Norden | |||
* Große Dachneigung (> 25°) | |||
* Helle Farbe der Dacheindeckung oder Abdichtungsbahn | |||
* | * Flachdachabdichtung diffusionsdicht | ||
* Kaltes Klima, z. B. im Gebirge | |||
* | * Große Dämmschichtdicken | ||
* Zusätzliche Schichten oberhalb der Abdichtung (Begrünungen, Terrassenbeläge usw.) | |||
* Helle Farbe der | |||
* | |||
* | |||
= | Um den Einfluss des Diffusionswiderstandes der Dampfbremsen oder -sperren auf das Bauschadens-Freiheits-Potenzial zu ermitteln, wird in den Berechnungen auf der Außenseite eine diffusionsdichte Abdichtungsbahn (s<sub>d</sub>-Wert = 300 m) angenommen. Dieser Ansatz kann während der kalten Wintertemperaturen (bei Minusgraden) dazu verwendet werden, um den Einfluss von Vereisungen und damit diffusionsdichter Unterdeck- und Unterspannbahnen auf den Feuchtegehalt innerhalb der Konstruktion zu ermitteln. | ||
==== Klimadaten Standort Holzkirchen ==== | |||
Holzkirchen liegt südlich von München auf einer Seehöhe von 680 m mit einem kalten, rauen Klima. Für die Klimarandbedingungen wurde aus das Feuchtereferenzjahr des | |||
Fraunhofer Instituts für Bauphysik ausgewählt, welches ein besonders feuchtes und kaltes Jahr abbildet. Die links dargestellten Diagramme zeigen die Temperaturverläufe über ein Jahr. Die blaue Linie zeigt die Innen-, die rote die Außentemperaturen (siehe Abb. 12 bis 15). <br /> | |||
{|align="right" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 15px;" class="rahmenfarbe1" | {|align="right" style="border-style:solid; border-width:1px; margin: 0px 0px 0px 15px;" class="rahmenfarbe1" | ||
| colspan="4" | ''' | | colspan="4" | '''Jahrestemperaturverläufe Holzkirchen, Höhe: 680 m über NN, Südbayern, Deutschland - Dach: rote Ziegel bzw. Kies''' | ||
|- | |- | ||
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 12_Lufttemperatur.jpg|center| | | 12. Lufttemperaturen <br /> (Feuchtereferenzklima) [[Bild:BPhys GD 2Studie 12_Lufttemperatur.jpg|center|240px|12. Lufttemperaturen (Feuchtereferenzklima)]] | ||
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 13_Dachofltemp_N_40.jpg|center| | | 13. Dachoberflächentemperatur <br /> Nordseite, 40° Dachneigung [[Bild:BPhys GD 2Studie 13_Dachofltemp_N_40.jpg|center|240px|13. Dachoberflächentemperatur <br /> Nordseite, 40° Dachneigung]] | ||
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 14_Dachofltemp_S_40.jpg|center| | | 14. Dachoberflächentemperatur <br /> Südseite, 40° Dachneigung [[Bild:BPhys GD 2Studie 14_Dachofltemp_S_40.jpg|center|240px|14. Dachoberflächentemperatur <br /> Südseite, 40° Dachneigung]] | ||
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 15_Dachofltemp_Kiesdach.jpg|center| | | 15. Dachoberflächentemperatur <br /> Kiesdach [[Bild:BPhys GD 2Studie 15_Dachofltemp_Kiesdach.jpg|center|240px|15. Dachoberflächentemperatur <br /> Kiesdach]] | ||
|} | |} | ||
Unter Berücksichtigung der Globalstrahlung (direkte Sonneneinwirkung plus Streulicht) ergibt sich, verglichen mit der Lufttemperatur, eine z. T. wesentlich höhere Dachoberflächentemperatur. Wenn die Außentemperatur (rot) die Innentemperatur (blau) überschreitet, findet in Konstruktionen mit feuchtevariablen Dampfbremsen eine Austrocknung nach innen statt. Selbst bei nordorientierten Steildächern 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 der Dachfläche mit 40° Neigung. | |||
<br clear="all" /> | <br clear="all" /> | ||
Zeile 428: | Zeile 419: | ||
{{{TabH1/2 r}} Berechnung des Bauschadens-Freiheits-Potenzials <br /> Standort Holzkirchen, Dach | {{{TabH1/2 r}} Berechnung des Bauschadens-Freiheits-Potenzials <br /> Standort Holzkirchen, Dach | ||
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| align="center"|Angenommene zusätzl. Feuchtigkeit zu Beginn: 4.000 g/m² <br /> | | align="center" width="470px" | 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 | Feuchtegehalt der Konstruktion im Trockenzustand <br /> (= Feuchtigkeitsgehalt der [[Holzschalung]] bei 15 %): 1.700 g/m² | ||
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| [[Bild:BPhys GD 2Studie 16 BSFP N 40.jpg|center| | | 16. Bauschadens-Freiheits-Potenzial [[Steildach]], Nordseite, 40° Dachneigung [[Bild:BPhys GD 2Studie 16 BSFP N 40.jpg|center|400px|16. Bauschadens-Freiheits-Potenzial <br /> [[Steildach]], Nordseite, 40° Dachneigung]] | ||
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| [[Bild:BPhys GD 2Studie 17 BSFP Kiesdach.jpg|center| | | 17. Bauschadens-Freiheits-Potenzial [[Flachdach]] mit 5 cm Kies [[Bild:BPhys GD 2Studie 17 BSFP Kiesdach.jpg|center|400px|17. Bauschadens-Freiheits-Potenzial <br /> '''[[Flachdach]]''' mit 5 cm Kies]] | ||
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| [[Bild:BPhys GD 2Studie 18 BSFP Gruendach.jpg|center| | | 18. Bauschadens-Freiheits-Potenzial [[Gründach]] mit 10 cm Aufbau [[Bild:BPhys GD 2Studie 18 BSFP Gruendach.jpg|center|400px|18. Bauschadens-Freiheits-Potenzial <br /> '''[[Gründach]]''' mit 10 cm Aufbau]] | ||
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| [[Bild:BPhys GD 2Studie 19 BSFP INTELLO und sd5.jpg|center| | | 19. BSFP mit INTELLO und richtungsabhängig variabler Dampfbremse: verschiedene Dämmdicken [[Bild:BPhys GD 2Studie 19 BSFP INTELLO und sd5.jpg|center|400px|19. BSFP mit INTELLO und richtungsabhängig variabler Dampfbremse: verschiedene Dämmdicken]] | ||
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Die | Die aus der Konstruktion innerhalb eines Jahres austrocknende Feuchtigkeitsmenge in g/m² beschreibt das Bauschadens-Freiheits-Potenzial und definiert damit die Höhe des Schutzes bei unvorhergesehen eingedrungener Feuchtigkeit (z. B. durch [[Konvektion]], [[Flankendiffusion]] usw.). Die Berechnungsergebnisse zeigen, dass die [[PE]]-Folie ([[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] 100 m) keine signifikante Austrocknung der Feuchtigkeit aus der 200 mm starken Dämmschicht ermöglicht. In der Wärmedämmebene ausgefallenes Kondensat kann nicht mehr entweichen. Auch mit einer Dampfbremse mit einem konstanten sd-Wert von 5 m bestehen im Vergleich nur sehr geringe Trocknungsreserven. <br /> | ||
Für die richtungsabhängig variable [[Dampfbremse]] ergibt sich eine Trocknungsreserve von 1.700 g/m²·Jahr. Diese ist geringer als die der Konstruktion mit der pro clima [[DB+]]. Diese | |||
Die Hochleistungs-Dampfbremse [[INTELLO]] bietet der Konstruktion das größte Sicherheitspotenzial. Innerhalb eines Jahres kann die Konstruktion gemäß den [[ | verfügt über eine wesentlich höhere Austrocknung und weist erhebliche Sicherheitsreserven von 2.900 g/m²·Jahr auf. <br /> | ||
Die Hochleistungs-Dampfbremse [[INTELLO]] bietet der Konstruktion das größte Sicherheitspotenzial. Innerhalb eines Jahres kann die Konstruktion gemäß den [[Delphin]]-Berechnungen ca. 3.500 g/m² Wasser austrocknen. (siehe Abb. 16). | |||
==== Bauschadens-Freiheits-Potenzial Flachdächer ==== | ==== Bauschadens-Freiheits-Potenzial Flachdächer ==== | ||
Für die Berechnung von [[Gründach|Grün]]- und Kiesdächern stehen | Für die Berechnung von [[Gründach|Grün]]- und Kiesdächern stehen eine Reihe verschiedener Materialdatensätze für begrünte Dächer sowie einer für bekieste Konstruktionen zur Verfügung. Diese wurden auf der Grundlage von Messungen an verschiedenen Dachkonstruktionen an mehreren Standorten erstellt. | ||
In den Datensätzen wird die zeitliche Veränderung einer begrünten bzw. bekiesten Konstruktion berücksichtigt. So sind z. B. verändernde Effekte aus dem Bewuchs (Verschattung durch Pflanzenbewuchs) im Datensatz enthalten. | |||
Damit sind zuverlässige Simulationen der hygrothermischen Verhältnisse in und unter Gründächern bzw. Kiesdächern bei beliebigen Nutzungen in Mitteleuropa möglich. | |||
===== Bekiestes Flachdach ===== | |||
Das bekieste Flachdach weist geringere Sicherheiten auf als das Steildach, da der Kies über der Abdichtung nur langsam durchwärmt wird. Als Folge stellt sich eine verzögerte Erwärmung | |||
der darunter liegenden Bauteilschichten inklusive der Dämmebene ein. Abb. 13 bis 15 zeigen die Temperaturen einer nord- bzw. südorientierten Steildachkonstruktion im Vergleich zu einem bekiesten Flachdach. <br /> | |||
Besonders deutlich wird der Unterschied bei dem nach Süden ausgerichteten Steildach. Aber auch das nordorientierte Steildach weist ca. 8-10 °C höhere Spitzentemperaturen als das bekieste Flachdach auf. Wie beim Steildach besteht beim Kiesdach mit [[PE]]-Folie keine Austrocknung aufgrund des hohen [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]]es von 100 m. Auch die Dampfbremse mit einem konstanten s<sub>d</sub>-Wert von 5 m bietet keine nennenswerten [[Rücktrocknung]]ssicherheiten. <br /> | |||
Dies ist eine Folge der verringerten Bauteiltemperaturen, welche die Rückdiffusion reduzieren. Bereits bei geringen unvorhergesehenen Feuchtebelastungen ist ein Bauschaden unvermeidbar. Die richtungsabhängig feuchtevariable Dampfbremse bietet eine mögliche Austrocknung von 1.200 g/m²·Jahr. <br /> | |||
Die Konstruktion mit der pro clima [[DB+]] verfügt über ein höheres Bauschadens-Freiheits-Potenzial von 1.700 g/m²·Jahr. Obwohl die Oberflächentemperatur des Kiesdachs deutlich reduziert ist, bietet die Hochleistungs-Dampfbremse [[INTELLO Familie|INTELLO]] der Konstruktion im Vergleich ein sehr hohes Sicherheitspotenzial. Innerhalb eines Jahres kann das betrachtete Bauteil gemäß den [[Delphin]]-Berechnungen [14] ca. 2.200 g/m² Wasser austrocknen (siehe Abb. 17). | |||
===== Begrüntes Flachdach ===== | ===== Begrüntes Flachdach ===== | ||
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 über ein Bauschadens-Freiheits-Potenzial von 1.200 g/m²·Jahr (siehe Abb. 18). <br /> | |||
Das Bauteil verfügt über ausreichende Sicherheiten bei unvorhergesehenem Feuchteeintrag. Hier wird der berücksichtigte Einfluss aus dem Bewuchs (Verschattung) und die dadurch im | |||
Datensatz enthaltene Sicherheit deutlich. Die Bauschadens-Freiheits-Potential der [[DB+]] ist zwar nur geringfügig geringer, jedoch ist die INTELLO aufgrund der zügigeren Austrocknung über die Jahre betrachtet für die anspruchsvollen Gründachkonstruktionen die bessere Alternative. <br /> | |||
Die richtungsabhängig variable Dampfbremse sowie die Dampfbremse mit einem sd-Wert von 5 m liegen unter 1.000 g/m²·Jahr (siehe Abb. 18) und verfügen demnach über deutlich geringere Rücktrocknungsreserven im Vergleich. Für begrünte Flachdächer ist eine Bahn aus der [[INTELLO-Familie]] aufgrund der höheren Reserven die bessere Wahl. | |||
==== Einfluss der Dämmschichtdicke ==== | ==== Einfluss der Dämmschichtdicke ==== | ||
In den letzten Jahren hat sich nicht zuletzt durch die regelmäßig steigenden Anforderungen der [[Energieeinsparverordnung]] die Stärke der eingebauten | In den letzten Jahren hat sich nicht zuletzt durch die regelmäßig steigenden Anforderungen der [[Energieeinsparverordnung|Energieeinspar-Gesetzgebung]] die Stärke der eingebauten Dämmschichten erhöht. Konstruktionen mit Dämmdicken von 300 mm oder mehr, die bei konventionellen Gebäuden in der Vergangenheit nur äußerst selten verwendet wurden, treten in immer größerer Anzahl auf. Hoch wärmegedämmte Konstruktionen haben ein reduziertes Bauschadens-Freiheits-Potenzial. 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. | ||
Dämmschichten erhöht. | |||
Hoch wärmegedämmte Konstruktionen haben ein reduziertes Bauschadens-Freiheits-Potenzial. 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 Bauschadens-Freiheits-Potenzial der oben vorgestellten Konstruktion mit der INTELLO mit den Dämmstärken 200, 300 und 400 mm. | Abb. 19 zeigt das Bauschadens-Freiheits-Potenzial der oben vorgestellten Konstruktion mit der [[INTELLO-Familie|INTELLO]] mit den Dämmstärken 200, 300 und 400 mm. <br /> | ||
Bei 200 mm Dämmdicke beträgt das Bauschadens-Freiheits-Potenzial ca. 3.500, bei 300 mm ca. 3.000 und bei 400 mm noch 2.600 g/m²·Jahr. | |||
'''DB+:''' <br /> | |||
Auch bei der DB+ hat die Dämmdicke einen Einfluss auf das Bauschadens-Freiheits-Potenzial. Die Konstruktion mit der DB+ verfügt bei 200 mm Dämmung über ein Bauschadens-Freiheits-Potenzial von 2.900 g/m²·Jahr, bei 300 mm von 1.900 g/m²·Jahr und bei 400 mm Dämmschichtdicke über ein Bauschadens-Freiheits-Potenzial von 1.600 g/m²·Jahr (ohne Abb.). | |||
'''Richtungsabhängig variable Dampfbremse:''' <br /> | |||
Im Vergleich mit der INTELLO und der DB+ bietet diese Dampfbremse insgesamt ein geringeres Sicherheitspotential. Bei 200 mm liegt es bei 1.800, bei 300 mm bei 1.700 und bei 400 mm bei 1.600 g/m²·Jahr (siehe Abb. 19). | |||
''' | |||
s<sub>d</sub>-Wert 5 m:''' <br /> | |||
Bei 200 mm Dämmdicke hat die Konstruktion mit der Dampfbremse mit dem konstanten s<sub>d</sub>-Wert von 5 m bereits ein sehr geringes Bauschadens-Freiheits-Potenzial. Bei höheren Dämmdicken sinkt dieses nochmals. Jedoch sind die Sicherheiten bereits bei geringen Dämmdicken so gering, dass eine Verwendung bei außen diffusionsdichten Bauteilen sowohl bei geringen als auch bei hohen Dämmdicken nicht empfehlenswert ist (ohne Abb.). | |||
'''Für die INTELLO und die DB+ gilt demnach:''' <br /> | |||
Auch bei nordorientierten, außen diffusionsdichten Steildachkonstruktionen (DN 40°) mit hohen Dämmdicken und roten Dachziegeln sind Bauteile ausreichend sicher und bieten im | |||
Vergleich die größten Bauschadens-Freiheits-Potentiale. Unterstützung bei der feuchtetechnischen Bemessung von Steildächern, Bahnendächern sowie Flachdächern mit zusätzlichen Bauteilschichten oberhalb der Abdichtungsbahn (z. B. Bekiesungen, Begrünungen, Terrassenbelägen) bietet die technische Hotline von pro clima. | |||
Für die | |||
Auch bei nordorientierten außen diffusionsdichten Steildachkonstruktionen (40°) mit hohen | |||
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| colspan="4" | ''' Temperaturverläufe Davos, Höhe: 1.560 m über NN, Schweiz - Dach: rote Ziegel/Kies''' | | colspan="4" | ''' Temperaturverläufe Davos, Höhe: 1.560 m über NN, Schweiz - Dach: rote Ziegel/Kies''' | ||
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| [[Bild:BPhys GD 2Studie 20 lufttemp.jpg|center| | | 20. Lufttemperatur <br /> (Davos, kalt) [[Bild:BPhys GD 2Studie 20 lufttemp.jpg|center|240px|20. Lufttemperatur <br /> (Davos, kalt)]] | ||
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 21 Dachofl N40.jpg|center| | | 21. Dachoberflächentemperatur<br /> Nordseite, 40° Dachneigung [[Bild:BPhys GD 2Studie 21 Dachofl N40.jpg|center|240px|21. Dachoberflächentemperatur<br /> Nordseite, 40° Dachneigung]] | ||
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 22 Dachofl S40.jpg|center| | | 22. Dachoberflächentemperatur<br /> Südseite, 40° Dachneigung [[Bild:BPhys GD 2Studie 22 Dachofl S40.jpg|center|240px|22. Dachoberflächentemperatur<br /> Südseite, 40° Dachneigung]] | ||
| [[Bild:BPhys GD 2Studie 23 Dachofl Kies.jpg|center| | | 23. Dachoberflächentemperatur<br /> Kiesdach [[Bild:BPhys GD 2Studie 23 Dachofl Kies.jpg|center|240px|23. Dachoberflächentemperatur<br /> Kiesdach]] | ||
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