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Konvektion: Unterschied zwischen den Versionen

Konvektion (Quelltext anzeigen)

Version vom 5. Mai 2025, 13:07 Uhr

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== Konvektion - die häufig unvorhergesehene Luftströmung==
== Konvektion - die häufig unvorhergesehene Luftströmung==
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|[[Bild:BPhys GD 1 08_Dachschn.Konvektion-01-2.jpg|right|thumb|480px|Unvorhergesehen: <br /> Luftströmung (Konvektion)]]
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| '''Unvorhergesehen: Luftströmung (Konvektion)'''
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| [[Bild:BPhys GD 1 08_Dachschn.Konvektion-01-2.jpg|center|400px]]
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| Abb 1. '''Feuchteeintrag in die [[Wärmedämmung|Dämmung]] durch Leckagen'''
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| Über eine 1 mm breite Fuge sind Feuchteeinträge von bis zu 800&nbsp;%g Wasser am Tag möglich.
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'''Konvektion''' ist der [[Feuchtetransport]] durch Luftströmung, resultierend aus Undichtigkeiten der Gebäudehülle. Der Luftstrom wird angetrieben durch Druckunterschiede infolge vorherrschender Windverhältnisse oder durch Temperaturunterschiede. Zur Verhinderung von Konvektion ist die Gebäudehülle [[Luftdichtigkeit|luftdicht]] auszuführen. <ref name="Qu_1" />  
'''Konvektion''' ist der [[Feuchtetransport]] durch Luftströmung, resultierend aus Undichtigkeiten der Gebäudehülle. Der Luftstrom wird angetrieben durch Druckunterschiede infolge vorherrschender Windverhältnisse oder durch Temperaturunterschiede. Zur Verhinderung von Konvektion ist die Gebäudehülle [[Luftdichtigkeit|luftdicht]] auszuführen. <ref name="Qu_1" />  


Hintergrund: <br />
Hintergrund: <br />
Durch [[Konvektion]], also Luftströmung, werden wesentlich größere Feuchtemengen in die Konstruktion transportiert als durch Diffusion. Die konvektiv eingebrachte Feuchtemenge kann leicht das 1000-fache der durch Diffusion eingetragenen Menge übersteigen (siehe Abb. 3).
Durch Konvektion, also Luftströmung, werden wesentlich größere Feuchtemengen in die Konstruktion transportiert als durch Diffusion. Die konvektiv eingebrachte Feuchtemenge kann leicht das 1000-fache der durch Diffusion eingetragenen Menge übersteigen (siehe Abb. 3).


Durch Leckagen in Konstruktionen mit äußeren diffusionsdichten Bauteilschichten eingedrungene Feuchtigkeit kann schnell zu einem Bauschaden führen. Konvektive Feuchteeinträge können wegen ihrer hohen Feuchtelast aber auch für außen diffusionsoffene Bauteile gefährlich werden, v. a. wenn bereits [[Tauwasser]] ausgefallen und es im winterlich kalten Klima zur Bildung von dampfbremsenden Eisschichten z. B. an der Unterdeckung gekommen ist. <ref name="Qu_001" />
Durch Leckagen in Konstruktionen mit äußeren diffusionsdichten Bauteilschichten eingedrungene Feuchtigkeit kann schnell zu einem Bauschaden führen. Konvektive Feuchteeinträge können wegen ihrer hohen Feuchtelast aber auch für außen diffusionsoffene Bauteile gefährlich werden, v. a. wenn bereits [[Tauwasser]] ausgefallen und es im winterlich kalten Klima zur Bildung von dampfbremsenden Eisschichten z. B. an der Unterdeckung gekommen ist. <ref name="Qu_001" />
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;Ergebnis der exemplarischen Laboruntersuchung  
;Ergebnis der exemplarischen Laboruntersuchung  
Durch eine fugenfreie Dämmkonstruktion mit einer [[Dampfbremse]] mit einem [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von 30&nbsp;m diffundieren pro Normwintertag 0,5&nbsp;g Wasser pro Quadratmeter in die [[Konstruktion]] ein.
Bei der Studie vom [[Fraunhofer Gesellschaft|Fraunhofer Institut für Bauphysik]] wurde der [[Baufeuchte|Feuchteeintrag]] in die [[Konstruktion]] gemessen. <br />
Durch eine fugenfreie Dämmkonstruktion mit einer [[Dampfbremse]] mit einem [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Wert]] von 30&nbsp;m diffundieren pro Normwintertag 0,5&nbsp;g Wasser pro Quadratmeter in die Konstruktion ein. Dieser rechnerische Wert wurde messtechnisch bestätigt. Auch bei diffusionsoffeneren Dampfbremsen mit einem s<sub>d</sub>-Wert von 2&nbsp;m sind die Feuchtemengen für Konstruktionen generell problemlos.  


Im gleichen Zeitraum strömt per Konvektion über eine 1&nbsp;mm breite Fuge in der [[Dampfbremse]] 800&nbsp;g Feuchtigkeit pro Meter Fugenlänge in die Konstruktion ein. <br />
Im gleichen Zeitraum strömt aber durch Konvektion über eine 1&nbsp;mm breite Fuge in der [[Dampfbremse]] 800&nbsp;g Feuchtigkeit pro Meter Fugenlänge in die Konstruktion ein. <br />
Das entspricht einer Verschlechterung um den Faktor&nbsp;1.600.
Das entspricht einer Verschlechterung um den Faktor&nbsp;1.600.
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| Innentemperatur: <br /> Außentemperatur: ||  +20 °C <br /> &nbsp; &nbsp;&nbsp;0 °C
| Innentemperatur: <br /> Außentemperatur: ||  +20 °C <br /> &nbsp; &nbsp;&nbsp;0 °C
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| valign="top" | Druckdifferenz: || 20 Pa (entsprechend Windstärke 2-3)
| valign="top" | Druckdifferenz: || 20 Pa (entspicht Windstärke 2-3)
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| valign="top" | Messung: || [[Institut für Bauphysik]], Stuttgart <ref name="Qu_04" />
| valign="top" | Messung: || [[Institut für Bauphysik]], Stuttgart <ref name="Qu_04" />
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| Abhängigkeit des Feuchteeintrags von der Fugenbreite
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| [[Bild:BPhys GD 2 Luft 05_Feuchtedurchg_d.jpg|center|400px]]
|}
'''Weitere Messreihen ergaben:''' siehe Grafik
<br />


'''Grundsätzlich gilt:''' Im Gegensatz zur [[Diffusion]] können Feuchteeinträge durch Fugen (Konvektion) nur hilfsweise berechnet werden.
<br />
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==Berechnungsmodelle für konvektiven Eintrag ==
== Berechnungsmodelle für konvektiven Eintrag ==
''Auszug einer von MOLL bauökologische Produkte GmbH initiierten'' Sanierungs-Studie<ref name="Qu_005" />:  
''Auszug einer von MOLL bauökologische Produkte GmbH initiierten'' Sanierungs-Studie<ref name="Qu_005" />:  


Feuchtigkeitseinträge in Konstruktionen durch Konvektion (Strömung feucht-warmer Luft) lassen sich derzeit noch nicht mit kommerziellen Softwarelösungen simulieren. Der Antrieb der Konvektion ist der Druckunterschied zwischen dem Inneren eines Gebäudes und der Außenluft. Dieser Druckunterschied resultiert aus der Windanströmung des Gebäudes von außen und dem Aufsteigen der beheizten Luft innerhalb des bewohnten Raums. Als Annäherung kann der [[Feuchtetransport]] durch Leckagen in eine Konstruktion berechnet werden, indem diffusionshemmende innere Bauteilschichten (z. B. [[Dampfbremse]]benen oder Innenbekleidungen) unberücksichtigt bleiben. Da es sich hier nur um Diffusionsströme handelt und der Antrieb der Luftdruckunterschiede fehlt, sind in der Realität die Feuchtigkeitsbelastungen durch Konvektion wesentlich höher. Bei Luftströmungen durch Leckagen konzentriert sich der Feuchteeintrag auf eine kleine Fläche. Dadurch ist dieser um ein Vielfaches höher, als es die Rechenergebnisse darstellen können.Durch Konvektion kann durch eine Fuge von 1 mm Breite und 1 m Länge (= 1/1000 m²) eine Feuchtigkeitsmenge von 800 g/m und Tag durch Konvektion in die Wärmedämmkonstruktion gelangen (s.o.). Soviel Feuchtigkeit kann auch die diffusionsoffenste [[Unterspannbahn]] nichtaustrocknen lassen, zumal der [[Diffusion]]sstrom eines dünnen Bauteils bei einer geringen/fehlenden Druckdifferenz in der Praxis viel niedriger ist, als die [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Werte]] dies vermuten lassen (siehe [[sd-Wert|s<sub>d</sub>-Werte]] und [[Wasserdampfdiffusionswiderstand|μ-Wert]]).
Der Antrieb der Konvektion ist der Druckunterschied zwischen dem Inneren eines Gebäudes und der Außenluft. Der Druckunterschied resultiert aus der Windanströmung des Gebäudes von außen und dem Aufsteigen der beheizten Luft innerhalb des bewohnten Raums (siehe Abb. 2). <br />
Ab [[WUFI pro|WUFI pro 5.0]] steht für die Berechnung von konvektiven Feuchteeinträgen ein Luftinfiltrationsmodell zur Verfügung. Es kann auf Grundlage eines Austausches mit der Innenraumluft einen konvektiven Feuchteeintrag simulieren. Das setzt voraus, dass die Undichtheit der Konstruktion bekannt ist, denn diese dient dazu, den Feuchtigkeitseintrag zu quantifizieren. <br />
Bei Luftströmungen durch Leckagen konzentriert sich der Feuchteeintrag auf eine kleine Fläche. Dadurch ist dieser um ein Vielfaches höher, als es die Berechnungsergebnisse darstellen können. Durch Konvektion kann durch eine Fuge von 1 mm Breite und 1 m Länge (= 1/1000 m²) eine Feuchtigkeitsmenge von 800 g/m und Tag durch Konvektion in die Wärmedämmkonstruktion
gelangen (siehe Abb. 3). <br />
So viel Feuchtigkeit kann auch die diffusionsoffenste Unterdeckbahn nicht austrocknen lassen.


==Anreicherung der Feuchtigkeitsmenge infolge innerer Konvektion==
==Anreicherung der Feuchtigkeitsmenge infolge innerer Konvektion==
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==Baupraktische Folgen mangelnder Luftdichtung==
==Baupraktische Folgen mangelnder Luftdichtung==
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|valign="top"| [[Bild:Wohngesund Schimmel 1.jpg|right|thumb|200px|[[Schimmel]] aufgrund von [[Tauwasser]]]]
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|}
| [[Schimmel]] aufgrund von [[Tauwasser]]
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| [[Bild:Wohngesund Schimmel 1.jpg|center|400px]]
|}  
Bauschäden  durch [[Schimmel]]bildung drohen, wenn feuchtwarme Raumluft im Winter  z. B. durch Fugen in der Dampfbrems- und [[Luftdichtung]]sebene in die  Wärmedämmkonstruktion eindringt und große Mengen [[Tauwasser]]  entstehen. Viele [[Schimmelpilz]]e setzen als sekundäre  Stoffwechselprodukte Gifte, u. a. [[MVOC]] (flüchtige organische  Verbindungen), und Sporen frei, die für Menschen gesundheitsgefährdend  sind. Sie gelten als Allergieauslöser Nummer Eins. Kontakt mit  [[Schimmelpilz]]en sollte man dringend vermeiden. Dabei ist es  unerheblich, ob die [[MVOC]] oder die Sporen über das Essen, also den  Magen, oder über die Lunge mit der Luft in den Körper gelangen.
Bauschäden  durch [[Schimmel]]bildung drohen, wenn feuchtwarme Raumluft im Winter  z. B. durch Fugen in der Dampfbrems- und [[Luftdichtung]]sebene in die  Wärmedämmkonstruktion eindringt und große Mengen [[Tauwasser]]  entstehen. Viele [[Schimmelpilz]]e setzen als sekundäre  Stoffwechselprodukte Gifte, u. a. [[MVOC]] (flüchtige organische  Verbindungen), und Sporen frei, die für Menschen gesundheitsgefährdend  sind. Sie gelten als Allergieauslöser Nummer Eins. Kontakt mit  [[Schimmelpilz]]en sollte man dringend vermeiden. Dabei ist es  unerheblich, ob die [[MVOC]] oder die Sporen über das Essen, also den  Magen, oder über die Lunge mit der Luft in den Körper gelangen.
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<references>
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<ref name="Qu_1">INFORMATIONSDIENST HOLZ, spezial, ''Flachdächer in Holzbauweise'', Oktober 2008, S. 5</ref>
<ref name="Qu_1">INFORMATIONSDIENST HOLZ, spezial, ''Flachdächer in Holzbauweise'', Oktober 2008, S. 5</ref>
<ref name="Qu_001"> ''Moll bauökologische Produkte GmbH'': WISSEN 2012/13 - [[Bauphysik Studie#Feuchtebelastung durch Konvektion|''Studie „Berechnung des Bauschadensfreiheitspotential von Wärmedämmungen in Holz- und Stahlbaukonstruktionen“ '']], 2012, S. 66 </ref>
<ref name="Qu_001"> ''Moll bauökologische Produkte GmbH, Luftdichtungs-Studie'' - [[Luftdichtungs-Studie#Feuchtebelastung durch Konvektion|Link zum Absatz]]; PDF: [https://de.proclima.com/media-download/4/pro_clima_Luftdichtungs-Studie Download]</ref>
<ref name="QuSS_11">Deutsche Bauzeitung; Heft 12/89, Seite 1639 ff.</ref>
<ref name="Qu_04">Deutsche Bauzeitung; Heft 12/89, Seite 1639 ff.</ref>
<ref name="Qu_005"> ''Moll bauökologische Produkte GmbH'': WISSEN 2012/13 - [[Bauphysik Sanierungs-Studie#Berechnungsmodelle für konvektiven Eintrag|''Sanierungs-Studie: „Lösungen für die Luftdichtheit bei energietechnischen Sanierungen von Dachkonstruktionen“ '']], 2012, S. 88 </ref>
<ref name="Qu_005"> ''Moll bauökologische Produkte GmbH'' - [[Bauphysik Sanierungs-Studie#Berechnungsmodelle für konvektiven Eintrag|''Sanierungs-Studie: „Energietechnische Dachsanierungen von außen“ '']] </ref>
</references>
</references>


Abgerufen von „https://wissenwiki.de/Spezial:Mobiler_Unterschied/60724...63873“