Tauwasser auf/in Bauteilen
Bewertung mittels Oberflächentemperatur
Tauwasser kann auf Bauteiloberflächen oder in den Bauteilen ausfallen. Zur Bewertung stehen dem Planer unterschiedliche Berechnungen zur Verfügung. Die DIN 4108-2 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden - Teil 2 Mindestanforderungen an den Wärmeschutz behandelt dabei den Tauwasserausfall auf Oberflächen bzw. die Oberflächentemperatur von Bauteilen. Der rechnerische Nachweis zum Tauwasserausfall auf Oberflächen erfolgt hinsichtlich des Nachweises zum hygienischen Wärmeschutz und der Verhinderung eines Schimmelpilzbefalls. Der Nachweis nach DIN 4108-3 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden - Teil 3 Klimabedingter Feuchteschutz hat dagegen den Tauwasserausfall im Inneren von Bauteilen im Blick.
Gallerie
Unter besonderen winterlichen Bedingungen kommt es bei Fenstern zu einem Tauwasserausfall: Ursache kann unzureichendes Heiz- und Lüftungsverhalten der Bewohner/Nutzer sein oder der umlaufende Glasrandverbund, der eine wärmetechnische Schwachstelle in einer hochgedämmten Glastafel bildet
Bild: Thomas Duzia, Wuppertal
Tauwasserausfall auf dem Bauteil
Für die Bewertung eines Tauwasserausfalls auf einer
Bauteiloberfläche ist die Oberflächentemperatur oder der
fRsi-Wert des Bauteils von Interesse, der auf der
Grundlage der Berechnung nach DIN 4108-2 ermittelt werden kann. Bei
der Bewertung der bauphysikalischen Qualität eines Bauteils von
beheizten Innenräumen ist der Wärmedurchgangswiderstand R von
Bedeutung, mit dem unter normativen Bedingungen die zu erwartende
Oberflächentemperatur eines Bauteils abgeleitet werden kann bzw.
der dimensionslose fRsi-Wert berechnet wird:
FRsi =
(θsi - θe)/ (θi -
θe)
Dabei sind die normativen stationären Randbedingungen zu
berücksichtigen:
θsi = Temperatur der Innenoberfläche des Bauteils
θe = -5 °C Temperatur der Außenluft
θi = 20 °C Temperatur der Raumluft innen
sowie 50 % relative Luftfeuchte im Innenraum
Zur Ermittlung der inneren Oberflächentemperatur muss bei beheizten Räumen nach DIN 4108-2 mit einem Wärmeübergangswiderstand von Rsi 0,25 m²K/W gerechnet werden. Der einzuhaltende Grenzwert beträgt fRsi ≥ 0,7 bzw. 12,6°C Oberflächentemperatur. Bei einem errechneten Wert oberhalb von 0,7 besteht unter normativen Bedingungen kein Risiko des Tauwasserausfalls und damit auch kein Schimmelpilzrisiko.
Die Oberflächentemperatur eines Bauteils kann mit einer umgestellten Formel ermittelt werden, die in dieser Form nicht in der Norm aufgeführt ist:
θsi = θi -(θi -
θe)/RT ∙Rsi
Bei einem monolithischen Wandaufbau mit einem gedämmten Stein
ergibt sich die folgende Oberflächentemperatur aus den gesamten
Wärmedurchlasswiderständen aller Schichten und Wärmeübergänge:
θsi = 20 –(20 -(-5))/4,623 ∙0,25 = 18,65°C
Der Nachweis für die Wandkonstruktion zur kritischen Oberflächentemperatur wäre damit erbracht. Die Oberflächentemperatur auf der Wand liegt über dem einzuhaltenden Grenzwert von 12,6°C, was bei modernen und gedämmten Wandkonstruktionen typisch ist. Bei diesen Wänden muss nicht mit einem Tauwasserausfall auf dem Bauteil gerechnet werden.
Tauwasser auf Fensterkonstruktionen
Häufig kommt es unter besonderen winterlichen Bedingungen zu einem Tauwasserausfall an Fensterkonstruktionen. Die Ursache liegt oftmals darin, dass das Heiz- und Lüftungsverhalten von Nutzer/Bewohner unzureichend ist. Bei den Fensterkonstruktionen bildet der umlaufende Glasrandverbund die wärmetechnische Schwachstelle in einer hochgedämmten Glastafel.
Mit dem Einbau eines „warmen Randes“ (auch warme Kante genannt) können die Wärmeverluste reduziert und zugleich die Oberflächentemperaturen erhöht werden. Kommen konventionelle Stahl- oder Aluminiumprofile als Abstandhalter im Glasrandverbund zum Einsatz, ist mit dem Ausfall von Tauwasser eher zu rechnen. Grundsätzlich ist der Tauwasserausfall auf Fenster- und Pfosten-Riegel-Konstruktionen auch nach DIN 4108-2, Pkt. 6.1 in einem bestimmten Maß zulässig. Voraussetzung ist, dass angrenzende Bauteile keinen Schaden nehmen.
