Rechnerischer Nachweis des Tauwasserschutzes
Der klimabedingte Feuchteschutz für den Nutzungszustand von Baukonstruktionen ist in DIN 4108-3 geregelt. Hier werden Rechenverfahren und Maßnahmen zur Begrenzung von Tauwasser auf Bauteiloberflächen beschrieben sowie Randbedingungen benannt, bei denen ein rechnerischer Nachweis des Feuchteschutzes entfallen kann. In Tabelle 1 ist die in DIN 4108-3: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 3: Klimabedingter Feuchteschutz – Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung geforderte Tauwasserbegrenzung sowie die Forderung einer Trocknungsreserve nach DIN 68800-2: Holzschutz – Teil 2: Vorbeugende bauliche Maßnahmen im Hochbau dargestellt.
Tabelle 1: Anforderungen an die Tauwasserbegrenzung nach DIN 4108-3 sowie Forderung einer Trocknungsreserve nach DIN 68800-2
Vereinfachtes Berechnungsverfahren
Beim vereinfachten Berechnungsverfahren (Periodenbilanzverfahren oder auch Glaserverfahren genannt) nach DIN 4108-3 wird im ersten Schritt ermittelt, ob und in welcher Schicht Tauwasser in welcher Menge ausfällt. Anschließend wird die Verdunstungsmenge berechnet, die in einer Tauwasserbilanz der Tauwassermenge gegenübergestellt wird. Ziel der Berechnung ist
- die Überprüfung, ob das eingetragene Tauwasser in der Verdunstungsperiode wieder vollständig austrocknen kann bzw.
- inwieweit eine Trocknungsreserve gegenüber unplanmäßiger
eingebrachter Feuchte vorhanden ist.
Die stationäre Berechnung nach DIN 4108-3 mit dem Periodenbilanzverfahren ist ein stark vereinfachtes Nachweisverfahren für Diffusionsprozesse. Folgende wichtige Einflussfaktoren bleiben dabei unberücksichtigt:1)
- realistische (d.h. veränderliche) Klimarandbedingungen,
- erhöhte Feuchtelasten, z.B. durch Baufeuchte oder nach Bauschäden,
- Einflüsse aus Strahlungswärme aber auch Nutzschichten, wie Gründächer,
- feuchtevariable Materialkennwerte, z.B. Diffusionswiderstand, Wärmeleitfähigkeit, Feuchtespeicherung und -transport durch Sorption und Kapillarleitung
Hygrothermische Simulation
Die verschiedenen Arten des Feuchtetransports und deren dynamischen Abläufe sowie feuchteabhängige Materialeigenschaften werden im genauen Berechnungsverfahren nach DIN 4108-3 (hygrothermische Simulation nach DIN EN 15026: Wärme- und feuchtetechnisches Verhalten von Bauteilen und Bauelementen – Bewertung der Feuchteübertragung durch numerische Simulation) berücksichtigt.
Das Bauteilverhalten wird hierbei über mehrere Jahre unter realitätsnahen Klimarandbedingungen simuliert. Dadurch kann eine individuelle Bewertung des Feuchteschutzes einer Konstruktion erfolgen.
Das Rechenverfahren nach DIN EN 15026 wird dann angewendet, wenn mit dem vereinfachten Berechnungsverfahren nach DIN 4108-3 keine ausreichend genaue Bewertung des Feuchteschutzes erfolgen kann. Das ist u.a. der Fall bei Konstruktionen mit außenseitig diffusionshemmenden Schichten (z.B. bei nicht belüfteten Flachdachkonstruktionen)1), bei Dachbegrünungen, bei Baustoffen mit feuchtevariablen Eigenschaften oder Bauteilen mit klima- oder nutzungsbedingt erhöhter Feuchteeinwirkung.
Das Ergebnis dieser Berechnung ist abhängig von einer realistischen, möglichst standortspezifischen Annahme der Klimabedingungen und der umfassenden Kenntnis von Materialeigenschaften.
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