Feuchteschutz im konstruktiven Ingenieurbau

Stand 2000

Eine normale Baufeuchte ist unumgänglich.

Auf jeden Fall ist aber eine permanente Durchfeuchtung von Bauteilen zu vermeiden.

Feuchtetechnische Kennwerte

Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl μ.

diffusionsäquivalente Luftschichtdicke s_d = μ * S

relative Feuchte φ

Tauwasser

Nach DIN 4108 darf Tauwasserbildung den Wärmeschutz und die Standsicherheit nicht gefährden. Deshalb muß in der Tauperiode enstandenes Tauwasser während der Verdunstungsperiode verdunsten. Tauwasser darf nicht zu Korrosion, Pilzbefall, etc. führen. Zu unterscheiden sind Tauwasserausfall auf der Bauteiloberfläche und Tauwasserausfall im Inneren von Bauteilen. Die maximale Tauwassermenge beträgt ca. 1 kg/m² für Wand und Deckenkonstruktionen. Rür Berührungsflächen von kapillar nicht aufnahmefähigen zu Luft-, Faserdämmstoffen maximal 0,5 kg/m². Der massebezogene Feuchtigkeitsgehalt bei Holz darf maximal 5% betragen, bei Holzwerkstoffen maximal 3%. Baustoffe mit harmonischem Verhalten besitzen ähnliche Wärme- und Feuchtigkeitsdurchgänge, unharmonisch verhalten sich z .B. Dampfsperren oder eine Wärmedämmung. Eine dampfdichte Außenhaut erfordert Hinterlüftung. Eine Innendämmung ist kritisch zu betrachten, sie macht eine Dampfsperre innen erforderlich. Die Dampfsperre ist vollkommen wasserdampfdicht, sie ist erforderlich bei Warmdächern. Eine Dampfbremse ist z.B. eine Folie vor der Dämmung, sie hat hauptsächlich Luftdichtigkeit zur Aufgabe.

Tauwasserausfall auf der Bauteiloberfläche

Tauwasserausfall im Inneren von Bauteilen

Beim rechnerischen Nachweis sind die ungünstigeren Werte anzusetzen: In der Tauperiode ist der kleinste Wert für μ_innen und der größte Wert für μ_außen anzusetzen.

In der Verdunstungsperiode sind dieselben Werte zu verwenden.

Wärmeübergangswiderstände: Tabelle 5 in DIN 4108

Klimabedingungen: DIN 4108 Teil 3

Diffusionsberechnung:

• Prüfung auf Tauwasserbildung
• Ermittlung Tauwasser-, Verdunstungswassermenge
• Vergleich

Verfahren nach GLASER

Im Glaser-Diagramm werden die diffusionsäquivalenten Luftschichtdicken aufgetragen.

1. Ermittlung des Temperaturverlaufes im Bauteil
2. Ermittlung der Sattdampfdruckkurve
3. Ermittlung der Wasserdampfpartialdruckkurve über die Beziehung p = p_s * φ
4. Im Schnittpunkt der Kurven bildet sich Tauwasser
5. Die reale Wasserdampfpartialdruckkurve ergibt sich nach der Seilregel

Bei Bauteilschichten mit Temperaturdifferenz über 10K besteht ein nichtlinearer Zusammenhang, hier ist eine gesonderte Betrachtung erforderlich.

Tauwasserausfallebene, sda, sdi

Oder Tauwasserausfall über Bereich

Tauperiode t_T = 1440 h

Rechenwerte für Wände und Decken in nicht klimatisierten Wohn- und Bürogebäuden nach DIN 4108 Teil 3:
Periode	Raumklima	Außenklima
Lufttemperatur	20 °C	-10 °C
Relative Luftfeuchte	0,5	0,8
Wasserdampfsättigungsdruck	2340 Pa	260 Pa
Wasserdampfpartialdruck	1170 Pa	208 Pa
Verdunstungsperiode tV = 2160 h
Lufttemperatur	12 °C	12 °C
Relative Luftfeuchte	0,7	0,7
Wasserdampfsättigungsdruck	1403 Pa	1403 Pa
Wasserdampfpartialdruck	982 Pa	982 Pa

einschichtige Bauteile: 1/Δ = 1.5 * 10⁶μ*S

flächenbezogene Tauwasser-Menge:

m_T= t_T*(m.i-m.a)

Verdunstungwassermenge

lineare Verbindung pa-TW-Ebene-pi, PS ( 12 °C)

m_V= t_V *(m. i + m. a)

Beispiel:

Eine zweischalige Außenwand soll nachträglich durch eine Innendämmung verbessert werden

11,5-KMZ-MW,ρ = 2000 kg/m³

17.5 KS-MW (ρ = 2000 kg/m³)

10 cm PS-Hartschaum WLG 040, ρ = 15 kg/m³

Normbedingungen mach DIN 4108 T3

	Außen	Innen
Tauperiode
Luftemperatur in °C	-10	20
relative Luftfeuchte	80%	50%
H2O-Sättigungsdruck in hPa	260	2340
H2O-Partialdruck in hPa	208	1170
Verdunstungsperiode
Luftemperatur in °C	12	12
H2O-Sättigungsdruck in hPa	1403	1403
H2O-Partialdruck in hPa	982	982

Wärmedurchgangskoeffizient

α_i = 1/0,13 W/(m² * K)

α_a = 1/0,04 W/(m² * K)

k = 0,34 W/(m² * K)

Temperaturen in den Schichten:

q = k*Δθ = 10,2 W/m²

θ_oi = 18,7 °C

θ_ai = θ_oi - s1/ λ 1 * q

Sattdampfdrücke

ps,oI = 2158 Pa

ps, 1 = 343 Pa

ps, 2 = 298 Pa

ps, oa= 209 Pa

Im Glaser-Diagramm werden die wasserdampfäquivalenten Luftschichtdicken aufgetragen:

Dämmung: sd1= my 1 * s1 = 2 m (my1 minimal)

Hintermauerung sd2= my2 * s2 = 4,38m (my2 maximal)

Verblendung: sd3= My3 * s3 = 11.5 m|my3 max)

1/Δa = sd3

Tauwassermenge

mpunkt_T= ( pi-ps,1) / 1/ DELTAi-(ps, 2-pa )/ 1/Δa = 2, 7*10^-4 kg * ( m²*h)

Tauperiode t_T = 1440 h

m_T= mpunkt_T * t_T= o.389 kg/m²

Verdunstungswassermenge

m_V= 0,875 * 10^-4 kg / (m²*h)

t_V = 2160h

m_V = 0,189 kg/m²

Ist m_V kleiner als  m_T, so ist das Bauteil untauglich.

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