Wärmebrücken- & Dampfdiffusionsbrücken-Programm AnTherm Version 6.115 - 8.133

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Mehrdimensionale Wasserdampf-Diffusionsvorgänge

Die rechnerische Beschreibung der Diffusion des Wasserdampfs durch Baukonstruktionen ist insofern von Interesse, als man dadurch Hinweise bekommt, ob mit schädlicher Wasserdampfkondensation innerhalb des Bauteils gerechnet werden muss oder nicht (Risiko der Kernkondensation, der Kondensation im Bauteilkern).

Die Diffusionsgleichung ist von derselben Bauart wie die Wärmeleitungsgleichung und lässt sich nur im Fall eindimensionaler Wasserdampfdiffusion analytisch lösen. In allen anderen Fällen muss auf numerische Verfahren, wie hier im AnTherm implementiert, zurückgegriffen werden.

DAMPF-Option: Die Analyse der mehrdimensionalen Wasserdampf-Diffusionsvorgänge ist nur mit der DAMPF-Option des Programms möglich..

AnTherm berechet zwei- und dreidimensionale Wasserdampf-Partialdruckverteilungen in beliebig gestalteten Baukonstruktionen. Zudem wird aus der ebenfalls errechneten Temperaturverteilung die Verteilung des Sättigungsdampfdruckes in der untersuchten Baukonstruktion bestimmt.

Ein Vergleich der Partialdruck- mit der Sättigungsdampfdruck-Verteilung führt unmittelbar auf die Aussage, ob in Teilen der Baukonstruktion mit Kondensatbildung zu rechnen ist oder nicht.

Bereiche, in denen der Wasserdampf-Partialdruck höher ist als der Sättigungsdampfdruck, werden als kondensatgefährdet ausgewiesen und können dann grafisch (z.B. als Falschfarben, oder als Isofläche bzw. eine Isolinie des Nullwertes der Dampfdruckdifferenz oder eines bestimmten Wertes der relativen Kernfeuchte) dargestellt werden.

Beispiel: Dampfdruckdifferenzverteilung und Dampfdiffusionsströme
Wie die feuchtigkeitstechnische Modellrechnung zeigt, verursacht einerseits die Wärmebrückenwirkung einer auf der Rohdecke stehenden Zwischenwand aus Gipskartonständerwerk und andererseits - infolge einer Unterbrechung der warmseitigen Dampfsperre unterhalb des Heizestrichs - die Möglichkeit des Eindiffundierens von Wasserdampf in die Deckenkonstruktion über die Zwischenwand zusätzliche Kondensationsbereiche. Diese sind insbesondere in der Umgebung des unteren U-Profiles der Ständerwand ausgeprägt.
Legende:
  • Falschfarben der Dampfdruckdifferenz (Schwarz: Nullgrenze; Blau: Negativ; Hellblau/Weiß: Stark negativ)
  • Stromlinien der Dampfdiffusion (Weiß) im Intervall von 10% des Gesamtdiffusionsstromes von Innen (Oben) nach Außen (Unten)

Umgelegt auf das für den eindimensionalen Fall üblicherweise verwendete Glaser-Verfahren bedeutet die in AnTherm umgesetzte Vorgangsweise, dass die Schnittpunkte des Wasserdampf-Partialdruck-Verlaufes mit dem Sättigungsdampfdruckverlauf ermittelt werden und der Bereich zwischen den Schnittpunkten als Zone mit Kondensat-Anfall interpretiert wird. Wie bekannt, wird damit die Breite der Kondensationszone überschätzt.

Bei der Interpretation der Ergebnisse muss allerdings stets bedacht werden, dass die Wasserdampfdiffusion nicht die einzige treibende Kraft für den Transport von Wasserdampf darstellt. Insbesondere in massiven Baustoffen kann der Transport von Wasser und Wasserdampf durch Kapillarleitung Größenordnungen erreichen, die die Diffusion in den Hintergrund treten lassen.

Die damit hier vorliegende Implementierung sollte somit zur Klärung der Frage, ob und - wenn ja - wo in der Baukonstruktion unter den vorgegebenen Randbedingungen (Lufttemperaturen und relative Luftfeuchtigkeiten) Kondensatausfallrisiko besteht.

Beispiel: Dampfdruckdifferenzverteilung und Dampfdiffusionsströme
Wie die feuchtigkeitstechnische Modellrechnung zeigt, verursacht einerseits die Wärmebrückenwirkung einer auf der Rohdecke aufstehenden Zwischenwand aus Gipskartonständerwerk und andererseits - infolge einer Unterbrechung der warmseitigen Dampfsperre unterhalb des Heizestrichs - die Möglichkeit des Eindiffundierens von Wasserdampf in die Deckenkonstruktion über die Zwischenwand zusätzliche Kondensationsbereiche. Diese sind insbesondere in der Umgebung des unteren U-Profiles der Ständerwand ausgeprägt.
Legende:
  • Isolinien der Dampfdruckdifferenz (Schwarz); Nullgrenze hervorgehoben
  • Stromlinien der Dampfdiffusion (Weiß) im Intervall von 10% des Gesamtdiffusionsstromes von Innen (Oben) nach Außen (Unten)

Anmerkung: Eine genauere Eingrenzung der Kondensat-Zonen und die Berechnung von Kondensat-Mengen ist (noch zu entwickelnden) Folgeversionen vorbehalten.

Siehe auch: Theoretische Grundlagen, Europa-Normen bezüglich Wärmebrücken, EN ISO 13788

 

 

Beispiel: Temperaturverteilung und Wärmeströme
Gipskartonwand unmittelbar auf der unterseitig nicht wärmegedämmten, 30 cm dicken Betondecke der Tiefgarage.
Die EPS-Wärmedämmschicht (Röfix 831, zementgebundene Polystyrolflocken) mit einer Schichtdicke von 13,5 cm ist ausschließlich oberhalb der Betonrohdecke angeordnet, an der Deckenunterseite gibt es keinerlei weitere Dämmstoffschichten. Der „Regelquerschnitt“ der Deckenkonstruktion wurde als bauphysikalisch unkritisch bewertet.
Legende:
  • Isothermen (Schwarz);
  • Falschfarben nach Temperatur
  • Stromlinien des Wärmestromes (Weiß) im Intervall von 10% des Gesamtwärmestromes von Innen (Oben) nach Außen (Unten)

 

Beispiel: Wärmestromdichtenverteilung und Wärmeströme
Gipskartonwand unmittelbar auf der unterseitig nicht wärmegedämmten, 30 cm dicken Betondecke der Tiefgarage.
Die EPS-Wärmedämmschicht (Röfix 831, zementgebundene Polystyrolflocken) mit einer Schichtdicke von 13,5 cm ist ausschließlich oberhalb der Betonrohdecke angeordnet, an der Deckenunterseite gibt es keinerlei weitere Dämmstoffschichten. Der „Regelquerschnitt“ der Deckenkonstruktion wurde als bauphysikalisch unkritisch bewertet.
Legende:
  • Falschfarben nach Wärmestromdichte (Gelb bis Schwarz: hohe Wärmebrückenwirkung)
  • Stromlinien des Wärmestromes (Weiß) im Intervall von 10% des Gesamtwärmestromes von Innen (Oben) nach Außen (Unten)

 


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2017-03-22 12:04 +0100