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Forschungsbericht: Erarbeitung eines normungsfähigen Verfahrens und einer Planungsrichtlinie zur hygrischen Bemessung von Außenbauteilen

Erarbeitung eines normungsfähigen Verfahrens und einer Planungsrichtlinie zur hygrischen Bemessung von Außenbauteilen

Bau- und Wohnforschung
Peter Häupl, Heiko Fechner, Horst Stopp
FH Lausitz, Cottbus
TU Dresden, Institut für Bauklimatik
2002, 110 S., Abb.,Tab.,Lit.
Fraunhofer IRB Verlag

Kurzbericht [PDF] deutsche Version
Short Version [PDF] englische Version

Inhalt

Während die Ausarbeitung und Verabschiedung von Regularien für den ganzheitlichen und ganzjährigen Wärmeschutz von Gebäuden (z. B. DIN EN 4108, EN 832, EN 13792, Energieeinsparverordnung) einen hohen Stand erreicht haben und in der deutschen und europäischen Bauphysik-Öffentlichkeit lebhaft diskutiert werden, gibt es auf dem Feuchtesektor erheblichen Nachholbedarf. Feuchte behindert zum einen in erheblichem Maße die geförderte energetische Verbesserung der vorhandenen und neu zu errichtenden Bausubstanz und beeinflußt zum anderen maßgeblich deren Dauerhaftigkeit und Bauschadensbilanz. Die neue EN 13788 berücksichtigt nur den Wasserdampftransport in den Bauteilen, vernachlässigt aber den kapillaren Transport und die hygroskopische Feuchtespeicherfähigkeit der Baustoffe. Durch das sogenannte Monatsverfahren verkompliziert sich das Rechenverfahren in unangemessener Weise, und die Nichtauslegung für einen bauklimatischen "worst case" impliziert im Fall der Feuchte grundsätzlich Bauschäden. Auf der Basis der von der Arbeitsgruppe des Antragstellers aufgestellten physikalischen Modelle des gekoppelten Wärme-, Feuchte- und Lufttransportes in Bauteilen, der entwickelten Computercodes DIM und COND, den vergleichenden mehrjährigen In-situ-Messungen an zwei Testhäusern und zahlreichen Projektberechnungen für ausgewählte Dach- und Wandkonstruktionen sowie mehrdimensionalen konstruktiven Details wurden für folgende Probleme einfache Nachweisverfahren erarbeitet: 1. Berechnung der inneren winterlichen Kondensatmenge im Bauteil in Abhängigkeit vom Wärme-, Wasserdampf- und Kapillarwassertransport sowie der hygroskopischen Speicherfähigkeit der verwendeten Baustoffe. 2. Abschätzung der infolge Strömungen durch Undichtheiten und groß-offenporige Dämmstoffe eingetragenen Feuchte. 3. Quantifizierung der Wassermenge und der Wassereindringtiefe infolge Schlagregenbelastung. 4. Quantifizierung der Trocknungspotentiale durch Wasserdampf- und Kapillarwassertransport für die innere Kondensatmenge, die Schlagregenfeuchte, Einbaufeuchte bzw. Bauteilfeuchte nach Havarien (nicht-elektrischen) Trockenlegungsmaßnahmen u.ä.

Verfügbare Formate

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung
2. Anpassung der DIN 4108-3 an die EN ISO 13788 "Berechnungsverfahren zur Vermeidung kritischer Oberflächenfeuchte und Tauwasserbildung im Bauteilinneren"
2.1 Vereinfachtes winterliches und sommerliches Blockklima als Randbedingung für das Glasermodell der EN ISO 13788 bzw. der DIN 4108-3
2.2 Beispiele
2.2.1 Flachdachkonstruktion aus der EN ISO 13788
2.2.2 Leichte hinterlüftete Außenwandkonstruktion aus der DIN 4 108-3
3. Integration der kapillaren Feuchteleitung und der Hygroskopizität in das Glasermodell der EN ISO 13788 bzw. der DIN 4108-3
3.1 Begründung am Beispiel der energetischen Sanierung einer Fachwerk- wand mit einer kapillaraktiven Innendämmung
3.2 Theoretische Grundlagen eines einfachen analytischen Modells
3.3 MATH-CAD Programm zur Berechnung der Feuchtemengen und der Feuchteverteilung
3.3.1 Fall 1 Eine Kondensationsebene in einer sechsschichtigen Konstruktion
3.3.2 Fall 2 Drei hintereinander liegende Kondensationsebenen in einer sechsschichtigen Konstruktion
3.3.3 Fall 3 Zwei durch ein trockenes Gebiet getrennte Kondensationsebenen in einer sechs schichtigen Konstruktion
3.4 Validierung der Ergebnisse mittels numerischer Simulationsverfahren - Computer-Code DIM 3.1
4. Zusammenfassung, Schlußfolgerungen, Ausblick
Anlage 1 Kurzfassung des Berichtes
Anlage 2 Symbole und Einheiten
Anlage 3 Feuchteschutztechnische Bewertung von wärmegedämmten Holzsteildachkonstruktionen

Publikationslisten zum Thema:
Planungsrichtlinie, Normung, Außenbauteil, Bemessung, Berechnung, Feuchteschutz, Bauphysik, Kondensation, Hygroskopizität, Feuchtigkeit, Schlagregenschutz, Wasserdampfdurchgang, Kapillarwasser, DIN 4108,

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Bücher, Broschüren

Mängel - Schäden - Prävention
Tagungsband der 32. Hanseatischen Sanierungstage vom 13. bis 15. Oktober 2022.
2022, 368 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Mängel, Schäden, Prävention - um diese drei zentralen Begriffe der Sanierungspraxis drehen sich die 32. Hanseatischen Sanierungstage. 22 Referenten zeigen in ihren Beiträgen Schadensursachen auf, beschreiben Präventionsmaßnahmen und stellen besonders gelungene Sanierungsprojekte vor. Eine Hauptschadensursache sind Wasser und Feuchte. Oftmals werden Bedrohungen durch Wasser aus Flüssen und dem Untergrund falsch eingeschätzt, Materialien falsch bewertet oder materialtypische Eigenschaften nicht beachtet. Die Referenten zeigen innovative Lösungen und Maßnahmen auf, durch die Schäden an Gebäuden und Bauteilen aufgrund von Wasser oder Feuchte vermieden werden können. Die Beiträge der Tagung umfassen zudem Aspekte des modernen Wohnungsbaus sowie Fragestellungen zu Regelwerken und Recht. Ein weiterer Schwerpunkt behandelt das komplexe Bauteil Verblendmauerwerk. Faszinierende Objektberichte spannen einen Bogen von Holzkragbrücken im Himalaja über die Zeppelintribüne in Nürnberg bis zu Pfahlgründungen im Meer.

Ralf Ruhnau, Thomas Platts, Julia Wende
Abdichtungen erdberührter Bauteile
Schadenfreies Bauen, Band 50
2022, 331 S., 293 Abb., 14 Tab., Hardcover
Fraunhofer IRB Verlag

Feuchte- oder Schimmelschäden in Gebäuden sind nicht selten eine Folge undichter Abdichtungen. Bei erdberührten Bauteilen sind Ortung und Instandsetzungen von Leckagen besonders aufwendig, denn die undichten Bereiche sind zum Zeitpunkt der Schadenfeststellung oft nicht mehr zugänglich. Abdichtungen müssen deshalb besonders gewissenhaft geplant und ausgeführt werden. Anhand präziser Zeichnungen und mit ausführlichen Erläuterungen der geltenden Abdichtungsnormen erläutern die Autoren im ersten Teil des Buches die fachlichen Grundlagen. Die wichtigsten Anforderungen fassen sie in übersichtlichen Tabellen zusammen. Besonders schadenträchtige Details, wie die Boden-Wandanschlüsse, Durchdringungen und niveaugleiche Türschwellen, werden präzise dargestellt. Ein eigenes Kapitel ist der nachträglichen Abdichtung älterer Bestandsbauten gewidmet. Ein systematischer Schadenkatalog bildet den zweiten Teil des Buches. An Beispielen aus der Gutachterpraxis zeigen die Autoren typische Planungs- und Ausführungsfehler auf und geben Instandsetzungsempfehlungen. Die Schadenfälle sind nach Wassereinwirkungsklassen geordnet und betreffen sowohl Abdichtungen im Neubau als auch im Bestand. Auf einprägsame Weise vermittelt das Buch das komplexe Fachwissen für die Planung und die Herstellung von Abdichtungen, die über die gesamte Nutzungsdauer eines Gebäudes funktionsfähig bleiben.

Michael Grübel
Richtig handeln bei Wasser- und Feuchtigkeitsschäden
Gebäudetrocknung in der Praxis
3. überarb. Aufl.
2021, 215 S., 68 Abb., 4 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Die neue überarbeitete Auflage bietet neben den Grundlagen einen Überblick über den Entwicklungsstand im Bereich "Technische Trocknung" und zeigt dessen historische Entwicklung auf. Das Buch beschreibt häufige, charakteristische und außergewöhnliche Schadensverläufe durch Wasser oder Feuchtigkeit im Bereich von Dächern, Wänden, Zwischendecken oder Kellern. Die einzelnen Schadenskapitel geben durch Erfahrungsberichte umfassend Einblick in Vorgehensweisen und Verfahren, die erfolgreich zur schnellen Erkundung, technischen Trocknung und fachgerechten Behebung von Durchfeuchtungen, Schimmelbefall, Leckagen etc. angewandt wurden. Übersichtliche Infokästen vermitteln dem Leser gut strukturiertes Basiswissen über bauphysikalische und feuchtigkeitstechnische Zusammenhänge, Baustoffeigenschaften und Materialverhalten, Schadensmechanismen sowie Möglichkeiten der Trocknung. Damit dient der Titel nicht nur Baufachexperten und langjährigen Sachverständigen als Nachschlagewerk, sondern auch Trocknungstechnikern oder Schadensregulierern in der Ausbildung als Basislektüre.

Helmut Künzel
Richtiges Lüften in Wohnungen
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Fraunhofer IRB Verlag

Richtiges Lüften in Wohnungen, insbesondere in Neubauten und sanierten, neu gedämmten Häusern, ist unabdingbar. Eine verbesserte Wärmedämmung und Luftdichtheit kann bei falschem Verhalten schnell zu unliebsamen Feuchteschäden führen. Schimmelpilzbildung ist hier das bekannteste Symptom. Die Broschüre, jetzt vollständig überarbeitet, zeigt, wie solche "Wohnschäden" und unnötige Konflikte zwischen Bauherren und Mietern auf der einen und Bauherren und Architekten bzw. Handwerkern auf der anderen Seite vermieden werden können.

Frischbetonverbundsysteme (FBV-Systeme) - Sachstand und Handlungsempfehlungen
DBV-Heft, Band 44
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Das Ziel der Anwendung von FBV-Systemen als Zusatzmaßnahme bei WU-Betonkonstruktionen nach WU-Richtlinie ist die Erhöhung des Zuverlässigkeitsniveaus bei der Sicherstellung der Wasserundurchlässigkeit. Gleichwohl spiegelt der Markt wider, dass es Unklarheiten bzgl. der Eigenschaften und Anwendungsgrenzen der erforderlichen Planung und der Ausführungsrandbedingungen gibt. Zudem ist bislang die Regelwerksituation für FBV-Systeme auch vor dem aktuell sich ändernden Bauordnungsrecht unklar, und die Verwendungssicherheit der Systeme für die am Bau Beteiligten (Bauherr, Planer, Ausführende) ist nicht gegeben. Das Heft 44 gibt einen umfassenden Überblick zur Wirkungsweise der bisherigen Erfahrungen und zur baurechtlichen Einstufung sowie Handlungsempfehlungen zu Planung und Ausführung.

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Forschungsberichte

Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

Untersuchung zu zeitlichen Schwankungen der Feuchte in Innenräumen im Hinblick auf den Feuchtetransport durch Bauteile und die Vermeidung von Schimmelpilzbildung auf Bauteilinnenoberflächen

Thomas Ackermann
Untersuchung zu zeitlichen Schwankungen der Feuchte in Innenräumen im Hinblick auf den Feuchtetransport durch Bauteile und die Vermeidung von Schimmelpilzbildung auf Bauteilinnenoberflächen
Abschlussbericht.
Bauforschung, Band T 3371
2019, 89 S., 40 Abb. u. 23 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Mit dem vorliegenden Forschungsvorhaben zur Untersuchung der Temperatur und der absoluten Luftfeuchte in Gebäuden konnten erstmals Werte der Innenraumverhältnisse über einen Zeitraum ermittelt werden, die eine von einzelnen Jahren unabhängige mathematische Darstellung von Regressionskurven an verschiedenen Standorten in der Bundesrepublik und von Gebäuden unterschiedlichen Baualters ermöglichen. Die Auswertung von Messwerten der Temperatur und Feuchte in der Raumluft an 57 Standorten im gesamten Bundesgebiet zeigt, dass in neuzeitlichen Gebäuden, im Vergleich zu Gebäuden aus den fünfziger und sechziger Jahren, mit veränderten Verläufen der Temperatur und Luftfeuchte gerechnet werden muss. Bedingt durch die größere Luftdichtheit der Hülle, weisen die energiesparenderen Gebäude höhere Werte der absoluten und relativen Feuchte der Raumluft auf. Selbst durch den Einsatz gebäudetechnischer Anlagen zur Be- und Entlüftung gelingt es bei luftdichten Gebäuden nicht, den Wasserdampfgehalt in der Raumluft durch den Austausch trockener Außenluft gegen feuchte Innenluft in einer Weise zu senken, wie dies in einem älteren luftundichten Gebäude der Fall ist.

Quantifizierung und Reduzierung von feuchtigkeitsbedingten Wärmeverlusten im denkmalgeschützten Gebäudebestand. Abschlussbericht

Stefan Schäfer, Robert Burgaß
Quantifizierung und Reduzierung von feuchtigkeitsbedingten Wärmeverlusten im denkmalgeschützten Gebäudebestand. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3110
2019, 255 S., 20 Abb. u. 9 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Gerade im Gebäudebestand liegen häufig Wandkonstruktionen vor, die durch einen ungenügenden oder fehlenden Feuchteschutz und durch starke Schwankungen der Bauteiltemperaturen geprägt sind. Die Reduzierung der Feuchte- und Temperaturbeanspruchungen bietet hier die Chance, auch ohne Dämmstoffe, eine energetische Ertüchtigung durchzuführen. Die Ziele des Forschungsprojektes waren daher, die Wechselbeziehungen zwischen feuchtigkeitsbelastetem Ziegelmauerwerk und den daraus resultierenden Wärmeverlusten zu untersuchen, Änderungen der Dämmeigenschaften und des Energieaufwands zum Beheizen zu quantifizieren sowie geeignete Ertüchtigungsmaßnahmen auszuarbeiten und zu analysieren, die zu einer messbaren Reduzierung von feuchtigkeitsbedingten Wärmeverlusten führen.

Thomas Kirmayr
High Tech Membranen zur energiesparenden und hygienischen Raumluftbefeuchtung
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3073
2018, 94 S., 75 Abb. u. 11 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Eine zu geringe Luftfeuchte zählt nachweislich zu den häufigsten Beschwerdegründen hinsichtlich des Raumklimas in Bürogebäuden. Heute verfügbare Lösungen weisen allesamt einen sehr hohen technischen wie energetischen Aufwand auf. Ionomere weisen interessante Potentiale zur Lösung dieses Problems auf und sind daher Schwerpunkt dieser Untersuchung. Das Ziel dieser Untersuchung lag demzufolge in der Untersuchung der Verwendbarkeit sowie der Ermittlung der Leistungskennwerte dieser High-Tech-Membranen zur Raumluftbefeuchtung in Gebäuden. Zu diesem Zweck wurden gemeinsam mit den Industriepartnern insgesamt 6 Funktionsmuster für unterschiedliche Einsatzzwecke entwickelt, hergestellt und vermessen. Insgesamt weisen die untersuchten Lösungen ein sehr interessantes Umsetzungspotential für eine industrielle Anwendung auf. Die entwickelten Funktionsmuster belegen die Möglichkeit einer zentralen Verwendung in klassischen Lüftungsanlagen sowie einem dezentralen manuellen Einsatz in Kombination mit einem Heizkörper.

Ursachen des Schimmelbefalls an Orgeln. Abschlussbericht

Insa Christiane Hennen, Uwe Kalisch, Henning Kersten, Jens Klocke, Thomas Löther, Karin Petersen, Christoph Zimmermann
Ursachen des Schimmelbefalls an Orgeln. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3074
2018, 80 S., 67 Abb. u. 4 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Seit 20 Jahren wird an den Orgeln in deutschen Kirchen vermehrter Schimmelbefall beobachtet. Das Projekt untersuchte die Ursachen des Befalls. Zunächst wurde in einer Befragung zu rd. 400 Objekten eine breite Datenbasis erstellt und letztlich an 19 geeigneten Objekten detaillierte Untersuchungen durchgeführt. Schwerpunkte der Messungen und Untersuchungen vor Ort und im Labor waren die jeweiligen klimatischen Bedingungen und eventuell vorhandene wachstumsfördernde oder -hemmende Beschichtungen auf den Oberflächen der Instrumente, wie auch sonst im Raum. Dazu wurden Anzuchtversuche zu den Wachstumsansprüchen der aktiven Pilze sowie Langzeitklimamessungen und Nebelversuche zu den Temperatur- und Feuchteverhältnissen in den Kirchenräumen durchgeführt.

H2O_WoodController: Entwicklung eines sicherheitsrelevanten Überwachungssystems für feuchtetechnische Problemstellungen im Holzbau

Daniel Heite, Alexander Englberger, Lukas Osterloff, Frank Miebach, Andreas Rödel
H2O_WoodController: Entwicklung eines sicherheitsrelevanten Überwachungssystems für feuchtetechnische Problemstellungen im Holzbau
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3050
2018, 59 S., 33 Abb. u. 22 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Die Überwachung von sicherheitstechnischen Komponenten an Kraftfahrzeugen ist seit vielen Jahren Standard. Im Baubereich sind solche Systeme bisher kaum bzw. gar nicht vorhanden. Die Notwendigkeit der Bauwerksüberwachung erschließt sich jedoch aus vielen negativen Beispielen der Vergangenheit und Gegenwart. Nicht erkannte Schäden verursachen jedes Jahr Sanierungskosten in Milliardenhöhe. Auch Einstürze von Gebäuden sind dadurch nicht auszuschließen. Die meisten Bauschäden im Holzbau sind auf eindringende Feuchte, bzw. Feuchte aus besonderen bauphysikalischen Bedingungen zurückzuführen. Auf Grund der vielen möglichen Schadensursachen, wie Alterung von Abdichtungen, Planungs- und Montagefehlern sowie Nutzungsänderungen und falschem Nutzerverhalten, ist es nahezu unmöglich vorherzusagen, wo ein Schaden auftritt. Der "H2O Wood-Controller" ermöglicht eine nahezu flächendeckende und kostengünstige Analyse des Bauwerkzustandes.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Händel, Claus
Innenraumluftqualität deutlich verbessern. Raumlufttechnische Anlagen und geregelte Luftbefeuchtungssysteme
Sanitär + Heizungstechnik, 2023

Schöner, Tobias; Bögl, Sebastian
Hygrothermische Bauteilsimulation im Umfeld von Bauwerksinformationsmodellen (BIM) (kostenlos)
IBP-Mitteilung, IBP Report, 2022

Pichlhöfer, Alexander; Fischer, Henriette; Wimmer, Werner; Korjenic, Azra
Untersuchung des Feuchteeintrags in erdberührtes Ziegelmauerwerk durch die Bewässerung von Kletterpflanzen
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Kehl, Daniel
Richtige Messung der Holzfeuchte. Grundlagen für Sachverständige
Holzbau Die Neue Quadriga, 2022

Häupl, Peter
Raumklimauntersuchung im "schweren" Goldenen Saal in Nürnberg und in der "leichten" Glaseinhausung der Busmannkapelle in Dresden
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