Feuchteschutz

Geplanter Feuchteschutz flächiger Bauteile

 

 

Stand der Normen auf dem Gebiet des Feuchteschutzes

 

Feuchtigkeit in Bauteilen kann je nach Baustoff zu Schäden führen. DIN 4108 Teil 3 und DIN EN ISO 13788 geben die notwendigen Berechnungsverfahren und Anforderungen an den Feuchteschutz vor.

 

Die nachfolgenden Überlegungen treffen auf flächige Bauteile, die fehlerfrei ausgeführt sind. Im Anschluss folgt ein Abschnitt, der sich mit den praxisrelevanten Schwachstellen an Bauteilübergängen und Anschlüssen der Dampfsperre befasst.

Sowohl die DIN 4108 Teil 3 als auch die DIN EN 13788 verwenden in der jeweils neuesten Fassung angepasste Glaser Verfahren (Stand 2016). Das Glaser Verfahren stammt aus den 1950er Jahren und ist nach vielen Diskussionen in den oben genannten Normen angepasst worden, um weiterhin als anerkannte Regel der Technik zu gelten.

Die folgenden auch praktisch wichtigen Aspekte bleiben beim Glaser - Verfahren unberücksichtigt:

 

- Speicherfähigkeiten der Baustoffe (instationäres Verhalten des Feuchtedurchgangs), was insbesondere poröse Baustoffe, wie Stein, Holz oder Lehm benachteiligt.

- Umkehrdiffusion von Feuchtigkeit an heißen Sommertagen (siehe Feuchtigkeit)

 

Daher sehen die o.g. Normen eine Bewertung der Bauteile in 3 Schritten vor:

 

1. Bauteile, die in nichtklimatisierten Wohngebäuden nachweisfrei sind, weil sie sich in der Praxis bewährt haben. Dazu gehören u.a.:

 

- Massivbauwände

- bestimmte Holzbauweisen nach DIN 68800 - 2

- Holzbauweisen mit luftdichter Ebene

- Bodenplatten mit Dämmung und Abdichtung nach DIN 18195

- erdberührte Bauteile mit Abdichtung nach DIN 18195

- einige Kaltdachkonstruktionen

- bestimmte Warmdachkonstruktionen

- Wände mit zugelassenem WDVS

 

2. Die Bauteile, die nicht nachweisfrei sind, werden zunächst mit dem Glaserverfahren bewertet. Ausgenommen hiervon sind grundsätzlich:

 

- Klimatisierte Wohn- und wohnähnlich genutzte Räume

- erdberührte Bauteile

- begrünte Dachaufbauten

- Bauteile, die Nierschlagswasser aufnehmen

- Wände mit bestimmten Innendämmungen

- Nachbarräume von beaufschlageten Zonen (z.B Schwimmbäder)

 

3. Die Bauteile, die im 2. Schritt durchgefallen sind oder nicht bewertet wurden, können noch mit einer hygrothermischen Simulation nach DIN 15026 nachgewiesen werden.

 

 

Glaser Verfahren

 

Mit dem Glaserverfahren wird sowohl die in das Bauteil eintretende Menge an Tauwasser während der Tauphase (Winter) als auch die aus dem Bauteil austretende Menge an Wasserdampf während der Trocknungsphase (Sommer) berechnet. Wenn die Bilanz negativ ausfällt, also mehr Wasser aus- als eintritt, ist der Feuchteschutz nach dem Verfahren erfüllt.

 

Das Glaserverfahren ist stationär. Das heißt, dass keine Bauteilschicht Wasser speichert. Diese Annahme entspricht nicht der Realität, ist aber eine enorme Vereinfachung. Dadurch müssen hinsichtlich der Feuchteströme durch ein Bauteil nur drei Fälle berücksichtigt werden.

Abbildung: Mögliche Feuchteströme nach dem stationären Glaser Verfahren nach DIN 4108 - 3 bzw. DIN EN 13788

Wie im Kapitel über Feuchtigkeit beschrieben, liegen an den Seiten eines Bauteils unterschiedliche Partialdrücke des Wasserdampfes an. Das Gefälle des Partialdrucks innerhalb des Bauteils stellt sich entsprechend der Diffusionswiderstände der einzelnen Schichten ein.

Abbildung: Partialdruckabfall in einem Bauteil, bestehend aus Schichten mit unterschiedlichen Diffusionswiderständen

Im Glaserdiagramm sind dann die folgenden Kurven gleichzeitig für ein Bauteil gegeneinander aufgetragen:

 

- Verlauf des Partialdruckes von Wasserdampf

- Verlauf des Sättigungsdampfdruckkurve von Wasserdampf

- Temperaturverlauf (aus dem sich direkt der Verläuf des Sättigungsdampfdrucks ergibt)

 

Die Aussage, die sich ablesen lässt, ist:

 

- Wo Partialdruckkurve und Sättigungsdruckkurve sich berühren, fällt Wasser aus (Tauphase)

- Die Mengen an Tauwasser und Verdunstungswasser lassen sich leicht ableiten (Tau- und Trocknungsphase)

Abbildung: Glaser Diagramm, Zweischaliges Mauerwerk ohne Tauwasserausfall

Glaser Diagramm - Kein Tauwasser

 

Die Kurven für Temperatur, den davon abhängigen Sättigungsdampfdruck und den Partialdruck, der von den äußeren Bedingungen und den Diffusionswiderständen der Schichten abhängt, sind untereinander aufgetragen.

 

Direkt nachvollziehbar ist der Umstand, dass der minimale Abstand zwischen dem Sättigungsdampfdruck und dem Partialdruck die Ebene im Bauteil definiert, in der das Risiko für Tauwasserausfall am größten ist.

 

Konstruktiv sollte diese Ebene möglichst weit außen liegen. Im inneren Drittel sollte sie grundsätzlich nicht liegen.

Abbildung: Glaser Diagramm, Zweischaliges Mauerwerk mit Tauwasserausfall

Glaser Diagramm - Tauwasserperiode

 

In dem Bereich, in dem sich die Sättigungsdampfdruck - Kurve an die Partialdruck - Kurve legt, fällt Tauwasser aus.

 

Gleichzeitig diffundiert weiter Wasser aus dem Bauteil aus.

 

Die Gegenüberstellung von der Menge an eindiffundierendem zu ausdiffundierendem Wasser ergibt über die gesamte Tauperiode betrachtet die Menge, die im Bauteil bleibt.

Abbildung: Glaser Diagramm, Zweischaliges Mauerwerk während der Trocknungsperiode

Glaser Diagramm - Trocknungsperiode

 

Während der Trocknungsperiode diffundiert Wasser nach innen und nach außen aus dem Bauteil.

Die Temperatur ist hier in guter Näherung als gleich im Innen- und Außenbereich angenommen. Das Verfahren kann natürlich an unterschiedlche Temperaturen angepasst werden.

 

Die Menge, die ausdiffundiert ist die Summe beider Mengen, die sich aus dem Verhältnis der Druckdifferenzen als treibenden Kräften zu dem Diffusionwiderständen als hemmenden Kräften ergeben.

 

Kritisch wird dieser Fall für Klimabedingungen gesehen, in denen hohe Temperaturen nach Schlageregen vorliegen und innenseitig eine Dampfbremse angebracht ist. (siehe auch Feuchtigkeit - Umkehr des Diffusionsstroms)

Konstruktive Prinzipen des Feuchteschutzes

 

Zur Vermeidung von Feuchtigkeit in Bauteilen gibt es grundsätzlich drei konstruktive Ansätze.

 

1. Vermeidung des Eindringens von Feuchtigkeit in Bauteile konstruktiv durch eine luftdichte Ebene erreicht werden (eine sogenannte Dampfbremse oder Dampfsperre). Dabei ist sind neben den flächigen Bauteilen besonders die Anschlussdetails dicht auszuführen. Dieser Ansatz reduziert das Eindringen von Feuchtigkeit.

2. Besserer Abtransport von Feuchtigkeit, die bereits in Bauteile eingedrungen ist. Ein Beispiel hierfür ist ein hinterlüftetes zweischaliges Mauerwerk. Durch die Hinterlüftung, die in direktem Kontakt mit der Dämmebene steht, also auch dem möglicherweise feuchten Dämmstoff, wird die Feuchtigkeit von dem Luftstrom abtransportiert.

3. Vermeidung Bauteilauskühlung. Dieses Prinzip wird durch Außendämmung erreicht, so dass der innere Bereich eines Bauteils, in den relativ viel Wasser eindiffundiert, warm genug ist, um Kondensation zu vermeiden. Die Grenztemperatur an der Innenseite eines Bauteils ist bei 12.6 °C festgelegt, als der Taupunkttemperatur von Raumluft mit 20°C und relativer Luftfeuchte von 60%.

Auch Wärmebrücken müssen entsprechend ausgelegt werden.

Schwachstellen im Feuchteschutz

 

 

1. Konvektionsschäden

 

Ein praktisch sehr relevantes Schadensbild ist der Feuchtigkeitseintrag durch Konvektion. Grund sind Undichtigkeiten in der luftdichten Ebene.

Abbildung: Aus einem Kochtopf entweicht der Wasserdampf konzentriert an der durchlässigsten Stelle
Abbildung: Eintritt von Feuchtigkeit in ein Bauteil durch Konvektion, Quelle:

Wie bei einem Kochtopf, auf den man einen Deckel legt, sucht sich die Feuchtigkeit dann ihren Weg nach draußen über die undichten Stellen.

Typische Schwachstellen sind die Anschlüsse der Folien an Fensterrahmen, Dachkonstruktion, Türrahmen etc. Diese Details müssen sorgfältig umgesetzt werden.

 

Die rechnerische Erfassung von Konvektion ist nicht anerkannte Regel der Technik. Das Bauschadenpotential ist in einer nicht unabhängigen Studie untersucht worden. Mehr Informationen finden Sie unter [1]

 

In Fachkreisen anerkannt ist, dass der Feuchtetransport durch Konvektion ein Vielfaches dessen durch Diffusion ist und das Schadenspotential damit stark erhöht ist.

 

 

2. Flankendiffusion

 

Flankendiffusion tritt auf, wenn Bauteile, die selbst deutlich geringere Dissusionswiderstände aufweisen, in die luftdichte Ebene hineinragen.

Abbildung: Flankendiffusion, wenn Dampfsperre durch andere Bauteile unterbrochen wird, die einen geringeren Diffusionswiderstand aufweisen

Für Bauteilanschlüsse, die ein derartiges Schadenspotential aufweisen, kann der Wassereintrag mit Softwarebasierte bestimmt werden.

 

 

3. Einbaufeuchte

 

Viele Baustoffe können während der Bauphse Wasser aufnehmen, wenn sie nicht abgedeckt werden, oder ungünstig auf der Baustelle gelagert werden.

Grundsätzlich ist dieser Fall so gut es geht in der Bauphase zu vermeiden, da die eingedrungene Wassermenge nicht planbar ist und ein hohes Schadenspotential aufweist.

[1] "Studie zur Berechnung des Bauschadensfreiheitspotenzials"; pro clima; MOLL bauöko­lo­gi­sche Pro­duk­te GmbH; 02.2002

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© Christoph Mevenkamp