Taupunktbestimmung nach Glaser

Luft (wie auch andere Gase) haben grundsätzlich das Bestreben, Druckunterschiede auszugleichen. Dies führt im Winter bei Undichtigkeiten in der raumseitigen Gebäudehülle dazu, dass feucht-warme Innenluft in die Baukonstruktion eindringen und an den kühleren Oberflächen kondensieren kann. Dieser Vorgang führt dazu, dass taupunktbedingtes Kondenswasser entsteht und den Feuchtegehalt in der Baukonstruktion erhöht.

Das Glaser-Verfahren oder -Diagramm ist ein rechnerisches Nachweisverfahren, mit dem ermittelt wird, ob und wo in einer Baukonstruktion Tauwasser Tauwasser fällt an bzw. aus, wenn die Temperatur der Oberfläche eines Bauteils unter den Taupunkt der umgebenden Luft absinkt, so anfällt. Benannt ist es nach seinem Erfinder Helmuth Glaser. Das Nachweisverfahren dient in der DIN 4108-3 der näherungsweisen Ermittlung von Feuchtigkeitsanreicherung durch Diffusion Als Diffusion (lat. = ausbreiten) wird ein physikalischer Vorgang des Vermischens bzw. eine durch Konzentrationsunterschiede hervorgerufene, gegenseitige Durchdringung zweier oder in der Baukonstruktion. Dabei wird von standardisierten Randbedingungen (dem so genannten Normklima Das Normklima ist eine im DIN-Normenausschuss getroffene Vereinbarung für eine Klimakonstellation, die diversen bauphysikalischen Berechnungen zugrunde liegt. Diese ist abgeleitet ) ausgegangen. Während der Tauperiode im Winter (Außenklima -5 °C und 80% relative Luftfeuchte und Wasserdampfpartialdruck Wasserdampf ist einer der Bestandteile der Luft. Der Anteil des Wasserdampfs am Luftdruck insgesamt wird als Wasserdampfpartialdruck bezeichnet und kann von 321 Pa sowie Innenklima 20 °C und 50% relative Luftfeuchte, Wasserdampfpartialdruck von 1.168 Pa über eine Dauer von 90 Tagen bzw. 2.160 Stunden von Dezember bis Februar) sammelt sich bei den meisten Baukonstruktionen Kondenswasser im Bauteil an. Diese Tauwassermenge Die an Bauteilen anfallenden Tauwassermengen hängen von der Oberflächentemperatur der Bauteile, der Lufttemperatur und der Luftfeuchte ab. Eine Wasserdampfkondensation in muss in der Verdunstungsperiode im Sommer (Außenklima und Innenklima jeweils 12 °C und 70% relative Luftfeuchte, Wasserdampfpartialdruck von 1.200 Pa jeweils innen und außen über eine Dauer von 90 Tagen bzw. 2.160 Stunden von Juni bis August) wieder abgegeben werden (austrocknen). Ist die Tauwassermenge kleiner als 1 kg/m² und die Verdunstungsmenge im Sommer größer als die Tauwassermenge im Winter, wird im Allgemeinen von einer schadensfreien Baukonstruktion ausgegangen. Befinden sich in der Baukonstruktion Schichten, die kapillar kein Wasser aufnehmen können, darf die Tauwassermasse nicht über 0,5 kg/m² liegen. Zu diesen Baustoffen gehören z. B. Folien, Metalle, Dämmungen aus Mineralwolle und aufgeschäumten Kunststoffen wie z. B. EPS, XPS oder PU.

Zusätzlich gilt für Holzkonstruktionen, dass der massebezogene Feuchtegehalt 5% nicht übersteigen darf; für Holzwerkstoffe liegt der Maximalwert bei 3%. Neben diesen Anforderungen gelten zusätzliche Empfehlungen nach der DIN 68800 „ Holzschutz Alle Maßnahmen zur Verlängerung der Haltbarkeit von Holzgegenständen und Holzbauteilen werden unter dem Begriff Holzschutz zusammengefasst, insbesondere Maßnahmen gegen eine “ Teil 2 „Vorbeugende bauliche Maßnahmen im Hochbau“, die Tauwassermenge auf maximal 0,25 kg/m² zu beschränken. Die Norm fordert bei beidseitig eingeschlossenen Holzkonstruktionen in der Gebäudehülle zusätzliche rechnerische Trocknungsreserven im Glaser-Verfahren. Diese sollen bei Dächern ≥ 250 g/(m²a) und bei Decken und Wänden bei ≥ 100 g/(m²a) betragen. Damit sollen potenzielle Feuchteeinträge aus Konvektion Die Konvektion ist eine Form der Wärmeübertragung, bei der Wärmeenergie zwischen einem gasförmigen oder flüssigen Medium und einem festen Stoff oder aus der Einbaufeuchte des Holzes bewertet werden.

Verbleibt allerdings am Ende der Verdunstungsperiode eine Tauwassermenge im Bauteil, was gerade bei Baustoffen mit einem hohen Sorptionsvermögen erwartet werden kann, muss über einen längeren Zeitraum mit Feuchtigkeitsschäden innerhalb der Baukonstruktion (z. B. Korrosion Der Begriff Korrosion bezeichnet im Allgemeinen die allmähliche Zersetzung/Zerstörung eines Stoffes, hervorgerufen durch die Einwirkung von anderen Stoffen aus seiner ) sowie den Folgen (z. B. Schimmelpilzbefall) gerechnet werden. Hinzu kommt, dass nur eine trockene Wärmedämmung Wärmedämmung ist der Oberbegriff für bautechnische Maßnahmen an Gebäuden und die effizienteste Maßnahme zur Einsparung von Heiz- und Kühlenergie sowie ihre Funktion erfüllt.

Gemäß der Vorgaben nach DIN 4108-3 ist bei einigen Baukonstruktionen kein Nachweis zum Tauwasserausfall notwendig. Voraussetzung hierzu ist, dass der Mindestwärmeschutz Der Mindestwärmeschutz ist ein Begriff aus der Bauphysik und dient der Verhinderung von Kondensation (Tauwasser) auf Oberflächen. Infolgedessen soll ein nach DIN 4108-2 und die luftdichte Ausführung nach DIN 4108-7 erfüllt sind. Zu ihnen zählen u. a. erdberührte Bauteile mit Bauwerksabdichtung und Perimeterdämmung, Außenwände mit einem Wärmedämm-Verbundsystem oder wasserabweisenden Außenputz sowie einige Dachkonstruktionen wie z. B. nicht belüftete Dächer mit belüfteter Dachdeckung (Kaltdach) und Warmdachkonstruktionen, wenn unterhalb der Dämmschicht eine diffusionshemmende Schicht (sd ≥ 100 m) eingebaut wird. Dies gilt allerdings nur, wenn sich keine Holzbauteile zwischen der Dachabdichtung und der raumseitigen Konstruktion befinden.

Zunächst werden die Bauteildaten in tabellarischer Form erfasst. Für jede Schicht wird eine Zeile angelegt, in deren Spalten die Eigenschaften beschrieben und berechnet werden. Aus der Schichtdicke und Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl errechnet sich für jede Schicht die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke. Danach folgt der Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit als Materialkennwert für jede Schicht. Der Quotient aus Schichtdicke und Wärmeleitfähigkeit ergibt den Wärmedurchlasswiderstand, der in die darauffolgende Spalte eingetragen wird. Ergänzt durch die Wärmeübergangswiderstände ergibt sich aus der Addition Der Begriff Addition hat mehrere Bedeutungen. Bei der chemischen Addition (lat: addere – dazugeben) werden durch Aufspaltung von Mehrfachbindungen mindestens der einzelnen Wärmedurchlasswiderstände der Wärmedurchgangswiderstand, dessen Kehrwert als Wärmedurchgangskoeffizient der so genannte U-Wert des Bauteils ist, der zur Beurteilung des Wärmeschutzes eines Bauteils herangezogen wird. Aus der Differenz von Innen- und Außentemperatur sowie dem Wärmedurchgangswiderstand des Bauteils ermittelt man die Wärmestromdichte in W/m², mit deren Hilfe sich ein Temperaturprofil durch das Bauteil (jeweils an den Schichtgrenzen) errechnen lässt.

Da jeder Temperatur Die Temperatur (lat. temperare = ins richtige Mischungsverhältnis bringen) ist ein messbares Maß für den Wärmeinhalt eines Stoffes. Die Temperatur ein bestimmter Sättigungsdampfdruck Wasserdampf als Bestandteil der Luft ist im Gegensatz zu feinen Wassertröpfchen, die als Nebel wahrgenommen werden, nicht sichtbar. Luft kann entspricht, kann mit Hilfe von hinterlegten Tabellen das Sättigungsdampfdruckprofil durch das Bauteil (jeweils an den Schichtgrenzen) erstellt werden. Der Verlauf beider Profile wird in ein Diagramm eingezeichnet. Als x-Achse dient die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke. Die Sättigungsdampfdrücke sind auf der Y-Achse abzutragen. Um einen möglichen Tauwasserausfall nachzuweisen, werden die anhand der relativen Luftfeuchte und der Lufttemperatur Als thermodynamische Zustandsgröße beschreibt die Lufttemperatur den Wärmezustand der Luft. Im Zusammenhang mit der Bauklimatik und Gebäudeklimatologie spielen die Außenluft-, ermittelten Partialdampfdrücke für das Innen- und Außenklima an Innen- und Außengrenze des Bauteils eingezeichnet. Da die einzelnen Materialschichten nicht mit ihrer physikalischen Dicke, sondern mit einer Dicke, der wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicke entsprechend, eingezeichnet werden, würde sich ein ungestörtes Dampfdruckprofil in diesem Diagramm als Gerade zwischen den beiden Randwerten ergeben. Gelingt es, diese beiden Punkte mit einer Geraden zu verbinden, ohne dass das Sättigungsdampfdruckprofil geschnitten wird, ist das Bauteil tauwasserfrei. In einem zweiten Glaser-Diagramm Das gleichnamige Verfahren wurde Ende der 50-er/ Anfang der 60-er Jahre von Glaser vorgestellt und stellt ein vereinfachtes Berechnungsverfahren für mit den klimatischen Randbedingungen der Verdunstungsperiode wird nachgewiesen, ob eine mögliche Tauwasserbildung als unschädlich im Sinne der DIN-Norm betrachtet werden kann.

Bei dem Nachweisverfahren nach Glaser werden nicht nur die Wärmeströme und das Temperaturgefälle in der Baukonstruktion bewertet, sondern ebenso die Verteilung des Dampfdrucks, der besonders in den Wintermonaten von innen auf die Konstruktion wirkt. In Verbindung zu dem Temperaturgefälle im Inneren des Bauteils ist der Dampfdruck Der Dampfdruck ist eine spezielle Stoffeigenschaft, die physikalisch-chemisch eine große Bedeutung hat: Der Dampfdruck eines Lösemittels ist derjenige Druck seiner der wesentliche Aspekt zur Beurteilung der Sicherheit einer Konstruktion. Das Glaser-Verfahren unterscheidet vier verschiedene Lastfälle:

1. Kein Tauwasserausfall: der Graph des errechneten Sättigungsdampfdrucks schneidet nicht den Graph des Partialdampfdrucks
2. Tauwasserausfall in einer Ebene: der Graph des errechneten Sättigungsdampfdrucks schneidet den Graph des Partialdampfdrucks in einer Ebene
3. Tauwasserausfall in zwei Ebenen: der Graph des errechneten Sättigungsdampfdrucks schneidet den Graph des Partialdampfdrucks an zwei Schichtgrenzen
4. Tauwasserausfall in einem Bereich: der Graph des errechneten Sättigungsdampfdrucks entspricht dem Graph des Partialdampfdrucks in einem Bereich

Die Anwendung des Glaser-Verfahrens war lange Zeit das Standardwerkzeug für die feuchtetechnische Bemessung von Bauteilen. Dennoch ist es nicht unumstritten, denn es handelt sich um eine modellhafte Berechnung und eine sehr vereinfachte Beurteilung, die nur stationäre Randbedingungen nutzt. Infolgedessen bildet die Berechnung nicht die Realität ab. Die Berechnung erfolgt nach Normklima nach zugrunde gelegten Parametern, die in der Praxis so kaum anzutreffen sind. Feuchtetechnische Einflüsse wie z. B. eine hohe Restfeuchte oder das Sorptionsvermögen von Baustoffen bleiben genauso unberücksichtigt wie z. B. Durchfeuchtungen durch Niederschläge (Schlagregen), Kapillar aufsteigende Feuchtigkeit Siehe Kapillarität. , Hygroskopische Feuchte Poröse Baustoffe sind in der Lage, in Abhängigkeit von der relativen Feuchte und der Temperatur der Umgebungsluft Wasserdampf aufzunehmen und oder Sommerkondensation Eine Kondensatbildung an Außenbauteilen unter „normalen“ Bedingungen, d. h. unter der Taupunkttemperatur der Raumluft liegende niedrige Innenoberflächentemperaturen z. B. bei . Aber auch Einflüsse z. B. durch das Nutzerverhalten oder konvektive Feuchtigkeitstransporte durch Leckagen in der Gebäudehülle usw. werden nicht berücksichtigt. Bei bauphysikalisch kritischen Konstruktionen wie z. B. einer Innendämmung Bei der Innendämmung wird die Wärmedämmschicht auf der Innenseite der Außenwand in der Regel mit raumseitiger Dampfbremse oder -sperre angebracht. stellen die Aussagen des Glaser-Verfahrens zudem ein bauphysikalisches Risiko dar.

Aus diesem Grund werden heute rechnergestützte Simulationen herangezogen, die auch instationäre Bedingungen berücksichtigen. Hierzu gehören z. B. das WUFI-Programm des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik Die Bauphysik ist eine Anwendung der Physik und ihrer Gesetzmäßigkeiten auf Bauwerke und Bauwerksteile. Hauptgebiete der Bauphysik sind Wärmeschutz (Wärmeübertragung in Holzkirchen oder DELPHIN des Instituts für Bauklimatik der TU Dresden. Diese Programme simulieren Wärme Wärme (Wärmemenge) ist eine physikalische Größe. In der Thermodynamik ist Wärme eine über Systemgrenzen hinweg transportierte thermische Energie. Wärme ist - und Feuchtigkeitstransportvorgänge in Bauteilen durch Diffusion und kapillare Leitfähigkeit unter Berücksichtigung klimatischer Randbedingungen und bieten bei Verwendung entsprechender Materialkennwerte realitätsnahe Ergebnisse.