Periodenbilanz (Glaser)-Nachweis oder hygrothermische Simulation?

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ZUB Esther ermöglicht die hygrothermische Simulation von Wärme- und Feuchtetransport in Bauteilen und unterstützt Planer bei der sicheren Beurteilung des Feuchteverhaltens von Konstruktionen im Neubau und in der Sanierung.
Die Berechnungen basieren auf dem bewährten WUFI®-Rechenkern des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP und sind speziell für den baupraktischen Einsatz im Feuchteschutznachweis nach DIN 4108-3 optimiert. Damit lassen sich kritische Feuchtesituationen wie Tauwasserbildung, Schimmelrisiken oder Durchfeuchtung von Bauteilen frühzeitig erkennen und planerisch vermeiden.
ZUB Esther richtet sich an Energieberater, Bauphysiker, Architekten, Planungsbüros und Sachverständige, die hygrothermische Nachweise effizient, nachvollziehbar und mit reduziertem Eingabeaufwand durchführen möchten.

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UNTERSCHIEDE, GRENZEN UND ANWENDUNGSBEREICHE

Beim Feuchteschutznachweis von Bauteilen werden in der Praxis zwei unterschiedliche Verfahren eingesetzt:

der vereinfachte Periodenbilanz (Glaser)-Nachweis
die hygrothermische Simulation

Beide Verfahren dienen dazu, das Feuchteverhalten von Bauteilkonstruktionen zu beurteilen und mögliche Schäden wie Tauwasserbildung, Schimmel oder Durchfeuchtung von Materialien zu vermeiden.
Welches Verfahren angewendet wird, hängt stark von der Komplexität der Konstruktion und den Randbedingungen ab.

DER KLASSISCHE PERIODENBILANZ (GLASER)-NACHWEIS

Dieser Nachweis ist ein vereinfachtes Berechnungsverfahren, das in der DIN 4108-3 beschrieben wird.
Das Verfahren basiert auf stationären Randbedingungen und betrachtet hauptsächlich den Diffusionsstrom von Wasserdampf durch Bauteile.
Dabei werden folgende Annahmen getroffen:

konstante Innen- und Außentemperaturen im Winter- und Sommerfall
konstante Luftfeuchten im Winter- und Sommerfall
ausschließlich diffusionsbedingter Feuchtetransport
keine Berücksichtigung von Schlagregen
keine Berücksichtigung von kapillarem Feuchtetransport.

Der Glaser-Nachweis ist deshalb relativ einfach anzuwenden und eignet sich für viele Standardkonstruktionen im Neubau.

GRENZEN DES PERIODENBILANZ (GLASER)-VERFAHRENS

Bei komplexeren Konstruktionen stößt der Glaser-Nachweis jedoch an seine Grenzen.
Das Verfahren berücksichtigt beispielsweise nicht:

kapillaren Feuchtetransport
Feuchtespeicherung in Materialien
Schlagregenbelastung
Sonneneinstrahlung
Baufeuchte
zeitlich veränderliche Klimabedingungen.

Gerade bei modernen Bauweisen oder Sanierungen können diese Faktoren jedoch entscheidend für das tatsächliche Feuchteverhalten eines Bauteils sein.

Das Periodenbilanzverfahren zur Berechnung von Diffusionsvorgängen ist nicht anzuwenden bei:

Konstruktionen von Gebäuden, die in einer Höhe von über 700 m NN liegen;
erdberührten Bauteilen;
Bauteilen zu unbeheizten Nebenräumen sowie Kellern;
begrünten und bekiesten Dachkonstruktionen sowie solchen mit Plattenbelägen und Holzrosten;
Innendämmung mit R > 1,0 m2 ⋅ K/W mit ausgeprägten sorptiven und kapillaren Eigenschaften auf einschaligen Außenwänden;
zur Berechnung des natürlichen Austrocknungsverhaltens, wie z. B. im Fall der Abgabe von Rohbaufeuchte oder der Aufnahme von Niederschlagswasser;
gedämmte, nicht belüftete Holzdachkonstruktionen mit Metalldachdeckung oder mit Abdichtung auf Schalung oder Beplankung ohne Hinterlüftung der Abdichtungs-/Deckunterlage;
Bauteilen nach Abschnitt 5.3, für die kein rechnerischer Tauwassernachweis erforderlich ist.

Für die oben genannten Fälle wird auf die hygrothermische Simulation verwiesen.

HYGROTHERMISCHE SIMULATION

Die hygrothermische Simulation stellt ein deutlich realitätsnäheres Berechnungsverfahren dar.
Hierbei werden Wärme- und Feuchtetransportprozesse zeitabhängig über längere Zeiträume simuliert.
Berücksichtigt werden unter anderem:

Temperaturverläufe im Bauteil
Feuchtegehalte der Materialien
kapillarer Feuchtetransport
Sorptionsprozesse
Schlagregenbelastung
Sonneneinstrahlung
Baufeuchte
reale Klimadaten.

Dadurch lässt sich das tatsächliche Verhalten von Bauteilkonstruktionen deutlich genauer beurteilen.

WANN REICHT DER PERIODENBILANZ (GLASER)-NACHWEIS AUS?

Der vereinfachte Glaser-Nachweis kann in vielen Fällen ausreichend sein, beispielsweise bei:

einfachen Wandkonstruktionen
klassischen Massivbauten
Konstruktionen ohne besondere Feuchtebelastung
diffusionsoffenen Bauteilaufbauten.

Hier liefert das Verfahren oft bereits eine ausreichend sichere Bewertung, sofern diese nicht schon bei den nachweisfreien Konstruktionen der DIN 4108 aufgeführt sind.

WANN IST EINE HYGROTHERMISCHE SIMULATION SINNVOLL?

Eine dynamische Simulation wird häufig eingesetzt, wenn:

Innendämmungen geplant werden
Holzkonstruktionen bewertet werden müssen
Schlagregenbelastung eine Rolle spielt
Sanierungen im Bestand durchgeführt werden
Baufeuchte berücksichtigt werden muss.

In solchen Fällen kann die hygrothermische Simulation deutlich zuverlässigere Aussagen über das Feuchteverhalten liefern.

VORTEILE DER HYGROTHERMISCHEN SIMULATION

Die Simulation ermöglicht eine deutlich realistischere Bewertung des Feuchteverhaltens von Bauteilen.
Planer können damit:

Feuchteschäden frühzeitig erkennen
kritische Konstruktionen identifizieren
Bauteilaufbauten optimieren
langfristige Feuchteentwicklungen analysieren.

Damit stellt die Methode ein wichtiges Werkzeug für bauphysikalisch anspruchsvolle Konstruktionen dar.

SOFTWARE FÜR DIE HYGROTHERMISCHE SIMULATION

Für die Durchführung hygrothermischer Simulationen werden spezialisierte Programme eingesetzt.

Mit der Software ZUB Esther lassen sich solche Berechnungen praxisnah durchführen. Das Programm basiert auf einem wissenschaftlich validierten Rechenkern und ist speziell für den Feuchteschutznachweis nach DIN 4108-3 optimiert.

Weitere Informationen: ZUB Esther