WUFI

Hallo, WUFI- Team

ich versuche momentan eine Trennfuge zwischen zwei Reihenhäusern zu modellieren, finde aber leider weder im Forum noch in irgendwelchen Leitfäden Hinweise darauf, wie ich das korrekt mache.
Grundsätzlich habe ich den Bauteilaufbau beider 'Außenwände' mit einer Luftschicht von 10 cm zwischen beiden Wänden (so ist die Realität) aufgebaut. Die Luftschichthabe ich mit einer Feuchtequelle über die ganze Schicht, Quelltyp konstant, Luftwechselrate 0,5 mit Luft von linker Seite modelliert, da ich davon ausgehe, dass – obgleich die Trennfuge eigentlich recht gut abgedichtet ist – immer ein Luftwechsel stattfinden wird.
An beiden Bauteiloberflächen habe ich ein Innenklima mit einer Sinuskurve mit 21 °C und einer Amplitude von 1 K eingegeben. Als Oberflächenübergangskoeffizienten habe ich auf beiden Seiten Trennwand (Innenbauteil), keine Absorption/ Emission und keine Regenwasserabsorption. Die Orientierung ist naturgemäß irrelevant. Als Anfangswassergehalte habe ich die Werte eingegeben, die sich nach dem Einpendeln der Konstruktion so durchschnittlich ergeben haben.
Die adaptive Zeitschrittsteuerung habe ich mit 3/5 eingeschaltet.
Was mich interessiert, sind natürlich die klimatischen Bedingungen in diesem Hohlraum, da beanstandet wird, dass es im Winter zu abtropfendem Wasser im Traufbereich kommen würde (die Oberseite des Hohlraums ist mit einer Schalung, Unterspannbahn und Dachziegeln überdeckt).
Hierbei treiben mich zwei Überlegungen:
a) auf beiden Seiten der 'Außenwände' sind Raumklimatemperaturen, die Außenwände sind aber zum Hohlraum hin jeweils mit Mineralwolle gedämmt, wenngleich in unterschiedlichen Dicken. Also sollte relativ wenig Wärme in den Hohlraum gelangen und diesen erwärmen, was dann zu einer Erhöhung der Absolutfeuchte führen könnte und anschließend natürlich zu Kondensatbildung im Traufbereich.
b) durch den geringen Luftwechsel im Hohlraum habe ich zwischen beiden Innenklimata im Hohlraum mehr oder weniger einen unbeheizten Raum gegen Außenluft, vergleichbar z.B. einem Keller. Der Luftraum wird von beiden Seiten erwärmt und nähert sich in der Temperatur den Innentemperaturen an. Dann bekomme ich mit ziemlicher Sicherheit einen Kondensatausfall.
Das Rechenergebnis weist mir Temperaturen im Hohlraum zwischen 20 und 22° aus, die relative Luftfeuchte pendelt zwischen 45 und 55 %. Glauben will ich das bauchmäßig nicht.

Welches Gedankenmodell ist Eurer Auffassung nach richtig?

- der Hohlraum bleibt kalt, weil die Wände gut gedämmt sind und ein Luftwechsel da ist, oder
- der Hohlraum wird warm, weil der Luftwechsel eben gering ist und sich die Luft erwärmen kann.

Kann ich den Bauteilaufbau überhaupt so modellieren, wie ich es gemacht habe?

Viele Grüße

Thomas

Hallo Thomas,

als Nichtbauingenieur kann ich Gebäudetrennfugen nicht näher kommentieren. Aber eine programmtechnische Rückfrage:

Ihr Aufbau besteht offenbar aus einer Gebäudewand links, einer Gebäudewand rechts und einer Luftschicht dazwischen. An die der Luftschicht abgewandten Seiten beider Wände ist jeweils ein Innenklima angelegt. Die Luftwechselquelle in der Luftschicht mischt Luft von der linken Seite zu. Aber auf der linken Seite herrscht ja Innenraumklima. Die Luftschicht ist also über die Wärme- und Dampfleitfähigkeiten der Wände an die beiden Raumklimate gekoppelt, und über die Luftwechselquelle noch einmal extra an das linke Raumklima. Da können sich im Luftspalt ja nur Raumklimaverhältnisse einstellen. Ist es nicht eher beabsichtigt, dass die Luftwechselquelle Undichtigkeiten zum Außenklima hin darstellen soll?

Mit freundlichen Grüßen,
Thomas

Hallo, Thomas

vollkommen korrekt, eigentlich soll der Luftwechsel den Austausch zwischen Zwischenraum und Außenklima darstellen, der wird sich ja auch in realiter einstellen. Daran, dass ich mir ja eigentlich nur Innenraumluft in den Zwischenraum hole, habe ich gar nicht gedacht.
Aber selbst dann, wenn ich denen Luftwechsel weglasse, komme ich einfach nicht dahinter, welche Bedingungen sich wohl im Luftraum einstellen werden. Rechts und links sind gedämmte Wände, die nur wenig Wärme in den Zwischenraum durchlassen. Oben ist eine Öffnung Richtung Atmosphäre, wo die eventuell erwärmte Luft abziehen kann. Wahrscheinlich wird es ein Mittelding zwischen Innenklima und Außenklima sein, im Winter so irgendwo zwischen 5 und 10 °C, weiß der Himmel.

Viele Grüße

Thomas

Den Luftwechsel wird man nicht weglassen dürfen, denn der macht in der Simulation ja den Unterschied zwischen Raumklimabedingungen und gemischten Bedingungen in der Fuge.

Wenn die Gebäudewände und die Raumklimabedingungen auf den beiden Seiten hinreichend ähnlich sind, kann man die Symmetrie ausnutzen: Man simuliert nur die eine Hälfte der symmetrischen Situation und sperrt die Symmetrieebene (über die ja aus Symmetriegründen keine Wärme und kein Dampfstrom fließen können) für Wärme- und Dampfströme (großer Wärmeübergangswiderstand, großer sd-Wert):


Durch diese "adiabatische Oberfläche" ist jetzt das Bauteil auch von jeglichem Klima getrennt, das auf die linke Seite einwirkt. Man kann das jetzt nutzen, um dort das gewünschte Außenklima anzulegen und die Luftwechselquelle mit diesem Klima zu verbinden.

komme ich einfach nicht dahinter, welche Bedingungen sich wohl im Luftraum einstellen werden.

Die ausschlaggebende Größe ist - da es um potentiellen Tauausfall geht - wohl der Dampfdruck im Spalt. Gäbe es keinen Luftaustausch und keine sonstigen Feuchtequellen (z.B. eingedrungenes Regenwasser), dann würde sich im Luftspalt im Mittel derselbe Dampfdruck einstellen wie in den Raumklimaten. Da es aber einen Luftaustausch mit dem Außenklima gibt, wird dieser den Dampfdruck im Spalt eher verringern, sofern der Dampfdruck in der Außenluft im Mittel niedriger ist als in der Raumluft und damit im Spalt. Mit einer Simulation unter Kenntnis einer realistischen Luftwechselzahl könnte man das Verhalten des Dampfdrucks ermitteln und den resultierenden Dampfdruck anschließend in die entsprechende Taupunkttemperatur umrechnen.

Diese Taupunkttemperatur der Spaltluft vergleicht man dann mit der Temperatur an der Unterseite der unterkühlenden Überdeckung, um eventuelle Taubedingungen festzustellen. Diese Temperatur kann man z.B. mit einer separaten Simulation ermitteln.

Mit freundlichen Grüßen,
Thomas

DANKE !!!

... und bei Verwendung einer Luftwechselquelle in einer Luftschicht vergessen Sie bitte nicht, dass in diesem Fall eine Luftschicht "ohne zusätzliche Feuchtespeicherung" verwendet werden muss, da die hygrische Trägheit sonst viel zu groß wäre.

Mit freundlichen Grüßen,
Thomas