Anzahl der Konvergenzfehler

[Ilange]

Hallo,

ich habe bei der Simulation eines Gründaches eine Anzahl der Konvergenzfehler von 158 bei einer Berechnung über 5 Jahre erhalten. In der Wufi-Hilfe steht, dass 50 Konvergenzfehler pro Jahr ein Hinweis auf ein Problem sein können. Die Wasserbilanz 1 beträgt 8,08 kg/m² und die Wasserbilanz 2 beträgt 7,34 kg/m². Die Werte sind zwar nicht identisch, weichen aber auch nicht erheblich voneinander ab.

Kann ich trotz der Anzahl der Konvergenzfehler von einem realistischen Ergebnis der Berechnung ausgehen? Falls nein, wie bekomme ich evtl. die Konvergenzfehler verringert?

Vielen Dank!

[Christian Bludau]

Hallo Ilange,

Viele Konvergenzfehler sind ein Hinweis auf eine schwierige oder langsame Lösung der Gleichungen.

• - Um die Rechenzeit zu begrenzen, wird bei der Lösung der Gleichungen für den aktuellen Zeitschritt nach einer maximalen Anzahl von Iterationen das Ergebnis auch ohne Erreichen des Konvergenzkriteriums akzeptiert und ein Konvergenzfehler registriert – dies führt zu geringen Unterschieden in den Bilanzen und ist in der Regel akzeptabel
  - Bei divergierenden Iterationen ergeben sich ebenfalls Konvergenzfehler – allerdings mit deutlichen Bilanzunterschieden – das Ergebnis ist nicht zuverlässig.

Daher sollten die Konvergenzfehler immer im Zusammenhang mit den Bilanzen beurteilt werden!

Der eine Bilanzwert ist die Differenz zwischen Anfangs und Endwassergehalt, der andere Wert ist der Feuchtestrom über die äußeren Grenzen des Bauteils und zusätzliche Quellen. Wenn sich diese Werte unterscheiden, entsteht oder verschwindet Feuchte im Bauteil aufgrund numerische Fehler oder Ungenauigkeiten.
Generell gilt:

• - Bilanzunterschiede sollten möglichst gering bleiben
  - Sind die Bilanzunterschiede gering im Vergleich zur gesamten Wasseraufnahme oder -abgabe bzw. zum Gesamtwassergehalt, haben diese in der Regel einen vernachlässigbaren Einfluss (abhängig vom Bauteiltyp!).
  Bsp: Eine stark saugende Wand mit Schlagregenbeaufschlagung kann ein paar 100g pro Jahr Bilanzunterschiede aufweisen, bei einer beidseitig dichten Konstruktion sind Bilanzunterschiede im zweistelligen Bereich pro Jahr i.d.R. schon zu viel.
  - Deutliche relative und absolute Bilanzunterschiede: Ergebnis unzuverlässig!!

Wenn Konvergenzfehler auftreten, lassen diese sich meist durch aktivieren der "Adaptiven Zeitschrittsteuerung" in den numerischen Parametern beseitigen. Bei Bilanzunterschieden hilft meist nur eine Änderung im Gitter (z.B. Automatisch II, feiner) oder eine Änderung der Materialkennwerte.

Im Falle des Gründachs treten die Konvergenzfehler meist in Verbindung mit der Schlagregenquelle im Substrat auf und können daher wahrscheinlich vernachlässigt werden. Wenn die Verläufe der Schichten unter der Dachbahn keine Auffälligkeiten (zB. Abrupte Sprünge, Peaks usw.) ausweisen, ist das Ergebnis i.d.R. akzeptabel.
Weitere Hinweise zur Berechnung von Grün- und Kiesdächern finden Sie im jeweiligen Leitfaden hier:
http://www.wufi.de/frame_de_downloads.html

Christian