Wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche

Die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke (s_\mathrm{d}, Sd-Wert) ist ein bauphysikalisches Maß für den Wasserdampfdiffusionswiderstand eines Bauteils oder Bauteilschicht und definiert so dessen Eigenschaft als Dampfbremse. Im Gegensatz zum Wasserdampfdiffusionswiderstand berücksichtigt diese auch die Dicke des Bauteils.

Sie beschreibt den Wasserdampfdiffusionswiderstand anschaulich, indem sie die Dicke angibt, welche eine ruhende Luftschicht haben muss, damit sie im stationären Zustand und unter denselben Randbedingungen von demselben Diffusionsstrom durchflossen wird wie das betrachtete Bauteil.

Der s_\mathrm{d}-Wert einer aus mehreren hintereinander liegenden Schichten bestehenden Bauteilschicht ist die Summe der s_\mathrm{d}-Werte der Einzelschichten.

Berechnung[Bearbeiten]

Dieser Abschnitt ist nicht hinreichend mit Belegen (beispielsweise Einzelnachweisen) ausgestattet. Die fraglichen Angaben werden daher möglicherweise demnächst entfernt. Bitte hilf der Wikipedia, indem du die Angaben recherchierst und gute Belege einfügst. Näheres ist eventuell auf der Diskussionsseite oder in der Versionsgeschichte angegeben. Bitte entferne zuletzt diese Warnmarkierung.

Der Wasserdampfdiffusionsstrom durch eine Bauteilschicht kann beschrieben werden durch die Gleichung

g \, = \, -\frac{\delta}{\mu} \frac{\Delta p}{\Delta x} \, = \, -\frac{\delta}{\mu s} \Delta p

g
Wasserdampfdiffusionsstromdichte durch das Bauteil in kg/(m2·s)
\delta
Wasserdampfdiffusionsleitkoeffizient in Luft in kg/(m·s·Pa)
\mu
Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl
\Delta p
Wasserdampfpartialdruckgefälle über das Bauteil in Pa
\Delta x, s
Dicke des Bauteils in m

Schreibt man die Formel nochmals für eine Luftschicht (\mu = 1) der Dicke s_\mathrm{d} an und fordert, dass durch diese bei demselben Partialdruckgefälle \Delta p derselbe Diffusionsstrom g fließen soll wie durch das betrachtete Bauteil, so ergibt sich aus dem Vergleich beider Formeln die folgende Bedingung für s_\mathrm{d}:

-\frac{\delta}{\mu s} \Delta p = -\frac{\delta}{s_\mathrm{d}} \Delta p,

woraus sofort folgt:

s_\mathrm{d} = \mu \cdot s

Eine ruhende Luftschicht muss also die Dicke s_d = \mu s besitzen, um dem Wasserdampf den gleichen Diffusionswiderstand entgegenzustellen wie das betrachtete Bauteil mit der Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl \mu und der Schichtdicke s.

Temperaturabhängigkeit[Bearbeiten]

Die meisten Baumaterialien sind porös. Wasserdampftransport findet in ihnen hauptsächlich als Diffusion in der Porenluft statt und unterliegt damit derselben Temperaturabhängigkeit wie Diffusion in freier Luft. Dadurch, dass der s_\mathrm{d}-Wert den Diffusionswiderstand im Baumaterial mit dem Widerstand in freier Luft vergleicht, kürzt sich die Temperaturabhängigkeit heraus und der s_\mathrm{d}-Wert ist eine temperaturunabhängige Eigenschaft des Materials.

Anwendung[Bearbeiten]

Nach DIN 4108-3 werden die Diffusionseigenschaft bestimmter Bauteile kategorisiert:[1]

sd-Wert Grad der Dichtheit Feuchtigkeitsschutz
sd ≤ 0,5 m diffusionsoffen hoch
0,5 m < sd < 1.500 m diffusionshemmend (Dampfbremse) mittel
sd ≥ 1.500 m diffusionsdicht (Dampfsperre) gering

Bauteile mit einer Wasserdampfdiffusionsäquvalente Luftschichtdicke bis 1500 m s_\mathrm{d} werden als Dampfbremse, alles darüber als Dampfsperre bezeichnet.[2]

Die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke wird auch als Abszissenachse bei einem Glaserdiagramm verwendet.

Beispiel[Bearbeiten]

Eine 5 cm dicke Calciumsilikat-Platte mit beispielsweise µ = 12,5[3] hat einen s_\mathrm{d}-Wert von s_\mathrm{d} =\mu \cdot s = 12,5 \cdot 0{,}05 \, \mathrm{m} = 0,625 \, \mathrm{m} . Sie ist also schon leicht diffusionshemmend, jedoch keine Dampfsperre.

Literatur[Bearbeiten]

  • Richard Jenisch, Heinz Klopfer, Hanns Freymuth, Karl Petzold, Martin Stohrer, Heinz M. Fischer, Ekkehard Richter: Lehrbuch der Bauphysik. Schall, Wärme, Feuchte, Licht, Brand, Klima. 5. Auflage. Teubner, Stuttgart 2002, ISBN 3-519-45014-3 (Abschnitt III, Kap. 3: Mechanismen des Feuchtetransports).
  • Sorption - Eine Betrachtung zum Thema "Feuchte im Bauteil Außenwand", Matthias G. Bumann

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. gemäß DIN 4108, Teil 3 (Juli 2001). Beuth-Verlag, Berlin 2001
  2. Susanne Rexroth, Friedrich May, Ulrich Zink: Wärmedämmung von Gebäuden: Zeitgemäß und wandlungsfähig 2104 ISBN 978-3-8007-3570-9
  3. Arithmetisches Mittel bei einem Bereich Wasserdampfdiffusionswiderstand μ: 5-20