Wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke

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Die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke (, 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 -Wert einer aus mehreren hintereinander liegenden Schichten bestehenden Bauteilschicht ist die Summe der -Werte der Einzelschichten.

Berechnung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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Der Wasserdampfdiffusionsstrom durch eine Bauteilschicht kann beschrieben werden durch die Gleichung

Wasserdampfdiffusionsstromdichte durch das Bauteil in kg/(m2·s)
Wasserdampfdiffusionsleitkoeffizient in Luft in kg/(m·s·Pa)
Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl
Wasserdampfpartialdruckgefälle über das Bauteil in Pa
,
Dicke des Bauteils in m

Schreibt man die Formel nochmals für eine Luftschicht () der Dicke an und fordert, dass durch diese bei demselben Partialdruckgefälle derselbe Diffusionsstrom fließen soll wie durch das betrachtete Bauteil, so ergibt sich aus dem Vergleich beider Formeln die folgende Bedingung für :

,

woraus sofort folgt:

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

Temperaturabhängigkeit[Bearbeiten | Quelltext 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 -Wert den Diffusionswiderstand im Baumaterial mit dem Widerstand in freier Luft vergleicht, kürzt sich die Temperaturabhängigkeit heraus und der -Wert ist eine temperaturunabhängige Eigenschaft des Materials.

Anwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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

sd-Wert Grad der Dichtheit Feuchtigkeitsschutz
sd ≤ 0,5 m diffusionsoffen gering
0,5 m < sd <= 1500 m diffusionshemmend (Dampfbremse) mittel
sd ≥ 1500 m diffusionsdicht (Dampfsperre) hoch

Bauteile mit einer Wasserdampfdiffusionsäquvalente Luftschichtdicke bis 1500 m werden als Dampfbremse, alles darüber als Dampfsperre bezeichnet.[2]

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

Allgemein sollten die in einer Außenwand verwendeten Materialien von innen nach außen diffusionsoffener werden.

Aus dem Holzrahmenbau kommt die Faustregel, dass bei beplankten Hohlwänden der -Wert der inneren Beplankung um den Faktor 7 bis 10 höher liegen sollte, als derjenige des äußeren Luftabschlusses. So kann sich auch unter den ungünstigsten Umständen kein Kondensat bilden.[3]

Das Beispiel von mit Holzfaserdämmplatten ausgeführter Innendämmung ohne Verwendung einer Dampfbremse zeigt jedoch, dass der -Wert der Bauteilschichten von geringerer Bedeutung ist, wenn die verwendeten Baustoffe zum Kapillartransport fähig sind. Bei richtiger Ausführung kann in diesem Fall das im Bauteil entstehende Tauwasser kapillar an die innere und äußere Bauteiloberfläche geleitet werden und dort verdunsten.

Beispiele[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine 5 cm dicke Calciumsilikat-Platte mit beispielsweise µ = 12,5[4] hat einen -Wert von . Sie ist also diffusionshemmend, aber keine Dampfsperre.

Eine 20 cm dicke Ziegelmauer mit µ = 5 hat einen -Wert von 5 × 0,2 m = 1 m, d.h. dass durch eine 20 cm dicke Ziegelmauer ebensoviel Wasserdampf hindurchströmt, wie durch eine 1 m starke, ruhende Luftschicht.

Eine 4 cm dicke Styroporplatte mit µ = 50 hat einen -Wert von ca. 50 × 0,04 m = 2 m.

Windbremsfolien, Fassaden- sowie Unterdeckbahnen sollen flüssiges Wasser abhalten, Wasserdampf aber durchlassen. Sie haben oft einen -Wert von 0,02 m.

Dampfbremsfolien haben typischerweise einen -Wert von 0,25 m - 10 m.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext 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 | Quelltext 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. Peter Cheret und Kurt Schwaner: Holzbausysteme - eine Übersicht; abgerufen im Dezember 2016
  4. Arithmetisches Mittel bei einem Bereich Wasserdampfdiffusionswiderstand μ: 5-20