Tauwasserausfall

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Kondensation - Taupunkt - Tauwassermenge

Auszug einer von MOLL bauökologische Produkte GmbH initiierten Studie[1]:

Die Wärmedämmung in Holz- und Stahlbauten trennt die warme Innenluft mit ihrem hohen Feuchtegehalt von der winterlich kalten Außenluft mit geringer absoluter Feuchtigkeit.
Dringt warme Innenraumluft in der kalten Jahreszeit (z. B. durch Konvektion) in ein Bauteil ein, kühlt sie sich auf ihrem Weg durch die Konstruktion ab. Aus dem in der Luft enthaltenen Wasserdampf kann flüssiges Wasser auskondensieren. Ursächlich für den Wasserausfall ist das physikalische Verhalten der Luft:

  • Warme Luft kann mehr Wasser aufnehmen als kalte Luft. (siehe auch: Luftfeuchtigkeit).

Tauwasserausfall (Kondenswasser bzw. Kondensat) tritt also auf, wenn beim Abkühlen der Luft die entsprechende Taupunkttemperatur erreicht wird, bzw. bei Überschreiten des Wasserdampfsättigungsdrucks.

Abb.1:
Unter Normklimabedingungen
(20 °C / 50 % rel. Luftfeuchte) wird der Taupunkt bei 9,2 °C erreicht.
Beim Abkühlen auf 0 °C
fällt Kondensat von 3,85 g/m³ Luft aus.
Abb.2:
Unter Normklimabedingungen
(20 °C / 50 % rel. Luftfeuchte) wird der Taupunkt bei 9,2 °C erreicht.
Bei -10 °C
fällt Kondensat von 6,55 g/m³ Luft aus.
Abb.3:
Bei erhöhter Raumluftfeuchtigkeit von 65 % rel. Luftfeuchte wird der Taupunkt schon bei 13,2 °C erreicht.
Bei -10 °C
fällt Kondensat von 9,15 g/m³ Luft aus.

Bei der "Norm-Innenraumluft" (20 °C, 50 % rel. Luftfeuchtigkeit (rel LF)) liegt die Taupunkttemperatur bei 9,2 °C.

  • Aus einem Kubikmeter Luft, der in die Konstruktion eindringt und auf 0 °C abkühlt kondensieren 3,85 g Wasser (Abb.1).
  • Bei Abkühlung auf -10 °C (winterliche Norm-Außentemperatur n. DIN 4108) sind es sogar 6,55 g Wasser (Abb.2).
  • Bei höherer rel. Raumluftfeuchtigkeit (z. B. Neubauten mit 65 %) erhöht sich die Taupunkttemperatur und als unmittelbare Folge die Tauwassermenge (Abb.3).

Erhöhte Baufeuchte kann den Wärmedämmwert mindern und zu Bauschäden (z. B. Schimmel) führen.

Tauwasser fällt an, wenn sich eine diffusionsdichtere Bauteilschicht unterhalb der Taupunkttemperatur befindet. Das heißt:
Bauphysikalisch ungünstig sind Bauteilschichten, die auf der Außenseite der Wärmedämmung diffusionsdichter sind als die Bauteilschichten auf der Innenseite. Sehr problematisch ist es, wenn warme Luft durch konvektive Ströme, d. h. infolge von Undichtheiten in der Luftdichtungsebene, in das Bauteil gelangen kann.


Primärtauwasser, Sekundärtauwasser - Sommerkondensat

Primärtauwasser

Primärtauwasser ist der Tauwasserausfall aufgrund zu großer Wasserdampfbelastung infolge Diffusion oder Konvektion (s. o.).

Sekundärtauwasser - Sommerkondensat

Das Sekundärtauwasser (auch Sommerkondensat) entsteht z.B. an der Unterseite von Dachschalungen, insbesondere bei nächtlicher Wärmeabstrahlung. So kann zum Beispiel die Temperatur der Luftschicht(en) unter Dachziegel tagsüber auf über 80°C aufheizen und nachts auf unter 20°C fallen. Die in den Luftschichten enthaltene Luftfeuchte kondensiert und es kommt zum Tauwasserausfall.
Bei konstruktiv richtiger Auslegung des Hinterlüftungsraums kann das Sekundärtauwasser abgelüftet werden. [2]

Sommerkondensat entsteht z. B. im Fall der Umkehrdiffusion.

So kann am Dach, bei außen gegenüber innen höheren Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten, der von außen nach innen diffundierende Dampf (Umkehrdiffusion) zum Tauwasserausfall an den raumseitig liegenden Ebenen des Bauteils führen, insbesondere bei innen Dampf bremsenden Ebenen.

Unter ungünstigen Bedingungen kann dies auch im Frühjahr vorkommen, wenn die Sonne das Dach aufheizt und Baustoffe mit hoher Materialfeuchte verbaut wurden.

Einzelnachweise

  1. Moll bauökologische Produkte GmbH: WISSEN 2014/15 - Studie „Berechnung des Bauschadensfreiheitspotential von Wärmedämmungen in Holz- und Stahlbaukonstruktionen“ , 2012, S. 64 (- oder zum Download)
  2. INFORMATIONSDIENST HOLZ, spezial, Flachdächer in Holzbauweise, Oktober 2008, S. 5



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