10.1002/bapi.200710024.abs

Mit der zunehmenden Anwendung der bauphysikalischen Bauteilsimulation in Forschung und Baupraxis steigen auch die Qualitätsanforderungen an dieses Werkzeug. Das hygrothermische Verhalten von Konstruktionen unter definierten äußeren Einflüssen soll, bei einem vertretbaren Kosten‐ und Zeitaufwand, nicht nur schnell, sondern auch genau und zuverlässig vorhersagbar sein. Einen großen Einfluss auf die Simulationsergebnisse haben dabei die verwendeten Materialfunktionen. Im vorliegenden Beitrag wird zunächst ein Materialmodell vorgestellt, mit dem die Verknüpfung aus thermodynamischen Grundlagen abgeleiteter Funktionen mit einfachen, in der Ingenieurpraxis bekannten Kennwerten sowie der Struktur des Baustoffes hergestellt wird. Das Modell besitzt dadurch die Vorteile der einfachen Handhabung bei gleichzeitiger Erweiterbarkeit auf andere Problemstellungen, da es bzgl. der Modellierung von Transportvorgängen keinen prinzipiell einschränkenden Voraussetzungen unterliegt. Es ist für die wissenschaftliche Weiterentwicklung offen und beispielsweise hinsichtlich der Modellierung des Salztransportes und von Salzkristallisationsprozessen erweiterbar. Im zweiten Teil des Artikels werden Ergebnisse aus Feuchteprofilmessungen mit Simulationsrechnungen auf der Basis des vorgestellten Modells verglichen. Die Grundlage dieser Untersuchungen bilden die Daten dynamischer Ad‐ und Desorptionsmessungen. Es wurden Feuchtegehalt und Feuchtepotenzial simultan in verschiedenen Positionen über der Zeit erfasst. Die Rohdaten der Experimente bestehen dabei aus Tripeln von Wassergehalt, Relativer Luftfeuchte und Temperatur, jeweils an verschiedenen Probekörperpositionen über der Zeit. Der anschließende Vergleich zwischen gemessenen und berechneten Daten zeigt deutlich die Einflüsse der Hysterese der Feuchtespeicherung sowie der Prozessdynamik. Daraus lassen sich Grenzen und Möglichkeiten der verwendeten Materialmodellierung aufzeigen, was im Anschluss diskutiert wird.

Hygric material modelling and its dependence on the process and the process dynamics.

As the application of building physical simulation is raising in both, research and engineering practise, their demands on quality are increasing, too. The hygrothermal behaviour of building constructions under defined boundary conditions should be precisely predictable not only in short time, but also simulation results should be available in an acceptable time and cost relation. There in, the applied material functions have a strong influence on the simulation results. This paper introduces a material model providing the link of the material functions derived on a thermodynamical basis with both, simple and in the engineering practice well known material properties and the material structure. Thus, the model possesses the advantages of simplicity in use while extendability to other processes is still preserved as no principle restrictions exist regarding the transport theory. The model is suitable for further developments, e.g. concerning the modelling of salt transport or salt crystallisation processes. The second part of this paper shows data of moisture profile measurements and compares them with simulation results on the basis of the introduced material model. Basis of these investigations are data of dynamic adsorption and desorption measurements. Moisture content and moisture potential were measured at the same time in different sample positions. The raw data of these experiments provide triplets of moisture content, relative humidity and temperature, each at different positions versus time. Subsequent comparison of measured and simulated data reveals a significant influence of both, the process itself (hysteresis of moisture storage) and the process dynamics. Indicated limits and options of the applied material modelling are subject of the final discussion.