Ansätze zur Bewertung des instationären Temperatur- und Feuchteverhaltens von Bauteilen: Fid-Bau Portal

Ansätze zur Bewertung des instationären Temperatur- und Feuchteverhaltens von Bauteilen

Künzel, Hartwig M. / Sedlbauer, Klaus

Während für konstruktive und energetische Aspekte bereits heute im Bau vielfach auf numerische Rechenverfahren gesetzt wird, sind Simulationen des nicht minder bedeutsamen Feuchteverhaltens noch unterrepräsentiert. Voraussetzung für brauchbare Rechenmodelle sind validierte und realistische experimentelle Daten, wie sie im Freiland-Versuchsgelände des Fraunhofer Instituts für Bauphysik (IBP) ermittelt werden. Größte Herausforderung bei den Versuchen ist die Interpretation der Ergebnisse und ihrer Auswirkungen auf das Langzeitverhalten von Bauteilen oder Bauwerken. Die wesentlichen Transportmechanismen sind Dampfdiffusion, Oberflächendiffusion, Lösungsdiffusion und Kapillarleitung. Zur Berechnung des nicht isothermen Feuchtetransports in porösen Stoffen sind zwei unabhängige treibende Potenziale erforderlich: Dampfdruck und der schwer messbare Kapillardruck, der über die Kelvin-Beziehung in die relative Feuchte umgewandelt wird. Beide zusammen ermöglichen ein gekoppeltes Gleichungssystem, das mit Hilfe des Programms WUFI (Wärme- und Feuchtetransport instationär) gelöst werden kann und die Anfangsbedingungen für eine weiter führende Berechnung mit dem biohygrothermischen Modell liefert. Für weitere Erkenntnisse über die Gebrauchstauglichkeit eines Bauteils werden stochastische Ansätze und zusätzliche Transportmodelle eingebunden, sowie die bestehenden Verfahren mit anderen Modellen verknüpft. Dazu gehört das Luftströmungsmodell WUFI-CFD. Mit dem neuen biohygrothermischen Modell WUFI Bio kann darüber hinaus eine Wachstumswahrscheinlichkeit für Schimmelpilze abgeleitet werden. Defizite gibt es noch hinsichtlich der Beurteilung von Dauerhaftigkeit und Alterung der Bauteile sowie im Hinblick auf Bewertungsmodelle im Bereich der Metallkorrosion.