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In vielen Fällen reicht die detaillierte Kenntnis des hygrothermischen Bauteilverhaltens allein nicht aus, um Aussagen zur Gebrauchstauglichkeit machen zu können. Dazu sind spezielle Beurteilungskriterien bzw. Bewertungsmodelle erforderlich, die aus den instationären Temperatur- und Feuchteverläufen Aussagen zur Dauerhaftigkeit und zum Schadensrisiko ableiten können. Hier steht die Bauphysik allerdings erst am Anfang einer Entwicklung, die in Zukunft für eine deutlich bessere feuchtetechnische Beurteilung und damit auch Schadensprävention im Bauwesen sorgen wird. Nachfolgend werden die zur Zeit international verfolgten Entwicklungsschienen im Zusammenhang mit der hygrothermischen Bauteilsimulation anhand nachfolgender Skizze erläutert.
Ein wichtiger Aspekt ist der Einfluß der Eingangsparameter - d.h. der Klima- und Materialdaten –
auf die Rechenergebnisse. Durch stochastische Sensitivitätsanalysen soll eine Aussage über
Bandbreite (in der Skizze durch graue Flächen dargestellt) und Zuverlässigkeit der rechnerischen
Prognosen erreicht werden. Auf diese Weise können auch die für den betrachteten Fall dominanten
Einflußparameter von weniger relevanten differenziert werden. Da nur für die dominanten
Einflußparameter möglichst genaue Angaben erforderlich sind, wird durch diese Vorgehensweise
auch der Aufwand für die Zusammenstellung bzw. Ermittlung der Eingangsparameter reduziert.
Ein weiterer Entwicklungsschwerpunkt ist die Einbindung der hygrothermischen Bauteilberechnung in die
energetische Gebäudesimulation, wie durch die Schleife A symbolisiert. Daraus entsteht die
hygrothermische Gebäudesimulation, die eine genaue Analyse der thermischen und hygrischen
Rückkopplungen zwischen dem Gesamtgebäude und seinen Bauteilen ermöglicht. Dazu
gehören z.B. die Feuchtepufferwirkung der Umschließungsflächen bei Änderungen der
Feuchtelast im Raum, und die Feuchtesorption bzw. -desorption bei Änderungen der Raumlufttemperatur.
Ein wesentlicher Zweck dieser Entwicklung ist die Schaffung von Planungswerkzeugen zur Reduzierung des
Klimatisierungsaufwandes in Gebäuden. Durch gezielte Nutzung des Wärme- und Feuchtespeichervermögens
von Gebäudeumschließungsflächen und Einbauten sollen Raumklimaschwankungen soweit wie
möglich ohne den Einsatz von Kühlaggregaten begrenzt werden. Da nach neueren Erkenntnissen für
das Behaglichkeitsempfinden des Menschen die Raumluftenthalpie, d.h. eine Kombination aus Temperatur und
Feuchte der Luft, eine wesentliche Rolle spielt, ist mit einer zunehmenden Nachfrage nach hygrothermischen
Gebäudesimulationsmodellen zu rechnen.
Die hygrothermischen Wechselbeanspruchungen von Bauteilen führen zu einer langfristigen Veränderung
der beteiligten Materialien. Dieser Alterungsprozeß kann durch chemische Umwandlung, wie z.B. bei der
fortschreitenden Karbonatisierung von Beton bedingt sein, oder auch durch physikalische Vorgänge wie z.B.
das Auswaschen oder Ausgasen von Baustoffbestandteilen vonstatten gehen. Häufig ist mit der Alterung
eine Veränderung der hygrothermischen Stoffeigenschaften verbunden, was dann wiederum das instationäre
Temperatur- und Feuchteverhalten des betrachteten Bauteils beeinflußt. Dieser Zusammenhang ist in der
Skizze durch die Schleife B schematisch dargestellt. Durch die Integration von Alterungsfunktionen in die
hygrothermische Bauteilsimulation werden langfristige Prognosen für Bauteile unter Praxisbedingungen
ermöglicht.
Die Ergebnisse der hygrothermischen Gebäude- oder Bauteilsimulation zeigen die in der Praxis auftretenden instationären Temperatur- und Feuchtefelder sowie Wärme- und Feuchteströme auf. Daraus lassen sich in Verbindung mit weiteren Modellansätzen Rückschlüsse auf das energetische Verhalten und die Ökobilanz der untersuchten Bauprodukte ziehen (Ergebnisverarbeitung C1). Beispielsweise sind die feuchtebedingten Transmissions- oder Latentwärmeverluste sowie die erforderlichen Lüftungsraten zum Abführen der Feuchte über die Nutzungsdauer eines Gebäudes bilanzierbar. Solche Ergebnisse können dann auch in die Betrachtung der Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit einfließen.
Von großer praktischer Bedeutung ist die Beurteilung der Gebrauchstauglichkeit von Baustoffen und Bauteilen
in Abhängigkeit von ihren hygrothermischen Beanspruchungen. Wie in der Ergebnisverarbeitung C2
zusammengefaßt, kann die Gebrauchstauglichkeit durch Frost, Salzsprengwirkung, Fäulnis oder Korrosion
sowie durch hygrothermische Materialermüdung, und Algen- oder Schimmelpilzwachstum beeinträchtigt werden.
Entsprechende Auswertemodelle müßten in der Lage sein, aus den lokalen Temperatur- und
Feuchteverhältnissen im Bauteil Schadenswahrscheinlichkeiten abzuleiten, die unter Berücksichtigung
eines Sicherheitszuschlages Aussagen zur Gebrauchstauglichkeit des untersuchten Bauteils zulassen.
