Normenvorschlag zur Wohnungslüftung

Lüftung zum Feuchteschutz mit Außenluft – Teil 1

Seit der Neuausgabe der bauaufsichtlich eingeführten DIN 4108-2 [1] wird unter der Ziffer 4.2.3 nicht mehr ein durchschnittlicher Luftwechsel von 0,5 h-1 während der Heizperiode gefordert. Stattdessen verweist die Norm für den ausreichenden Luftwechsel aus Gründen der Hygiene, der Begrenzung der Raumluftfeuchte sowie gegebenenfalls der Zuführung von Verbrennungsluft auf den DIN Fachbericht 4108-8 [2], welcher Planungs- und Nutzungshinweise zur Vermeidung von Schimmelpilzwachstum in Wohngebäuden gibt. Die im Fachbericht enthaltenen Empfehlungen zur notwendigen Feuchteschutzlüftung mit Außenluft sind aufgrund der getroffenen Annahmen nur eingeschränkt anwendbar. In diesem Beitrag werden die einzelnen physikalischen Größen für die Ermittlung des notwendigen Außenluftvolumenstromes näher spezifiziert und es werden Algorithmen für die Berechnung angegeben. Der Beitrag wird als Normenvorschlag beim Ausschuss für die Lüftung von Wohnungen eingereicht.

Einleitung

Durch die laut Gesetzgeber gestiegene Anforderung zur Gebäudedichtheit ist das Problem entstanden, wie die im Gebäude produzierte Feuchte abgeführt wird, um Schimmelpilzbildung und Bauschäden zu vermeiden. Nach DIN 1946-6 [3] sind lüftungstechnische Maßnahmen notwendig, wenn die notwendige Lüftung zum Feuchteschutz größer als die verbleibende Infiltration ist. Mit dem rechnerischen Nachweis hierfür wird mitunter über eine kostenintensive Investition entschieden. Es geht hierbei nicht nur darum, ob eine lüftungstechnische Komponente größer oder kleiner ausgelegt werden muss, sondern...

Einleitung

Durch die laut Gesetzgeber gestiegene Anforderung zur Gebäudedichtheit ist das Problem entstanden, wie die im Gebäude produzierte Feuchte abgeführt wird, um Schimmelpilzbildung und Bauschäden zu vermeiden. Nach DIN 1946-6 [3] sind lüftungstechnische Maßnahmen notwendig, wenn die notwendige Lüftung zum Feuchteschutz größer als die verbleibende Infiltration ist. Mit dem rechnerischen Nachweis hierfür wird mitunter über eine kostenintensive Investition entschieden. Es geht hierbei nicht nur darum, ob eine lüftungstechnische Komponente größer oder kleiner ausgelegt werden muss, sondern oft auch darum, ob überhaupt eine Lüftungsanlage eingebaut werden muss. Ausgenommen hiervon sind Wohnungen mit innenliegenden Bädern, die nach DIN 18017-3 [4] ohnehin entlüftet werden müssen. Hier muss nur geprüft werden, ob der Volumenstrom der Anlage eventuell zu erhöhen ist, um eine Lüftung zum Feuchteschutz zu gewährleisten. Die Lüftung zum Feuchte­schutz wird als minimaler Luft­wechsel betrachtet, der im Nor­mal­fall nutzerunabhängig dauerhaft vorhanden sein muss. Jeder m³/h Volumenstrom, der über dem notwendigen Maß zum Feuchteschutz liegt, stellt einen Heizenergieverbrauch in der Größenordnung von 28 kWh/a dar, sofern nicht andere Gründe für eine Raumbelüftung vorliegen. Einer der Gründe könnte z. B. die Hygienelüftung sein, die aber nur bei Anwesenheit von Personen im Raum notwendig ist.

Insofern kommt der Lüftung zum Feuchteschutz eine besondere Bedeutung zu und muss daher genauer betrachtet werden, als
es bislang der Fall war. Aufgrund wechselnder Außenluftzu­stände ergeben sich dabei besondere Probleme bei der Volumen-­
strom­ermittlung, wenn die Lüftung mit unbehandelter Außenluft erfolgt.

Normative Anforderungen

Wesentliche Informationen zur Lüftung zum Feuchteschutz enthält neben dem DIN FB 4108-8 auch der europäische Fachbericht CEN/TR 14788 [5]. Aus diesen beiden Fachberichten seien folgende wichtige Anforderungen genannt:

Nach CEN/TR 14788 sollten Entwurfsannahmen bezüglich meteorologische Außenbedingungen, Feuchteproduktionsraten in Räumen, Anzahl der Personen usw. in der Spezifikation der Anlage und in der Betriebsanleitung dokumentiert werden.
Gemäß DIN FB 4108-8 sollten die Feuchtespitzen in Küche und Bad unmittelbar nach Anfall durch intensive Fensterlüftung abgebaut werden. Dies steht auch im Einklang mit der Rechtssprechung, wonach ein zwei- bis dreimaliges Fensterlüften am Tag zumutbar ist.
Das Schimmelpilzkriterium des DIN FB 4108-8 besagt, dass Schimmelpilz auftreten kann, wenn an mindestens fünf aufeinanderfolgenden Tagen die relative Luftfeuchte auf der Bauteiloberfläche mindestens 12 h/d einen Wert von mehr als 80 % aufweist. Damit ist schon festgelegt, dass nur ein Berechnungsverfahren in Stundenschritten zum Nachweis der Schimmelpilzvermeidung möglich ist.

Beide Fachberichte machen nur für bestimmte Außenluftzustände Angaben zum notwendigen Außenluftvolumenstrom. So zeigt aber schon das Bild 7 im DIN FB 4108-8, dass eine große Abhängigkeit vom Außenluftzustand, Feuchtelast und Raumtemperatur besteht. Für die Planungspraxis sind beide Fachberichte jedoch ungeeignet.

Die Lüftung zum Feuchteschutz aus der Tabelle 5 der DIN 1946-6 ist im DIN FB 4108-8 nur beispielhaft als Diagramm dargestellt. Diese Werte gelten für die gesamte Nutzungseinheit (NE), wobei nur zwischen Fläche der NE und Wärmeschutz unterschieden wird.

Aus den Anforderungen der beiden Fachberichte ist jedoch abzuleiten, dass die Lüftung zum Feuchteschutz raumweise zu berechnen und zu dokumentieren ist.

Der Forschungsbericht [6] stellt die Grundlage für die DIN 1946-6 dar. Darin wurden 2 Nutzungseinheiten raumweise unter­sucht. Die Ergebnisse einer dynamischen Simulation mit deren Randbedingungen sind in der Tabelle 1 angegeben.

Für die Tabelle 5 der DIN 1946-6 wurden daraus die aufgerundeten Endergebnisse der Tabelle 2 verwendet. Mit diesen Endergebnissen könnte man eine raumweise Berechnung durchführen. Sie sind jedoch sehr grob aufgerundet und deren Berechnungsgrundlagen sind veraltet (vgl. Tabelle 1, Wärmeschutz, Belegungsfläche). Für Bad und Küche wurden die Feuchtespitzen eingerechnet. Außerdem wurden nur Standardräume untersucht und für die Tabelle 2 fehlen die o.g. Entwurfsannahmen, die nach [5] zu dokumentieren sind.

Berechnung des Außenluftvolumenstromes

Geht man von einer idealen Raumluftdurchmischung aus, so errechnet sich die kritische relative Raumluftfeuchte aus

ϕi,krit = ϕsi,krit · ⇥(1)

ϕi,krit kritische relative Raumluftfeuchte

ϕsi,krit = 0,8 kritische relative Bauteiloberflächenfeuchte nach
DIN FB 4108-8

pDssi) Sättigungsdampfdruck bei innerer Oberflächen temperatur in Pa

pDsL) Sättigungsdampfdruck bei Raumlufttemperatur in Pa

θsi innere Oberflächentemperatur in °C

θL Raumlufttemperatur °C

Bei Überschreiten dieser kritischen relativen Raumluftfeuchte ist mit einer Bauteiloberflächenfeuchte von über 80 % zu rechnen.

Den Sättigungsdampfdruck erhält man aus [2] für den Tempe­ra­turbereich 0 °C ≤ θ ≤ 30 °C

pDs (θ) = 288,68 Pa · (1,098 +             )8,02⇥(2)

pDs (θ) Sättigungsdampfdruck in Pa abhängig von der Temperatur
θ in °C

Setzt man die umgestellte Glg. (1) in die Gleichung für die absolute Feuchte (Feuchtegehalt) ein, so ergibt sich der kritische Feuchtegehalt zu

xkrit = 622 · ⇥(3)

xkrit kritischer Feuchtegehalt in der Raumluft in g WD/kg tr. Luft

pges Gesamtluftdruck in Pa

Man entnimmt dem Bild 1, dass für sommerliche Verhältnisse mit höheren inneren Oberflächentemperaturen der kritische Feuchtegehalt ansteigt. Da im Sommer der Außenluftfeuchtegehalt ebenfalls ansteigt, ist i.d.R. ein positives Trocknungspotenzial noch gegeben. Anders sieht es allerdings in Kellerräumen aus. Hier folgen die inneren Oberflächentemperaturen nicht so schnell dem Außenklima, wodurch sich eine Belüftung des Kellers nachteilig auswirken kann. Aus der Abhängigkeit vom Luftdruck kann man entnehmen, dass in höheren Ortslagen (abnehmender Luftdruck) mit einem Anstieg des kritischen Feuchtegehaltes zu rechnen ist, wodurch sich ableiten lässt, dass die Berechnung für die jeweilige Klimaregion vorzunehmen ist. Der Bereich von 850 bis 1100 hPa ergibt sich aus den Testreferenzjahren (TRYs) der 15 Klimaregionen [7 und 8]. Die Raumluftfeuchte wird erhöht durch die Produktion von Feuchte im Raum, durch die Zufuhr von Feuchte über die Abluftströme aus Nachbarräumen und über Desorptionsvorgänge aus den Bauteilen im Raum

mD = mD,Prod + ∑[mAB ∙ (xAB – xkrit)]⇥(4)

mD Wasserdampfzufuhr im Raum (Feuchtelast) in g/h

mD,Prod Wasserdampfproduktion im Raum einschließlich Desorption
in g/h

mAB trockener Abluftmassenstrom aus Nachbarraum in kg tr.
Luft/h

xAB Feuchtegehalt des Abluftmassenstromes aus Nachbarraum
in g WD/kg tr. Luft

NRü kennzeichnet die Summe der Abluftströme aus Nachbar räumen mittels ÜLD

Die Berücksichtigung der Abluftmassenströme aus Nachbarräumen ist besonders für Abluftanlagen relevant, bei denen eine Mehrfachnutzung der Außenluft zur Feuchteabfuhr gegeben ist (s.u.). Für reine Zulufträume entfällt dieser Term. Die Feuchtezu- bzw. -abfuhr aus der Außenluft und Zuluft von RLT-Anlagen ist nur dann zusätzlich zu berücksichtigen, wenn diese nicht zur Auslegung der Lüftung zum Feuchteschutz bestimmt sind. mD würde dann die Restfeuchtelast darstellen.

Den notwendigen Außenluftvolumenstrom zum Feuchteschutz erhält man durch

VFL =                  · ⇥(5)

VFL Außenluftvolumenstrom zum Erhalt des kritischen Feuchte gehaltes in m³/h

xAUL Feuchtegehalt der Außenluft in g WD/kg tr. Luft

ρAUL Dichte der Außenluft in kg/m³

Hierin kommt deutlich das Trocknungspotential durch die Differenz xkrit – xAUL zum Ausdruck. Im Extremfall ist der Feuchtegehalt der Außenluft gleich dem kritischen Feuchtegehalt, wodurch sich theoretisch ein unendlich hoher Außenluftvolumenstrom ergeben würde. Durch die Begrenzung des installierten maximalen Volumenstromes kann es demnach vorkommen, dass der kritische Feuchtegehalt zeitweise überschritten wird.

Der Jahresverlauf des Außenluftvolumenstromes zum Feuchte­schutz in Bild 2a zeigt beispielhaft, dass in einigen Stunden des Jahres das Trocknungspotential sehr klein werden kann, wodurch ein sehr hoher Volumenstrom notwendig wäre (s. Bild 2b). Aufgrund der zulässigen Zeitspanne für eine Feuchteüberschreitung im Schimmelpilzkriterium ist jedoch ein deutlich geringerer Volu­menstrom erforderlich (hier 17 m³/h). Solch ein Ergebnis erhält man allerdings nur durch eine instationäre thermische Jahressimulation des Raumes, bei der die innere Oberflächentemperatur eines Außenbauteils für die Verwendung in Glg. (3) ermittelt wird.

Wasserdampfproduktion

Die Wasserdampfzufuhr im Raum geht gem. Glg. (5) direkt proportional in die Berechnung des Volumenstromes ein. D.h., wenn sich die Wasserdampfproduktion um z. B. 15 % ändert, ändert sich auch der notwendige Volumenstrom zum Feuchtschutz um 15 %. Geht man von einer Wasserdampfproduktion für einen Raum von 60 g/h aus, so bewirkt eine Änderung von mehr als 9 g/h „kaum tolerierbare Abweichungen der Luftvolumenströme von bis zu 15 %“ [9]. Der Unterschied in der Lüftung zum Feuchteschutz zwischen Wärmeschutz gering zu Wärmeschutz hoch nach der DIN 1946-6 liegt minimal bei -17 %. Das belegt, dass der Normenausschuss eine Rechengenauigkeit in dieser Größenordnung anstrebt. Für die Volumenströme der Zulufträume in Tabelle 2 bedeutet dies, dass sie auf 1-3 m³/h genau zu bestimmen sind.

Bildet man mit der Glg. (5) das Verhältnis zweier unterschiedlicher Feuchtelasten, so errechnet sich der geänderte Volumenstrom aus

VFL,2 = VFL,1 ∙ ⇥(6)

Voraussetzung hierfür ist, dass sich der Außenluftzustand dabei nicht wesentlich ändert. Diese Gleichung eröffnet die Möglichkeit, Volumenströme aus einer Simulationsrechnung für eine bestimmte Wasserdampfproduktion zu vertafeln und auf eine projektbezogene Feuchtelast umzurechnen.

Projektbezogene Produktionsraten, die von den Standardproduktionsraten abweichen, können sehr vielfältig sein, z. B.:

Freies Wäschetrocknen

In manchen Mietverträgen ist freies Wäschetrocknen verboten oder es werden Trockner bereitgestellt. Sollte dies nicht der Fall sein, ist der Volumenstrom entsprechend zu erhöhen. In der DIN 1946-6 wird dieser Umstand durch die erhöhte „Reduzierte Lüftung“ berücksichtigt.

Gasherd in der Küche

Die Wasserdampfproduktionsrate für Verbrennungsgeräte liegt nach CEN/TR 14788 bei 100 bis 150 g/(h∙kW Leistung).

Hauswirtschaftsraum

Hier ist die Belegungszeit der Personen sehr gering. Pflanzen sind in solchen Räumen auch nicht vorhanden. Evtl. liegt auch eine niedrige Raumtemperatur vor.

Flur, Treppenhaus im EFH, Windfang

Diese Räume gelten als Überströmräume, welche sehr unterschiedliche Größenverhältnisse und damit Ausstattung aufweisen. Sie können daher ihre eigene Feuchtebelastung (auch durch die Luftströmung aus angrenzenden Räumen) und Raumtemperatur haben, weshalb sie separat behandelt werden sollten.

Hobbyraum (geringe Belegungszeit)
Saunaraum (hohe Feuchte)
Fitnessraum

Hier ist mit einer erhöhten Aktivität und damit Feuchteabgabe der Personen zu rechnen.

Kellerlüftung
Kriechboden (oder sonstiger Hohlraum) unter einer Erdgeschosswohnung [5]
Erhöhte Pflanzenaufstellung bzw. Pflanzenwände.
Z. B. im Arbeitszimmer zur Beeinflussung der Raumluftfeuchte und Luftqualitätsverbesserung, Wintergärten, Erker.
Abfuhr der Baufeuchte.
Wenn vom Bauherrn erwünscht und kein Bautrockner aufgestellt wird.

Die Berücksichtigung dieser individuellen Produktionsraten setzt die Kenntnis der zu erwartenden Raumnutzung voraus. Bei Neubauten gibt der Architekt i.d.R. in den Grundrissplänen die Nutzung an oder man spricht sie mit dem Bauherrn ab, vergleichbar der Festlegung von Innentemperaturen. Die Grundrisspläne sind verbindliche Planungsunterlagen. Bei der Sanierung von Altbauten könnte man die vorhandene Nutzungsart erfragen und zugrunde legen. Sind derartige Informationen nicht verfügbar, kann man von der Zimmergröße auf die Nutzung schließen. So wird das Wohnzimmer i.d.R. das größte Zimmer (evtl. mit Balkon) sein. Für die Kinder-, Schlaf-, Gäste- oder Arbeitszimmer sind dann Standardfeuchtelasten anzunehmen. Bei einer 2-Zimmerwohnung kann man davon ausgehen, dass der größere Raum das Wohnzimmer und das andere Zimmer das Schlafzimmer sein muss. Hauswirtschaftsräume erkennt man ebenfalls an der Größe. Auch in der DIN 1946-6 geht man von einer Kenntnis der Raumnutzung aus.

Durch die große Vielfalt in den Raumnutzungsarten mit ihren unterschiedlichen Feuchtelasten lassen ebenfalls den Schluss zu, dass eine raumweise Betrachtung notwendig ist. Angaben für typische Feuchteproduktionsraten finden sich in [2] und [5]. In [2] ist auch eine Zusammenstellung von fünf Beispielszenarien für die tägliche Feuchteabgabe bei üblichem Wohnverhalten enthalten. Anhand dieser Beispielszenarien für eine Wohnung wird im Folgenden begründet, wie eine Feuchteproduktionsrate für einen Raum abgeleitet werden kann, wobei beispielhaft das freie Wäschetrocknen mit aufgenommen ist.

Personen

Für die Feuchteabgabe von Personen spielt die Belegungsfläche (m²/Pers.) der Wohnung eine bedeutende Rolle, vor allem in großen Wohnungen. Aus [10] geht hervor, dass sich die Belegungsflächen in den letzten Jahren stark erhöht haben und dass es große Unterschiede zwischen den einzelnen Bundesländern gibt (vgl. Bild 3). Die höchsten Zunahmen verzeichnen dabei die neuen Bundesländer. Zwischen Hamburg und Saarland liegt im Jahr 2013 ein Unterschied von 33 % vor. Der sprunghafte Anstieg im Jahr 2011 lässt sich auf den Zensus 2011 zurückführen.

Für eine leichte Aktivität wird im DIN FB 4108-8 eine Produktionsrate von 50 g/(h Person) angegeben. Je nach Nutzung des Raumes ist eine ganzzahlige Personenanzahl und eine Belegungszeit festzulegen, die auf den Tag durchschnittlich verteilt wird. Für ein Schlafzimmer empfiehlt CEN/TR 14788 eine Belegungszeit (Emissionsdauer) von 10 Stunden und für ein Wohnzimmer 4 Stunden. Im DIN FB 4108-8 wird im Beispielszenarium für den 1-Personenhaushalt 12 h/d angenommen und für den 2- bis 4-Personenhaushalt 17 h/d. Um auch Urlaubszeiten und die nicht arbeitende Bevölkerung zu berücksichtigen, sollte dagegen für die gesamte Wohnung von einer 24-stündigen Anwesenheitszeit aller Personen ausgegangen werden. Die Wasserdampfproduktion in einem Raum durch Personen errechnet sich somit aus

mD,Pers. = nPers. ∙          µD,Pers.⇥(7)

mD,Pers. Wasserdampfproduktion im Raum durch Personen in g/h

nPers. Anzahl der Personen im Raum, die sich aus der Belegungs fläche ergibt

tBel. tägliche Belegungszeit der Personen in h

µD,Pers. spezifische Wasserdampfproduktion einer Person in g/(h
Pers.)

Pflanzen

Je größer die Wohnung, desto mehr Pflanzen sind zu erwarten. Da der Aufstellungsort der Pflanzen in der Planung nur bedingt bekannt ist, muss die Feuchtbelastung gleichmäßig auf die NE verteilt angenommen werden. Allerdings ist zu beachten, dass in Räumen, in denen geschlafen wird (Schlafzimmer, Kinderzimmer), aus gesundheitlichen Gründen keine Pflanzen aufgestellt werden sollten. Für drei verschiedene Belegungsflächen würden sich aus den Beispielszenarien die spezifischen Feuchtebelastungen in Bild 4 ergeben.

Mit einer Approximation erhält man hieraus

mD,Pfl. = µD,Pfl. · ARaum = 5,2 · ANE       · ARaum⇥(8)

mD,Pfl. Wasserdampfproduktion im Raum durch Pflanzen in g/h

µD,Pfl. spezif. Wasserdampfproduktion der Pflanzen in g/(h m²)

ARaum Fußbodenfläche des Raumes in m²

ANE Fußbodenfläche der Nutzungseinheit in m²

Sonstiges

Die sonstigen Feuchtebelastungen aus den Beispielszenarien des DIN FB 4108-8 können analog zu den Pflanzen berechnet werden.

Mit einer Approximation erhält man

mD,Sonst. = µD,Sonst. · ARaum = 6,82 · ANE    · ARaum⇥(9)

mD,Sonst. Wasserdampfproduktion im Raum durch sonstige Feuchte belastungen in g/h

µD,Sonst. spezifische Wasserdampfproduktion durch sonstige
Feuchtebelastungen in g/(h m²)

Bad

Entsprechend dem DIN FB 4108-8 wird die Feuchtelastspitze durch Duschen oder Wannenbad durch unmittelbares Fensterlüften abgeführt und geht daher in die Berechnung nicht ein. Ansonsten müsste hier ein instationäres Rechenverfahren angesetzt werden, welches auch die Raumgröße und die Beschaffenheit der Raumumschließungsflächen berücksichtigt. Somit verbleibt nur noch das Abtrocknen der Handtücher und Waschlappen mit 70 g/Vorgang. Sorptions- und Desorptionsvorgänge werden in einem gefliesten Bad auch gering sein. Die Feuchtelast wird auf den Tag verteilt und für jeden Vorgang wird eine Person angenommen

mD,Bad = µD,Bad · nPers. =           · nPers.⇥(10)

mD,Bad Wasserdampfproduktion im Bad durch Abtrocknen in g/h

µD,Bad = 2,9 g/(h Pers.) spezifische Wasserdampf­produktion
im Bad durch Abtrocknen in g/(h Pers.)

Küche

Ähnlich wie im Bad verhält es sich mit den Kochvorgängen. Entsprechend den Beispielszenarien wird nur einmal am Tag ein Geschirrspüler mit 100 g/Vorgang betrieben

mD,GS = µD,GS =               g/h⇥(11)

mD,GS Wasserdampfproduktion in der Küche durch Geschirrspülen
in g/h

µD,GS = 4,2 g/h spezifische Wasserdampfproduktion in der Küche
durch Geschirrspülen in g/h

Wäschetrocknen

Der DIN FB 4108-8 gibt 0,25 Waschvorgänge je Person und Tag an. Für einen Waschvorgang entsteht eine Feuchtebelastung von 2500 g bzw. 104 g/h, wenn man das freie Wäschetrocknen auf den Tag verteilt annimmt. Daraus ergibt sich eine durchschnittliche Belastung von 26 g/(h Pers.). Wenn der Ort des Wäschetrocknens in der Planungsphase nicht bekannt ist, wird die Belastung auf die Fläche der Nutzungseinheit verteilt. Ausgenommen hiervon sind die Räume, die vermutlich nicht zum Wäschetrocknen benutzt werden, z. B. Küche, Flur, Windfang.

Die Wasserdampfproduktion im Raum durch Wäschetrocknen ergibt sich aus

mD,WM = µD,WM · ARaum =                       · ARaum⇥(12)

mD,WM Wasserdampfproduktion im Raum durch freies Wäsche trocknen in g/h

µD,WM spezifische Wasserdampfproduktion durch freies Wäsche-­
trocknen in g/(h m²)

∑ARaum Summe der Fußbodenflächen derjenigen Räume, die
voraus­sichtlich nicht zum freien Wäschetrocknen benutzt
werden.

Beispiel

Tabelle 3 zeigt eine Beispielrechnung für die Ermittlung der raumweisen Wasserdampfproduktion in einer Wohnung. Aus der Belegungsfläche ergibt sich die Personenanzahl in der Wohnung. Die Höhe der Belegungsfläche gem. obigen Ausführungen hat durch die Aufrundung auf eine ganzzahlige Personenanzahl bei dieser Wohnungsgröße jedoch keinen Einfluss. Die Personen sowie deren Belegungszeit werden sinnvoll auf die Räume verteilt. Dabei sollte die Bedingung

                       = 24 h⇥(13)

erfüllt sein. Pflanzen und Wäschetrocknen sind nur für die Räume angenommen, die eine solche Belastung erwarten lassen.

Bei diesem Beispiel zeigen sich deutliche Unterschiede in den Zulufträumen. Der geringeren Belastung im Schlafzimmer kommt der Umstand zugute, dass hier i.d.R. eine niedrigere Temperatur anzunehmen ist. Gegenüber dem 2-Personen-Haushalt im DIN FB 4108-8 ergibt sich hier aufgrund der anders getroffenen Annahmen (ohne Feuchtelastspitzen, dafür aber 24 h/d Belegung) eine um 11 % geringere Belastung.

Innere Oberflächentemperatur

Um die physikalischen Zusammenhänge zu veranschaulichen, wird hier – wie in [2] – die stationäre Berechnung der inneren Oberflächentemperatur beschrieben

θsi = fRsi · (θi θe) + θe⇥(14)

fRsi dimensionsloser Temperaturfaktor

θi Innentemperatur (operative Raumtemperatur) in °C.

θe Außentemperatur in °C. Anmerkung: Bei erdreichberührten Flächen die Erdreichtemperatur in der jeweiligen Tiefe

In der Außentemperatur kann die Außenlufttemperatur, die Absorption der Sonnenstrahlung und die langwellige Abstrahlung an das Himmelsgewölbe bei klarem Himmel berücksichtigt werden (s. [11]). Um eine Verschattungsrechnung zu vermeiden und für den Zweck einer Auslegungsbedingung, empfiehlt sich mindestens die Annahme eines vollständig bedeckten Himmels, bei dem nur die Diffusstrahlung auf das betrachtete Bauteil wirksam wird. Damit entfällt auch die Abstrahlung an das Himmelsgewölbe.

Der dimensionslose Temperaturfaktor beinhaltet sowohl die Wärmedämmeigenschaft des Bauteils als auch die Wärmeübergangsbedingungen.

fRsi = 1 – (U + ∆UWB) · Rsi⇥(15)

U Wärmedurchgangskoeffi­zient in W/(m² K)

∆UWB Wärmebrückenzuschlag in W/(m² K)

Rsi innerer Wärmeübergangs­widerstand in m² K/W

Der Wärmebrückenzuschlag liegt in der Größenordnung von 0,02 bis 0,1 W/(m² K), je nachdem, ob er detailliert berechnet wird oder ob er pauschaliert angenommen wird. Der innere Wärmeübergangswiderstand sollte nach [2] 0,25 m² K/W betragen. Damit soll die Behinderung des Wärmeüberganges durch leichte Gardinen und in der Raumkante Berücksichtigung finden. Dieser Wert ist aber kritisch zu sehen, da selbst bei Vernachlässigung des konvektiven Wärmeüberganges (aK = 0 ) immer noch ein Strahlungswärmeübergang vorhanden ist, der in der Größenordnung von aS = 5 W/(m2K) liegt. Damit würde sich ein innerer Wärmeübergangswiderstand von Rsi = 0,20 W/(m2K) ergeben. Für den Ansatz eines Wärmeübergangswiderstandes hinter Schränken müsste der Aufstellungsort des Schrankes bereits in der Planungsphase bekannt sein. Außerdem ist ein solcher Ort von der Lüftung nicht erreichbar. Unter den Klimarandbedingungen der DIN 4108-2 [1] ist mindestens fRsi ≥ 0,7 einzuhalten. Glg. (14) gilt für Leichtbauteile, bei denen die Wärmespeicherung vernachlässigbar ist und für langfristige Mittelwerte speicherbehafteter Bauteile (s. [12]).

Bild 6 zeigt für diesen Fall den Einfluss der Parameter Raumtemperatur, Außentemperatur und Wärmedämmung auf den kritischen Feuchtegehalt bei einem Gesamtdruck von 1013 hPa. Der Einfluss der Raumtemperatur nimmt mit besserer Wärmedämmung zu. Dagegen nimmt der Einfluss der Außentemperatur ab. Unter dem Aspekt, dass ein positives Trocknungspotential angestrebt werden sollte, ist der Einfluss der Raumtemperatur nicht zu vernachlässigen. In der Übergangsjahreszeit, in der evtl. die Heizung nicht in Betrieb ist, erschwert dieser Einfluss die Berechnung, weshalb die Überprüfung des Schimmelpilzkriteriums für einen gegebenen Außenluftvolumenstrom nur mithilfe einer thermischen und feuchtetechnischen Jahressimulation des gesamten Raumes möglich ist.

Der Beitrag wird in der kommenden Ausgabe fortgesetzt.

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