Читать книгу Bauphysik-Kalender 2022 - Nabil Fouad A., Nabil A. Fouad - Страница 44

Die beschriebenen Materialeigenschaften liegen für zahlreiche Hölzer und Holzwerk- bzw. Naturfaserdämmstoffe in den Datenbanken der Simulationswerkzeuge vor. Aber es gibt natürlich immer noch viele Produkte, für die die hygrothermischen Materialeigenschaften nicht oder nicht in vollem Umfang zur Verfügung stehen. Erschwerend kommt hinzu, dass Holz selber als Naturprodukt inhomogen und natürlich je nach Herkunft, Alter und Wachstumsbedingungen gewissen Schwankungen der Eigenschaften unterworfen ist. Auch bei den Holzwerkstoffen macht sich dieser Einfluss noch bemerkbar – außerdem werden hier die Rezepturen immer wieder geändert, was zwar eine Kontrolle der mechanischen, in der Regel aber nicht der bauphysikalischen Parameter nach sich zieht. Da zudem konkrete Produkte in der Planungsphase oft noch gar nicht feststehen, wird eine allgemeingültige Bemessung u. U. schwierig.

Bild 9. Simulierte Feuchteverhältnisse bei Verwendung des generischen AIF-Datensatzes für eine flexible Holzfaserdämmmatte mit einem exemplarischen produktspezifischen Datensatz „Dämmung A" für den Einsatz im diffusionsdichten Flachdach. Im unkritischen Feuchtebereich führen die Datensätze zu nahezu deckungsgleichen Ergebnissen, bei höheren Feuchten können die Ergebnisse dagegen etwas stärker divergieren.

Ziel eines AiF-Forschungsvorhabens [77,78] war es daher zum einen, auf Basis von zahlreichen Labormessungen an Materialien aus den verschiedenen Holzwerkstoff-Produktgruppen, funktionale Zusammenhänge zwischen typischerweise bekannten Größen wie der Rohdichte oder der Partikelgröße des Werkstoffs und seinen bauphysikalischen Eigenschaften herzustellen. Auf diese Weise wird den Herstellern eine einfachere Optimierung ihrer Produkte ermöglicht. Zum anderen sollten repräsentative Datensätze für die verschiedenen Produktgruppen erstellt werden, mithilfe derer eine Bemessung von Bauteilen durchgeführt werden kann. Nur im Einzelfall oder bei besonderen Anforderungen an die Eigenschaften ist es erforderlich, im Anschluss noch eine produktspezifische Bemessung durchzuführen.

Im Zuge des Forschungsvorhabens wurden generische Datensätze für acht Produktgruppen von Holzwerk- und Faserdämmstoffen erstellt, die bei der Beurteilung kritischer Konstruktionen im Vergleich zur Verwendung produktspezifischer Datensätze jeweils etwas auf der sicheren Seite liegende Ergebnisse erzeugen. Die Materialien können jedoch je nach Einbausituation, wie z. B. innen oder außen in der Konstruktion, unterschiedlich kritische Parameter aufweisen. Bei der Anwendung im geneigten, nach außen diffusionsoffenen Dach, resultiert die Feuchte in den Materialien vor allem aus dem hohen Luftfeuchteniveau des Außenklimas im Winter, d. h. der Feuchtegehalt wird höher, wenn das Niveau der Sorptionsisotherme steigt. Bei Flachdächern dringt die Feuchte dagegen durch die Dampfbremse vom Innenraum her ein – die eindiffundierende Menge ändert sich kaum mit den Eigenschaften der Materialien oberhalb der Dampfbremse. Das beim belüfteten Dach leicht günstigere hohe Niveau der Sorptionsisotherme führt beim generischen Datensatz dazu, dass die gleiche Feuchtemenge zu einem höheren Anstieg der relativen Feuchte im Außenbereich des Bauteils führt. Relevante Diskrepanzen treten allerdings vor allem dann auf, wenn in den Konstruktionen kritische Feuchtegehalte erreicht werden. Für Produktgruppen mit größerer Streuung der Materialeigenschaften werden jeweils zwei Datensätze zur Verfügung gestellt, die die kritischen Bandbreiten am oberen und unteren Rand repräsentieren. Im hygrothermisch günstigen Bereich können die generischen Datensätze das Verhalten der Bauteile i. d. R. gut repräsentieren (Bild 9).

Die AIF-Datensätze ermöglichen damit also eine einfache und allgemeingültige Bemessung „funktionierender Bauteile“. Bei hygrothermisch günstigen Bedingungen ist von einer guten Übereinstimmung zwischen den generischen und produktspezifischen Materialdaten auszugehen. Dies wurde anhand von zahlreichen Vergleichsberechnungen in [77] belegt. Wenn bei der Simulation mit den AIF-Datensätzen kritische Grenzen überschritten werden, bedeutet dies, dass sich die Konstruktion nicht besonders gutmütig verhält und zumindest keine freie Auswahl bezüglich der Materialien aus der verwendeten Produktgruppe besteht. Es kann aber mit produktspezifischen Datensätzen überprüft werden, ob mit speziellen Materialien die Funktionsfähigkeit trotzdem sichergestellt werden kann. Für die Analyse von Schadensfällen sind die AIF-Datensätze aufgrund des beschriebenen Verhaltens nur bedingt geeignet.