Taupunkt berechnen

Über die Berechnung des Taupunkts

Dieser Rechner schätzt das Risiko von interstitieller Feuchtekondensation in einer mehrschichtigen Gebäudehülle mit einer vereinfachten stationären Methode nach dem Glaser-Prinzip. Das Ergebnis wird als Diagramme der Temperatur- und Wasserdampf-Partialdruckverteilung über die Bauteildicke dargestellt, um den Taupunkt zu veranschaulichen.

Die Berechnung eignet sich zum Vergleichen von Wand- oder Dachaufbauten. Sie hilft zu erkennen, in welcher Schicht oder an welcher Schichtgrenze bei den vorgegebenen Innen- und Außenbedingungen eine mögliche Kondensationszone auftreten kann.

Orientierungswerte und Empfehlungen

Normen und Annahmen

Berechnungsmethode. Es wird ein eindimensionaler stationärer Ansatz (Glaser) verwendet. Der Wärmetransport wird stationär über die Dicke angenommen. Der Wasserdampftransport wird stationär und diffusionsgetrieben angenommen.

Normen und Dokumente. Die Berechnungslogik folgt dem allgemeinen Ansatz von EN ISO 13788 (Bewertung interstitieller Kondensation mit einem stationären Schema). Für typische innere und äußere Oberflächen-Wärmeübergangswiderstände siehe EN ISO 6946.

Modellgrenzen. Die Berechnung berücksichtigt keinen kapillaren Feuchtetransport, keine Konvektion durch Undichtheiten, keine Schlagregenbeanspruchung, kein solares Austrocknen und keine wechselnde Witterung. Sie dient der ersten Abschätzung und dem Vergleich von Aufbauvarianten.

Schritt 1. Temperaturfeld aus Wärmewiderständen

Wärmewiderstand einer Schicht. Für jede Schicht wird der Wärmewiderstand aus Dicke d und Wärmeleitfähigkeit λ berechnet.

Ri=di/λi

Einheiten und Konsistenz. Die Schichtdicke wird in mm eingegeben, die Wärmeleitfähigkeit in W/(m·K). Das Temperaturprofil verwendet das Verhältnis Rcum/Rtot, daher ist Konsistenz über alle Schichten entscheidend. Wenn Sie mit tabellierten R-Werten in m²·K/W vergleichen, verwenden Sie in der Formel die Dicke in Metern.

Oberflächenwiderstände. Wenn Oberflächenwiderstände berücksichtigt werden, werden typische Werte für eine vertikale Wand verwendet.

Rsi=0.13 m²·K/W Rse=0.04 m²·K/W

Temperaturen an den Grenzflächen. Die Temperatur an jeder Schichtgrenze wird proportional zum kumulierten Widerstand von der Innenoberfläche bis zu dieser Grenzfläche bestimmt, bei vorgegebenen Innen- T_in und Außen- T_out Temperaturen.

T(x)=Tin-(Tin-Tout)·Rcum(x)/Rtot

Schritt 2. Sättigungsdampfdruck als Kondensationsgrenze

Physikalische Bedeutung. Für jeden Punkt im Bauteil wird aus der lokalen Temperatur T(x) der maximal mögliche Wasserdampfdruck in der Porenluft ohne Kondensation bestimmt. Diese Größe heißt Sättigungsdampfdruck.

Esat(x)=Esat(T(x))

Einheiten. Esat wird in Pa ausgegeben. Die Funktion Esat(T) basiert auf einer gängigen Temperaturabhängigkeit des Sättigungsdrucks.

Schritt 3. Wasserdampf-Partialdruck aus Diffusionswiderständen

Randbedingungen für Partialdrücke. Auf der Innen- und Außenseite wird der Partialdruck aus der relativen Luftfeuchte φ und dem Sättigungsdruck bei der jeweiligen Temperatur berechnet.

ein=φin/100·Esat(Tin)

eout=φout/100·Esat(Tout)

Diffusionswiderstand einer Schicht. Für jede Schicht wird der Diffusionswiderstand aus Dicke d und Wasserdampfdurchlässigkeit δ berechnet.

Zi=di/δi

Einheiten. In diesem Rechner wird δ in mg/(m·h·Pa) eingegeben. Dann ergibt sich Z in (m²·h·Pa)/mg.

Oberflächen-Diffusionswiderstände. Konstante Zuschläge in denselben Einheiten repräsentieren Grenzschichten an der Innen- und Außenoberfläche.

Zsi=0.027 (m²·h·Pa)/mg Zse=0.013 (m²·h·Pa)/mg

Verteilung über die Dicke. Der Wert e(x) an jeder Grenzfläche wird linear anhand des Anteils des kumulierten Diffusionswiderstands bestimmt.

e(x)=ein-(ein-eout)·Zcum(x)/Ztot

Schritt 4. Prinzip zur Bestimmung einer möglichen Kondensationszone

Kriterium. An einem Punkt im Bauteil ist Kondensation möglich, wenn der tatsächliche Partialdruck den Sättigungsdruck bei gleicher Temperatur überschreitet.

e(x)>Esat(T(x))

Endauswertung. Liegt die grüne Kurve in einem Abschnitt über der roten, wird dieser Abschnitt als mögliche Kondensationszone bewertet. Bleibt die grüne Kurve überall unter der roten, ist das stationäre Kriterium für interstitielle Kondensation nicht erfüllt.

Praktische Hinweise zur Interpretation

Wo das Risiko am häufigsten entsteht. Kritische Bereiche treten oft näher an der kalten Seite oder an einer Grenzfläche zu einem Material mit geringer Dampfdurchlässigkeit auf. Ursache sind niedrigere Temperaturen und höhere relative Feuchte in kälteren Zonen.

Was das Ergebnis am stärksten beeinflusst. Die grüne Kurve reagiert meist besonders empfindlich auf δ-Werte und die Schichtreihenfolge. Ein Fehler der Dampfdurchlässigkeit um eine Größenordnung kann deutlich verändern, ob und wo sich die Kurven schneiden.

Wie man Varianten korrekt vergleicht. Für einen klaren Vergleich ändern Sie jeweils nur einen Parameter. Ändern Sie zum Beispiel nur die Dämmstoffdicke oder nur das Material der Dampfbremse. So wird deutlich, was die Kurven verschiebt.

FAQs

Was bedeutet eine mögliche Kondensationszone im Diagramm

Das ist ein Abschnitt, in dem e>Esat gilt. Es bedeutet, dass die Porenluft bei der gegebenen Temperatur diese Menge Wasserdampf nicht vollständig in der Gasphase halten kann, sodass Kondensation möglich ist.

In der Praxis bedeutet eine Zone aus einer stationären Methode nicht immer eine Netto-Feuchteanreicherung. Für endgültige Aussagen sind häufig transiente Betrachtungen und die Austrocknung zu berücksichtigen.

Warum sollte man sowohl Temperatur als auch Partialdruck betrachten

Kondensation hängt von zwei Faktoren ab. Die Temperatur setzt die Sättigungsgrenze Esat, während der Diffusionstransport den tatsächlichen Partialdruck e bestimmt.

Selbst bei gleicher Innen- und Außenfeuchte können Änderungen von λ und δ die rote und die grüne Kurve unterschiedlich verschieben.

Warum schneiden sich die Kurven oft näher an der Außenseite

Näher am Außenbereich ist die Temperatur niedriger, daher nimmt Esat ab. Gleichzeitig diffundiert ein Teil des Wasserdampfs aus dem Innenraum nach außen, und e fällt nicht immer so schnell wie Esat.

Dadurch ist die Wahrscheinlichkeit eines Schnittpunkts (und damit einer möglichen Kondensationszone) meist auf der kalten Seite höher.

Kann man das Ergebnis als genau für eine reale Wand ansehen

Dies ist eine vereinfachte stationäre Berechnung. Sie eignet sich gut für eine erste Prüfung und den Vergleich von Aufbauten bei festen T- und φ-Werten.

Wenn saisonale Anreicherung und Austrocknung, Regen- und Solareinflüsse sowie feuchteabhängiges Materialverhalten bewertet werden sollen, werden transiente Modelle verwendet, zum Beispiel auf Basis der Prinzipien von EN 15026.

Welche Eingabedaten verursachen am häufigsten Fehler

Am häufigsten treten Fehler bei der Wasserdampfdurchlässigkeit δ auf, besonders bei Folien und Membranen, sowie bei der Schichtreihenfolge, also wo die Dampfbremse liegt. Auch die Wahl der Wärmeleitfähigkeit λ kann bei feuchteempfindlichen Materialien wichtig sein.

Für zuverlässige Ergebnisse verwenden Sie Werte aus Produktdatenblättern und prüfen Sie die Einheiten.