Verwendung gekoppelter Simulationen zur wärme- und feuchtetechnischen Untersuchung erdberührter Bauteile

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Pfrommer
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5407934

Zur Ermittlung der Temperatur- und Feuchteverhältnisse in Gebäuden und Bauteilen stehen heute zahlreiche Simulationsverfahren zur Verfügung, die jedoch meist nur Teilaspekte der hygrothermischen Probleme behandeln. In unbeheizten Kellerräumen hängt das Innenklima sowohl von den mehrdimensionalen Wärmetransportvorgängen im Erdreich als auch entscheidend von der Raumlüftung ab. Zur Untersuchung der wärme- und feuchtetechnischen Bedingungen in erdberührten Räumen wurde daher ein zweidimensionales Simulationsverfahren entwickelt, das auf der thermischen Kopplung des instationären Bauteilsimulationsprogrammes HEAT2 und des dynamischen Gebäudesimulationsprogrammes TRNSYS beruht. Die feuchtetechnische Simulation erfolgte mit einem neuen Feuchtemodell KOND. Alternativ konnte auf das in TRNSYS implementierte Feuchtepuffermodell zurückgegriffen werden. Eine umfangreiche Parameterstudie der Innentemperaturen und der Tauwassergefahr in Tiefgaragen führte zu aussagekräftigen Design- und Lüftungskriterien dieser Räume. So zeigte sich z.B., dass entgegen der weit verbreiteten Ansicht gerade durch eine intensive Taglüftung bei hohen Außentemperaturen die feuchtetechnische Situation in überbauten Tiefgaragen verbessert werden kann.Eine zweite Studie behandelte das Problem der Lüftung von konventionellen Schlafräumen. Die Diskussionen in Fachveranstaltungen zum Thema Schimmelpilz kreisen immer wieder um die Frage, ob ein nach baurechtlichen Anforderungen (Energieeinsparverodnung EnEV 2002) weitgehend luftdicht abgedichtetes Gebäude noch mit Fensterlüftung betrieben werden kann, oder ob nicht eine Lüftungsanlage zwingend erforderlich ist. Auf Basis hygrothermischer Simulationen wurde gezeigt, dass ein weitgehend luftdicht abgedichteter Schlafraum trotz feuchtespeichernder Raumumschließungsflächen mittels zweimaliger Stoßlüftung am Tag nicht ausreichend entfeuchtet werden kann. Dies gilt umso mehr, je niedriger die Heiztemperatur des Raumes bzw. je höher die Feuchteproduktion während der nächtlichen Nutzungsperiode ausfällt. Der Grundluftwechsel über Fugenlüftung spielt neben der Stoßlüftung bei der Entfeuchtung eines solchen Schlafraumes eine große Rolle. Wird dieser zu gering, steigt die Gefahr von Schimmelpilzbildung erheblich an. Insgesamt deuten die Ergebnisse der Studie drauf hin, dass in entsprechend den baurechtlichen Anforderungen luftdicht abgedichteten Schlafräumen eine maschinelle Unterstützung der Lüftung durch lüftungstechnische Anlagen empfehlenswert ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen