style="font-size:15px;"> b) min. zulässige Trocknungsreserve 250 g/m2
(Klammerwerte: Ergebnis mit Blockklima DIN 4108-3:2001)
Bild 16. Definition der inneren (sd,i) und äußeren (sd,e) wasserdampfäquivalenten Luftschichtdicke (sd-Wert); gestrichelte Linie: unter der Unterdeckbahn kann sich bspw. noch eine Holzschalung befinden
Tabelle 4. Anforderungen an wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicken (sd-Werte) bei Verzicht auf einen rechnerischen Nachweis
| Zeile | sd-Wert außen (sd,e) | sd-Wert innen (sd,i) |
| 1 | ≤ 0,1 m | ≥ 1,0 m |
| 2 | 0,1 m ≤ sd ≤ 0,3 m | ≥ 2,0 m |
| 3 | 0,3 m ≤ sd ≤ 2,0 m | 6 × sd,e |
| 4 | 2,0 m ≤ sd ≤ 4,0 ma) | 6 × sd,ea) |
a) Nur bei beidseitig bekleideten oder beplankten, werkseitig hergestellten Elementen oder bei einer nachgewiesenen Luftdichtheit (inkl. Leckageortung) von q50 ≤ 1,5 m3/m2 h
Die hier dargestellten Ergebnisse des Daches berücksichtigen die Neuerung in der Norm, dass bei hellen Außenoberflächen und/oder Verschattungen von Dächern, die ungünstigeren Klimarandbedingungen von Wänden anzusetzen sind. Damit reduziert sich die Trocknung des Bauteils im Sommer. Auch eine über 20 Jahre alte Forderung [61], die nun umgesetzt wurde.
Einfach zusammengefasst bedeutet die Beachtung der Trocknungsreserve: „So diffusionsdicht wie nötig (zur Begrenzung des Tauwasserausfalls) und so diffusionsoffen wie möglich (zur Erzielung eines hohen Verdunstungspotentials)“ [57]
Das Ziel, auf der Außenseite möglichst diffusionsoffene Bauteile mit einem hohen Trocknungspotenzial zu erreichen, ist auch in der Holzschutznorm [33] festgelegt. Die Tabelle 4 kann für die sogenannten „nachweisfreien Bauteile“ herangezogen werden und wird in der nächsten Überarbeitung (voraussichtlich Dez. 2021) so oder ähnlich erscheinen und damit eine Angleichung an die DIN 4108-3 von 2018 [31] herstellen.
3.3.2 Hygrothermische Simulation für außen dampfdichte Bauteile
Aufgrund vermehrter Schäden bei außen dampfdichten Dächern (Metall und Flachdächer) wird seit 2012 in der Holzschutznorm für solche Dächer eine hygrothermische Simulation gefordert. Dort steht unter dem Absatz 7.5: „Flach geneigte oder geneigte, voll gedämmte, nicht belüftete Dachkonstruktionen mit Metalleindeckung oder mit Abdichtung auf Schalung oder Beplankung sind zulässig, sofern der Tauwasserschutz nach DIN EN 15026 nachgewiesen wird und nach 5.2.4 für den Gesamtquerschnitt gegeben ist. Individuelle Gegebenheiten, wie Standort, Farbe der Eindeckung und Verschattung sind im Nachweis zu berücksichtigen. . . . Zusätzliche äußere Deckschichten (Bekiesung oder Begrünung), Dämmschichten oberhalb der Beplankung oder Schalung sowie raumseitige Bekleidungen sind zulässig, sofern sie im Einzelnachweis auf Basis von DIN EN 15026 mitberücksichtigt werden.“ [33]
Um auch bei der hygrothermischen Simulation die Konvektion durch Luftundichtheiten zu berücksichtigen, ist der konvektive Feuchteeintrag entsprechend der geplanten Luftdurchlässigkeit mit dem q50-Wert nach DIN 4108-7 mit der dazugehörigen Gebäudehöhe in Rechnung gestellt. Dabei handelt es sich aber nicht um die 250 g/m2, wie in der vereinfachten Diffusionsbilanz nach Glaser [64], sondern um einen dynamischen Feuchteeintrag [49]. Der Feuchteeintrag hängt sowohl von dem Bauteilaufbau als auch den Randbedingungen ab und kann mehr oder weniger als die 250 g/m2 ergeben. Während beispielsweise eine Überdämmung zu einer geringeren konvektiven Feuchtequelle führt, können durch große Gebäudehöhen oder Überdruck durch eine Lüftungsanlage auch höhere Feuchteeinträge hervorgerufen werden.
3.4 Regeln für die hygrothermische Simulation von Holzbauteilen nach WTA
Das WTA-Merkblatt 6-8 zur hygrothermischen Bemessung von Holzbauteilen [62] entstand im Nachgang zur Holzschutznorm. Planer(innen), die bis dahin hygrothermische Simulationen betrieben, mussten viele eigene Annahmen treffen, die sie aus der vorhandenen Literatur entnehmen konnten. Ein einheitliches Vorgehen gab es in Teilbereichen noch nicht. Daher wurde die international, zusammengesetzte WTA-Gruppe „Hygrothermische Bemessung von Holzkonstruktionen“ gegründet, um einen einheitlichen Standard zu schaffen. Dabei flossen die Erfahrungen der Expert(innen) aus der Schweiz, Österreich und Deutschland ein. So entstand die Überarbeitung des WTA-Merkblatts 6-2 [39] und das neue WTA-Merkblatt-6-8 [62]. Es werden im Folgenden nur die beiden Teilbereiche „Verschattung“ und „Bewertung“ herausgegriffen und ausführlich erläutert.
3.4.1 Verschattung
Bei der Berechnung von Bauteilen, in der Regel bei Flachdächern, kommt es immer wieder vor, dass die Verschattung berücksichtigt werden muss. Diese verursacht niedrigere Oberflächentemperaturen und damit eine geringe Rücktrocknung des Bauteilaufbaus. Die Verschattung kann man durch entsprechende Werkzeuge [58, 59] detailliert oder nach WTA-Merkblatt 6-8 [62] mit einem pauschalen Ansatz berücksichtigen.
Bei der detaillierten Betrachtung erhält man eine Klimadatei, die die reduzierte Diffus- und Direktstrahlung enthält. Bei dem vereinfachten Ansatz, werden hingegen die Strahlungsparameter der Oberfläche (Absorptionskoeffizient und Emissionskoeffizient) durch Verschattungsfaktoren angepasst, je nachdem ob nur eine vertikale (nebenstehendes Gebäude, Bäume usw.) oder horizontale Verschattung (z. B. geschlossener Terrassenbelag) vorliegt (Tabelle 5). Das Resultat beider Ansätze ist eine reduzierte Oberflächentemperatur.
Im Fall der vertikalen Verschattung wird die kurzwellige Einstrahlung (Absorption) reduziert, die langwellige Abstrahlung (Emission) allerdings kaum verändert, da die Oberfläche trotz eines nebenstehenden Gebäudes weitestgehend mit dem Himmel im Strahlungsaustausch steht.
Zum Zeitpunkt der Erstellung des Merkblatts lagen zur Größenordnung der Verschattungsfaktoren kaum Messungen vor, sodass ein ingenieurmäßiger Ansatz gesucht werden musste. Dabei bot sich an, die eintreffende Strahlung auf die Nordseite eines Gebäudes (weitestgehend diffuse Strahlung) ins Verhältnis zur Gesamtstrahlung auf eine horizontale Fläche (diffuse und direkte Strahlung) zu setzen. Dabei ist festzustellen, dass die Verhältniszahl bei vielen Standorten im deutschsprachigen Raum bei ca. 0,4 (0,37–0,41) liegt. Der Wert wurde abgerundet und somit die auftreffende Gesamtstrahlung auf 35 % reduziert.
Bei einer horizontalen Verschattung durch einen geschlossenen Terrassenbelag wird hingegen davon ausgegangen, dass die Oberfläche der Abdichtung bei der nächtlichen Abstrahlung nicht so stark unterkühlt wie der darüber liegende Belag. Auch staut sich ggf. die Wärme unter dem Belag. Daher wird der Emissionskoeffizient auf 45 % reduziert, sodass die Abstrahlung in den freien Himmel geringer ausfällt. Messungen und Nachberechnungen [63] zeigen auch weitere Ansätze.
