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Glaser-Verfahren nach DIN 4108-3: was es rechnet und wo es endet

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Das Glaser-Verfahren beantwortet genau eine Frage: Fällt unter festgelegten Winterbedingungen durch Dampfdiffusion Tauwasser im Bauteil aus, und kann es im Sommer wieder austrocknen? Es ist das Kernstück des rechnerischen Nachweisverfahrens der DIN 4108-3 zum Feuchteschutz. Wer ein Ergebnis liest, sollte wissen, was in die Rechnung eingeht und was nicht.

Zwei Jahreszeiten, feste Randbedingungen

Gerechnet wird stationär, also mit konstanten Bedingungen über die ganze Periode. Die Tauperiode läuft über 90 Tage von Dezember bis Februar, die Verdunstungsperiode über 90 Tage von Juni bis August. Für den Sommer sind keine Außentemperaturen vorgegeben, nur Dampfdrücke.

Periode Außen Innen
Tauperiode (Dezember bis Februar) −5 °C, 80 % relative Feuchte, 321 Pa 20 °C, 50 % relative Feuchte, 1.168 Pa
Verdunstungsperiode (Juni bis August) Dampfdruck 1.200 Pa Dampfdruck 1.200 Pa; in den Tauwasserebenen von Außenwänden Sättigungsdampfdruck 1.700 Pa

Die Werte der Tabelle gibt BauNetz Wissen als normative Randbedingungen wieder; die Seite nennt keine Ausgabe. Dass solche Werte zwischen Normausgaben wechseln, zeigt ein Rückblick: Das Fraunhofer IBP beschrieb 1999 für die damals gültige Norm noch −10 °C Außentemperatur über 60 Tage. Heute liegt DIN 4108-3 in der Ausgabe 2024-03 vor, die laut DIN Media die Ausgabe 2018-10 ersetzt. Bei einem Nachweis zählen die Werte der Ausgabe, die im Projekt vereinbart ist.

Aus dem Schichtaufbau ermittelt man von innen nach außen die Temperaturen und daraus den Sättigungsdampfdruck. Dieser wird dem Verlauf des tatsächlichen Dampfdrucks gegenübergestellt. Die Norm unterscheidet je nach Lage der beiden Kurven vier Fälle, vom fehlenden Tauwasserausfall bis zum Ausfall in einem ganzen Bereich.

Das Ergebnis ist eine Bilanz. Zuerst wird ermittelt, ob und in welcher Schicht Tauwasser in welcher Menge ausfällt; danach wird die Verdunstungsmenge des Sommers dagegengestellt. Geprüft wird, ob das eingetragene Tauwasser in der Verdunstungsperiode wieder vollständig austrocknen kann und wie viel Trocknungsreserve gegenüber unplanmäßig eingebrachter Feuchte bleibt.

Die Rolle des sd-Werts

Der sd-Wert ist das Produkt aus der Schichtdicke in Metern und der Diffusionswiderstandszahl μ des Stoffs; er beschreibt, wie stark eine Schicht der Verdunstung von Wasser entgegenwirkt. Bei mehrschichtigen Bauteilen wird er schichtenweise ermittelt und addiert. Damit bestimmt er, wo im Querschnitt der Dampfdruck abfällt und ob sich Dampfdruck- und Sättigungskurve berühren. Für Flachdächer aus Holz formuliert BauNetz Wissen die Regel, dass in der Schichtenabfolge von Folien oder Bahnen die sd-Werte von innen nach außen abnehmen müssen.

Daraus folgt für die Praxis: Eine Schicht mit hohem sd-Wert auf der Außenseite bremst im Sommer die Rücktrocknung, eine auf der Innenseite bremst den Dampfeintrag im Winter. Wie ein Beschichtungshersteller den sd-Wert angibt, zeigt der Beitrag zu den V- und W-Klassen im Datenblatt.

Was als unschädlich gilt

  • Das im Winter anfallende Wasser muss in der Verdunstungsperiode wieder an die Umgebung abgegeben werden.
  • Baustoffe, die mit dem Tauwasser in Berührung kommen, dürfen nicht geschädigt werden, etwa durch Pilzbefall oder Korrosion.
  • In Dach- und Wandkonstruktionen soll die ausfallende Tauwassermasse im Allgemeinen höchstens 1,0 kg/m² betragen.
  • Enthält das Bauteil Schichten, die Wasser nicht kapillar aufnehmen, gelten höchstens 0,5 kg/m². Dazu zählen Folien, Metalle, Normalbeton sowie Mineralwolle und Kunststoffschaum.

Nicht jede Wand muss überhaupt gerechnet werden. Nach der Darstellung von BauNetz Wissen entfällt der Nachweis zum Beispiel bei raumseitig verputzten Außenwänden mit zugelassenem Wärmedämmverbundsystem und bei Innendämmung mit Innenputz bis R ≤ 1,0 m²K/W, wenn der Aufbau zusätzlich einen sd,i-Wert von mindestens 0,5 m hat. Maßgeblich bleibt der Normtext. Das Gebäudemodernisierungsgesetz nennt in § 11 für zu errichtende Gebäude weiterhin die Ausgabe DIN 4108-3: 2018-10.

Was die Rechnung nicht sieht

Das Periodenbilanzverfahren ist ein stark vereinfachtes Nachweisverfahren für Diffusionsprozesse. BauNetz Wissen nennt als unberücksichtigt:

  • realistische, veränderliche Klimarandbedingungen,
  • erhöhte Feuchtelasten, etwa durch Baufeuchte oder nach Bauschäden,
  • Einflüsse aus Strahlungswärme,
  • feuchtevariable Materialkennwerte wie Diffusionswiderstand und Wärmeleitfähigkeit,
  • Feuchtespeicherung und -transport durch Sorption und Kapillarleitung.

Ebenfalls außen vor bleibt der Flüssigwassertransport. Auch Konvektion deckt die Diffusionsrechnung nicht ab: Durch Leckagen im raumseitigen Bereich kann warme, feuchte Innenluft in die Konstruktion strömen. Ausgleichsfeuchte und Nutzerverhalten fehlen ebenso. Für klimatisierte Wohn- oder wohnähnliche Nutzungen gelten die Rechenansätze der Norm ausdrücklich nicht.

Die Normwerte selbst, etwa −5 °C über 90 Tage, erscheinen laut BauNetz Wissen nicht in allen Teilen Deutschlands realitätsnah, enthalten aber Sicherheiten.

Bestandswände: wo das Ergebnis dünn wird

Bei einer Bestandswand kennt man Aufbau und Kennwerte oft nur ungefähr, und die Wand ist selten so trocken wie im Rechenmodell. Das Verfahren arbeitet mit festen Kennwerten. Wasser, das als Schlagregen oder durch Kapillarität in die Wand gelangt, taucht in der Rechnung nicht auf; das folgt aus dem fehlenden Flüssigwassertransport.

Reicht das vereinfachte Verfahren für eine ausreichend genaue Bewertung nicht aus, sieht DIN 4108-3 die hygrothermische Simulation nach DIN EN 15026 vor. Sie simuliert das Bauteilverhalten über mehrere Jahre unter realitätsnahen Klimarandbedingungen. Wo Bestandswände von innen gedämmt werden sollen, ordnet der Beitrag zur Innendämmung im Bestand das Zusammenspiel von Nachweisen und WTA-Merkblättern ein.

Ein bestandenes Glaser-Diagramm belegt demnach, dass die Diffusion unter Normbedingungen unkritisch bleibt. Es belegt nicht, dass die Wand trocken ist, dass die Luftdichtheit stimmt oder dass Schlagregen abgehalten wird. Bei Bestandswänden ist die Rechnung nur so belastbar wie die Annahme über die vorhandenen Schichten.

Quellen

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