Wasserdampfdiffusionswiderstand

Der Wasserdampfdiffusionswiderstand (auch Dampfsperrwert) drückt aus, wie stark ein Baustoff die Diffusion (lat. diffundere ‚ausbreiten‘, hier: Wandern von Wasserdampfmolekülen) von Wasserdampf behindert und wird in Form der Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl (auch Wasserdampfdiffusionswiderstandsfaktor, Symbol µ) ausgedrückt.

Die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl eines Baustoffs ist ein dimensionsloser Materialkennwert, der angibt, um welchen Faktor das betreffende Material gegenüber Wasserdampf dichter ist als eine gleich dicke, ruhende Luftschicht. Je größer die µ-Zahl, desto dampfdichter ist der Baustoff. Die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl kann dabei keine Werte kleiner 1 (μLuft = 1) annehmen, jedoch bis Unendlich ansteigen. Es gilt: 1 ≤ μ ≤ ꝏ.

Die µ-Zahlen für die gebräuchlichsten Baustoffe werden in der DIN EN ISO 10456 und der DIN 4108-4 beziffert.

Multipliziert man die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl mit der Dicke der Bauteilschicht, so erhält man die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke (sd-Wert).

Meist besteht ein Bauteil aus mehreren Schichten, so dass die Sd-Werte der jeweiligen Schichten addiert werden müssen, um den Diffusionswiderstand des gesamten Bauteils zu errechnen.

In beheizten Gebäuden besteht im Winter ein Temperaturgefälle von den Innenräumen nach außen. Warme Luft kann mehr Wasser in Dampfform aufnehmen als kalte. Dies führt im Regelfall zu einem dem Temperaturgefälle gleichgerichteten Dampfdruckgefälle. Der Wasserdampf ist bestrebt, in Richtung des Dampfdruckgefälles nach außen zu diffundieren. Daraus resultiert ein Dampfdiffusionsstrom, der vom Diffusionswiderstand des Bauteils und insbesondere im Bauteil enthaltenen Dampfbremsen begrenzt wird.

Eine genaue Kenntnis über die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahlen einzelner Baustoffe in einem Bauteil ist wichtig zur Vermeidung von Tauwasserausfall und Schimmelbildung.

Im Gegensatz zum Wasserdampfdiffusionswiderstand berücksichtigt der Wasserdampfdurchgangswiderstand auch den Dampfdurchgang durch Materialien aufgrund einer Luftströmung (Konvektionsstrom). Bedeutung hat dies bei der Bewertung der Atmungsaktivität von Textilien, Wundauflagen und Lebensmittelverpackungen.

Stoffbeispiele

Es wird eine Unterteilung der Widerstandszahlen in feucht und trocken vorgenommen. Dies ist verschiedenen Prüfverfahren geschuldet, bei denen jeweils die relativen Luftfeuchten variiert werden. Im Trockenbereich liegen die Luftfeuchten bei 0 bis 50 % und der Wasserdampf wird überwiegend durch Dampfdiffusion befördert. Im Nassbereich nehmen die Luftfeuchten Werte von 50 bis 93 % an. Die Poren reichern sich mit Wasser in flüssiger Form an, was eine Steigerung des Flüssigkeitsstroms zur Folge hat. Es werden kleinere Wasserdampfdiffusionswiderstandszahlen gemessen.

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl einiger Stoffe nach DIN EN ISO 10456[1]:

Stoff Rohdichte
kg/m³ 		µ
trocken feucht
Luft 1,23 1 1
Kork 120 10 5
Gips 600–1.500 10 4
Gipskartonplatten 700–900 10 4
Beton, mittlere Rohdichte 1.800 100 60
Beton, hohe Rohdichte 2.400 130 80
Glas, Metalle – ∞ ∞
Wärmedämmstoffe
Expandierter Polystyrol-
Hartschaum (EPS, Styropor) 		10–50 60 60
Extrudierter Polystyrol-
Hartschaum (XPS) 		20–65 150 150
Polyurethanhartschaum 28–55 60 60
Mineralwolle 10–200 1 1
Schaumglas 100–150 ∞ ∞
Perlitplatten 140–240 5 5
Holzfaserdämmplatten 150–250 10 5
Mauerwerksstoffe
Vollziegel (gebrannter Ton) 1.000–2.400 16 10
Blähton Leichtbeton LAC2 (gebrannte Tonperlen, zementgebunden) 500–550 5 5
Kalksandstein 900–2.200 20 15
Porenbeton 300–1.000 10 6
Mauer-, Putzmörtel 250–2.000 20 10
Holz, Holzwerkstoffe
Konstruktionsholz 500 50 20
Konstruktionsholz 700 200 50
Sperrholz nach DIN, leicht 300 150 50
Sperrholz nach DIN, schwer 1.000 250 110
Sperrholz, mittlere Dichte  1) 700 200 70
Spanplatte 300 50 10
Spanplatte 900 50 20
OSB-Platte  2) 650 50(-300) 30(-200)
Holzfaserplatte 250 5 3
Holzfaserplatte, MDF  3) 400 10 5
Holzfaserplatte, MDF  4) 600 20 12
Holzfaserplatte, MDF  5) 800 30 20
Massive Kunststoffe
Acrylkunststoffe 1.050 10.000 10.000
Polycarbonate 1.200 5.000 5.000
Polytetrafluorethylen (PTFE) 2.200 10.000 10.000
Polyvinylchlorid (PVC) 1.390 50.000 50.000
Polymethylmethacrylat (PMMA) 1.180 50.000 50.000
Polyazetatkunststoffe  6) 1.410 100.000 100.000
Polyamid (Nylon) 1.150 50.000 50.000
Polyethylen 920–980 100.000 100.000
Polystyrol 1.050 100.000 100.000
Polypropylen 910 10.000 10.000
Polyurethan (PU) 1.200 6.000 6.000
Epoxidharz 1.200 10.000 10.000
Phenolharz 1.300 100.000 100.000
Polyesterharz 1.400 10.000 10.000
Gummi
Naturkautschuk 910 10.000 10.000
Chloropren-Kautschuk 1.240 10.000 10.000
Butylkautschuk 1.200 200.000 200.000
Schaumgummi 60–80 7.000 7.000
Gestein
Kristalliner Naturstein 2.800 10.000 10.000
Sediment-Naturstein 2.600 250 200
Leichter Sediment-Naturstein 1.500 30 20
Poröses Gestein, z. B. Lava 1.600 20 15
1) 
Im „ökologischen Baustoffinformationssystem des Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung“ wird bei einer Dichte von 400 bis 800 ein µ-Wert von 110 trocken und 50 feucht angegeben[2]
2) 
Die angegebenen Werte weichen stark voneinander ab und variieren möglicherweise mit Art und Menge des Bindemittels. Eine Quelle nennt etwa 300 trocken und 200 feucht.[3]
3) 
laut ÖNORM EN 13986[4]
4) 
laut ÖNORM EN 13986 liegt µ bei 12 bis 20, laut Forschungsbericht erreichen jedoch nur spezielle diffusionsoffene MDF-Platten einen µ-Wert von 16[5]
5) 
laut DIN EN 12524 liegt µ 5 bei 20[6], laut ÖNORM EN 13986 liegt µ bei 20 bis 30 und laut Forschungsbericht liegt µ bei 20 bis 67[7]
6) 
Die Quelle der Angaben ist nicht bekannt.

Siehe auch

Literatur

  • Wolfgang M. Willems, Kai Schild, Simone Dinter: Vieweg Handbuch Bauphysik Teil 1. Wärme- und Feuchtschutz, Behaglichkeit, Lüftung. 1. Auflage. Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden 2006, ISBN 978-3-528-03982-2.
  • Lutz, Jenisch, Klopfer, Freymuth, Krampf, Petzold: Lehrbuch der Bauphysik. Schall – Wärme – Feuchte – Licht – Brand – Klima. 5. Auflage. Verlag Teubner, Stuttgart/Leipzig/Wiesbaden 2002, ISBN 3-519-45014-3.
  • DIN 4108-3:2017. Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 3: Klimabedingter Feuchteschutz – Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung. Entwurf. Beuth Verlag, Berlin 2017.

Einzelnachweise

  1. ↑ DIN EN ISO 10456:2010. Baustoffe und Bauprodukte – Wärme- und feuchtetechnische Eigenschaften – Tabellierte Bemessungswerte und Verfahren zur Bestimmung der wärmeschutztechnischen Nenn- und Bemessungswerte (ISO 10456:2007 + Cor. 1:2009); Deutsche Fassung EN ISO 10456:2007 + AC:2009. S. 15–23.
  2. ↑ Ökologisches Baustoffinformationssystem des Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) WECOBIS (Memento vom 18. Januar 2013 im Internet Archive) (abgerufen im Januar 2013)
  3. ↑ holz-kogler.de (Memento vom 28. Februar 2013 im Internet Archive)
  4. ↑ siehe Datenblatt (Memento vom 12. März 2017 im Internet Archive), S. 2, bei Dataholz.com
  5. ↑ Angaben zur ÖNORM EN 13986 und zum Forschungsbericht „Prüfung bauphysikalischer Kennwerte von Holz und Holzwerkstoffen“, MA 39-VFA (2002) im Datenblatt MDF (Memento vom 12. März 2017 im Internet Archive), S. 2, Stand 2012, bei Dataholz.com
  6. ↑ siehe Reiter "Technisches" auf der Seite Hochdichte und mitteldichte Faserplatten bei Wecobis.de
  7. ↑ Angaben zur ÖNORM EN 13986 und zum Forschungsbericht „Prüfung bauphysikalischer Kennwerte von Holz und Holzwerkstoffen“, MA 39-VFA (2002) im Datenblatt MDF (Memento vom 12. März 2017 im Internet Archive), S. 2, Stand 2012, bei Dataholz.com