"Außenklima" unter Bodenplatte

[fsmeyer]

Guten Morgen Mitsimulanten,
guten Morgen Christian,

ich habe hier von einem Architekten folgenden Bodenaufbau zur Simulation bekommen: Dämmung ausschließlich von oben mit 24 cm Holzfaser-Einblasdämmung, darauf eine OSB-Platte, 4 cm Holzweichfaserplatte, Trennlage, Estrich, Belag...

Als Außenklima habe Holzkirchen 1991 mit der Temperaturanpassung "1 m unter Erdoberfläche" und 99% r.F. gewählt.

Im Ergebnis feuchtet die Holzfaser-Einblasdämmung im unteren Bereich von einigen cm innerhalb weniger Jahre auf ca. 50 Masse-% auf. Das Ganze funktioniert nur, wenn ich auf die Bodenplatte (bzw. auf deren Abdichtung) zunächst eine feuchteunempfindliche Dämmplatte mit einem Wärmedurchlasswiderstand von ca. 2,75 m²K/W packe und dann die Flocken drauf.

Das gefällt dem Auftraggeber natürlich nicht - klar, es ist ja auch Mehraufwand - zumal dadurch weniger Aufbauhöhe für Installationsleitungen bleibt.

FRAGE: Habe ich mit HoKi 1991 / 1 m unter Erdoberfläche vielleicht zu sehr "auf der sicheren Seite" simuliert? Denn unter der Bodenplatte bildet sich ja eine Temperaturglocke aus mit höheren Temoperaturen als "einfach so" 1 m tief im Erdreich. Wobei dann ja immer noch die Randbereiche kritisch wären. Gibt es für das "Außenklima unter Bodenplatte" vielleicht einen besseren Ansatz, ohne die Situation schön zu rechnen?

Danke & beste Grüße
Frank-Stefan Meyer

[Thomas]

FRAGE: Habe ich mit HoKi 1991 / 1 m unter Erdoberfläche vielleicht zu sehr "auf der sicheren Seite" simuliert? Denn unter der Bodenplatte bildet sich ja eine Temperaturglocke aus mit höheren Temoperaturen als "einfach so" 1 m tief im Erdreich. Wobei dann ja immer noch die Randbereiche kritisch wären. Gibt es für das "Außenklima unter Bodenplatte" vielleicht einen besseren Ansatz, ohne die Situation schön zu rechnen?

Hallo Herr Meyer,
zumindest für einen Regelquerschnitt (also ohne den Einfluss von Randbereichen) können Sie den Einfluss des Gebäudes auf das Erdreich einfach mitsimulieren, indem Sie unter der Bodenplatte noch ein paar Meter Erdreich anbringen. Das Erdreich ist dann also ein Bestandteil der Simulation. Für diese Erdreich-Schicht genügt ein grobes Gitter, weil sich dort nirgends steile Temperaturgefälle einstellen werden.

Für die Temperaturrandbedingung am "tiefen" Ende der Erdreichschicht könnte man als grobe aber plausible Schätzung die mittlere Lufttemperatur ansetzen. In der Nähe der Erdoberfläche wird sich das Erdreich zwar tagsüber infolge der Sonneneinstrahlung (und abhängig vom Bewuchs) deutlich über die jeweilige Lufttemperatur erwärmen, nachts und bei Regen wird es sich unter die Lufttemperatur abkühlen. In einigen Metern Tiefe jedoch klingen die kurzfristigen Temperaturschwankungen mehr und mehr ab und werden sich in der Nähe der anliegenden mittleren Lufttemperatur einpendeln. Im Fall der Wetterdaten Hoki '91 beträgt laut WUFIs Klima-Analyse das Jahresmittel der Lufttemperatur 6.4 °C, das Mittel der Erdbodentemperatur in 0.5 m Tiefe 8.7 °C und in 1 m Tiefe 8.8 °C.

Jahreszeitliche Temperaturschwankungen dringen tiefer ein (ca. 10 Meter [1]), aber im Bereich des Regelquerschnitts wird wohl der Einfluss des Gebäudes dominieren, während die Temperaturschwankungen innerhalb des Erdreichs "von der Seite her" kommen müssen und wegen des verlängerten Weges nochmal gedämpft werden. Sie können aber natürlich auch den Einfluss einer jährlichen Schwankung untersuchen, indem Sie eine sinusförmige Variation ansetzen.

Die Materialdatenbank enthält unter "Generische Materialien" auch zwei Erdreich-Datensätze. Die Nordamerikanische Datenbank enthält auch eine Reihe verschiedener Erdreich-Sorten.

Für die Untersuchung randnaher Bereiche wäre wohl eine 2D-Rechnung nötig.

Mit freundlichen Grüßen,
Th. Schmidt

[1] H.M. Künzel, D. Zirkelbach, Ch. Bludau: Feuchteverhalten von Kellerwänden mit Innendämmung, WKSB (2008) 60, S. 17-25 (PDF)

[fsmeyer]

Hallo Herr Schmidt,

das hört sich nach einem guten Ansatz an. Die Randbereiche werde ich dann in 2D simulieren (wenn der Kunde es bezahlt)...

Vielen Dank & beste Grüße
Frank-Stefan Meyer