MOFEINN – Monitoring des Feuchtehaushalts innengedämmter Bauteile

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/501067

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Innendämmmassnahmen erschliessen das Energieeinsparpotential historischer Gebäude, weisen aber ein hohes bauphysikalisches Schadensrisiko auf. Langzeitmessungen der Temperatur und Bauteilfeuchte an innengedämmten Bauteilen liefern Messdaten zur Validierung numerischer Simulationen der Wärme- und Feuchteströme. Geltende Kriterien zur Beurteilung der Schadensfreiheit von Innendämmkonstruktionen werden überprüft und ggf. weiterentwickelt.

Schlussbericht (Deutsch)

Um die Ziele der Energiestrategie 2050 erreichen zu können, ist eine umfassende Sanierung des Schweizer Gebäudebestands unabdingbar [1]. Für die energetische Sanierung denkmalgeschützter historischer Außenwände stellt der Einbau eines innenliegenden Wärmedämmsystems oft die einzige Sanierungsmöglichkeit dar. Diese Sanierungsmassnahme verändert aber die Wärme- und Feuchteströme und folglich die Feuchtegehalte des Bauteils. Zur Optimierung der Robustheit der Sanierungslösungen werden in der Planungspraxis vermehrt numerische Simulationen der Wärme- und Feuchteströme im Bauteil durchgeführt. Allerdings bestehen aber noch Unsicherheiten bezüglich der Prognosegenauigkeit und der erforderlichen Eingabeparameter.
In diesem Projekt werden in drei Objekten die Feuchtegehalte und die Temperaturprofile von Außenwänden mit innenliegenden Wärmedämmsystemen über einen Zeitraum von 2 Jahren gemessen. Mit einem numerischen Programm werden dann die gekoppelten Wärme- und Feuchteströme in den sanierten Außenwänden berechnet.
Die Berechnungsergebnisse werden mit den Messergebnissen vor Ort verglichen. Um die Prognosegenauigkeit der Berechnungen zu verbessern, werden die Eingabeparameter variiert. Hierdurch wird festgestellt, wie die verschiedenen Eingabeparameter den zeitlichen Verlauf der Feuchtegehalte in den verschiedenen Bauteilschichten beeinflussen.
Die gemessenen Temperaturen in der massgebenden Bauteilschicht, Übergang Mauerwerk/Wärmedämmung, konnten mit einer mittleren Abweichung von (1.6 ± 1.48) K rekonstruiert und die Messwerte der relativen Feuchte mit einer minimalen Abweichung von (1.8 ± 3.88) % r. F. reproduziert werden. 
Es hat sich unter anderem gezeigt, dass die Abbildung des Fugenanteils im Mauerwerk, insbesondere bei Bruchsteinmauerwerk, eine wichtige Rolle spielt und durch Veränderung der hygrothermischen Materialkennwerte des Mauerwerks in den Berechnungen berücksichtigt werden muss. Da aber der Wandaufbau und die Zusammensetzung der Materialien historischer Bauten von Gebäude zu Gebäude stark variieren, konnten hieraus keine allgemeingültigen Regeln für andere Mauerwerksarten abgeleitet werden.
Darüber hinaus konnte der Einfluss von Feuchteeinträgen durch Fehlstellen in der Konstruktion festgestellt und über das Berücksichtigen von Feuchtequellen in den Simulationen rekonstruiert werden.

Zugehörige Dokumente

• MOFEINN Monitoring des Feuchtehaushaltes innengedämmter Bauteile - Schlussbericht [PDF] 8'844 kB

Schlussbericht (Englisch)

In order to achieve the objectives of the energy strategy 2050, a comprehensive renovation of the Swiss building stock is indispensable [1]. The installation of an internal heat insulation system is often the only way to restore exterior walls under historical preservation to provide greater energy efficiency. However, this method of renovation changes the heat and moisture flux and therefor the moisture content of the component. In order to optimize the robustness of the reconstruction solutions, in planning practice numerical simulations of heat and moisture fluxes in the component are carried out. Certainly, there are still insecurities regarding the forecast accuracy and the required input parameters.
In this project, the moisture contents and the temperature profiles of exterior walls with internal heat insulation systems of three different objects are measured over a period of 2 years. By means of a numerical program, the coupled heat and moisture fluxes in the renovated exterior walls are calculated.
The results of the calculation are then compared with the measurement results. To improve the forecast accuracy of the calculations, the input parameters are varied. Thereby the influence of the various input parameters on the moisture contents in the various component layers over time can be determined. 
The measured temperatures in the component layers could be reconstructed with a mean deviation of (1.6 ± 1.48) K and the measured values of the relative humidity were reproduced with a minimal deviation of (1.8 ± 3.88) % rh.
Among other things, it has been shown that the representation of the joint portion in the masonry, in particular in the case of quarry stone brickwork, plays an important role and must be taken into account in the calculations by changing the hygrothermal material characteristics of the masonry. However, since the wall structure and the composition of the materials of historical buildings vary considerably from building to building, no general rules could be derived for other types of masonry.
In addition, the influence of moisture permeation by defects in the construction could be determined and reconstructed in the simulation on integrating moisture sources.

Schlussbericht (Französisch)

Afin d'atteindre les objectifs de la stratégie énergétique 2050, un assainissement complet du parc immobilier suisse est essentiel [1]. Pour l’assainissement énergétique des murs extérieurs placés sous protection du patrimoine, l'installation d'un système d’isolation thermique intérieur est souvent la seule option d'assainissement. Ce mode d'assainissement change les flux thermique et d'humidité et donc la teneur en humidité de l’élément de construction. Pour optimiser la robustesse des solutions d'assainissement dans la pratique de la planification, la simulation numérique des flux thermiques et d'humidité dans l’élément de construction est de plus en plus utilisée. Il y a toutefois encore des incertitudes concernant la précision des prévisions et les paramètres de saisie nécessaires.
Dans ce projet, la teneur en humidité et le profil de température des murs extérieurs avec des systèmes d'isolation thermique intérieurs de trois objets sont mesurées pendant une période de 2 ans. Avec un programme numérique, les flux de chaleur et d'humidité couplés dans les murs extérieurs rénovés seront calculés. 
Les résultats de calculs seront comparés avec les résultats de mesure. Afin d'améliorer la précision des calculs de prévisions, les paramètres de saisie sont modifiés. Ceci permettra de déterminer la façon dont les différents paramètres de saisie affectent l’évolution dans le temps de la teneur en humidité dans les différentes couches de l’élément de construction.
Les températures mesurées dans les couches de l’élément de construction ont pu être reconstitués avec un écart moyen de (1.6 ± 1.48) K et les valeurs mesurées de l'humidité relative reproduites avec une différence minime de (1.8 ± 3.88) % Hr.
Parmi ceux-ci, on peut constater que la reproduction de la partie du joint dans la maçonnerie, en particulier en moellons, joue un rôle important et doit être pris en compte dans les calculs en modifiant les propriétés hygrothermiques du matériau de maçonnerie. Puisque la structure de paroi et la composition des matériaux des bâtiments historiques peuvent varier considérablement de bâtiments en bâtiments, il n’a pas été possible de dériver des règles générales pour les autres types de maçonnerie.
En outre, l'influence des infiltrations d'humidité causées par des défauts dans la construction ont pu être détectée et reconstruite dans la simulation en pris en compte des sources d'humidité.