DE102010031141B3

DE102010031141B3 - Verfahren und Untersuchungsvorrichtung zur Untersuchung eines konvektiven Feuchtetransports in einem Bauwerkelement

Info

Publication number: DE102010031141B3
Application number: DE201010031141
Authority: DE
Inventors: Jens Schmidt; Oliver Kornadt
Original assignee: Bauhaus Universitaet Weimar
Current assignee: Bauhaus Universitaet Weimar
Priority date: 2010-07-09
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2030-07-10
Also published as: DE102010031141A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung eines konvektiven Feuchtetransports in einem Bauwerkelement (2). Erfindungsgemäß wird das Bauwerkelement (2) fluiddicht in einen zwischen einem ersten Bereich (B1) und einem zweiten Bereich (B2) angeordneten Mittelbereich (B3) einer Untersuchungsvorrichtung (1) eingebracht, so dass sich im ersten Bereich (B1) der Untersuchungsvorrichtung (1) eine erste Druckkammer (1.3) und im zweiten Bereich (B2) der Untersuchungsvorrichtung (1) eine zweite Druckkammer (1.5) ausbilden, wobei ein aus dem Differenzdruck resultierender Volumenstrom und/oder Massenstrom eines Fluids zwischen der ersten Druckkammer (1.3) und der zweiten Druckkammer (1.5) durch das Bauwerkelement (2) ermittelt werden und aus dem Volumenstrom und/oder ein Feuchtetransportverhalten des Bauwerkelements (2) ermittelt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Untersuchungsvorrichtung (1) zur Untersuchung eines konvektiven Feuchtetransports in einem Bauwerkelement (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersuchung eines konvektiven Feuchtetransports in einem Bauwerkelement.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Untersuchungsvorrichtung zur Untersuchung eines konvektiven Feuchtetransports in einem Bauwerkelement.
Die Fluiddichtigkeit von Gebäuden stellt im Hinblick auf die Notwendigkeit der Einsparung von Energie einen wichtigen Faktor dar. Unter der Fluiddichtigkeit von Gebäuden wird insbesondere deren Luftdichtigkeit verstanden. Aufgrund von Leckagen in Außenwänden des Gebäudes kommt es zu einem Lüftungswärmeverlust und Feuchtigkeit kann in die Hüllflächen, das heißt die Außenwände des Gebäudes, eingetragen werden. Hieraus resultieren ein erhöhter Primärenergiebedarf, Luftzugerscheinungen sowie Schäden an Bauwerkelementen in Folge von Feuchtigkeit innerhalb der Außenwände. Um die Fluiddichtigkeit oder einen definierten Feuchtigkeitstransport für ein Gebäude sicherzustellen, ist es erforderlich, das Feuchtetransportverhalten von Bauwerkelementen zu untersuchen. Im Stand der Technik existieren verschiedene Verfahren und Untersuchungsvorrichtungen zur Untersuchung eines Feuchtetransports in einem Bauwerkelement.
Ein derartiges Verfahren zur Kontrolle des Feuchteaufnahmeverhaltens und Feuchteabgabeverhaltens von Bauwerkelementen, wie Wärmedämmungen, ist aus der DE 10 2007 002 613 A1 bekannt. Bei dem Verfahren wird ein Wasserdampfdruck an mindestens einem Messort innerhalb des Bauwerkelements ermittelt. Zusätzlich wird der Wasserdampfdruck an mindestens einem weiteren Messort außerhalb des Bauwerkelements ermittelt, wobei das Verhältnis der Wasserdampfdrücke innerhalb und außerhalb des Bauwerkelements als Funktion der Zeit überwacht wird. Weiterhin wird ein Messsystem zur Kontrolle des Feuchteaufnahme- und Feuchteabgabeverhaltens von Bauwerkelementen mit mindestens einer ersten Messeinrichtung zur Ermittlung des Wasserdampfdrucks innerhalb des Bauwerkelements beschrieben. Das Messsystem weist mindestens eine zweite Messeinrichtung zur Ermittlung des Wasserdampfdrucks außerhalb des Bauwerkelements auf, wobei die Messeinrichtungen mit einer Rechnereinheit verbunden sind, die das Verhältnis der Messwerte als Funktion der Zeit auswertet.
Auch die DE 103 17 073 A1 offenbart ein Verfahren zur Feststellung von Leckagen in als absperrende Einrichtungen wie Dichtungswänden, Wandungen von Erdtanks, Grundbauwerken, Medien führenden Unterwasserleitungen und dergleichen wirkenden baulichen Einheiten. Dabei wird zwischen wenigstens zwei Polen ein konstantes elektrisches Feld erzeugt, ein Feldlinienverlauf bestimmt und Anomalien des Feldlinienverlaufes werden festgestellt. Diese Größen werden als Grundlage der Bewertung der Dichtheit der baulichen Einheit zur Verfügung gestellt. Weiterhin ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens offenbart. Die Vorrichtung umfasst wenigstens je eine als Aufgabestelle dienende und eine weitere als Abgreifstelle dienende Elektrode, die beide elektrisch leitend ausgeführt und mit einer Stromquelle verbunden sind. Eine der Elektroden ist unter Bezugnahme auf eine auf Dichtheit zu untersuchende bauliche Einheit auf einer Seite eines möglichen Feuchtezutritts angeordnet. Die verbleibende Elektrode ist auf der anderen Seite angeordnet, auf welcher ein Feuchtezutritt wahrgenommen wird. Weiterhin umfasst die Vorrichtung einen zwischen den zur Auswertefläche projizierten Abständen von Aufgabestelle und Abgreifstelle räumlich bewegbaren, aus einem Sensor und einem Datenlogger bestehenden Messwertaufnehmer, welcher mit einer der beiden Elektroden elektrisch/elektronisch verbunden angeordnet ist. Der Messwertaufnehmer ist in der Nähe von als relevant zuordenbaren Bereichen platziert, wobei anhand des Messwertaufnehmers Werte für das vorhandene elektrische Feld erfassbar und mit den an der Elektrode, mit der der Messwertaufnehmer verbunden ist, anliegenden Werten vergleichbar sind.
Ferner ist aus ”Riesner K., Vermeidungsstrategien für Tauwasser- und Schimmelpilzrisiken in Außenwandgefachen, verursacht durch natürliche Konvektion in der Dämmung, Rostock, 2009” eine rechnergestützte Simulation zur Untersuchung eines konvektiven Feuchtigkeitstransports bekannt, bei welcher der konvektive Feuchtigkeitstransport in einem Bauteil basierend auf einem thermischen Auftrieb betrachtet wird.
Auch aus ”Hagentaft C.-E. u. a., Assessment Method of Numerical Prediction Models for Combined Heat, Air and Maisture Transfer in Building Components. Benchmarks for One-dimensional Cases, In: Journal of Thermal Envelope and Building Science 27, Seite 326–352, April 2004” ist eine rechnergestützte Simulation zur Untersuchung eines konvektiven Feuchtigkeitstransports bekannt.
Ferner werden in ”M. Hall und G. Hauser, In situ Quantifizierung von Leckagen bei Gebäuden in Holzbauart, Kassel, Mai 2003” Ventileffekte und Eigenschaften von Klebebändern unter Leckagerate betrachtet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine verbesserte Untersuchungsvorrichtung zur Untersuchung eines konvektiven Feuchtetransports in einem Bauwerkelement anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der Untersuchungsvorrichtung durch die im Anspruch 9 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In dem Verfahren zur Untersuchung eines konvektiven Feuchtetransports in einem Bauwerkelement wird erfindungsgemäß das Bauwerkelement fluiddicht in einen zwischen einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich angeordneten Mittelbereich einer Untersuchungsvorrichtung eingebracht, so dass sich im ersten Bereich der Untersuchungsvorrichtung eine erste Druckkammer und im zweiten Bereich der Untersuchungsvorrichtung eine zweite Druckkammer ausbilden. Weiterhin wird erfindungsgemäß zwischen der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer ein definierter Differenzdruck erzeugt, wobei ein aus dem Differenzdruck resultierender Volumenstrom und/oder Massenstrom eines Fluids zwischen der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer durch das Bauwerkelement ermittelt werden und aus dem Volumenstrom und/oder Massenstrom ein Feuchtetransportverhalten des Bauwerkelements ermittelt wird.
Unter einem Bauwerkelement werden dabei sowohl Einzelelemente und Einzelbaustoffe als auch gesamte Elemente eines Gebäudes, wie Wandbauteile mit Dämmbauteilen oder ohne Dämmbauteile, Deckenbauteile und -aufbauten sowie Dachbauteile und -aufbauten verstanden. Insbesondere werden unter dem Bauwerkbauteil so genannte Außenbauteile von Gebäuden verstanden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, konvektive Feuchtigkeitseinträge in dem Bauwerkelement, insbesondere in Wand- und Dachkonstruktionen eines Gebäudes, unter tatsächlich am Gebäude anliegenden Druckdifferenzen zu untersuchen. Hierbei sind frei wählbare Druckdifferenzen erzeugbar, insbesondere solche, welche in der Realität zwischen Gebäudeaußenwand und Innenräumen des Gebäudes herrschen. Daraus folgend ist es möglich, den konvektiven Feuchtetransport praxisgerecht durch definierte Leckagen zu ermitteln. Aus dem ermittelten Feuchtetransport lässt sich ein konvektiver Feuchteeintrag in Außenwandbauteile des Gebäudes unter tatsächlich am Gebäude anliegenden Differenzdrücken bestimmen, so dass durch die Kenntnis des Feuchteeintrags und -transports Maßnahmen einleitbar sind, um Schäden am Gebäude sowie einen gesundheitsschädlichen Schimmel- und Pilzbefall zu vermeiden. Auch können Leckagen beliebiger Form, durch welche die Feuchtigkeit geleitet wird, untersucht werden. Insbesondere können auch Durchströmraten verschiedener Leckagen, welche sich in ihrer Form und Größe unterscheiden, ermittelt und untersucht werden.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zumindest in der ersten Druckkammer mit einem höheren Druck eine definierte Feuchtigkeit, insbesondere Gasfeuchtigkeit oder Luftfeuchtigkeit, eingestellt und gemessen und in der zweiten Druckkammer wird die Feuchtigkeit zumindest gemessen. Dies erfolgt insbesondere dann, wenn der Feuchtetransport aus dem Massenstrom des Fluids ermittelt wird. Hierdurch sind die Verhältnisse an Gebäuden besonders praxisgerecht nachstellbar und der Feuchtetransport ist besonders exakt bestimmbar.
Die Bauteile und Wandungen der Druckkammern sind insbesondere aus einem Material gebildet, welches keine Fluide, d. h. Gase und Flüssigkeiten, aufnimmt und transportiert bzw. durchlasst. Aufgrund der Verhinderung des Eintrags und der Durchleitung des Fluids in bzw. durch Bauteile und Wandungen der Druckkammern, ist eine sehr genaue Erfassung des konvektiven Feuchtetransports in dem Bauwerkelement möglich.
Alternativ ist es möglich, in der ersten Druckkammer einen geringeren Druck einzustellen als in der zweiten Druckkammer, um alle möglichen Situationen realitätsnah nachzustellen.
Auch wird vorzugsweise in beiden Druckkammern die Temperatur eingestellt und/oder gemessen, um realitätsnahe Bedingungen einzustellen und den konvektiven Feuchtetransport genau und in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen zu erfassen.
Die Ermittlung des Feuchtetransports aus dem Volumenstrom des Fluids erfolgt vorzugsweise durch Berechnungen aus dem Volumenstrom. Eine Einstellung einer definierten Feuchtigkeit in zumindest einer der beiden Druckkammern ist dabei nicht erforderlich, so dass sich diese Ermittlung neben einer hohen Genauigkeit durch eine einfache Realisierung mit geringem Aufwand auszeichnet. Alternativ wird auch bei der Ermittlung des Feuchtetransports aus dem Volumenstrom in zumindest einer der Druckkammern eine definierte Feuchtigkeit eingestellt, wodurch die Genauigkeit des Ergebnisses und die Praxisnähe erhöht werden können.
Insbesondere werden bei zumindest in der ersten Druckkammer anliegendem definierten Differenzdruck und/oder anliegender definierter Feuchtigkeit ein Feuchteintrag und eine auftretende Anreicherung von Feuchtigkeit im Bauwerkelement, die so genannte Feuchtelast, mengenmäßig ermittelt. Somit kann das Feuchtetransportverhalten des Bauwerkelements unter Laborbedingungen realitätsnah und sehr genau ermittelt werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels zumindest einer Verformungserfassungseinheit eine Längsverformung und/oder Querverformung des Bauwerkelements erfasst und/oder eine Veränderung des konvektiven Feuchtetransports wird in Abhängigkeit von der Längsverformung und/oder Querverformung ermittelt. Daraus ergibt sich, dass auch der konvektive Feuchtigkeitstransport flexibler Materialien, wie beispielsweise viskoelastischer Bauwerkelemente, mit formvariablen und größenveränderlichen Einzelleckagen ermittelt werden kann.
Vorzugsweise wird ein Fluid verwendet, welches ein Gas, insbesondere ein Spurengas, enthält. Das Spurgas ist bevorzugt Schwefelhexafluorid, Wasser oder Kohlenstoffdioxid und in einfacher Weise detektierbar. Somit ist der konvektive Feuchtetransport bzw. der Volumenstrom und/oder Massenstrom des Fluids in einfacher Weise ermittelbar und nachvollziehbar.
Aufgrund der Erzeugung des Differenzdrucks an dem Bauwerkelement entsteht durch die in diesem befindlichen Leckagen der Volumen- und Massenstrom des Fluids.
Der Massenstrom des Fluids wird vorzugsweise mittels eines Massenstromdurchflussmessgerätes kapazitiv ermittelt. Diese Ermittlung des Massenstromes zeichnet sich durch eine sehr hohe Genauigkeit aus und ist mit geringem Aufwand ausführbar.
Alternativ oder zusätzlich werden der Volumenstrom und/oder ein Strömungsprofil mittels eines Laser-Doppler-Anemometers aus einer Strömungsgeschwindigkeit des Fluids ermittelt. Auch diese Ermittlung des Volumenstromes zeichnet sich durch eine sehr hohe Genauigkeit aus und ist mit geringem Aufwand ausführbar. Das Strömungsprofil des Fluids wird dabei vorzugsweise in einer Zuführleitung des Fluids in die erste Druckkammer gemessen, wobei anhand der Werte des gemessenen Strömungsprofils ein Strömungsprofil innerhalb der Druckkammern, insbesondere innerhalb der ersten Druckkammer, ermittelbar ist.
Ebenfalls alternativ oder zusätzlich wird der Volumenstrom aus einer Verringerung einer Konzentration des Spurengases in einer der Druckkammern und/oder einer Erhöhung der Konzentration des Spurengases in der anderen Druckkammer ermittelt. Aus der in dieser so genannten Abklingmethode ermittelten Konzentrationsveränderung des Spurengases lassen sich der Volumenstrom und somit der Feuchtetransport im Bauwerkelement ebenfalls sehr genau bestimmen.
Eine Ermittlung des Volumenstromes und/oder Massenstromes des Fluids anhand mehrerer der beschriebenen Ermittlungsverfahren gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens bietet den Vorteil der Validierung der ermittelten Ergebnisse, so dass insbesondere gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Simulationen zur Ermittlung des konvektiven Feuchtetransports, welche auf Näherungslösungen basieren, Fehler in den Ergebnissen minimiert werden.
Die Untersuchungsvorrichtung zur Untersuchung eines konvektiven Feuchtetransports in einem Bauwerkelement zeichnet sich erfindungsgemäß durch einen ersten Bereich, einen zweiten Bereich und einen dazwischen angeordneten Mittelbereich aus, wobei im Mittelbereich zumindest ein Dichtelement angeordnet oder einbringbar ist und wobei in den Mittelbereich ein Bauwerkelement derart einbringbar ist, dass der erste Bereich gemeinsam mit dem Bauwerkelement eine im Wesentlichen fluiddicht verschlossene erste Druckkammer bildet und der zweite Bereich gemeinsam mit dem Bauwerkelements eine im Wesentlichen fluiddicht verschlossene zweite Druckkammer bildet. Weiterhin ist erfindungsgemäß zumindest eine Druckerzeugungseinheit zur Erzeugung eines definierten Differenzdrucks zwischen der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer mit zumindest einer der Druckkammern gekoppelt und es ist zumindest eine Erfassungseinheit zur Ermittlung eines Feuchtetransportverhaltens des Bauwerkelements anhand eines aus dem Differenzdruck resultierenden und ermittelten Volumenstromes und/oder Massenstromes eines Fluids zwischen der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer durch das Bauwerkelement vorgesehen.
Dabei wird unter einem im Wesentlichen fluiddichten Verschluss ein Verschluss der Druckkammern verstanden, dessen Fluiddichtigkeit sich auf vorgegebene Randbedingungen bezieht, wobei die Druckkammern bis zum Erreichen eines vorgegebenen Innendrucks mit einer zulässigen Leckrate fluiddicht sind.
Aufgrund der Ausbildung der erfindungsgemäßen Untersuchungsvorrichtung sind konvektive Feuchtigkeitseinträge in dem Bauwerkelement, insbesondere in Wand- und Dachkonstruktionen eines Gebäudes, unter tatsächlich am Gebäude anliegenden Druckdifferenzen untersuchbar. Auch können verschiedene Bauwerkelemente mit unterschiedlichen Formen und Abmessungen auf ihr Feuchtetransportverhalten hin untersucht werden. Zusätzlich ist die Nachstellung typischer Problemstellen eines Gebäudes, an welchen im Allgemeinen Feuchtigkeitseinträge auftreten, möglich.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Untersuchungsvorrichtung ist das Bauwerkelement in oder an einer Haltevorrichtung angeordnet, wobei die Haltevorrichtung gemeinsam mit dem Bauwerkelement in den Mittelbereich einbringbar ist. Dabei ist das Bauwerkelement im Wesentlichen fluiddicht mit der Haltevorrichtung verbunden und die Haltevorrichtung ist im Wesentlichen fluiddicht mit dem Mittelbereich verbunden. Dieser Aufbau ermöglicht eine einfache Handhabung des Bauwerkelements während des Einbringen in die Untersuchungsvorrichtung.
Besonders bevorzugt sind mehrere Haltevorrichtungen gemeinsam mit jeweils zumindest einem Bauwerkelement aufeinander folgend in den Mittelbereich einbringbar. Daraus folgend ist in vorteilhafter Weise ein mehrschichtiger Aufbau einer Konstruktion eines Gebäudes nachstellbar. Insbesondere ist der konvektive Feuchtetransport einzeln für jede Schicht, sukzessive für die aufeinander folgenden Schichten und für verschiedene Kombinationen und Reihenfolgen der Schichten ermittelbar.
In einer besonderen Ausgestaltung ist eine Verformungserfassungseinheit zur Erfassung einer Längsverformung und/oder Querverformung des Bauwerkelements vorgesehen. Daraus ergibt sich, dass es gleichzeitig möglich ist, Längs- und Querdehnungen flexibler Materialien bzw. Baustoffe, wie zum Beispiel Folien, im eingebauten Zustand unter tatsächlich am Gebäude oder dem Bauwerkelement anliegenden Differenzdrücken zu untersuchen. Zusätzlich ist auch der konvektive Feuchtetransport in Abhängigkeit der Längs- und Querdehnungen ermittelbar.
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Untersuchungsvorrichtung umfasst die Erfassungseinheit ein Massenstromdurchflussmessgerät, ein Laser-Doppler-Anemometer und/oder zumindest einen Gassensor. Diese Erfassungseinheiten ermöglichen eine sehr genaue Ermittlung des Massenstromes und/oder Volumenstromes des Fluids und daraus folgend des Feuchtetransports, des Feuchteeintrags und der im Bauwerkelement entstehenden Feuchtelast. Bei einer Verwendung mehrerer der Erfassungseinheiten zur Ermittlung des Massenstromes und/oder Volumenstromes ist weiterhin eine Validierung der ermittelten Ergebnisse möglich.
Die Druckerzeugungseinheit umfasst vorzugsweise zumindest einen Ventilator. Dieser lässt sich einfach durch eine Drehzahlsteuerung zu einer genauen Druckerzeugung in den Druckkammern steuern und zeichnet sich gleichzeitig durch eine hohe Robustheit aus.
Zur Auswertung der mittels der zumindest einen Erfassungseinheit erfassten Daten, insbesondere zur Auswertung des ermittelten Volumenstromes, ist in zweckmäßiger Weise eine Auswerteeinheit mit der zumindest einen Erfassungseinheit gekoppelt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Darin zeigen:
1 eine Untersuchungsvorrichtung zur Untersuchung eines konvektiven Feuchtetransports in einem Bauwerkelement in einer perspektivischen Ansicht,
2 die Untersuchungsvorrichtung gemäß 1 in einer Draufsicht, und
3 die Untersuchungsvorrichtung gemäß 1 in einer Seitenansicht.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 bis 3 zeigen eine erfindungsgemäße Untersuchungsvorrichtung 1 zur Untersuchung eines konvektiven Feuchtetransports in einem Bauwerkelement 2 in unterschiedlichen Ansichten. Die erfindungsgemäße Untersuchungsvorrichtung 1 und das erfindungsgemäße Verfahren sowie vorteilhafte Ausgestaltungen dieser werden im Folgenden anhand aller 1 bis 3 gemeinsam erläutert.
Die Untersuchungsvorrichtung 1 ist in einen ersten Bereich B1 und einen zweiten Bereich B2 unterteilt. Zwischen dem ersten Bereich B1 und dem zweiten Bereich B2 ist ein Mittelbereich B3 angeordnet.
Zur Untersuchung des konvektiven Feuchtetransports in dem Bauwerkelement 2 ist dieses in einer Haltevorrichtung 1.1 im Wesentlichen fluiddicht angeordnet, wobei die Haltevorrichtung 1.1 mit dem darin angeordneten Bauwerkelement 2 wiederum fluiddicht in den Mittelbereich B3 eingebracht ist. Zur Erzeugung der Fluiddichtigkeit ist ein Dichtelement 1.2 zwischen der Haltevorrichtung 1.1 und dem Bauwerkelement 2 angeordnet.
Zum Einbringen des in der Haltevorrichtung 1.1 angeordneten Bauwerkelements 2 in den Mittelbereich B3 werden der erste Bereich B1 und der zweite Bereich B2 voneinander getrennt. Um die Trennung der Untersuchungsvorrichtung 1, das heißt des ersten Bereichs B1 und des zweiten Bereichs B2, zu ermöglichen, ist der erste Bereich B1 auf Rollelementen 1.7 angeordnet. In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist auch der zweite Bereich B2 auf Rollelementen 1.7 angeordnet, so dass eine einfache Bewegung der Bereiche B1, B2 möglich ist.
Eine ebenfalls nicht dargestellte Weiterbildung der Untersuchungsvorrichtung 1 sieht vor, dass der erste Bereich B1 und/oder der zweite Bereich B2 mittels der Rollen 1.7 verschiebbar auf einem Schienensystem angeordnet sind. Hieraus ergibt sich der Vorteil einer definierten und einfach ausführbaren Bewegung der Bereiche B1, B2 zum Trennen und Verbinden dieser. In weiteren nicht dargestellten Ausführungen sind weitere und/oder abweichende Schienenanordnungen möglich.
Um einen sicheren Stand der Untersuchungsvorrichtung 1 zu ermöglichen, sind zusätzlich zu den Rollelementen 1.7 Standelemente 1.8 vorgesehen, welche in ihrer Höhe verstellbar sind. Somit sind der erste Bereich B1 und der zweite B2 zueinander und zu ihrer Umgebung in der Höhe ausrichtbar. Auch ist in einfacher Weise eine waagerechte Nivellierung möglich.
Nach dem Trennen der Bereiche B1, B2 wird die Haltevorrichtung 1.1 in nicht näher dargestellter Weise im Wesentlichen fluiddicht am ersten Bereich B1 der Untersuchungsvorrichtung 1 befestigt, so dass sich eine im Wesentlichen fluiddicht verschlossene erste Druckkammer 1.3 bildet. Die erste Druckkammer 1.3 ist dabei einseitig von dem Bauwerkelement 2 und der Haltevorrichtung 1.1 verschlossen. Zur Erzeugung der Fluiddichtigkeit ist ein Dichtelement 1.4 zwischen der Haltevorrichtung 1.1 und dem ersten Bereich B1 angeordnet. Das Dichtelement 1.4 ist insbesondere als Dichtgummi ausgebildet, welches am Ende einer Überplattungsverbindung zwischen der Haltevorrichtung 1.1 und dem ersten Bereich B1 angeordnet ist. Das Dichtgummi ist dabei derart ausgebildet, dass ein nicht näher dargestelltes, als Luftdichtheitsfolie ausgebildetes Bauwerkelement 2 einspannbar ist und gleichzeitig die Druckkammer 1.3 von der Haltevorrichtung 1.1 abdichtet. Das Dichtelement 1.4 kann weiterhin Klemmelemente umfassen, welche die Befestigung des Bauwerkelements 2 und die dichte Verbindung von Druckkammer 1.3 und Haltevorrichtung 1.1 unterstützen.
Anschließend wird die Haltevorrichtung 1.1 am zweiten Bereich B2 fluiddicht befestigt, so dass sich eine im Wesentlichen fluiddicht ausgebildete zweite Druckkammer 1.5 ausbildet, welche ebenfalls einseitig von dem Bauwerkelement 2 und der Haltevorrichtung 1.1 verschlossen ist. Zur Erzeugung der Fluiddichtigkeit ist wiederum ein Dichtelement 1.6 zwischen der Haltevorrichtung 1.1 und dem zweiten Bereich B2 angeordnet, wobei das Dichtelement 1.6 gemäß dem Dichtelement 1.4 ausgebildet ist.
Somit sind beide Druckkammern 1.3, 1.5 und die Haltevorrichtung 1.1 mit dem Bauwerkelement 2 gegen äußere an der Untersuchungsvorrichtung 1 anliegende Druck- und Strömungseinflüsse abgedichtet. Ausschließlich vorhandene Zustrom- und Abluftöffnungen bilden Verbindungen der Druckkammern 1.3, 1.5 mit der Umgebung aus. Aufgrund der im Wesentlichen fluiddichten Abdichtung der Druckkammern 1.3, 1.5 und der Feuchteresistenz der Umschließungsflächen der Druckkammern 1.3, 1.5 resultiert die Möglichkeit, bis sehr hohe nicht kondensierende Luftfeuchtigkeiten im Inneren der Druckkammern 1.3, 1.5 zu erzeugen. Die Kondensation erfolgt erst im Bauwerkelement 2.
In einer nicht näher dargestellten Weiterbildung der Untersuchungsvorrichtung 1 sind mehrere Haltevorrichtungen 1.1 gemeinsam mit jeweils zumindest einem Bauwerkelement 2 aufeinander folgend in den Mittelbereich B3 der Untersuchungsvorrichtung 1 einbringbar, wobei zwischen den Haltevorrichtungen 1.1 Dichtelemente angeordnet sind, deren Aufbau den Dichtelementen 1.4, 1.6 entspricht. Dadurch ist es möglich, einzelne Schichten mehrschichtiger Bauwerkelemente 2, wie Wandbauteile, Deckenbauteile und -aufbauten sowie Dachbauteile und -aufbauten einzeln auf ihr konvektives Feuchtetransportverhalten zu untersuchen. Beispielsweise kann eine Trockenbauwand durch ihre einzelnen Schichten, wie eine Gipskartonplatte, eine oder mehrere so genannte Dampfsperren und Isolationsschichten nachgestellt werden. Auch andere mehrschichtige Bauwerkelemente 2, wie Außenbauteile, sind besonders einfach nachstellbar. Als besonderer Vorteil ergibt sich aus der Möglichkeit der aufeinander folgenden Anordnung der Haltevorrichtungen 1.1, dass das konvektive Feuchtetransportverhalten schichtenweise und somit auch sukzessive für mehrschichtige Bauwerkelemente 2 untersucht werden kann.
Zur Untersuchung des konvektiven Feuchtetransports in dem Bauwerkelement 2 oder in den mehreren Bauwerkelementen 2 wird ein Differenzdruck zwischen den Druckkammern 1.3, 1.5 erzeugt. Zur Erzeugung dieses definierten Differenzdrucks ist eine Druckerzeugungseinheit 1.9 vorgesehen, welche mit der ersten Druckkammer 1.5 gekoppelt ist. In einer nicht näher dargestellten Weiterbildung ist die Druckerzeugungseinheit 1.9 alternativ mit der zweiten Druckkammer 1.5 gekoppelt oder es ist eine weitere Druckerzeugungseinheit vorgesehen, welche zusätzlich zu der mit der ersten Druckkammer 1.3 gekoppelten Druckerzeugungseinheit 1.9 vorgesehen ist und mit der zweiten Druckkammer 1.5 gekoppelt ist.
Die Druckerzeugungseinheit 1.9 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel drei Gleichstromventilatoren 1.9.1 bis 1.9.3, welche zur Erzeugung verschiedener Drücke ausgebildet sind.
Eine Auslegung der Druckkammern 1.3, 1.5 und der Druckerzeugungseinheit 1.9 ist derart ausgebildet, dass eine freie Ausblasfläche der Gleichstromventilatoren 1.9.1 bis 1.9.3 und der Leckagen in dem Bauwerkelement 2 in horizontaler und vertikaler Richtung zum Inneren der Druckkammern 1.3, 1.5 gegeben ist und das 2,5-Fache eines Durchmessers der Gleichstromventilatoren 1.9.1 bis 1.9.3 bzw. der Leckagen beträgt. Diese Auslegung entspricht den Vorgaben der ”DIN 24163-1; Ventilator Leistungsmessung Normkennlinien, Beuth Verlag GmbH, Berlin 1985” und ”DIN 24163-3; Leistungsmessung an Kleinventilatoren, Normprüfstände, Beuth Verlag GmbH, Berlin 1985”. Die Druckkammern 1.3, 1.5 des dargestellten Ausführungsbeispiels der Untersuchungsvorrichtung 1 weisen ein Volumen von 1 m³ auf.
Die drei Gleichstromventilatoren 1.9.1 bis 1.9.3 sind auf gleichem Höhenniveau regelmäßig nebeneinander verteilt angeordnet. Sie sind an einer Frontseite der ersten Druckkammer 1.3 im Wesentlichen fluiddicht montiert.
Bei der Erzeugung des definierten Differenzdrucks ist eine Nutzung der Gleichstromventilatoren 1.9.1 bis 1.9.3 insbesondere nur einzeln möglich. Nicht genutzte Gleichstromventilatoren 1.9.1 bis 1.9.3 sind bei Nichtnutzung derart abgedichtet, dass keine Auswirkungen auf die Messungen entstehen können.
Der erste und der zweite Gleichstromventilator 1.9.1, 1.9.2 sind direkt an die erste Druckkammer 1.3 gekoppelt. Der dritte Gleichstromventilator 1.9.3 ist über eine Zuführleitung 1.9.6 an die erste Druckkammer 1.3 gekoppelt. Die Abdichtung der Gleichstromventilatoren 1.9.1 bis 1.9.3 erfolgt durch Einbringen und/oder Aufbringen von Dichtungselementen in bzw. auf in der Außenwand der Druckkammer 1.3 befindliche Einlassöffnungen der Gleichstromventilatoren 1.9.1 bis 1.9.3. Die Dichtungselemente sind dabei als konische Stutzen, Dichtungsklappen und/oder als Schott ausgebildet und werden vom Äußeren oder Inneren der ersten Druckkammer 1.3 aus in die Einlassöffnungen eingebracht oder vor bzw. hinter diesen angeordnet.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Abdichtung des dritten Gleichstromventilators 1.9.3 bei Nichtbenutzung insbesondere durch Einführen eines konischen Stutzens von der ersten Druckkammer 1.3 in eine Einlassöffnung des dritten Gleichstromventilators 1.9.3 in einer Außenwand der Druckkammer 1.3. Dieser konische Stutzen wird bei Erzeugung eines Überdrucks in der ersten Druckkammer 1.3 nach außen gedrückt und wird aufgrund seiner konischen Ausformung nicht durch die Einlassöffnung hindurchgedrückt. Die Abdichtung des ersten und des zweiten Gleichstromventilators 1.9.1, 1.9.2 bei Nichtbenutzung erfolgt in dieser Ausführungsform mittels jeweils einer an der jeweiligen Einlassöffnung angeordneten Dichtungsklappe.
Mittels des dargestellten Ausführungsbeispiels der Untersuchungsvorrichtung 1 sind Druckdifferenzen von bis 350 Pa zwischen den Druckkammern 1.3, 1.5 erzeugbar, wobei aufgrund eines Querschnittes eines Abluftkanals 1.22 eine Gesamtleckagegröße des zu untersuchenden Bauwerkelements 2 oder der zu untersuchenden Bauwerkelemente 2 auf 0 cm² bis 10 cm² begrenzt ist. In weiteren Ausführungsformen der Untersuchungsvorrichtung 1 sind abweichende Größenverhältnisse der Leckagen und andere Druckverhältnisse möglich.
Der erste und der zweite Gleichstromventilator 1.9.1, 1.9.2 sind als Axialventilatoren ausgebildet, wobei mittels des ersten Gleichstromventilators 1.9.1 ein maximaler Differenzdruck von 4 Pa zwischen den Druckkammern 1.3, 1.5 erzeugbar ist. Mittels des zweiten Gleichstromventilators 1.9.2 sind maximal 150 Pa Differenzdruck erzeugbar. Den Bereich bis zum angegebenen Differenzdruckmaxima von 350 Pa erzeugt der Gleichstromventilator 1.9.3, welcher als Radialventilator ausgebildet ist. Zur Einstellung des definierten Differenzdrucks sind die Gleichstromventilatoren 1.9.1 bis 1.9.3 über einen digital ablesbaren Kondensator manuell ansteuerbar. Alternativ oder zusätzlich ist eine digitale und/oder automatische Regelung der Gleichstromventilatoren 1.9.1 bis 1.9.3 möglich.
In alternativen Ausführungsbeispielen der Untersuchungsvorrichtung 1 weisen die Druckkammern 1.3, 1.5 abweichende Volumina auf und es kann eine abweichende Anzahl von Gleichstromventilatoren 1.9.1 bis 1.9.3 vorgesehen sein, welche in Abhängigkeit der zu erzeugenden Druckdifferenz abweichende Charakteristika aufweisen, so dass andere Differenzdrücke erzeugbar sind. Auch sind andere Verhältnisse zwischen der Ausblasfläche und den Gleichstromventilatoren 1.9.1 bis 1.9.3 bzw. Leckagen möglich.
Weiterhin ist ein Differenzdruckmessgerät 1.10, welches als digitales Messgerät ausgebildet ist, über zwei an die Druckkammern 1.3, 1.5 angeschlossene Schläuche 1.11, 1.12 mit den Druckkammern 1.3, 1.5 verbunden und erfasst Druckwerte innerhalb der Druckkammern 1.3, 1.5, so dass der Differenzdruck ermittelbar ist. Die Druckabnahmestellen sind dabei derart konzipiert und angeordnet, dass eine mit geringen Fehlern behaftete Messung erfolgen kann. Diese Messung erfolgt insbesondere gemäß ”Surek, D. und Stempin, S., Angewandte Strömungsmechanik. Für Praxis und Studium, B. G. Teubner Verlag/GWV Fachverlage GmbH Wiesbaden, 2007” und ”EN ISO 5167-1 (01/2004), Durchflussmessungen von Fluiden mit Drosselgeräten in voll durchströmten Leitungen mit Kreisquerschnitt – Teil 1: Allgemeine Grundlagen und Anforderungen (ISO 5167-1: 2003); Deutsche Fassung EN ISO 5167-1, Beuth Verlag GmbH, Berlin 2003”. Angeordnet sind die Schläuche in Totpunkten der Druckkammern, an welchem ein geringer dynamischer Strömungseinfluss vorliegt. Zur Ermittlung der Druckdifferenz legt das Differenzdruckmessgerät 1.10 die erfassten Messwerte der in den Druckkammern 1.3, 1.5 erfassten Drücke softwaregesteuert, insbesondere als so genannte ASCII-Dateien in einem separierten Ordner einer nicht dargestellten Datenverarbeitungseinheit ab.
Weiterhin sind nicht näher dargestellte Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren mit den Druckkammern 1.3, 1.5 gekoppelt, welche die vorhandenen Feuchtigkeiten, insbesondere Gasfeuchtigkeiten oder Luftfeuchtigkeiten, und die vorhandenen Temperaturen innerhalb der Druckkammern 1.3, 1.5 erfassen. Diese Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren sind ebenfalls mit der Datenverarbeitungseinheit gekoppelt.
Die zweite Druckkammer 1.5 ist in nicht näher dargestellter Weise mit einer Kühleinheit und/oder einer Heizeinheit gekoppelt, mittels welcher die zweite Druckkammer 1.5 kühlbar und/oder heizbar ist. Die Kühleinheit und/oder Heizeinheit sind dabei steuerbar und/oder regelbar, so dass eine definierte Temperatur innerhalb der zweiten Druckkammer 1.5 einstellbar ist. Aufgrund der fluiddichten Trennung der beiden Druckkammern 1.3, 1.5 erfolgt kein Eingriff in die Temperatur der ersten Druckkammer 1.3. Somit sind insbesondere in der Realität zwischen einem Innenbereich und einem Außenbereich eines Gebäudes auftretende Temperaturdifferenzen erzeugbar.
In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch die erste Druckkammer 1.3 in nicht näher dargestellter Weise mit einer Kühleinheit und/oder einer Heizeinheit gekoppelt, mittels welcher die zweite Druckkammer 1.5 derart kühlbar und/oder heizbar ist, dass eine definierte Temperatur innerhalb der zweiten Druckkammer 1.5 einstellbar ist. Auch hierbei erfolgt aufgrund der fluiddichten Trennung der beiden Druckkammern 1.3, 1.5 kein Eingriff in die Temperatur der zweiten Druckkammer 1.5.
Aufgrund der Möglichkeit der Beheizung und/oder Kühlung beider Druckkammern 1.3, 1.5 besteht die Möglichkeit, den konvektiven Feuchtetransport unabhängig von in einem Labor herrschenden Umgebungsbedingungen zu untersuchen.
Der konvektive Feuchtetransport in dem Bauwerkelement 2 ist mittels der im dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigten Untersuchungsvorrichtung 1 aus den Daten von drei Erfassungseinheiten 1.13 bis 1.15 ermittelbar, wobei die Erfassungseinheiten 1.13 bis 1.15 computertechnisch steuerbar und mittels der Erfassungseinheiten 1.13 bis 1.15 erfassten Daten werden separiert auf der Datenverarbeitungseinheit abgelegt.
Eine erste Erfassungseinheit 1.13 ist als Massenstromdurchflussmessgerät ausgebildet und an dem zweiten Gleichstromventilator 1.9.2 angeordnet. Die zweite Erfassungseinheit 1.14 ist als Laser-Doppler-Anemometer ausgebildet und ebenfalls an dem zweiten Gleichstromventilator 1.9.2 angeordnet. Die dritte Erfassungseinheit 1.15 ist zur Realisierung einer so genannten Tracergas-Messtechnik ausgebildet und umfasst Gassensoren 1.15.1, 1.15.2 in den beiden Druckkammern 1.3, 1.5.
Mittels der dargestellten Untersuchungsvorrichtung 1 ist der konvektive Feuchtetransport innerhalb des Bauwerkelements 2 in zwei Betriebsarten ermittelbar. In einer ersten Betriebsart wird ein Feuchtetransportverhalten und somit ein konvektiver Feuchtetransport des Bauwerkelements 2 aus einem ermittelten Volumenstrom eines Fluids zwischen der ersten Druckkammer 1.3 und der zweiten Druckkammer 1.5 rechnerisch ermittelt. In einer zweiten Betriebsart wird der konvektive Feuchtetransport aus einem ermittelten Massenstrom des Fluids direkt ermittelt. Die beiden Betriebsarten sind zusätzlich miteinander kombinierbar.
Mittels der zweiten Erfassungseinheit 1.14 und der dritten Erfassungseinheit 1.15 wird in der ersten Betriebsart der Untersuchungsvorrichtung 1 der aus dem Differenzdruck resultierende Volumenstrom des Fluids zwischen der ersten Druckkammer 1.3 und der zweiten Druckkammer 1.5 durch das Bauwerkelement 2 ermittelt. Die Ermittlung des Volumenstromes des Fluids mittels allen Erfassungseinheiten 1.13 bis 1.15 erfolgt mit einer sehr hohen Genauigkeit.
Die Zuführleitung 1.9.6, welche von der Druckkammer 1.3 abnehmbar, als Plexiglasrohr ausgebildet und mit dem dritten Gleichstromventilator 1.9.3, d. h. dem Radialventilator, gekoppelt ist, dient der Volumenstrombestimmung mittels der zweiten Erfassungseinheit 1.14, d. h. mittels des Laser-Doppler-Anemometers.
Innerhalb der Zuführleitung 1.9.6 ist ein Etoil-Gleichrichter 1.17 angeordnet, welcher für einen notwendigen Strömungsausgleich innerhalb der Zuführleitung 1.9.6 sorgt.
Ein Innenquerschnitt der Zuführleitung 1.9.6 liegt vorzugsweise bei 4 cm. Eine Länge der der Zuführleitung 1.9.6 ist gemäß den Vorschriften der ”DIN EN ISO 5167-2, Durchflussmessungen von Fluiden mit Drosselgeräten in voll durchströmten Leitungen mit Kreisquerschnitt – Teil 2: Blenden (ISO S167-2: 2003), Deutsche Fassung EN ISO 5167-2: 2803, Beuth Verlag GmbH, Berlin 2004” für Strömungsumformer und Strömungsgleichrichter ausgebildet.
Die Länge der Zuführleitung 1.9.6 ergibt sich danach wie folgt: Ausgegangen wird von einem 19-Rohr-Rohrbündel-Strörnungsgleichrichter, welcher in eine mindestens 30 D (D = Rohrinnendurchmesser) lange gerade Rohrstrecke eingebaut werden soll, wobei die Strecke bis zur nächsten Störstelle 13 D ± 0,25 D betragen soll. Da nach dem Etoil-Gleichrichter 1.17 ein freier Ausfluss in die erste Druckkammer 1.3 folgt, gilt es die Streckenlänge in diesem Bereich mindestens 13 D lang zu gestalten. Die Gesamtstreckenlänge wurde auf 1,30 m beschränkt. Die Zuflussrohrlänge zwischen dem dritten Gleichstromventilator 1.9.3, d. h dem Radialventilator und dem Etoil-Gleichrichter 1.17, beträgt 50 cm. Subtrahiert man gemäß ”EN ISO 5167-1 (01/2004), Durchflussmessungen von Fluiden mit Drosselgeräten in voll durchströmten Leitungen mit Kreisquerschnitt – Teil 1: Allgemeine Grundlagen und Anforderungen (ISO 5167-1:2003); Deutsche Fassung EN ISO 5167-1, Beuth Verlag GmbH, Berlin 2003” eine Etoil-Strömungsgleichrichterlänge von 8 cm, so ergibt sich eine Beruhigungsstrecke von 72 cm (18 D) zwischen Etoil-Gleichrichter 1.17 und der ersten Druckkammer 1.3.
Da eine Anordnung des Etoil-Gleichrichters 1.17 schon nach einer Steckenlänge von 7,5 D nach dem Etoil-Gleichrichter 1.17 zu einer Verringerung des Fehlers des Durchflusskoeffizienten führt, wurde der Messpunkt weiter als 7,5 D vom Etoil-Gleichrichter 1.17 entfernt gewählt, um die Genauigkeit weiter zu erhöhen. Der Messpunkt von 7,5 D wurde dabei nach ”Laribi, B., Wauters, P. und Aichouni M., Experimental study of Aerodynamic behavior downstream of tree flow conditioners, Montreal, Quebec, Canada 14.-18.07.2002” ermittelt.
Die Anordnung von Druckabnehmern 1.18, 1.19 innerhalb der Zuführleitung 1.9.6 vor und nach dem Etoil-Gleichrichter 1.17 bietet die Möglichkeit, Druckverluste zu untersuchen. Die Anordnung erfolgt insbesondere entsprechend ”EN ISO 5167-1 (01/2004), Durchflussmessungen von Fluiden mit Drosselgeräten in voll durchströmten Leitungen mit Kreisquerschnitt – Teil 1: Allgemeine Grundlagen und Anforderungen (ISO 5167-1:2003); Deutsche Fassung EN ISO 5167-1, Beuth Verlag GmbH, Berlin 2003”.
Mittels des Laser-Doppler-Anemometers wird an der Position von 10,5 D in der Zuführleitung 1.9.6 nach dem so genannten Schwerlinienverfahren gemessen. Zur Realisierung dieses Messverfahrens ist das Laser-Doppler-Anemometer an eine zweidimensionale Traversierung 1.20 gekoppelt. Mittels des Laser-Doppler-Anemometers und der Datenverarbeitungseinheit ist ein gekoppeltes Abtasten und Ansteuern der einzelnen Messpunkte der Schwerelinien möglich. Zur Bemessung der Strömungsgeschwindigkeiten in der Zuführleitung 1.9.6 werden dem Luftstrom Nanopartikel beigemengt. Spezielle Filter schützen die parallel genutzte Messtechnik.
Da die Zuführleitung 1.9.6 für Messungen mit einem der Gleichstromventilatoren 1.9.1, 1.9.2 abgedichtet ist, ist der dritte Gleichstromventilator 1.9.3, d. h. der Radialventilator, inklusive der Zuführleitung 1.9.6 auf einer zusätzlichen Unterbaukonstruktion 1.21 montiert. Die Unterbaukonstruktion 1.21 ist wie die Druckkammern 1.3, 1.5 auf Rollelementen 1.7 und Standelementen 1.8, welche in der Höhe einstellbar sind, gelagert.
Zwischen der ersten Druckkammer 1.3 und der Zuführleitung 1.9.6 ist ein nicht näher dargestelltes Muffenstück mit speziellen Dichtgummis angeordnet, welches die Möglichkeit bietet, die Unterbaukonstruktion 1.21 und dessen Aufbau von der ersten Druckkammer 1.3 zu trennen. Die Abdichtung der daraus resultierenden Öffnung in der ersten Druckkammer 1.3 erfolgt vom Kammerinneren aus mit einer nicht näher dargestellten konischen Dichtung.
Aus dem mittels der zweiten Erfassungseinheit 1.14 ermittelten Volumenstrom des Fluids zwischen den beiden Druckkammern 1.3, 1.5 wird der konvektive Feuchtetransport in dem Bauwerkelement 2 rechnerisch ermittelt. Dabei werden in einer zusätzlichen Ausgestaltung mittels der Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensoren in den Druckkammern 1.3, 1.5 die vorhandenen Feuchtigkeiten, insbesondere Gasfeuchtigkeiten oder Luftfeuchtigkeiten, und/oder die vorhandenen Temperaturen erfasst.
In einer möglichen Weiterbildung werden zur Untersuchung des konvektiven Feuchtetransports im Bauwerkelement 2 zusätzlich in einer der beiden Druckkammern 1.3, 1.5 oder in beiden Druckkammern 1.3, 1.5 definierte Feuchtigkeiten eingestellt, um reale Bedingungen möglichst unverändert nachzustellen. Aufgrund des konvektiven Feuchtetransports ändern sich die Feuchtigkeiten in den Druckkammern, wobei aus dieser Änderung auf das Feuchtetransportverhalten des Bauwerkelements geschlossen wird. Die Feuchtigkeit wird dabei mittels der Feuchtigkeitssensoren erfasst. Aus dieser Messung werden weiterhin vorzugsweise ein Feuchteeintrag in das Bauwerkelement 2 und eine Feuchtelast in dem Bauwerkelement 2 abgeleitet, wobei der Feuchteeintrag bzw. die Feuchtelast insbesondere aus einer Verringerung der Feuchtigkeit in der ersten Druckkammer 1.3 und/oder aus einer Zunahme der Feuchtigkeit in der zweiten Druckkammer 1.5 abgeleitet werden. Alternativ oder zusätzlich wird das Bauwerkelement 2 vor Beginn der Messung und nach dem Ende der Messung gewogen, wobei aus einer Differenz der Massen der Feuchteeintrag bzw. die Feuchtelast abgeleitet wird.
Zur Einstellung der definierten Feuchtigkeiten werden dem Fluid beispielsweise spezielle gesättigte Salzlösungen gemäß ”DIN 53122-1, Prüfung von Kunststoff-Folien, Elastomerfolien, Papier, Pappe und anderen Flächengebilden, Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit, Teil 1: Gravimetrisches Verfahren, Beuth Verlag GmbH, Berlin August 2001” beigemischt. Alternativ oder zusätzlich ist die definierte Feuchtigkeit in anderen Verfahren, wie zum Beispiel mittels eines so genannten Ultraschallneblers, einstellbar.
Auch mittels der dritten Erfassungseinheit 1.15 ist das Feuchtetransportverhalten des Bauwerkelements 2 in der ersten Betriebsart der Untersuchungsvorrichtung 1 ermittelbar, wobei aus einem Volumenstrom des Fluids der konvektive Feuchtetransport in dem Bauwerkelement 2 rechnerisch ermittelt wird.
Die dritte Erfassungseinheit 1.15 umfasst neben den Gassensoren 1.15.1, 1.15.2 zur Untersuchung des Feuchtetransports mittels eines Spurengases einen nicht dargestellten so genannten 6-Kanal-Sampler/Doser und einen Gasmonitor. Die schematisch dargestellten in der ersten Druckkammer 1.3 angeordneten Gassensoren 1.15.1 sind aus fünf Nylon-Schläuchen zum Detektieren der Gaskonzentration ausgebildet. Diese Nylon-Schläuche sind in der ersten Druckkammer 1.3 verteilt an markanten Punkten, beispielsweise in Eckbereichen und der Mitte, angeordnet und im Wesentlichen fluiddicht in die erste Druckkammer 1.3 eingebracht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei Nylon-Schläuche in einer linken Seitenwand und einer rechten Seitenwand und ein Nylonschlauch in einer Deckenwand der ersten Druckkammer 1.3 angeordnet. Ein weiterer Gassensor 1.15.1 ist außerhalb der ersten Druckkammer 1.3 angeordnet. Dadurch ist eine Dichtheitsüberwachung der ersten Druckkammer 1.3 möglich, aus welcher wiederum die Möglichkeit einer Arbeitschutz- und Fehlerüberwachung resultiert.
Weiterhin sind nicht dargestellte Gaszufuhrschläuche in die Abdichtung des dritten Gleichstromventilators 1.9.3 sowie vor und nach ebenfalls nicht dargestellten Strömungsgleichrichtern des Laser-Doppler-Anemometers fluiddicht eingebettet.
Sowohl die Nylon-Schläuche zum Detektieren der Gaskonzentration als auch die Gaszufuhrschläuche sind mit dem 6-Kanal-Sampler/Doser und dem Gasmonitor verbunden und einzeln ansteuerbar.
Zur Ermittlung des Volumenstromes wird dem bereits in der ersten Druckkammer 1.3 befindlichen Fluid, insbesondere Luft, über die Gasfuhrschläuche ein Spurengas beigemischt, welches mittels photoakustischer Infrarotspektroskopie im Gasmonitor detektierbar ist. Zur Erfassung des Feuchtetransports ist es erforderlich, dass sich innerhalb der Untersuchungsvorrichtung 1 ein Fluid befindet, dessen Zusammensetzung bekannt ist. Weiterhin ist es erforderlich, dass das Fluid zur Realisierung der Tracergas-Messtechnik von der dritten Erfassungseinheit 1.15 einfach und sehr genau erfassbar ist.
Das Spurengas ist insbesondere eine an die Anwendung zur Erfassung des Volumenstromes angepasste Gasmischung. Diese Gasmischung umfasst insbesondere ein detektierbares Schwergas wie Schwefelhexafluorid. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Gasmischung Kohlenstoffdioxid. Alternativ oder zusätzlich umfasst das Spurengas weitere mittels des Gasmonitors detektierbare Spurengase.
Im Inneren der ersten Druckkammer 1.3 ist ein Mischventilator 1.16 zu einer gleichmäßigen Verteilung des Spurengases angeordnet. Ein Nachweis der Verteilung des Spurengases innerhalb der ersten Druckkammer 1.3 erfolgt anhand der Messung mittels der sechs Samplerkanäle, d. h. mittels der Gassensoren 1.15.1.
Der Volumenstrom des Fluids wird aus einer Luftwechselrate ermittelt, wobei die Luftwechselrate anhand der so genannten Abklingmethode bestimmt wird. Diese Bestimmung erfolgt vorzugsweise mittels des aus ”ASTM E 2029 – 99, Standard Test Method for Volumetric and Mass Flow Rate Measurement in a Duct Using Tracer Gas Dilution, West Conshohocken, United States, 2004” bekannten Verfahrens. Da sich die Luftwechselrate aus dem Verhältnis von Volumenstrom und lichtem Raumvolumen errechnet, kann leicht auf den Volumenstrom geschlossen werden. Der Volumenstrom durch definierte Leckagen wird mit hoher Genauigkeit bestimmt. Aus dem ermittelten Volumenstrom werden wiederum rechnerisch das Feuchtetransportverhalten des Bauwerkelements 2 und der konvektive Feuchtetransport in diesem ermittelt.
In einer Weiterbildung werden auch bei der Anwendung der Tracergasmesstechnik in einer oder in beiden Druckkammern 1.3, 1.5 definierte Feuchtigkeiten eingestellt, um einerseits reale Bedingungen möglichst unverändert nachzustellen und Änderungen der Feuchtigkeiten sehr genau zu erfassen.
Zur Einstellung der definierten Feuchtigkeiten werden dem Fluid wiederum beispielsweise spezielle gesättigte Salzlösungen gemäß ”DIN 53122-1, Prüfung von Kunststoff-Folien, Elastomerfolien, Papier, Pappe und anderen Flächengebilden, Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit, Teil 1: Gravimetrisches Verfahren, Beuth Verlag GmbH, Berlin August 2001” beigemischt. Alternativ oder zusätzlich ist die definierte Feuchtigkeit in anderen Verfahren, wie zum Beispiel mittels eines so genannten Ultraschallneblers, einstellbar.
Zur Erfassung des konvektiven Feuchtetransports sind zusätzlich mittels der dritten Erfassungseinheit 1.15 Wasser und/oder Kohlenstoffdioxid detektierbar, die besonders bei der Untersuchung vorhandener Luftfeuchtigkeiten und deren konvektiven Transport in das Bauwerkelement 2 eine wichtige Rolle spielen. Dabei wird der konvektive Feuchtetransport insbesondere in der zweiten Betriebsart der Untersuchungsvorrichtung 1 aus dem Massenstrom des Fluids ermittelt.
Da das Spurengas das Bauwerkelement 2 durchströmt und nicht ins Labor zurückgeleitet werden darf um Messungenauigkeiten zu vermeiden und Arbeitsschutzvorschriften einzuhalten, wird es an die Außenumgebung abgeführt. Da Schwergase die Eigenschaft besitzen, sich am tiefsten Punkt zu sammeln, ist die zweite Druckkammer 1.5 mit einem geneigten Boden ausgebildet, welcher vorzugsweise um ca. 3% geneigt ist. Am Tiefpunkt der zweiten Druckkammer 1.5 ist der insbesondere per Schraubverschluss koppelbare, insbesondere um 2% geneigte Abluftkanal 1.22 angebracht. Vorzugsweise ist ein Querschnitt des Abluftkanals 1.22 um ein Drittel größer als die maximale Leckagefläche ausgebildet. Zur zusätzlichen Absaugung ist ein Bypass 1.23 vorgesehen, in welchem ein stufenlos regelbarer Absaugventilator 1.24 angeordnet ist. Weiterhin ist ein manuell betätigbarer Schalter 1.25, welcher insbesondere ein innerhalb des Abluftkanals 1.22 angeordnetes und nicht näher dargestelltes Ventil betätigt, vorgesehen, mittels welchem zwischen einem alleinigen Betrieb des Abluftkanals 1.22 oder des Bypasses 1.23 oder einem gekoppelten Betrieb beider umschaltbar ist.
Um einen Eintrag von Feuchtigkeit und Verschmutzungen in den Abluftkanal 1.22, den Bypass 1.23 und den Absaugventilator 1.24 zu vermeiden, ist der in einen Außenbereich außerhalb des Labors geführte Bereich des Abluftkanals 1.22 mit einer Schutzvorrichtung versehen, welche insbesondere als Wind- und Wetterschutz ausgebildet ist.
Mittels der als Massenstromdurchflussmessgerät ausgebildeten ersten Erfassungseinheit 1.13, welche am zweiten Gleichstromventilator 1.9.2 angeordnet ist, wird der konvektive Feuchtetransport in der zweiten Betriebsart der Untersuchungsvorrichtung 1 aus dem Massenstrom des Fluids ermittelt.
Hierzu werden in einer oder beiden Druckkammern 1.3, 1.5 definierte Feuchtigkeiten eingestellt, um einerseits reale Bedingungen möglichst unverändert nachzustellen und Änderungen der Feuchtigkeiten sehr genau zu erfassen. Die definierte Einstellung der Feuchtigkeiten erfolgt wiederum vorzugsweise durch Einbringen der Salzlösungen und/oder mittels eines Ultraschallneblers. Auch werden die Feuchtigkeiten in den Druckkammern 1.3, 1.5 ständig überwacht.
Weiterhin werden die Temperaturen in den Druckkammern 1.3, 1.5 ständig erfasst und vorzugsweise mittels der genannten Kühleinheiten und/oder einer Heizeinheiten definiert eingestellt.
In Abhängigkeit der Luftdichte werden mittels der ersten Erfassungseinheit 1.13 feuchtigkeitsbezogene Massenströme des Fluids untersucht. Um die gemessenen Werte validieren zu können, sind abnehmbare Diffusoren 1.9.8 bis 1.9.10 vor die Ansaugöffnungen der Gleichstromventilatoren 1.9.1 bis 1.9.3 geschalten. Diese Diffusoren 1.9.8 bis 1.9.10 sind als Reduzierstücke gemäß ”Albring, Werner, Angewandte Strömungslehre, Verlag Berlin, Berlin 1988” ausgebildet, so dass lediglich geringe Strömungsverluste entstehen.
Die Diffusoren 1.9.8 bis 1.9.10 dienen der Reduzierung des Ansaugquerschnittes der Gleichstromventilatoren 1.9.1 bis 1.9.3 zur Erzeugung einer Kompatibilität mit der ersten Erfassungseinheit 1.13, d. h. dem Massenstromdurchflussmessgerät. Dieses Massenstromdurchflussmessgerät, welches auf einem kapazitiven Messverfahren basiert, ist für Strömungsgeschwindigkeiten von 0,05 nl/min bis 450 nl/min kalibriert. Da anhand der Kontinuitätsgleichung im stationären Zustand der zugeführte Massenstrom immer dem abgeführten entspricht, bildet diese Messtechnik eine gute Vergleichsmöglichkeit zur Tracergasmesstechnik.
Um besonders große Leckagen mit einem Querschnitt von mehr als 5 cm² in hohen Differenzdruckbereichen validieren zu können, sind größere, weniger Einfluss nehmende Ansaugöffnungen notwendig. Die Diffusoren 1.9.8 bis 1.9.10 werden bei diesen Untersuchungen demontiert.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die Untersuchung des konvektiven Feuchtetransports in dem Bauwerkelement 2 mittels mehrerer der Erfassungseinheiten 1.13 bis 1.15 oder aller Erfassungseinheiten 1.13 bis 1.15 gemeinsam. Die Erfassungseinheiten 1.13 bis 1.15 sind dabei derart ausgebildet, dass diese sich gegenseitig nicht beeinflussen und werden computertechnisch Erfassungseinheiten 1.13 bis 1.15 gesteuert. Die mittels der Erfassungseinheiten 1.13 bis 1.15 erfassten Daten werden separiert auf der Datenverarbeitungseinheit abgelegt.
Somit ist der konvektive Feuchtetransport in dem Bauwerkelement 2 mittels der einen Untersuchungsvorrichtung 1 anhand mehrerer Erfassungseinheiten 1.13 bis 1.15 parallel oder nacheinander erfassbar, so dass die ermittelten Ergebnisse der unterschiedlichen Erfassungseinheiten 1.13 bis 1.15 validierbar sind.
In einer nicht dargestellten Weiterbildung weist die Untersuchungsvorrichtung 1 eine dritte Betriebsart auf, in welcher Längs- und/oder Querdehnungen sowie Längs- und/oder Querverformungen von Bauwerkelementen 2, insbesondere von flexiblen Baustoffen, wie viskoelastischen Baustoffen, insbesondere Folien, im Einbauzustand unter den tatsächlichen Druckdifferenzen untersucht.
Für diese Untersuchung wird ein Bauwerkelement 2 mit einer Haltevorrichtung 1.1 oder werden mehrere Bauwerkelemente 2 mit mehreren Haltevorrichtungen 1.1 hintereinander mit dem ersten Bereich B1 der Untersuchungsvorrichtung 1 fluiddicht verbunden, so dass sich die erste Druckkammer 1.3 bildet. Anschließend wird ein definierter Druck mittels der Druckerzeugungseinheit 1.9 innerhalb der ersten Druckkammer 1.3 erzeugt und ein entstehender Differenzdruck zwischen der ersten Druckkammer 1.3 und der Umgebung wird mittels des Differenzdruckmessgeräts 1.10 erfasst.
Zur Erfassung der Längs- und/oder Querdehnungen sowie Längs- und/oder Querverformungen ist in nicht näher dargestellter Weise zumindest eine Verformungserfassungseinheit vorgesehen, anhand welcher die Verformungen und Dehnungen, insbesondere aus der Erzeugung des definierten Drucks resultierende Wölbungen des Bauwerkelements 2, in Abhängigkeit des eingestellten Differenzdrucks erfassbar sind. Die Verformungserfassungseinheit ist insbesondere als mechanischer und/oder optischer Sensor ausgebildet.
In einer Ausgestaltung werden das oder die untersuchten Bauwerkelemente 2 fluiddicht zwischen beiden Bereichen B1 und B2 eingebracht, so dass die erste Druckkammer 1.3 und die zweite Druckkammer 1.5 gebildet werden. Dabei ist zusätzlich in der zweiten Druckkammer 1.5 ein definierter Druck einstellbar, so dass die Längs- und/oder Querdehnungen sowie Längs- und/oder Querverformungen unabhängig von im Labor herrschenden Umgebungsbedingungen untersucht werden können.
In einer Ausgestaltung wird zusätzlich der konvektive Feuchtetransport in dem Bauwerkelement 2 in Abhängigkeit der Verformung und/oder Dehnung mittels einer oder mehrerer der Erfassungseinheiten 1.13 bis 1.15 anhand des Volumenstromes und/oder Massenstromes des Fluids ermittelt.
Im Folgenden ist ein möglicher Verfahrensablauf zur Untersuchung des konvektiven Feuchtetransports in dem Bauwerkelement 2 angegeben, wobei dieser Verfahrensablauf lediglich ein mögliches Ausführungsbeispiel darstellt.
Zur Untersuchung der Durchströmung einer definierten Leckage innerhalb des Bauwerkelements 2 sind eine Leckagegröße, ein Strömungswiderstand und der zu untersuchende Differenzdruck entscheidend. Diese Größen sind ausschlaggebend für die Wahl der Gleichstromventilatoren 1.9.1 bis 1.9.3. Die nicht verwendeten Ventilatoren 1.9.1 bis 1.9.3 werden im Wesentlichen fluiddicht abgedichtet.
In einer oder mehreren Haltevorrichtungen 1.1 werden ein oder mehrere Bauwerkelemente 2 derart in die Untersuchungsvorrichtung 1 eingebracht, dass die Druckkammern 1.3, 1.4 fluiddicht verschlossen sind. Hierbei wird bei einem Aufbau des Bauwerkelements 2 mit einer Luftdichtheitsschicht oder Winddichtheitsschicht diese zwischen der ersten Druckkammer 1.3 und der Haltevorrichtung 1.1. eingespannt. Im Fall anderer Konstruktionen des Bauwerkelements 2 wird dieses entsprechend seiner Ausrichtung, d. h. einer Ausrichtung nach innen oder außen, fluiddicht in die Haltevorrichtung 1.1 eingebracht und die Haltevorrichtung 1.1 wird fluiddicht in den Mittelbereich B3 in die Untersuchungsvorrichtung 1 eingebracht.
Nach einer abschließenden Befestigung und fluiddichten Verbindung wird der Abluftkanal 1.22 mit der zweiten Druckkammer 1.5 gekoppelt und mittels des Schalters 1.25 auf eine natürliche Entlüftung ohne zusätzliche Ventilation über den Bypass 1.23 mittels des Absaugventilators 1.24 gestellt.
Anschließend werden die Schläuche 1.11, 1.12 mit dem Differenzdruckmessgerät 1.10 verbunden. Entsprechend des gewählten Gleichstromventilators 1.9.1 bis 1.9.3 und dem gewählten Differenzdruck werden die Diffusoren 1.9.8 bis 1.9.10 montiert. Im Fall der Nutzung des als Axialventilator ausgebildeten ersten und zweiten Gleichstromventilators 1.9.1, 1.9.2 dient eine Haltevorrichtung der als Laser-Doppler-Anemometer ausgebildeten zweiten Erfassungseinheit 1.14 als Auflagepunkt der als Massestromdurchflussmessgerät ausgebildeten ersten Erfassungseinheit 1.13. Die Traversierung 1.20 wird dafür entsprechend positioniert.
Das Spurengas wird nachfolgend im Konstant-Dosierungs-Verfahren in die erste Druckkammer 1.3 eingelassen und mittels des Mischventilators 1.16 gleichmäßig verteilt. Anhand des Monitoring auf der Datenverarbeitungseinheit bzw. auf dem Gasmonitor ist die Verteilung des Spurengases nachweisbar. Entspricht die Gaskonzentration der gewünschten Vorgaben, wird eine Abklingkurve des Spurengases ermittelt. Dabei wird mittels der ersten Gassensoren 1.15.1 die Verringerung der Konzentration des Spurengases in der ersten Druckkammer 1.3 ermittelt, wobei aus der Verringerung der Konzentration des Spurengases in der ersten Druckkammer 1.3 der Volumenstrom des Fluids ermittelt wird.
In einer alternativen Ausgestaltung wird zusätzlich in der zweiten Druckkammer 1.5 eine Zunahme der Konzentration des Spurengases ermittelt. Aus einer Differenz zwischen der Abnahme der Konzentration in der ersten Druckkammer 1.3 und einer Zunahme der Konzentration in der zweiten Druckkammer 1.5 ist weiterhin gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ein Verbleib des Spurengases innerhalb des Bauwerkelements 2 ermittelbar.
Je nach eingestelltem Differenzdruck und Leckagegröße fallen die Kurven der Konzentrationsabnahme und -zunahme steiler oder flacher logarithmisch ab. Ein mathematisches Verhältnis aus einer logarithmischer Konzentrationsdifferenz über die Messzeit dient der Bestimmung der Luftwechselrate mittels des Spurgases.
Da das lichte Raumvolumen beider Druckkammern 1.3, 1.5 vorzugsweise genau 1 m³ beträgt, sind die Luftwechselrate und der Volumenstrom gleich. in Sonderfällen, beispielsweise bei einer Verringerung des Kammervolumens durch bestimmte Konstruktionen von Bauwerkelementen 2, erfolgt die Berechnung insbesondere gemäß ”DIN EN 13829, Bestimmung der Luftdurchlässigkeit von Gebäuden, Differenzdruckverfahren (ISO 9972: 1996, modifiziert), Deutsche Fassung EN 13829: 2000, Beuth Verlag GmbH, Berlin 2001”.
Zusätzlich zum Differenzdruck werden die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit innerhalb der Druckkammern 1.3, 1.5 dauerhaft während der Messung ermittelt.
Alternativ oder zusätzlich erfolgt die Ermittlung des Volumenstromes mittels der zweiten Erfassungseinheit 1.14, d. h. mittels des Laser-Doppler-Anemometers. In diesem Fall werden der Volumenstrom und ein Strömungsprofil des Fluids aus einer Strömungsgeschwindigkeit des Fluids ermittelt. Das Strömungsprofil des Fluids wird dabei in der Zuführleitung gemessen, wobei anhand der Werte des gemessenen Strömungsprofils ein Strömungsprofil innerhalb der Druckkammern 1.3, 1.5, insbesondere innerhalb der ersten Druckkammer 1.3, ermittelt wird.
Somit sind ein Feuchteintrag und eine im Bauwerkelement entstehende Feuchtelast bei Anliegen des definierten Differenzdrucks und der definierten Feuchtigkeit mengenmäßig ermittelbar.
Bezugszeichenliste

1: Untersuchungsvorrichtung
1.1: Haltevorrichtung
1.2: Dichteelement
1.3: erste Druckkammer
1.4: Dichtelement
1.5: zweite Druckkammer
1.6: Dichtelement
1.7: Rollelement
1.8: Standelement
1.9: Druckerzeugungseinheit
1.9.1: Gleichstromventilator
1.9.2: Gleichstromventilator
1.9.3: Gleichstromventilator
1.9.6: Zuführleitung
1.9.8: Diffusor
1.9.9: Diffusor
1.9.10: Diffusor
1.10: Differenzdruckmessgerät
1.11: Schlauch
1.12: Schlauch
1.13: Erfassungseinheit
1.14: Erfassungseinheit
1.15: Erfassungseinheit
1.15.1: Gassensor
1.15.2: Gassensor
1.16: Mischventilator
1.17: Etoil-Gleichrichter
1.18: Druckabnehmer
1.19: Druckabnehmer
1.20: Traversierung
1.21: Unterbaukonstruktion
1.22: Abluftkanal
1.23: Bypass
1.24: Absaugventilator
2: Bauwerkelement
B1: erster Bereich
B2: zweiter Bereich
B3: Mittelbereich

Claims

Verfahren zur Untersuchung eines konvektiven Feuchtetransports in einem Bauwerkelement (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Bauwerkelement (2) fluiddicht in einen zwischen einem ersten Bereich (B1) und einem zweiten Bereich (B2) angeordneten Mittelbereich (B3) einer Untersuchungsvorrichtung (1) eingebracht wird, so dass sich im ersten Bereich (B1) der Untersuchungsvorrichtung (1) eine erste Druckkammer (1.3) und im zweiten Bereich (B2) der Untersuchungsvorrichtung (1) eine zweite Druckkammer (1.5) ausbilden, dass zwischen der ersten Druckkammer (1.3) und der zweiten Druckkammer (1.5) ein definierter Differenzdruck erzeugt wird, dass ein aus dem Differenzdruck resultierender Volumenstrom und/oder Massenstrom eines Fluids zwischen der ersten Druckkammer (1.3) und der zweiten Druckkammer (1.5) durch das Bauwerkelement (2) ermittelt werden und dass aus dem Volumenstrom und/oder Massenstrom ein Feuchtetransportverhalten des Bauwerkelements (2) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der ersten Druckkammer (1.3) mit einem höheren Druck eine definierte Feuchtigkeit, insbesondere Gasfeuchtigkeit oder Luftfeuchtigkeit, eingestellt und gemessen wird und in der zweiten Druckkammer (1.5) die Feuchtigkeit zumindest gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei anliegendem definierten Differenzdruck und/oder zumindest in der ersten Druckkammer (1.3) anliegender definierter Feuchtigkeit ein Feuchteintrag und eine auftretende Anreicherung von Feuchtigkeit im Bauwerkelement (2) mengenmäßig ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest einer Verformungserfassungseinheit eine Längsverformung und/oder Querverformung des Bauwerkelements (2) erfasst wird und/oder eine Veränderung des konvektiven Feuchtetransports in Abhängigkeit von der Längsverformung und/oder Querverformung ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluid verwendet wird, welches ein Gas, insbesondere ein Spurengas, enthält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Massenstrom des Fluids mittels eines Massenstromdurchflussmessgeräts kapazitiv ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom und/oder ein Strömungsprofil mittels eines Laser-Doppler-Anemometers aus einer Strömungsgeschwindigkeit des Fluids ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom aus einer Verringerung einer Konzentration des Spurengases in einer der Druckkammern (1.3, 1.5) und/oder einer Erhöhung der Konzentration des Spurengases in der anderen Druckkammer (1.3, 1.5) ermittelt wird.
Untersuchungsvorrichtung (1) zur Untersuchung eines konvektiven Feuchtetransports in einem Bauwerkelement (2), gekennzeichnet durch einen ersten Bereich (B1), einen zweiten Bereich (B2) und einen dazwischen angeordneten Mittelbereich (B3), wobei im Mittelbereich (B3) zumindest ein Dichtelement (1.2, 1.4, 1.6) angeordnet oder einbringbar ist und wobei in den Mittelbereich (B3) ein Bauwerkelement (2) derart einbringbar ist, dass der erste Bereich (B1) gemeinsam mit dem Bauwerkelement (2) eine im Wesentlichen fluiddicht verschlossene erste Druckkammer (1.3) bildet und der zweite Bereich (B2) gemeinsam mit dem Bauwerkelement (2) eine im Wesentlichen fluiddicht verschlossene zweite Druckkammer (1.5) bildet, wobei zumindest eine Druckerzeugungseinheit (1.9) zur Erzeugung eines definierten Differenzdrucks zwischen der ersten Druckkammer (1.3) und der zweiten Druckkammer (1.5) mit zumindest einer der Druckkammern (1.3, 1.5) gekoppelt ist und wobei zumindest eine Erfassungseinheit (1.13 bis 1.15) zur Ermittlung eines Feuchtetransportverhaltens des Bauwerkelements (2) anhand eines aus dem Differenzdruck resultierenden und ermittelten Volumenstromes und/oder Massenstromes eines Fluids zwischen der ersten Druckkammer (1.3) und der zweiten Druckkammer (1.5) durch das Bauwerkelement (2) vorgesehen ist.
Untersuchungsvorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauwerkelement (2) in oder an einer Haltevorrichtung (1.1) angeordnet ist, wobei die Haltevorrichtung (1.1) gemeinsam mit dem Bauwerkelement (2) in den Mittelbereich (B3) einbringbar ist.
Untersuchungsvorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Haltevorrichtungen (1.1) gemeinsam mit jeweils zumindest einem Bauwerkelement (2) aufeinander folgend in den Mittelbereich (B3) einbringbar sind.
Untersuchungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Verformungserfassungseinheit zur Erfassung einer Längsverformung und/oder Querverformung des Bauwerkelements (2) vorgesehen ist.
Untersuchungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (1.13 bis 1.15) ein Massenstromdurchflussmessgerät und/oder ein Laser-Doppler-Anemometer und/oder zumindest einen Gassensor (1.15.1, 1.15.2) umfasst.