DE102020200591A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung des Feuchteflusses - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Feuchteflusssensor (1) mit zumindest einem ersten Sensor (11) und zumindest einem zweiten Sensor (12) und einem Gehäuse (2), wobei das Gehäuse (2) zumindest eine diffusionsoffene Teilfläche (25) aufweist und das Gehäuse dazu eingerichtet ist, an einem Bauteil (3) eines Gebäudes befestigt zu werden, wobei der erste Sensor (11) innerhalb des Gehäuses (2) und der zweite Sensor (12) außerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur integralen Erfassung des Feuchteflusses durch ein Bauteil (3) eines Gebäudes in dessen Innenraum, enthaltend: ein erstes Gehäuse (21), wobei das erste Gehäuse (21) zumindest eine diffusionsoffene Teilfläche (215) aufweist, welche das Gehäuse (21) zum Bauteil (3) des Gebäudes begrenzt und das Gehäuse dazu eingerichtet ist, mit seiner Oberseite dem Innenraum des Gebäudes zugewandt zu sein; ein zweites Gehäuse (22), wobei das zweite Gehäuse (22) zumindest eine diffusionsoffene Teilfläche (225) aufweist, welche das Gehäuse (22) zum Innenraum begrenzt, wobei das zweite Gehäuse (22) dazu eingerichtet ist, mit seiner Unterseite an dem Bauteil (3) des Gebäudes anzuliegen; wobei in jedem Gehäuse (21, 22) eine vorgebbare Menge eines Trocknungsmittels (51, 52) angeordnet ist. Schließlich betrifft die Erfindung Verfahren zur Erfassung des Feuchteflusses.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Feuchteflusssensor, eine Vorrichtung zur integralen Erfassung des Feuchteflusses durch ein Bauteil eines Gebäudes, ein Verfahren zur Bestimmung des Feuchteflusses durch ein Bauteil eines Gebäudes sowie ein Verfahren zur integralen Erfassung des Feuchteflusses. Vorrichtungen und Verfahren dieser Art dienen der Erfassung des Feuchttransportes durch poröse Baustoffe.
  • Aus der Praxis ist bekannt, die relative Feuchte und die Temperatur im Inneren eines Gebäudes messtechnisch zu erfassen. Weiterhin ist bekannt, das Raumklima im Innenraum des Gebäudes mittels eines Computermodells zu simulieren. Aus der Abweichung der messtechnischen Erfassung von den aus der Simulation erwarteten Ergebnissen kann auf zusätzliche, im Modell nicht berücksichtigte Feuchtequellen geschlossen werden. Die unmittelbare Messung des Feuchteflusses durch Diffusion durch die den Innenraum eines Gebäudes umgebenden Bauteile ist jedoch derzeit nicht möglich.
  • Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, den Feuchteeintrag durch Wand-, Dach- oder Bodenflächen messtechnisch zu erfassen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, eine Vorrichtung gemäß Anspruch 7, ein Verfahren nach Anspruch 12 und ein Verfahren nach Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Feuchteflusssensor vorgeschlagen, welcher zumindest einen ersten Sensor und zumindest einen zweiten Sensor aufweist. Der erste und zweite Sensor kann dazu eingerichtet sein, den Wasserdampfpartialdruck und/oder die absolute Feuchte zu bestimmen. Die Bestimmung dieser Größen kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung indirekt erfolgen, indem der erste und/oder der zweite Sensor dazu eingerichtet sind, eine Temperatur und eine relative Feuchte zu erfassen. Aus dem Sättigungsdampfdruck bei der gemessenen Temperatur und der relativen Feuchte kann sodann die absolute Feuchte ermittelt werden.
  • Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, zumindest ein Gehäuse vorzusehen, welches auf das zu überwachende Bauteil aufgesetzt werden kann. Das Gehäuse weist hierzu eine offene Seite bzw. eine offene Fläche oder Teilfläche auf, welche mit dem Bauteil des Gebäudes in Kontakt gebracht werden kann. Bei dem zu überwachenden Bauteil kann es sich um eine Bodenfläche oder eine Wandfläche oder eine Dachfläche handeln. Das Gehäuse wird somit im Wesentlichen dampfdicht mit dem Gebäude verbunden, beispielsweise durch Schrauben oder Kleben.
  • Optional kann zwischen dem Bauteil und dem Gehäuse ein Dichtelement vorgesehen sein, so dass ein unkontrollierter Luftaustausch an der Grenzfläche zwischen Gehäuse und Bauteil vermieden wird. Ein solches Dichtelement kann ausgewählt sein aus einem Silikonkleber, einem Harz, einem duktilen Metall oder einem Elastomer. Das Gehäuse weist zumindest eine diffusionsoffene Teilfläche auf. Die übrigen Begrenzungswände des Gehäuses sind im Wesentlichen diffusionsdicht. Das Gehäuse kann somit aus Kunststoff, Metall oder Glas bestehen, so dass eindringende Feuchte durch diesen Teil des Gehäuses nicht entweichen kann. Die zumindest eine diffusionsoffene Teilfläche kann beispielsweise eine Polymermembran sein, welche gegenüber freiem Luftaustausch einen Diffusionswiderstand darstellt, welcher jedoch geringer ist als der Diffusionswiderstand der übrigen Gehäusewandungen. Feuchte, welche durch das Bauteil des Gebäudes diffundiert, dringt somit über die offene Unterseite in das Gehäuse ein und verlässt das Gehäuse durch die diffusionsoffene Teilfläche. Aufgrund des Diffusionswiderstandes der Teilfläche des Gehäuses stellt sich innerhalb des Gehäuses eine höhere relative Feuchte bzw. ein höherer Wasserdampfpartialdruck ein als außerhalb des Gehäuses.
  • Der erste Sensor wird nun innerhalb des Gehäuses angeordnet und der zweite Sensor außerhalb des Gehäuses. Aus dem unterschiedlichen Wasserdampfpartialdruck innerhalb und außerhalb des Gehäuses bzw. aus der unterschiedlichen absoluten Feuchte kann somit bei bekanntem Diffusionswiderstand der Feuchtefluss durch die Teilfläche bestimmt werden.
  • Aufgrund des Diffusionswiderstandes der diffusionsoffenen Teilfläche kann der Feuchtefluss durch den erfindungsgemäßen Feuchteflusssensor in der Praxis etwas geringer sein als der Feuchtefluss durch die umgebende Fläche des Bauteils des Gebäudes. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann diesem Umstand durch Anbringen eines Korrekturfaktors an die Messwerte des Feuchtflusses Rechnung getragen werden. Gleichwohl konnte gezeigt werden, dass der Feuchtfluss durch den Feuchteflusssensor nicht wesentlich vom Feuchtefluss durch die vom Sensor unbeeinträchtigte Wandfläche abweicht, so dass die vom Feuchteflusssensor erhaltenen Daten den Feuchtefluss in das Gebäude bzw. aus dem Gebäude heraus zutreffend erfassen können.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung wird eine Vorrichtung zur integralen Erfassung des Feuchteflusses durch ein Bauteil vorgeschlagen. Hierzu enthält die Vorrichtung zumindest ein erstes Gehäuse und zumindest ein zweites Gehäuse. Die Gehäuse weisen einseitig eine als Diffusionswiderstand fungierende, diffusionsoffene Teilfläche auf und sind im Übrigen allseitig diffusionsdicht verschlossen. Somit können auch die Gehäuse gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung aus einem Metall, einer Legierung oder einem Kunststoff oder Glas gefertigt sein. Die Gehäuse können einen polygonalen oder runden Querschnitt aufweisen. Eine Seite bzw. eine Teilfläche einer Seite kann hingegen als diffusionsoffene Teilfläche ausgeführt sein, beispielsweise durch Einsetzen einer Membran.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus zwei solchen Gehäusen, wobei ein Gehäuse dazu bestimmt ist, mit der diffusionsoffenen Teilfläche in Kontakt zu dem Bauteil angeordnet zu werden, durch welches der Feuchtefluss erfasst werden soll. Zumindest ein zweites Gehäuse wird so im Gebäude angeordnet, dass die diffusionsoffene Teilfläche dem Innenraum des Gebäudes zugewandt ist. Bevorzugt, aber nicht zwingend, sind beide Gehäuse benachbart zueinander nebeneinander oder übereinander am zu überwachenden Bauteil befestigt, so dass diese der gleichen Temperatur ausgesetzt sind.
  • Zum Betrieb der Vorrichtung wird in jedes Gehäuse eine vorgebbare Menge eines Trocknungsmittels eingebracht. Nach Ablauf einer vorgebbaren Zeitspanne, beispielsweise etwa ein Tag bis etwa 30 Tage oder etwa zwei Wochen bis etwa 26 Wochen oder etwa einem Monat bis etwa 12 Monate kann das Trocknungsmittel aus den Gehäusen entfernt und der Wassergehalt des Trocknungsmittels durch Auswiegen bestimmt werden. Die Zeitspanne kann so gewählt sein, dass das Trocknungsmittel noch nicht vollständig mit Feuchte gesättigt ist. Somit kann diejenige Feuchte erfasst werden, welche innerhalb der Zeitspanne durch das Bauteil in das erste Gehäuse eindiffundiert ist. Darüber hinaus lässt sich die Feuchte ermitteln, welche während des Messzeitraums vom Innenraum in das zweite Gehäuse eindiffundiert ist. Aus der Differenz lässt sich der integrale Feuchtefluss vom Außenraum des Gebäudes durch das zu überwachende Bauteil in den Innenraum des Gebäudes im Messzeitraum erfassen.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die diffusionsoffene Teilfläche für Wasserdampf einen sd-Wert von etwa 0,05 m bis etwa 50 m aufweisen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die diffusionsoffene Teilfläche für Wasserdampf einen sd-Wert von etwa 0,2 m bis etwa 2,0 m aufweisen. Der sd-Wert steht für die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke. Der sd-Wert gibt somit die Dicke einer unbewegten Luftschicht an, welche für Wasserdampf denselben Diffusionswiderstand hat, wie das betrachtete Material. Bei mehrschichtigen Bauteilen bzw. mehrschichtigen diffusionsoffenen Teilflächen wird der sd-Wert schichtenweise ermittelt und addiert. Der sd-Wert einer einzelnen Materiallage ergibt sich aus dem Produkt der Dicke dieser Materiallage und der dimensionslosen Diffusionswiderstandszahl für Wasserdampf. Die Diffusionswiderstandszahl ist eine Stoffeigenschaft.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die diffusionsoffene Teilfläche Polytetrafluorethylen und/oder Polyethylen enthalten oder daraus bestehen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die diffusionsoffene Teilfläche einen porösen Formkörper enthalten, beispielsweise aus einer Keramik, einem Thermoplast oder einem Duroplast. In wiederum anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die diffusionsoffene Teilfläche ein Polymer enthalten oder daraus bestehen.
  • Der sd-Wert der diffusionsoffenen Teilfläche wird so gewählt, dass sich ein messbarer Feuchtegradient zwischen dem Inneren des Gehäuses und dem Äußeren des Gehäuses ergibt, so dass aus dem unterschiedlichen Partialdruck ein Feuchtefluss errechnet werden kann. Andererseits muss der sd-Wert so gering sein, dass hinreichend Feuchte in den Innenraum des Gebäudes diffundieren kann und die Feuchte nicht vollständig zurückgehalten wird. Als Kompromiss zwischen diesen Anforderungen haben sich die angegebenen Werte als vorteilhaft herausgestellt.
  • In der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Trocknungsmittel ausgewählt sein aus Silikagel und/oder zumindest einem Zeolith und/oder Kalziumchlorid und/oder Phosphorpentoxid und/oder zumindest einem Molekularsieb und/oder Bentonit. Diese Trocknungsmittel weisen eine hinreichende Speicherfähigkeit auf, so dass eine hinreichend genaue Erfassung des integralen Feuchteflusses möglich ist, ohne das Trocknungsmittel vollständig zu sättigen.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Apparatur bzw. der Messaufbau in mehrere Zonen unterteilt werden, um Randeffekte zu vermeiden. Hierdurch kann die zentrale Zone einen geringeren Randeffekt aufweisen.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert werden. Dabei bezeichnet
    • 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung.
    • 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung.
    • 3 erläutert das Wirkprinzip der vorliegenden Erfindung.
    • 4a und 4b zeigen Messwerte des Feuchteflusses und den berechnete Feuchtefluss gegen die Zeit.
    • 5 zeigt den absoluten Feuchteeintrag gegen die Zeit.
  • Anhand der 1 wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 1 zeigt den Querschnitt durch ein Bauteil 3 eines Gebäudes, beispielsweise eine Wand oder eine Bodenfläche. Die Wand 3 weist eine Außenseite 31 auf sowie eine Innenseite 32. Das Bauteil 3 kann auf seiner Außenseite 31 befeuchtet werden, beispielsweise durch Schlagregen oder durch aufsteigende Feuchtigkeit aus dem Erdreich. Alternativ oder zusätzlich kann sich im Bauteil 3 Baufeuchte befinden, beispielsweise aus dem zur Herstellung des Bauteils 3 verwendeten Beton.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel führt ein Feuchtegradient zwischen der Außenseite und der Innenseite des Gebäudes zu einem Feuchtefluss 4, d.h. zu einem Feuchteeintrag in das Gebäude. Selbstverständlich kann in anderen Ausführungsformen der Erfindung auch ein Feuchtefluss vom Innenraum in die Umgebung des Gebäudes vorliegen, so dass Feuchte aus dem Gebäude ausgetragen wird.
  • Zur Messung des Feuchteflusses 4 wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 verwendet, welche zumindest ein Gehäuse 2 enthält. Das Gehäuse 2 kann einen polygonalen oder runden Querschnitt aufweisen und von einer Wandung 26 umgrenzt werden. Die Wandung 26 kann aus Glas, Metall oder Kunststoff gefertigt sein und eine Wandstärke von etwa 0,5 bis etwa 50 mm aufweisen, so dass die Wandung 26 näherungsweise diffusionsdicht ist. Somit wird die durch den Feuchtestrom 4 in das Innere 24 des Gehäuses 2 eingetragene Feuchte nicht oder nur zu geringem Teil durch die Wandung 26 austreten können.
  • Aus 1 ist weiter ersichtlich, dass das Gehäuse 2 an seiner zur Innenfläche 32 des Bauteils 3 zugewandten Seite offen ist, so dass der Feuchtestrom 4 ungehindert in das Innere 24 des Gehäuses 2 eintreten kann.
  • Zur Raumseite weist das Gehäuse 2 zumindest eine diffusionsoffene Teilfläche 25 auf. Die diffusionsoffene Teilfläche 25 kann aus einem Polymer, beispielsweise einer Polyethylenfolie, bestehen oder eine solche enthalten. Alternativ kann die diffusionsoffene Teilfläche 25 einen porösen Formkörper enthalten, durch welchen der Feuchtestrom 4 diffundieren kann. Die diffusionsoffene Teilfläche 25 stellt somit einen Diffusionswiderstand für den Feuchtestrom 4 dar. Dieser Diffusionswiderstand kann für Wasserdampf einen sd-Wert von etwa 0,05 m bis etwa 50 m oder von etwa 0,2 m bis etwa 2,0 m aufweisen.
  • 1 zeigt weiter einen ersten Sensor 11, welcher im Inneren 24 des Gehäuses 2 angeordnet ist sowie einen zweiten Sensor 12, welcher außerhalb des Gehäuses 2 angeordnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Gehäusewandung 27 über die diffusionsoffene Teilfläche 25 hinaus verlängert, so dass sich ein Überstand 27 ergibt. In die Gehäusewandung 26 sowie den Überstand 27 ist jeweils eine Bohrung 221 und 222 eingebracht, in welcher einerseits der erste Sensor 11 und der zweite Sensor 12 befestigt werden können und durch welche die Anschlusskabel geführt werden können, um diese mit einer zugehörigen, nicht dargestellten Messelektronik zu verbinden.
  • Der erste Sensor 11 und der zweite Sensor 12 kann beispielsweise ein kapazitiver Feuchtigkeitssensor sein. Vorteilhaft ist eine möglichst geringe Streuung der Messwerte des ersten Sensors 11 und des zweiten Sensors 12 von beispielsweise weniger als etwa 2% oder weniger als etwa 1% oder weniger als etwa 0,5%. Auf die absolute Genauigkeit der Erfassung der absoluten Feuchte bzw. des Wasserdampfpartialdrucks kommt es bei Betrieb des erfindungsgemäßen Feuchteflusssensors 1 weniger an. Wichtiger ist es, die korrekte Differenz zwischen dem Inneren 24 und dem das Gehäuse 2 umgebenden Außenraum zu erhalten In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann zur Erfassung der absoluten Feuchte jeder der beiden Sensoren 11 und 12 die Temperatur und die relative Feuchte erfassen, so dass hieraus die absolute Feuchte in einfacher Weise bestimmt werden kann.
  • Durch fortlaufende Erfassung der absoluten Feuchte bzw. des Wasserdampfpartialdrucks im Inneren 24 des Gehäuses 2 sowie außerhalb des Gehäuses 2 kann somit bei bekanntem Diffusionswiderstand der Teilfläche 25 der Feuchtestrom 4 pro Fläche und pro Zeiteinheit zuverlässig gemessen werden. Somit können nicht nur Temperatur und relative Feuchte im Innenraum des Gebäudes bestimmt werden, sondern auch der Feuchteeintrag durch Wand- und/oder Bodenflächen, so dass Maßnahmen zur Verbesserung des Raumklimas in Abhängigkeit des Feuchteeintrags getroffen werden können. Dies können beispielsweise Maßnahmen zur Befeuchtung oder auch zur Trocknung der Raumluft sein, wobei solche Be- oder Entfeuchtungseinrichtungen auch in Abhängigkeit der Messwerte des Feuchteflusssensors 1 geregelt werden können.
  • In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die diffusionsoffene Teilfläche 25 die gesamte das Innere 24 des Gehäuses 2 umschließende Wandung einnehmen, so dass eine entsprechend größere Fläche zur Diffusion des Feuchtestromes 4 zur Verfügung steht.
  • Anhand der 2 wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung erläutert. Gleiche Bestandteile der Erfindung sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass sich die nachfolgende Beschreibung auf die wesentlichen Unterschiede beschränkt.
  • Die Vorrichtung 1 gemäß 2 enthält zumindest ein erstes Gehäuse 21 und ein zweites Gehäuse 22. Das erste und zweite Gehäuse 21 und 22 ist im Wesentlich allseits von einer Wandung 226 und 216 begrenzt. Im Falle eines zylindrischen Gehäuses 21 bzw. 22 umfasst die diffusionsdichte Wandung 226 bzw. 216 eine Grundfläche und die Mantelfläche. Im Falle eines quaderförmigen Gehäuses kann die diffusionsdichte Wandung 216 und 226 fünf von sechs Begrenzungsflächen ausmachen. Wie vorstehend beschrieben, kann die diffusionsdichte Wandung 216 und 226 jeweils aus einem Metall oder einer Legierung oder einem Polymer oder Glas bestehen und eine Dicke von etwa 0,5 mm bis etwa 50 mm aufweisen, so dass das Eindringen von Feuchte bzw. der Austrag von Feuchte durch die Wandung 216 bzw. 226 verhindert wird oder zumindest stark reduziert ist.
  • Darüber hinaus weist jedes Gehäuse eine diffusionsoffene Teilfläche 215 bzw. 225 auf. Die diffusionsoffenen Teilflächen 215 bzw. 225 können wie vorstehend beschrieben beispielsweise eine Polymerfolie enthalten oder daraus bestehen. Diese können eine Begrenzungsfläche des Gehäuses 21 bzw. 22 einnehmen, wie in 2 dargestellt. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die diffusionsoffene Teilfläche nur eine Teilfläche einer Begrenzungsfläche sein, so dass sich der Eindruck eines mit einer Folie verschlossenen Fensters ergibt.
  • Wie 2 weiter zeigt, sind beide Gehäuse 21 und 22 so an der Innenfläche 32 des Bauteils 3 angebracht, dass das erste Gehäuse 21 mit seiner diffusionsoffenen Teilfläche 215 der Innenseite 32 des Bauteils 3 zugewandt ist. Die diffusionsoffene Teilfläche 225 des zweiten Gehäuses 22 ist hingegen dem Bauteil 3 abgewandt und dem Innenraum des Gebäudes zugewandt.
  • Bevorzugt werden die Gehäuse 21 und 22 benachbart bzw. nebeneinanderliegend auf dem Bauteil 3 angebracht. Hierzu kann ein optionales drittes Gehäuse 23 vorhanden sein, welches zur Raumseite offen ist und zum Bauteil 3 eine diffusionsoffene Begrenzungsfläche 235 aufweist. Die diffusionsoffene Begrenzungsfläche 235 kann entweder vollständig materialfrei sein oder eine vergleichsweise dünne Materiallage mit einem niedrigen sd-Wert von etwa 0,05 bis etwa 0,5 aufweisen. Daneben kann das dritte Gehäuse 23 eine Wandung 236 aufweisen, welche zur mechanischen Fixierung des ersten Gehäuses 21 und des zweiten Gehäuses 22 dient. Der Innenquerschnitt des dritten Gehäuses 23 kann komplementär zu den Außenquerschnitten des ersten Gehäuses 21 und des zweiten Gehäuses 22 geformt sein, so dass die ersten und zweiten Gehäuse 21 und 22 im dritten Gehäuse 23 aufgenommen werden können.
  • Bei Betrieb der Vorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird in den Innenraum 214 des ersten Gehäuses 21 ein erstes Trocknungsmittel 51 eingelegt. In den Innenraum 224 des zweiten Gehäuses 22 wird ein zweites Trocknungsmittel 52 eingelegt. Das erste und/oder zweite Trocknungsmittel kann ausgewählt sein aus einem Silikagel und/oder einem Zeolith und/oder Kalziumchlorid und/oder Phosphorpentoxid und/oder einem Molekularsieb und/oder Bentonit. Das erste Trocknungsmittel 51 und das zweite Trocknungsmittel 52 können die gleiche Masse aufweisen, wodurch die Auswertung erleichtert sein kann.
  • Wie 2 zeigt, diffundiert bei Betrieb der Vorrichtung ein erster Feuchtestrom 4a durch das Bauteil 3 in das erste Trocknungsmittel 51. Weiterhin diffundiert ein zweiter Feuchtestrom 4b vom Innenraum des Gebäudes in das zweite Trocknungsmittel 52.
  • Nach einer vorgebbaren Zeitspanne von einigen Stunden, Wochen oder Monaten werden die Trocknungsmittel 51 und 52 aus den Gehäuses 21 und 22 entfernt und der darin enthaltene Feuchtegehalt durch Wiegen bestimmt. Die Trocknungsmittel sollten zum Zeitpunkt des Wiegens noch nicht vollständig mit Feuchte gesättigt sein. Aus der Fläche der diffusionsoffenen Teilfläche 215 bzw. 226, deren Diffusionswiderstand, der Zeitdauer der Messung und der aufgenommenen Wassermenge können sodann die Feuchteströme 4a und 4b bestimmt werden. Hieraus lässt sich der Netto-Feuchtestrom 4 in das Gebäude hinein bzw. aus dem Gebäude hinaus während der Messdauer bestimmen.
  • Die zweite Ausführungsform der Erfindung weist insbesondere den Vorteil auf, dass diese ohne elektrische Hilfsenergie und zeitweilig völlig unbeaufsichtigt eingesetzt werden kann, so dass diese sich auch für Messung an unzugänglichen Stellen eignet.
  • Anhand der 3 wird das erfindungsgemäße Messprinzip erläutert. Dargestellt ist der Feuchtestrom pro Flächeneinheit der diffusionsoffenen Teilfläche 25 auf der Abszisse und die relative Luftfeuchte im Inneren 24 eines Gehäuses 2 auf der Ordinate. Außerhalb des Gehäuses, im Innenraum des Gebäudes, beträgt die Luftfeuchte konstant 50% relative Feuchte. Die Vorrichtung 1 wurde bei stationären isothermen Bedingungen von 20°C betrieben.
  • Wie 3 zeigt, kommt der Feuchtetransport durch die diffusionsoffene Teilfläche 25 zum Erliegen, wenn die relative Feuchte und die Temperatur im Inneren 24 des Gehäuses die gleichen Werte angenommen hat wie außerhalb des Gehäuses 2. Mit zunehmender relativer Luftfeuchte im Inneren 24 setzt ein zunehmender Feuchtetransport durch die diffusionsoffene Teilfläche 25 ein. Der Feuchtestrom ist dabei im Wesentlichen linear zur Luftfeuchte im Inneren 24 des Gehäuses 2, so dass durch Messung der Feuchtedifferenz innerhalb und außerhalb des Gehäuses der Feuchtestrom 4 in einfacher Weise bestimmbar ist. Dies erleichtert die Auswertung der Messwerte des erfindungsgemäßen Feuchteflusssensors.
  • 4 zeigt den Feuchtestrom durch eine Wandfläche in g/(m2·h) auf der Ordinate sowie die Zeit auf der Abszisse. Aufgetragen sind Messwerte über 7751 Stunden bzw. etwa 10 Monate eines Jahres. Dargestellt sind in Kurve A die nach dem Stand der Technik rechnerisch ermittelten Werte aus einem digitalen Klimamodell des Gebäudes. Kurve B zeigt die Messwerte des erfindungsgemäßen Feuchteflusssensors gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Wie 4 zeigt, führt der Diffusionswiderstand der diffusionsoffenen Teilfläche 25 zu einer Mittelung der Messwerte. Im Wesentlichen folgt jedoch die Messung dem rechnerisch bestimmten Jahresgang bzw. dem gleitendem Mittelwert des Feuchteeintrags bzw. des Feuchteaustrags durch die Wand.
  • 5 zeigt die über die Zeit integrierten Messwerte des Feuchteeintrags gemäß 4 in g/m2 auf der Ordinate und wiederum die Zeit in Stunden auf der Abszisse. Kurve A beschreibt wiederum die rechnerisch nach dem Stand der Technik bestimmten Werte sowie Figur B die mit dem erfindungsgemäßen Feuchteflusssensor gemäß der ersten Ausführungsform gemessenen Werte. Die Messwerte des erfindungsgemäßen Feuchteflusssensors folgen dabei im Wesentlichen den nach dem Stand der Technik indirekt bestimmten Werten bis auf eine Abweichung um einen konstanten Faktor. Dieser Faktor ergibt sich aus der Tatsache, dass die diffusionsoffene Teilfläche 25 einen Diffusionswiderstand darstellt und somit der gemessene Feuchtestrom etwas geringer ist als der durch die freie Wandfläche tatsächlich eintretende Feuchtestrom. Diese durch den Diffusionswiderstand bedingte Diskrepanz kann leicht durch Anbringen eines Korrekturfaktors an die Messwerte gemäß Kurve B korrigiert werden. 4 und 5 zeigt somit die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Feuchteflusssensors, welcher es erstmals erlaubt, den Netto-Fluss der Feuchte durch die Bauteile eines Gebäudes nicht nur rechnerisch, sondern auch messtechnisch zu erfassen.
  • Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung „erste“ und „zweite“ Ausführungsformen definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Ausführungsformen, ohne eine Rangfolge festzulegen.

Claims (19)

  1. Feuchteflusssensor (1) mit zumindest einem ersten Sensor (11) und zumindest einem zweiten Sensor (12) und einem Gehäuse (2), wobei das Gehäuse (2) zumindest eine diffusionsoffene Teilfläche (25) aufweist und das Gehäuse dazu eingerichtet ist, an einem Bauteil (3) eines Gebäudes befestigt zu werden, wobei der erste Sensor (11) innerhalb des Gehäuses (2) und der zweite Sensor (12) außerhalb des Gehäuses (2) angeordnet ist.
  2. Feuchteflusssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor (12) im Innenraum des Gebäudes angeordnet ist.
  3. Feuchteflusssensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (11) und/oder der zweite Sensor (12) dazu eingerichtet sind, eine Temperatur und eine relative Feuchte zu erfassen.
  4. Feuchteflusssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die diffusionsoffene Teilfläche (25) für Wasserdampf einen sd-Wert von etwa 0,05 m bis etwa 50 m oder von etwa 0,2 m bis etwa 2,0 m aufweist.
  5. Feuchteflusssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin enthaltend eine Auswerteeinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, aus dem sd-Wert und der Differenz des Wasserdampfpartialdrucks beiderseits der diffusionsoffenen Teilfläche (25) den Feuchtefluss zu errechnen und/oder weiterhin enthaltend eine Auswerteeinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, den Feuchtefluss mit einem Korrekturfaktor zu versehen.
  6. Feuchteflusssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die diffusionsoffene Teilfläche (25) Polytetrafluorethylen und/oder Polyethylen enthält oder daraus besteht oder dass die diffusionsoffene Teilfläche (25) ein Polymer enthält oder daraus besteht.
  7. Vorrichtung zur integralen Erfassung des Feuchteflusses durch ein Bauteil (3) eines Gebäudes in dessen Innenraum, enthaltend: ein erstes Gehäuse (21), wobei das erste Gehäuse (21) zumindest eine diffusionsoffene Teilfläche (215) aufweist, welche das Gehäuse (21) zum Bauteil (3) des Gebäudes begrenzt und das Gehäuse dazu eingerichtet ist, mit seiner Oberseite dem Innenraum des Gebäudes zugewandt zu sein; ein zweites Gehäuse (22), wobei das zweite Gehäuse (22) zumindest eine diffusionsoffene Teilfläche (225) aufweist, welche das Gehäuse (22) zum Innenraum begrenzt, wobei das zweite Gehäuse (22) dazu eingerichtet ist, mit seiner Unterseite an dem Bauteil (3) des Gebäudes anzuliegen; wobei in jedem Gehäuse (21, 22) eine vorgebbare Menge eines Trocknungsmittels (51, 52) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die diffusionsoffene Teilfläche (215, 225) für Wasserdampf einen sd-Wert von etwa 0,05 m bis etwa 50 m oder von etwa 0,2 m bis etwa 2,0 m aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknungsmittel (51, 52) ausgewählt ist aus Silicagel und/oder zumindest einem Zeolith und/oder Calciumchlorid und/oder Phosphorpentoxid und/oder zumindest einem Molekularsieb und/oder Bentonit.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der sd-Wert der diffusionsoffenen Teilfläche (215, 225) des ersten und des zweiten Gehäuses (21 22) in etwa identisch ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die diffusionsoffene Teilfläche (215, 225) Polytetrafluorethylen und/oder Polyethylen enthält oder daraus besteht oder dass die diffusionsoffene Teilfläche (215, 225) ein Polymer enthält oder daraus besteht.
  12. Verfahren zur Bestimmung des Feuchteflusses durch ein Bauteil (3) eines Gebäudes, bei welchem zumindest ein erster Sensor (11) benachbart zu einer Oberfläche (32) des Bauteils (3) angeordnet wird und zumindest ein zweiter Sensor (12) in größerem Abstand zu der Oberfläche (32) des Bauteils (3) angeordnet wird, wobei zwischen dem ersten Sensor (11) und dem zweiten Sensor (12) zumindest eine diffusionsoffene Teilfläche (25) eines Gehäuses (2) angeordnet ist, und aus der Differenz der absoluten Feuchte und/oder des Wasserdampfpartialdruckes beiderseits der diffusionsoffenen Teilfläche (25) der Feuchtefluss durch die diffusionsoffene Teilfläche (25) bestimmt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die diffusionsoffene Teilfläche (25) für Wasserdampf einen sd-Wert von etwa 0,05 m bis etwa 50 m oder von etwa 0,2 m bis etwa 2,0 m aufweist.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (11) und/oder der zweite Sensor (12) eine Temperatur und eine relative Feuchte erfassen.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dass die diffusionsoffene Teilfläche (25) Polytetrafluorethylen und/oder Polyethylen enthält oder daraus besteht oder dass die diffusionsoffene Teilfläche (25) ein Polymer enthält oder daraus besteht.
  16. Verfahren zur integralen Erfassung des Feuchteflusses durch ein Bauteil (3) eines Gebäude mit folgenden Schritten: Anbringen eines ersten Gehäuses (21) an die Oberfläche (32) des Bauteils (3), wobei das erste Gehäuse (21) zumindest eine diffusionsoffene Teilfläche (215) aufweist, welche das erste Gehäuse (21) zum Bauteil (3) des Gebäudes begrenzt, wobei das erste Gehäuse (21) mit seiner Oberseite dem Innenraum des Gebäudes zugewandt ist; Anbringen eines zweiten Gehäuses (22) an eine Oberfläche (32) des Bauteils (3), wobei das zweite Gehäuse (22) zumindest eine diffusionsoffene Teilfläche (225) aufweist, welche das Gehäuse zu einem Innenraum des Gebäudes begrenzt; Einbringen einer vorgebbaren Menge eines Trocknungsmittels (51, 52) in jedes Gehäuse (21, 22); Wiegen des Trocknungsmittels (51, 52) und ermitteln des Wassergehaltes nach einer vorgebbaren Zeitspanne.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass dass die diffusionsoffene Teilfläche (215, 225) Polytetrafluorethylen und/oder Polyethylen enthält oder daraus besteht oder dass die diffusionsoffene Teilfläche (215, 225) ein Polymer enthält oder daraus besteht.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die diffusionsoffene Teilfläche (215, 225) für Wasserdampf einen sd-Wert von etwa 0,05 m bis etwa 50 m oder von etwa 0,2 m bis etwa 2,0 m aufweist.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18,dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknungsmittel (51, 52) ausgewählt ist aus Silicagel und/oder zumindest einem Zeolith und/oder Calciumchlorid und/oder Phosphorpentoxid und/oder zumindest einem Molekularsieb und/oder Bentonit.
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