Wasserdampfdiffusionswiderstand

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

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

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

Multipliziert man die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl mit der Dicke der Bauteilschicht, so erhält man die wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke $s_{\mathrm {d} }$ (sd-Wert).

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

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

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

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

Stoffbeispiele

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

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl einiger Stoffe nach DIN EN ISO 10456:

Stoff	Rohdichte kg/m³	µ
		trocken	feucht
Luft	1,23	1	1
Kork	120	10	5
Gips	600–1.500	10	4
Gipskartonplatten	700--900	10	4
Beton, mittlere Rohdichte	1.800	100	60
Beton, hohe Rohdichte	2.400	130	80
Glas, Metalle	–	∞	∞
Wärmedämmstoffe
Expandierter Polystyrol- Hartschaum (EPS, Styropor)	10–50	60	60
Extrudierter Polystyrol- Hartschaum (XPS)	20–65	150	150
Polyurethanhartschaum	28–55	60	60
Mineralwolle	10–200	1	1
Schaumglas	100–150	∞	∞
Perlitplatten	140–240	5	5
Holzfaserdämmplatten	150–250	10	5
Mauerwerksstoffe
Vollziegel (gebrannter Ton)	1.000–2.400	16	10
Blähton Leichtbeton LAC2 (gebrannte Tonperlen, zementgebunden)	500–550	5	5
Kalksandstein	900–2.200	20	15
Porenbeton	300–1.000	10	6
Mauer-, Putzmörtel	250–2.000	20	10
Holz, Holzwerkstoffe
Konstruktionsholz	500	50	20
Konstruktionsholz	700	200	50
Sperrholz nach DIN, leicht	300	150	50
Sperrholz nach DIN, schwer	1.000	250	110
Sperrholz, mittlere Dichte 1)	700	200	70
Spanplatte	300	50	10
Spanplatte	900	50	20
OSB-Platte 2)	650	50(-300)	30(-200)
Holzfaserplatte	250	5	3
Holzfaserplatte, MDF 3)	400	10	5
Holzfaserplatte, MDF 4)	600	20	12
Holzfaserplatte, MDF 5)	800	30	20
Massive Kunststoffe
Acrylkunststoffe	1.050	10.000	10.000
Polycarbonate	1.200	5.000	5.000
Polytetrafluorethylen (PTFE)	2.200	10.000	10.000
Polyvinylchlorid (PVC)	1.390	50.000	50.000
Polymethylmethacrylat (PMMA)	1.180	50.000	50.000
Polyazetatkunststoffe 6)	1.410	100.000	100.000
Polyamid (Nylon)	1.150	50.000	50.000
Polyethylen	920–980	100.000	100.000
Polystyrol	1.050	100.000	100.000
Polypropylen	910	10.000	10.000
Polyurethan (PU)	1.200	6.000	6.000
Epoxidharz	1.200	10.000	10.000
Phenolharz	1.300	100.000	100.000
Polyesterharz	1.400	10.000	10.000
Gummi
Naturkautschuk	910	10.000	10.000
Chloropren-Kautschuk	1.240	10.000	10.000
Butylkautschuk	1.200	200.000	200.000
Schaumgummi	60–80	7.000	7.000
Gestein
Kristalliner Naturstein	2.800	10.000	10.000
Sediment-Naturstein	2.600	250	200
Leichter Sediment-Naturstein	1.500	30	20
Poröses Gestein, z. B. Lava	1.600	20	15

¹⁾ Im "ökologischen Baustoffinformationssystem des Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung" wird bei einer Dichte von 400 bis 800 ein µ-Wert von 110 trocken und 50 feucht angegeben

²⁾ Die angegebenen Werte weichen stark voneinander ab und variieren möglicherweise mit Art und Menge des Bindemittels. Eine Quelle nennt etwa 300 trocken und 200 feucht.

³⁾ laut ÖNORM EN 13986

⁴⁾ laut ÖNORM EN 13986 liegt µ bei 12 bis 20, laut Forschungsbericht erreichen jedoch nur spezielle diffusionsoffene MDF-Platten einen µ-Wert von 16

⁵⁾ laut DIN EN 12524 liegt µ 5 bei 20, laut ÖNORM EN 13986 liegt µ bei 20 bis 30 und laut Forschungsbericht liegt µ bei 20 bis 67

⁶⁾ Die Quelle der Angaben ist nicht bekannt.

Siehe auch

• Dampfsperre
• Atmende Wand

Literatur

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

Weblinks

• Berechnung des Dampfsperrwerts