Kondensationsrisikobewertung in der Planung von Stahl-Glas-Konstruktionen - Erfahrungen bei der rechnerischen Auslegung und messtechnischen Untersuchung an Großmustern

Der Feuchteschutz bei Bauwerken und von Konstruktionen ist essentiell, da nicht nur langfristig Schäden an der Konstruktion ausgeschlossen, sondern auch nutzungsgerechte Raumbedingungen erreicht werden sollen. Die Folgen eines unzureichenden Feuchteschutzes würden die funktionale oder ästhetische Qualität des Bauwerks negativ beeinflussen.
Bei Stahl-Glas-Konstruktionen liegt der Fokus des Feuchteschutzes zunächst auf einem korrekt ausgeführten Korrosionsschutz der Stahlbauteile, da sie das primäre und oft auch das sekundäre Tragwerk bilden. Die Einfassung der Glaselemente wird üblicherweise durch eloxierte oder beschichtete Aluminium-Profil-Systeme erreicht, die hinsichtlich des Korrosionsschutzes unproblematisch sind. Die Beachtung einer korrekten thermischen Trennung, das Fügen von Bauteilen und die fertigungstechnische Qualität entscheiden bei solchen Metallbaukonstruktionen über eine fachgerechte und einwandfreie Ausführung. Das ist wichtig, da bei derartigen Konstruktionen die Kondensation und Tauwasserbildung in der Konstruktion oder an Bauteiloberflächen negative Auswirkungen, wie Wasserablagerungen am Glas oder Tropfenbildung hat und in der Folge andere Gewerke schädigen kann.
Die Einschätzung, inwieweit ein solches Risiko besteht, wird im Planungsprozess typischerweise durch Berechnungen vorgenommen. Bei einer beispielhaften Gitternetzschalenkonstruktion für ein nordamerikanisches Projekt wurden ergänzende messtechnische Untersuchungen an Großmustern, sogenannten Mock-ups, durchgeführt, um unter anderem eine bessere Einschätzung zum Kondensationsverhalten zu erhalten.
Der vorliegende Artikel vergleicht die thermischen Berechnungen an kritischen Details mit den entsprechenden messtechnischen Untersuchungen und zeigt Gründe für Unterschiede und Aussagegenauigkeiten auf. Ergänzend sind relevante Normen und Richtlinien zur Kondensatrisikobewertung für Europa und Nordamerika zusammengefasst und der messtechnische Aufbau dargestellt.

Assessing the condensation risk in the design of steel-and-glass structures - Experiences with computational analysis and measurement studies on true-to-scale prototypes
Control of condensation in buildings and constructions is important, as long-term damages to constructions are eliminated and appropriate interior conditions must be achieved. Otherwise, the consequences of insufficient moisture protection may result in negative impacts on the functional and aesthetic quality of the building.
With steel-and-glass constructions, the focus of moisture protection is primarily the correct corrosion protection of the steel components, as they often serve as the primary and secondary supporting structure. The glass elements are usually mounted on anodized or coated aluminum profile systems, which are unproblematic in terms of corrosion protection. The attention to a correct thermal break, the joint details and the manufacturing quality are crucial for a good and perfect-performing metal construction. This is important, as condensation and dew on the construction or component surfaces can lead to negative effects such as water deposition on the glass or dripping.
The evaluation of the extent to which such a risk exists is typically estimated in the planning process by performing calculations. In the case of an exemplary grid shell structure for a North American project, supplementary measurement studies were carried out on large samples, so-called mock-ups, to achieve a better understanding of the condensation behavior.
This paper compares the thermal calculations on critical details with the corresponding measurement studies and discusses reasons for differences and precision. In addition, relevant standards and guidelines for condensation risk assessments for Europe and North America are summarized and the measurement setup is outlined.