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B. Nusser:
"Flachgeneigte hölzerne Dachkonstruktionen, Systemanalysen und neue Ansätze zur Planung hygrisch robuster flachgeneigter hölzerner Dachkonstruktionen unter Beachtung konvektiver Feuchteeinträge und temporärer Beschattungssituationen";
Betreuer/in(nen), Begutachter/in(nen): T. Bednar, K. Sedlbauer; Institut für Hochbau und Technologie, Forschungsbereich für Bauphysik und Schallschutz, 2012; Rigorosum: 03.04.2012.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird der Feuchtehaushalt von flachgeneigten hölzernen Dachkonstruktionen unter variierenden Einflussfaktoren experimentell und simulationsbasiert analysiert. Es werden ebenfalls neue wissenschaftliche Methoden entwickelt,
welche es ermöglichen, im Planungsprozess schnell die geeignete Dachkonstruktion zu finden.
Im ersten Teil der Arbeit werden hierfür zehn verschiedene hölzerne Flachdachkonstruktionen, bestehend aus Foliendächern, Gründächern und metallgedeckten Dächern im Realmaßstab untersucht. Die Freilandversuche erfolgen unter besonnten sowie bei sechs Aufbauten zusätzlich unter Vollzeit beschatteten Randbedingungen. Anhand der
Messdaten werden die Einflussfaktoren auf den Feuchtehaushalt der verschiedenen Dachkonstruktionen ermittelt. Es wird messtechnisch nachgewiesen, dass:
I. Beschattungen sich negativ auf den Feuchtehaushalt der Dächer auswirken
II. ein Gründach einen ähnlichen Effekt wie eine dauerhafte Beschattung hat
III. die untersuchten metallgedeckten Dächer sich hygrisch am günstigsten verhalten
IV. durch die Verwendung einer feuchteadaptiven Dampfbremse (FADAB) im Vergleich zu einer PE-Folie mit sd > 100 m eine deutlich stärkere Rücktrocknung von Feuchtigkeit aus dem Gefach erreicht wird
V. eine FADAB mit höherer Spreizung im sd-Wert Vorteile gegenüber einer FADAB mit geringerer Spreizung bringt
VI. durch die Verwendung einer OSB anstelle einer diffusionsoffeneren MDF als innenseitige Beplankung erhöhte Feuchten im Gefach auftreten
VII. die Luftdichtheit der OSB im Vergleich zu einer Dampfbremsbahn geringer ist
VIII. es in den Gefachen zu Rotationsluftströmungen kommt
Im zweiten Teil der Arbeit wird ein statistisch begründeter Ansatz zur Berücksichtigung von konvektiven Feuchteeinträgen in Dächer präsentiert, wobei neben der Ausführungsqualität auch die Bedingungen bei der Dachfertigung berücksichtigt werden.
Es wird gezeigt, dass die Luftdichtheit des Daches ggf. einen entscheidenden Einfluss auf die Verwendbarkeit der Konstruktion hat.
Des Weiteren wird ein Verfahren hergeleitet, durch welches spezifische Beschattungssituationen bei der Tauglichkeitsbeurteilung von hölzernen Flachdächern berücksichtigt werden können, ohne dass zusätzliche Simulationen der Beschattung notwendig werden.
Mit Hilfe einer Grafik zu den maximal möglichen Beschattungsdauern kann die Eignung der Dachkonstruktion schnell beurteilt werden. Das vorgestellte Verfahren wird durch eine Sensitivitätsanalyse überprüft.
Abschließend wird mit Hilfe eines ntscheidungsbaums aufgezeigt, wie die maßgebenden Faktoren auf die Dauerhaftigkeit von hölzernen Flachdächern bei der Planung praxistauglich berücksichtigt werden können.

In the course of this studys the moisture behavior of flat wooden roofs is analysed. Simulations and experimental investigations under varying influencing factors are conducted. Also new scientific methods, which can be used to quickly find the suitable roof construction in the design phase, are developed.
In the first part of this work, ten different full scale flat wooden roofs (membrane roofs, green roofs and sheet metal roofs) are studied. The field experiments are carried out under sun exposed and with six roofs additionally under fulltime shaded conditions. The
measured values determine the key factors of the moisture behavior of the roof constructions.
The measurements show that:
I. shading negatively impacts the moisture behavior of the roofs
II. a green roof shows similar behavior to fully shaded conditions
III. sheet metal roofs manage moisture best of all roof types
IV. the inclusion of a smart vapor retarder (SVR) is able to achieve more distinct drying behavior compared to a PE-foil with sd > 100 m
V. a SVR with a large variation of the sd-value is more advantageous than a SVR with a lower variation
VI. the use of OSB as inner sheeting can result in higher humidity in the cavity than a MDF which is more vapour permeable
VII. the air tightness of OSB is lower than that of a vapor retarder membrane.
VIII. free convection occurs in the cavities.
In the second part of the work, a statistical approach is presented to consider air exfiltration into the roofs. In addition to workmanship, the manufacturing condition of the roof is considered. It is shown that the air tightness of the roof could have a decisive impact on the usability of the roof construction.
A method is also derived by which specific shading conditions on the flat roof can be taken into account without the need for additional shading simulations. The suitability of the roof can be rated quickly using a diagramm with the maximum shading durations.
The proposed method is verified by a sensitivity analysis.
Finally, using a decision tree shows how the important factors in planning a hygrically robust flat wooden roof can be considered in a simple way.

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