ASTM International: Moisture Analysis and Condensation Control in Building Envelopes
H.R. Trechsel (Hrsg.), ASTM, West Conshohocken, PA, 2001

„The above suggests that the prescriptive rules alone will not assure that building envelopes are free of moisture problems. Accordingly, […] we must look to job specific moisture analysis methods and models for the solution to reduce or eliminate moisture problems in building envelopes. This does not mean that the traditional prescriptive rules shouild be ignored or that they should be violated without cause. They should, however, be used as starting points, as first approximations, to be refined and verified by moisture analysis.“ (S. ix)“This chapter will describe the development of an advanced hygrothermal model called WUFI^® ORNL/IBP that is tailored for architects and building envelope designers. Its purpose is to assist during the design stage to optimize the heat and moisture performance of the envelope.
WUFI^®ORNL/IBP is an easy-to-use, menu-driven program for use on a personal computer that can provide customized solutions to moisture engineering and damage assessment for various building envelope systems.“ (S. 136)

EN 15026: Wärme- und feuchtetechnisches Verhalten von Bauteilen und Bauelementen – Bewertung der Feuchteübertragung durch numerische Simulation
„Diese Norm definiert die praktische Anwendung der Software für die wärme- und feuchtetechnische Simulation, die eingesetzt wird bei der Vorhersage der eindimensionalen transienten Wärme- und Feuchteübertragung in Bauteilen von mehrschichtigen Gebäudehüllen, die auf beiden Seiten instationären klimatischen Bedingungen ausgesetzt sind. Im Gegensatz zur stationären Bewertung von Porenkondenswasser mit dem Glaser-Verfahren […] bietet die transiente wärme- und feuchtetechnische Simulation detailliertere und genauere Informationen zur Gefahr feuchtebedingter Probleme in Bauteilen und zur Entwicklung entsprechender Abhilfemaßnahmen.“

Die Norm stellt bezüglich der verwendeten Simulationsmodelle und der erzielten Rechengenauigkeit einige Kriterien auf, welche von hygrothermischer Simulationssoftware erfüllt werden sollten. Alle WUFI-Programme erfüllen diese Kriterien.

2009 ASHRAE Handbook – Fundamentals

(ASHRAE Product Details)
„Computer models can analyze and predict the heat, air, and moisture response of building components. These transient models can predict the varying hygrothermal situations in building components for different design configurations under various conditions and climates, and their capabilities are continually improved. […] For many applications and for design guide development, the actual behavior of an assembly under transient climatic conditions must be simulated, to account for short-term processes such as driving rain absorption, summer condensation, and phase changes.“ (S. 25.13)

ANSI/ASHRAE Standard 160-2021: Criteria for Moisture-Control Design Analysis in Buildings

(ASHRAE press release)
„A number of computer simulation tools have been developed to predict thermal and moisture conditions in buildings and the building envelope. In addition to their use as forensic tools in the investigation of building failures, these computer models are used to make recommendations for building design in various climates. However, results obtained with these models are extremely sensitive to the assumed moisture boundary conditions. […] This standard formulates design assumptions for moisture design analysis and criteria for acceptable performance.“ (S. 2)

WUFI^® in der DIN 4108-3:

Seit der Fassung von 2014 enthält die DIN 4108-3:2018-10 „Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 3: Klimabedingter Feuchteschutz – Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung“ ein 3-stufiges Bemessungskonzept zur Feuchteschutzbeurteilung:

1. 1. 1. 1. 1. Nachweisfreie Konstruktionen
            2. Nachweis mithilfe des Periodenbilanzverfahrens (nach Glaser)
            3. Nachweis mithilfe der hygrothermischen Simulation

Die Anwendung der Stufen 1 und 2 ist ausschließlich für nicht klimatisierte Wohn- oder wohnähnlich genutzte Gebäude zulässig. Das Berechnungsverfahren von Diffusionsvorgängen nach Glaser ist außerdem nicht anwendbar zur Berechnung

• • von begrünten Dachkonstruktionen
  • von erdberührten Bauteilen
  • des Austrocknungsverhalten, wie z.B. im Fall der Abgabe von Rohbaufeuchte oder nach Aufnahme von Niederschlagswasser
  • von nachträglichen Innendämmungen mit R > 1,0 m²K/W auf einschaligen Außenwänden mit ausgeprägten sorptiven und kapillaren Eigenschaften
  • von nicht belüfteten Holzdachkonstruktionen mit Abdichtung

Für diese Fälle, sowie für alle Anwendungsbereiche, die durch die DIN EN 15026 abgedeckt sind oder solche, die beim Nachweis nach Stufe 2 durchfallen, können zur Feuchteschutzbeurteilung hygrothermische Simulationen nach Anhang D (Stufe 3) durchgeführt werden.

WTA-Merkblätter

Merkblatt 6-1-01/D „Leitfaden für hygrothermische Simulationsberechnungen“ (Zusammenfassung)

Merkblatt 6-2-14/D „Simulation wärme- und feuchtetechnischer Prozesse“ (Zusammenfassung)

Diese Merkblätter können über www.wta.de bezogen werden.

Merkblatt zu Feuchteschutz bei Flachdächern in Holzbauweise

Schweizerischer Verband Dach und Wand – Technische Kommission Flachdach: Feuchteschutz bei Flachdächern in Holzbauweise. Merkblatt FD 2/07, März 2018 (Download)

„Aufgrund von neuen Erkenntnissen, Berechnungsmethoden und Materialien sind auch nicht durchlüftete [Flachdachkonstruktionen in Holzbauweise] möglich, bei denen sich die Wärmedämmung zwischen der Tragkonstruktion befindet. […] Für diesen Flachdachtyp sind erhöhter Planungsaufwand und vermehrte Ausführungskontrollen sowie ein umfassender feuchtetechnischer Nachweis mit validierten Simulationsprogrammen wie z.B. WUFI^® erforderlich.“

Swedish Building Regulations – BBR 2011

In der schwedischen Norm  BBR 2011 – The Swedish building regulations (Kapitel 6.5) werden seit 2011 feste Grenzwerte für die Feuchte in einzelnen Materialschichten gefordert. Da diese Feuchtegehalte in der Planung nur mit hygrothermischen Simulationen nicht aber mit Glaser ermittelt werden können, ist deren Anwendung de facto verpflichtend geworden.

DIN EN ISO 6946:2008-04: Bauteile – Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient – Berechnungsverfahren (ISO 6946:2007)

Wärmeübergangswiderstände gemäß DIN EN ISO 6946 können an den Bauteilgrenzen angesetzt und zur Simulation herangezogen werden.

Vor der dynamischen Simulation wird der Wärmedurchgangskoeffizient anhand des Schichtaufbaus und entsprechenden Materialdaten für opake Bauteile ermittelt, während der hygrothermischen Simulation wird dieser jedoch nicht konstant angesetzt.

Für das statische Monatsbilanzverfahren werden die Wärmedurchgangskoeffizienten nach DIN EN ISO 6946 (homogen, oder inhomogen) für opake Bauteile ermittelt.

DIN EN ISO 13790: Energieeffizienz von Gebäuden – Berechnung des Energiebedarfs für Heizung und Kühlung

DIN EN ISO 13790 „enthält Berechnungsverfahren für die Ermittlung des Jahresenergiebedarfs für die Raumheizung und -kühlung eines Wohngebäudes oder eines Nichtwohngebäudes oder Teile davon [.] […] Dieses Verfahren umfasst die Berechnung:

1. der Wärmeübertragung der Gebäudezone durch Transmission und Lüftung, wenn die Gebäudezone so geheizt bzw. gekühlt wird, dass eine konstante Innentemperatur beibehalten wird;
2. des Beitrages der inneren und solaren Wärmeeinträge zur Wärmebilanz des Gebäudes;
3. des jährlichen Energiebedarfs für Heizung und Kühlung zur Aufrechterhaltung der festgelegten Soll-temperaturen im Gebäude, ohne Berücksichtigung von latenter Wärme;
4. des jährlichen Energiebedarfs für Heizung und Kühlung des Gebäudes, unter Anwendung der Eingangsdaten der entsprechenden Systemnormen […]

Das Gebäude kann verschiedene Zonen mit unterschiedlichen Solltemperaturen sowie intermittierenden Heiz- und Kühlbetrieb aufweisen. Bei dem Berechnungszeitraum handelt es sich entweder um einen Monat oder um eine Stunde.“ Die Ausführung dieser Berechnungen kann gemäß der Norm unter anderem durch dynamische Simulationsverfahren erfolgen.

DIN EN ISO 13791: Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Sommerliche Raumtemperaturen bei Gebäuden ohne Anlagentechnik – Allgemeine Regeln und Validierungsverfahren

DIN EN ISO 13791 „legt die Annahmen, Randbedingungen […] und Validierungsprüfungen […] für [die] Berechnung der Innentemperaturen (Luft und operativ) eines Einzelraumes ohne Kühl-/Heizanlage während der warmen Jahreszeit […] fest“. WUFI^® Plus wird zurzeit mit den in diesem Dokument beschriebenen Validierungsverfahren überprüft.

DIN EN ISO 15255: Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Berechnung der wahrnehmbaren Raumkühllast – Allgemeine Kriterien und Validierungsverfahren

„Der Zweck dieser Europäischen Norm besteht in der Validierung von Berechnungsverfahren, die für Folgendes eingesetzt werden:

• Bewertung der maximalen Kühllast für die Auswahl der Ausrüstung und die Bemessung der Kühlanlage;
• Bewertung des Temperaturprofils bei verringerter Kühlkapazität der Anlage;
• Bereitstellung von Daten für die Bewertung der geeignetsten Möglichkeiten der Verringerung der Last;
• Ermöglichen der Analyse der Teillasten, die für die Bemessung, den Betrieb und die Regelung der Anlage erfoderlich ist.

Das Validierungsverfahren wird angewendet, um das Modell der Wärmebilanz des Raumes bezogen auf die sensible Wärme zu überprüfen“.

WUFI^® Plus wird in naher Zukunft mit den in diesem Dokument beschriebenen Validierungsverfahren überprüft.

DIN EN ISO 15265: Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Berechnung des Heiz- und Kühlenergieverbrauchs – Allgemeine Kriterien und Validierungsverfahren

In DIN EN ISO 15265 werden „Annahmen, Randbedingungen sowie ein Verfahren zur Validierung von Verfahren für die dynamische Berechnung des Jahresheiz- und Jahreskühlenergiebedarfs eines Gebäudes oder eines Gebäudeteils definiert. Auf diese Weise kann mit Hilfe des dynamischen Verfahrens, das für die Berechnung des Bemessungsheiz- und Bemessungskühllasten angewendet wird, auch der für die Abschätzung des jährlichen Energiebedarfs erforderliche Kühl- und Heizbedarf erstellt werden“. WUFI^® Plus wird in naher Zukunft mit den in diesem Dokument beschriebenen Validierungsverfahren überprüft.

DIN 4108-2:2013-02: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz

Zitat Absatz 8.4.1 Allgemeines: „Insbesondere, wenn die Anwendbarkeit des in 8.3 beschriebenen vereinfachten Verfahrens ausgeschlossen ist, ist zur Bewertung der thermischen Verhältnisse eine dynamisch-thermische Simulationsrechnung durchzuführen.

Insbesondere aufgrund der Vielzahl der bei dynamisch-thermischen Simulationsrechnungen zu berücksichtigenden Einflüsse ist der Ansatz der durch 8.4.2 vorgegebenen einheitlichen Berechnungsrandbedingungen wesentliche Voraussetzung für die Nachweisführung.“

WUFI^® Plus erfasst festgelegte Einflüsse und, wenn gewünscht, setzt automatisch entsprechende Berechnungsrandbedingungen zur Bewertung des sommerlichen Wärmeschutzes anhand der operativen Innentemperatur und den Übertemperaturgradstunden.

VDI 6020 – 1: Anforderungen an Rechenverfahren zur Gebäude- und Anlagensimulation – Gebäudesimulation

„Die Richtlinie erlaubt dem Anwender die prinzipielle Prüfung der in Programmen für die thermische und energetische Gebäudesimulation eingesetzten Rechenverfahren durch Berechnung der Testbeispiele […] und Vergleich mit den in der Richtlinie dargestellte Ergebnissen.“ WUFI^® Plus wird in Zukunft mit den in diesem Dokument beschriebenen Validierungsverfahren überprüft.

VDI 2078: Berechnung von Kühllast und Raumtemperaturen von Räumen und Gebäuden (VDI-Kühllastregeln)

„Der Geltungsbereich [dieser Richtlinie] umfasst […] die

• Berechnung der Kühllast
• Berechnung der Raumlufttemperatur
• Berechnung der operativen Temperatur

für Räume aller Art mit und ohne Klimatisierung unter Berücksichtigung aller relevanten das thermische Raumverhalten beeinflussenden Parameter.“

Außerdem gibt diese Richtlinie eine Auswahl von Testbeispielen für die Validierung von Programmen zur thermischen und energetischen Gebäudesimulation vor. Zusätzlich sind ebenfalls die zulässigen Grenzwerte der Testbeispiele der VDI 6007 – 1 und der VDI 6020 einzuhalten. WUFI^® Plus wird in Zukunft mit den in diesem Dokument beschriebenen Validierungsverfahren überprüft.

VDI 6007 – 1: Berechnung des instationären thermischen Verhaltens von Räumen und Gebäuden – Raummodell

„Das in dieser Richtlinie beschriebene Verfahren dient als Grundlage für Berechnungen des instationären thermischen Verhaltens von Räumen und Gebäuden. Das Verfahren ermöglicht die Berechnung von Lasten und Raumtemperaturen unter korrekter Berücksichtigung der thermischen Eigenschaften der Bauteile sowie deren instationäres Verhalten (adiabat/ nicht adiabat). Damit dient das Verfahren auch der thermisch-bauphysikalischen Bewertung von Räumen und Gebäuden“.

Außerdem gibt diese Richtlinie eine Auswahl von Testbeispielen für die Validierung von Programmen zur thermischen und energetischen Gebäudesimulation vor. WUFI^® Plus wird in Zukunft mit den in diesem Dokument beschriebenen Validierungsverfahren überprüft.

DIN EN ISO 7730:2006-05: Ergonomie der thermischen Umgebung – Analytische Bestimmung und Interpretation der thermischen Behaglichkeit durch Berechnung des PMV- und des PPD-Indexes und Kriterien der lokalen thermischen Behaglichkeit

Die Norm enthält Verfahren, anhand deren das allgemeine menschliche Wärmeempfinden und der Grad der Unbehaglichkeit (thermische Unzufriedenheit) von Menschen vorausgesagt werden können, die einem gemäßigten Umgebungsklima ausgesetzt sind. Sie ermöglicht die analytische Bestimmung und Interpretation der thermischen Behaglichkeit durch die Berechnung von PMV (predicted mean vote) und PPD (predicted percentage of dissatisfied) und der örtlichen Kriterien für thermische Behaglichkeit, indem sie die Umgebungsbedingungen, die für den allgemeinen thermischen Komfort sowie die lokale Unbehaglichkeit als akzeptabel betrachtet werden, beschreibt.

Die Norm gilt für gesunde Männer und Frauen, die einem Innenraumklima ausgesetzt sind, durch das ein Gefühl thermischer Behaglichkeit erreicht werden soll, oder in dem es zu moderaten Abweichungen vom Zustand der Behaglichkeit kommt, in der Gestaltung neuer Umgebungen oder der Anpassung existierender.

Obwohl diese Norm für die Arbeitsumgebung erstellt wurde, kann sie aber auch auf jede andere Art der Umgebung angewendet werden. Das Innenraumklima, simuliert mit WUFI® Plus dient zur analytischen Bestimmung und Interpretation der thermischen Behaglichkeit durch Berechnung des PMV- und des PPD-Indexes.

DIN EN 15251:2012-12: Eingangsparameter für das Raumklima zur Auslegung und Bewertung der Energieeffizienz von Gebäuden – Raumluftqualität, Temperatur, Licht und Akustik

„Die vorliegende Norm legt fest, wie Auslegungskriterien für die Anlagendimensionierung erstellt und verwendet werden können. Darüber hinaus legt sie die Hauptparameter fest, die als Eingangswerte für die Gebäudeenergieberechnung und die Langzeitbewertung des Innenraumklimas verwendet werden. Schließlich benennt diese Norm Parameter, die zur Überwachung des Innenraumklimas entsprechend der Energieeffizienzrichtlinie zu verwenden sind. Je nach Gebäudetyp, den sich im Raum aufhaltenden Personen, Klima und nationalen Unterschieden können unterschiedliche Kategorien für Kriterien angewendet werden. Diese Norm legt mehrere unterschiedliche Kategorien des Innenraumklimas fest, die für einen zu konditionierenden Raum ausgewählt werden können. Diese Kategorien können auch verwendet werden, um eine jährliche Gesamtbeurteilung des Innenraumklimas über den prozentualen zeitlichen Anteil in jeder Kategorie zu geben.“

WUFI^® Plus berechnet das Innenraumklima und zeigt nach der Simulation den prozentualen zeitlichen Anteil in den entsprechenden Kategorien.

DIN EN 13779:2007-09 : Lüftung von Nichtwohngebäuden – Allgemeine Grundlagen und Anforderungen für Lüftungs- und Klimaanlagen und Raumkühlsysteme

„Diese Europäische Norm gilt für die Planung und Ausführung von Lüftungs- und Klimaanlagen in Nichtwohngebäuden, die für den Aufenthalt von Menschen bestimmt sind; […] Bei der Klassierung wird eine Einteilung in unterschiedliche Kategorien vorgenommen. Hierzu sind für einige Werte Beispiele und für Anforderungen übliche Bereiche mit Standardwerten angegeben. Die in der Norm aufgeführten Standardwerte als solche sind nicht normativ und sollten in den Fällen angewendet werden, in denen keine anderen Werte festgelegt sind. Die Klassierung sollte stets dem Typ und der vorgesehenen Nutzung des Gebäudes entsprechen; wenn die in dieser Norm angegebenen Beispiele nicht angewendet werden, sollte die Klassierungsgrundlage erläutert werden.“

Die Berechnung der CO₂-Konzentration anhand definierter CO₂-Quellen und definierter, oder simulierter Luftwechselraten und Lösung der CO₂-Massenbilanz innerhalb verschiedener Gebäudezonen in WUFI® Plus kann zur Klassifizierung nach CO₂-Konzentration der Raumluft nach DIN EN 13779 herangezogen werden.

DIN EN 13829:2001-02: Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Bestimmung der Luftdurchlässigkeit von Gebäuden – Differenzdruckverfahren (ISO 9972:1996, modifiziert)

„Das Differenzdruckverfahren dient dazu, die Luftdichtheit der Hülle von Gebäuden oder Gebäudeteilen zu charakterisieren. […] Mit dem hier beschriebenen Verfahren werden Luftströme von außen nach innen durch die Gebäudehülle oder umgekehrt erfasst. Luftströme von außen in die Konstruktion hinein und wieder zurück nach außen werden nicht erfasst.“

WUFI^® Plus ermöglicht natürlich nicht den Ersatz einer realen Messung an einem bestehenden Gebäude mit dem Druckdifferenzverfahren nach DIN EN 13829. Jedoch kann mit WUFI^® Plus die Gebäudedurchströmung infolge Druckdifferenzen und definierten und parametrisierten Strömungswegen durch die Gebäudehülle und durch Innenbauteile simuliert werden. Das eingegebene Gebäudemodell und die parametrisierten Strömungspfade können in Anlehnung an das Differenzdruckmessverfahren auf Plausibilität geprüft werden. Ebenfalls können Kennwerte, ermittelt mit dem Differenzdruckverfahren, herangezogen werden, um die Strömungspfade des Gebäudemodells zu parametrisieren.