Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

Simulationsmodelle für Gebrauchstauglichkeitsuntersuchungen von Holzbauteilen durch künstliche Bewitterung

Simulation models for investigating the fitness for use of timber components through artificial weathering
 
: Herlyn, J.W.

:

Bauphysik 24 (2002), Nr.3, S.157-160
ISSN: 0171-5445
ISSN: 1437-0980 (Online)
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer WKI ()

Abstract
Die Eignung neu entwickelter Holzbauteile oder Holzwerkstoffe ist häufig nur über lang andauernde und entsprechend kostenintensive Praxisversuche nachzuweisen. Die Untersuchungsdauer kann durch Bewitterungssimulationen in Doppelklimaanlagen verkürzt werden. Voraussetzung für eine künstliche Bewitterung ist ein geeignetes Simulationsmodell. In dem Modell müssen die natürlichen Klimabelastungen in der Art nachgestellt werden, daß die Beanspruchungen des Bauteils im Versuch denjenigen in der Natur entsprechen. Zu diesem Zweck sind die Wirkungspfade der Klimabelastungen auf das Holzbauteil aufzustellen. Anschließend wird mit Hilfe des Test Tailoring ein Modell entwickelt, in dem die Belastungen zur Verkürzung der Versuchsdauer zeitgerafft und beschleunigt werden. Hierfür wird ein Computerprogramm zur Berechnung instationärer gekoppelter Wärme‐ und Feuchteströme in Bauteilen eingesetzt. Die Zeitstraffung und Beschleunigung von Bewitterungsmodellen sind in erster Linie von der Reaktionsgeschwindigkeit des Holzes oder der Holzwerkstoffe bei Feuchteänderungen abhängig. Diese Geschwindigkeit wird von der Geometrie sowie der Feuchteleit‐ und Feuchtespeicherfähigkeit beeinflußt. Anhand von unterschiedlichen Holzbauteilen werden die jeweils entwickelten Simulationsmodelle mit exemplarischen Ergebnissen vorgestellt. Dabei wird die jeweilige Vorgehensweise zur Entwicklung der Modelle erläutert. Die Simulationsmodelle enthalten neben den Belastungen aus Lufttemperatur und relativer Luftfeuchte auch Belastungen aus Niederschlag und Sonnenstrahlung.

 

The suitability of newly developed timber components or timber materials can often only be established through prolonged and therefore costintensive experiments. The duration of the experiments can be reduced through weathering simulations in dual climate chambers. A suitable simulation model is a prerequisite for artificial weathering. The model has to simulate the natural climatic influences in such a way that the stresses on the components during the experiment match those occurring naturally. To this end, the causes and effects of the climatic loads on the timber components have to be established. Subsequently, the test tailoring method is used to develop a model in which the loads are accelerated and simulated in fast motion in order to shorten the duration of the experiment. A computer program for calculating non-stationary, coupled heat and moisture flow in components is used for this purpose. The fast motion and acceleration of weathering models predominantly depend on the reaction speed of the timber or timber materials during changes in moisture content. This speed is influenced by the geometry and by the moisture conduction and moisture storage capability. The simulation models developed for different timber components are presented, together with exemplary results. The respective strategies for the development of the models are explained. Apart from the loads due to air temperature and relative humidity, the simulation models also take into account the loads due to precipitation and solar radiation.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-15326.html