DE102008039857A1 - Thermally insulated metallic roof and gutter constructions moisture detecting method, involves changing impedance value during entry of humidity into roof construction, and detecting and evaluating change of impedance - Google Patents
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- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
- G01N27/223—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion von Feuchte in wärmegedämmten metallischen Dach- und Dachrinnenkonstruktionen, die einen zweischaligen Aufbau mit zwischengelagerter Wärmedämmung und Dampfsperre aufweisen. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.The The invention relates to a method for detecting moisture in heat-insulated metallic roof and gutter constructions, which have a clam shell Construction with interim heat insulation and Have vapor barrier. The invention also relates an arrangement for carrying out the method.
[Stand der Technik][State of the art]
Zur
Ortung von Undichtigkeitsstellen auf Flachdächern ist gemäß
Diese Anordnung umfasst eine Vorrichtung, welche dazu geeignet ist, einen ersten Messkreis mit einem Prüfsignal zu beaufschlagen, wobei durch Schließen dieses Messkreises mittels eines Abtastleiters ein von dem Abstand des Abtastleiters zum Ort der Leckage abgängiges Messsignal erzeugt wird.These Arrangement comprises a device which is suitable to a apply a test signal to the first measuring circuit, by closing this measuring circuit by means of a Abtastleiters a from the distance of the Abtastleiters to the place of Leakage Abgängiges measurement signal is generated.
Dieses Verfahren erfordert, dass eine Person die Dachfläche mit Hilfe der beschriebenen Anordnung nach einer Leckage systematisch absucht, was in Abhängigkeit von der Ausdehnung der zu prüfenden Dachfläche mit einen sehr hohen zeitlichen Aufwand verbunden ist.This Procedure requires that a person use the roof surface Help the described arrangement after a leak systematically searches what, depending on the extent of the testing roof surface with a very high expenditure of time connected is.
Gemäß
Gemäß
Derartige bekannte Lösungen, die sich auf eingebrachte Standard-Feuchte-Sensoren stützen, können in jeden Fall nur punktuell die Feuchte in der Wand-, Dach- und Dachrinnenkonstruktion erfassen. Mit diesen Lösungen ist es nur zum Teil möglich, in den Dachaufbau und damit in die Dämmung selbst eindringendes Wasser zu erfassen (z. B. in Wasserrinnen, Versottung). Darüber hinaus ist insbesondere bei großen Dachflächen die einzusetzende Anordnung mit einem erheblichen materiellen und damit Kostenaufwand verbunden.such known solutions based on introduced standard humidity sensors In any case, only occasionally the Capture moisture in the wall, roof and gutter construction. With These solutions are only partially possible in the Roof construction and thus penetrating into the insulation itself Capture water (eg in water channels, sooting). About that In addition, especially with large roof areas the arrangement to be used with a substantial material and associated costs.
[Aufgabe der Erfindung]OBJECT OF THE INVENTION
Die Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Detektion und Lokalisierung von Feuchte in wärmegedämmten metallischen Dach- und Dachrinnenkonstruktionen.The The object of the invention is to provide a method for Detection and localization of moisture in thermally insulated metallic roof and gutter constructions.
Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Ausführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen.Farther It is the object of the invention, an arrangement for execution to provide the method.
Erfindungsgemäß wird das Verfahren bei wärmegedämmten metallischen Dachkonstruktionen angewendet, die in ihren wesentlichen Elementen aus einer elektrisch leitenden, mit der Gebäudekonstruktion verbundenen Tragschale, einer auf der Tragschale ausgelegten Dampfsperre, einer auf der Dampfsperre ausgelegten Dämmung und einer auf der Dämmung aufliegenden metallischen Dachaussen haut besteht. Die Dachaussenhaut ist mit der Tragschale über elektrisch isolierende Stützelemente beabstandet verbunden.According to the invention the method of thermally insulated metallic Roof structures applied in their essential elements an electrically conductive, with the building construction connected tray, a designed on the tray vapor barrier, a designed on the vapor barrier insulation and a on the insulation resting metallic roof eaves skin consists. The roof outer skin is over with the tray electrically insulating support elements connected at a distance.
Die metallische Dachaussenhaut bildet eine erste Elektrode eines Plattenkondensators und die metallische Tragschale die zweite Elektrode des Plattenkondensators. Das Dielektrikum des Plattenkondensators wird aus der Dämmung, der Dampfsperre und den Stützelementen gebildet.The metallic roof skin forms a first electrode of a plate capacitor and the metallic tray the second electrode of the plate capacitor. The dielectric of the plate capacitor is removed from the insulation, the vapor barrier and the support elements formed.
Der auf diese Weise gebildete Plattenkondensator weist im trockenen Zustand einen Referenzwert für den Real- und Imaginärteil der Impedanz auf, wobei sich der Wert der Impedanz bei Eintrag von Feuchtigkeit in die Dachkonstruktion im Vergleich zum Referenzwert verändert. Die Änderung der Impedanz wird erfasst und ausgewertet. Bei Feuchteeintrag in die Wärmedämmung sinkt der Realteil und es steigt der Imaginärteil der Impedanz gegenüber dem 'trockenen' Referenzwert.Of the plate capacitor formed in this way has in the dry State a reference value for the real and imaginary parts the impedance, wherein the value of the impedance at entry of Moisture in the roof construction compared to the reference value changed. The change in impedance is detected and evaluated. When moisture enters the thermal insulation the real part decreases and the imaginary part of the impedance increases against the 'dry' reference value.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die Anordnung gemäß Anspruch 2 ausgeführt. In den abhängigen Unteransprüchen werden vorteilhafte Abweichungen und Varianten der erfindungsgemäßen Anordnung beansprucht.The inventive method is characterized by the arrangement executed according to claim 2. In the dependent Subclaims are advantageous deviations and variants claims the inventive arrangement.
[Beispiele][Examples]
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen inThe Invention will become apparent from an embodiment described. The accompanying drawings show in
In
Die
Dachkonstruktion
Um
den geltenden Erfordernissen bezüglich Wärmeschutz
und Energieeinsparung zu genügen, ist eine entsprechende
Dicke des Dämmmaterials erforderlich. Der Verwendung von
ausschließlich trittfester Dämmung
Die
komprimierbare Wärmedämmung
Da
die Dachaussenhaut
Trotz
sorgfältiger Bauausführung kann bei den beschriebenen
zweischaligen wärmegedämmten metallischen Dachkonstruktionen
durch Konvektion und Diffusion sowie Beschädigungen in
der Dachaussenhaut
Die
Tragschalen
Die
Dampfsperre
Die
Wärmedämmung wird entsprechend der geltenden Norm
und in Anlehnung an die ENEV „Energie-Effizienz-Verordnung” ausgeführt.
Bei den genannten Dächern liegt die metallische Dachaussenhaut
Die
Stützelemente
Für
die Sogverankerung werden hier durch die trittfeste Dämmung
Die
Dachaussenhaut
Die
Detektion von eindringender Feuchte in großflächigen,
wärmegedämmten metallischen Dachkonstruktionen
durch Konvektion, Diffusion oder Schäden an der Dachaussenhaut
Die
metallische Tragschale
Die
Kapazität eines verlustfreien des Plattenkondensators berechnet
sich näherungsweise zu
- ε0 –
- Dielektrizitätskonstante des Vakuums
- εr –
- relative Dielektrizitätskonstante des Material (hier des Materials der Wärmedämmung)
- ε 0 -
- Dielectric constant of the vacuum
- ε r -
- relative dielectric constant of the material (here the material of the thermal insulation)
Die
elektrisch isolierende Dampfsperre, Wärmedämmung
und Zwischenkonstruktion stellen das geschichtete, verlustbehaftete
Dielektrikum des Plattenkondensators dar, wie in
- CDach und RDach :
- Kapazität und Verlustwiderstand der Wärmedämmung
- CZK und RZK:
- Kapazität und Verlustwiderstand der Zwischenkonstruktion
- CD und RD:
- Kapazität und Verlustwiderstand der Diffusionssperre
- CST und RST:
- Kapazität und Verlustwiderstand der Streukapazitäten (insbe sondere an den Randsektionen)
- C roof and R roof :
- Capacity and loss resistance of the thermal insulation
- C ZK and R ZK :
- Capacity and loss resistance of the intermediate structure
- C D and R D :
- Capacity and loss resistance of the diffusion barrier
- C ST and R ST :
- Capacity and loss resistance of the stray capacitors (in particular at the marginal sections)
Die Kapazität und der Verlustwiderstand der Diffusionssperre liegt in Reihe mit der Kapazität und dem Verlustwiderstand der Wärmedämmung; Kapazitäten und die Verlustwiderstände der Zwischenkonstruktion und der Streukapazitäten liegen parallel dazu.The Capacity and the loss resistance of the diffusion barrier is in series with the capacity and the loss resistance the thermal insulation; Capacities and the Loss resistances of the intermediate construction and the stray capacities lie parallel to it.
Aufgrund
der sehr unterschiedlichen Größen für
die einzelnen Kapazitäten und Verlustwiderstände entsprechend
Die
Impedanz Z eines verlustbehafteten (Platten-)Kondensators als Parallelersatzschaltung berechnet
sich zu:
Erfindungsgemäß wird der so ausgeführte Plattenkondensator von einem elektrischen zeitveränderlichen Feld durchdrungen und es lässt sich bei intakter, trockener Wärmedämmung ein charakteristischer Wert für die Kondensatorimpedanz ZDach ermitteln.According to the invention, the plate capacitor thus executed is penetrated by an electric field variable in time and it can be determined with intact, dry thermal insulation, a characteristic value for the capacitor impedance Z roof .
Wärmedämmstoffe besitzen im Allgemeinen eine relative Dielektrizitätskonstante εr von 2–8; Wasser von ca. 81.Heat insulating materials generally have a relative dielectric constant ε r of 2-8; Water of about 81.
Bei eindringender Feuchte in die Wärmedämmung wird die Kapazität des Kondensators CDach ansteigen und der elektrische Isolationswiderstand der Wärmedämmung RDach sinken.If moisture penetrates into the insulation, the capacity of the capacitor C roof will increase and the electrical insulation resistance of the insulation R roof will decrease.
Die unterschiedlichen Feuchtezustände in der Wärmedämmung werden somit über die Änderungen der dielektrischen und elektrischen Eigenschaften des geschichteten Dielektrikums – Dampfsperre und Wärmedämmung – des Dammwerkstoffes erfasst.The different humidity conditions in the thermal insulation are thus about the changes of the dielectric and electrical properties of the layered dielectric - vapor barrier and thermal insulation - the dam material detected.
Die entsprechend erfindungsgemäß ausgeführte Baukonstruktion ist der Sensor selbst. Über die Impedanzänderung des kapazitiven Sensors kann also der Grad der Feuchtigkeit des Zwischenraumes (Wärmedämmung, Luftschicht) bestimmt werden.The executed according to the invention Building construction is the sensor itself. About the impedance change the capacitive sensor can therefore the degree of humidity of the Interspace (thermal insulation, air layer) determined become.
Alle Wärmedämmstoffe (und auch die Luft selbst) stellen kein ideales verlustfreies Dielektrikum dar, so dass für die Impedanz der Sensor-Ersatzschaltung der Wand- und Dachkapazität CDach eine Parallelschaltung eines verlustfreien des Plattenkondensators mit einem ohmschen (Verlust-)Widerstandes RDach angesetzt wird.All thermal insulation materials (and also the air itself) do not represent an ideal loss-free dielectric, so that a parallel connection of a lossless of the plate capacitor with a resistive (loss) resistance R roof is set for the impedance of the sensor replacement circuit of the wall and roof capacity C roof ,
Für die Ortung des Feuchtigkeitseintritts ist es notwendig, eine der beiden Elektroden des Plattenkondensators in untereinander elektrisch isolierte Sektoren zu unterteilen, um damit elektrisch selbständig wirkende Teilelektroden auszubilden.For The location of the moisture is necessary, one of the two electrodes of the plate capacitor in each other electrically subdivided isolated sectors to be electrically independent form acting partial electrodes.
Im
vorliegenden Beispiel wird die metallische Dachaussenhaut
Die
elektrische Trennung der Dachaussenhaut
In der Regel gehen die elektrisch am Falz-Ripp-Profil isolierten Bahnen (Sektionen) ungestoßen vom First bis zur Traufe durch. Bahnlängen von bis zu 100 m sind bei Baustellenproduktion realisierbar, wobei Querstöße aufgrund der geringen Dachneigung vermieden werden.In usually go the electrically isolated on the fold-rib profile tracks (Sections) unthreatened from ridge to eaves. Track lengths of up to 100 m are at site production feasible, with transverse joints due to the low roof pitch be avoided.
Die
erfindungsgemäßen Dachrinnenkonstruktionen werden
gemäß
Die
zweischalige Ausführung der Dachrinne
Wird
die metallische, zweischalige wärmegedämpften
Dachrinnenkonstruktion in Dachrinnensektoren
Dies
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
sowohl die Einzelkapazitäten C1 bis
Cn zur Tragschale
Erfindungsgemäß kann
die Wasserstandhöhe in der Dachrinne
Nachfolgend werden die einzelnen Detektionsmöglichkeiten bei einem Hallendach, das aus der Dachkonstruktion und der dazugehörigen Dachrinne dargestellt:following become the individual detection possibilities at a Hall roof, the roof construction and the associated Gutter shown:
Detektion des Feuchteintrages in die DachkonstruktionDetection of moisture input in the roof construction
-
Messung und Auswertung der Kapazität
- X–B1
- in Dachaussenhautsektor
71 - X–B2
- in Dachaussenhautsektor
72 - X–Bn
- in Dachaussenhautsektor
7n - X–D1
- in Dachrinnensektor
101 - X–D2
- in Dachrinnensektor
102 - X–Dn
- in Dachrinnensektor
10n
- X-B 1
- in roofing skin sector
7 1 - X-B 2
- in roofing skin sector
7 2 - X-B n
- in roofing skin sector
7 n - X-D 1
- in gutter sector
10 1 - X-D 2
- in gutter sector
10 2 - X-D n
- in gutter sector
10 n
Detektion von Schnee und Verschmutzung auf der DachkonstruktionDetection of snow and pollution on the roof construction
-
Messung und Auswertung der Kapazität
- B1–B2
- zwischen Dachaussenhautsektor
71 und72 - B2–B3
- zwischen Dachaussenhautsektor
72 und73 - Bn-1–Bn
- zwischen Dachaussenhautsektor
7n und7n-1
- B 1 -B 2
- between roofing skin sector
7 1 and7 2 - B 2 -B 3
- between roofing skin sector
7 2 and7 3 - B n-1 B n
- between roofing skin sector
7 n and7 n-1
Detektion von Schnee, Wasser und Verschmutzung in der DachrinneDetection of snow, water and pollution in the gutter
-
Messung und Auswertung der Kapazität
- D1–B1
- zwischen Dachrinnensektor
101 und Dachaussenhautsektor71 - D2–B2
- zwischen Dachrinnensektor
102 und Dachaussenhautsektor72 - Dn–Bn
- zwischen Dachrinnensektor
10n und Dachaussenhautsektor7n oder - D1–D2
- zwischen Dachrinnensektor
101 und102 - D2–D2
- zwischen Dachrinnensektor
102 und103 - Dn-1–Dn
- zwischen Dachrinnensektor
10n-1 und10n
- D 1 -B 1
- between gutter sector
10 1 and roofing skin sector7 1 - D 2 -B 2
- between gutter sector
10 2 and roofing skin sector7 2 - D n -B n
- between gutter sector
10 n and roofing skin sector7 n or - D 1 -D 2
- between gutter sector
10 1 and10 2 - D 2 -D 2
- between gutter sector
10 2 and10 3 - D n-1 D n
- between gutter sector
10 n-1 and10 n
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass mit geringem Auf wand ein Online-Monitoring großer Dachflächen insbesondere von Industriehallen hinsichtlich in die Dachkonstruktion eintretender Feuchtigkeit und auf dem Dach und in der Dachrinne liegender Schneelasten und Fremdkörper betrieben werden kann. Insbesondere im Hinblick auf die materiellen Werte, die in Hallen unterge bracht sind, ist die Vermeidung von Schäden in der Dachkonstruktion durch eintre tende Feuchtigkeit oder durch zu große Schneelasten ein vorrangiger Vorteil der Erfindung.Of the Advantage of the solution according to the invention exists in that with little effort an online monitoring is great Roof areas in particular of industrial halls with regard to in the roof construction of incoming moisture and on the roof and in the gutter lying snow loads and foreign bodies can be operated. Especially with regard to the material Values that are contained in halls is the avoidance of Damage in the roof structure due to incoming moisture or moisture Too much snow load is a primary advantage of Invention.
- 11
- Dachkonstruktion,Roof construction
- 22
- Binder,Binder,
- 33
- Tragschale,Tray,
- 44
- Dampfsperre,Vapor barrier,
- 55
- Trittfeste Dämmung,Shatter-proof Insulation,
- 66
- Komprimierbare Dämmung,compressible Insulation,
- 77
- Dachaussenhaut,Roof outer skin,
- 71 bis 7n 7 1 to 7 n
- Dachaussenhautsektor,Roof outer skin sector,
- 88th
- Stützelement,Support element,
- 99
- Klemmprofil,Clamping profile,
- 1010
- Dachrinne,Gutter,
- 101 bis 10n 10 1 to 10 n
- Dachrinnensektor,Gutter sector
- 1111
- Innenhülle,Inner hull,
- 1212
- Aussenhülle,Outer shell,
- 1313
- Isolierschicht,insulating layer,
- 1414
- Wasser,Water,
- 1515
- Isolationsfolie,Insulation film,
- 1616
- Dehnungsfuge,expansion joint,
- 1717
- Zwischenkonstruktion,Between design,
- XX
- Elektrischer Anschluss-Einzelkapazitäten,electrical Connection individual capacities,
- B1 bis Bn B 1 to B n
- Elektrischer Anschluss-Einzelkapazitäten,electrical Connection individual capacities,
- D1 bis Dn D 1 to D n
- Elektrischer Anschluss-Einzelkapazitäten,electrical Connection individual capacities,
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- - DE 102005049651 A1 [0006] DE 102005049651 A1 [0006]
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DE102008039857A Withdrawn DE102008039857A1 (en) | 2008-08-27 | 2008-08-27 | Thermally insulated metallic roof and gutter constructions moisture detecting method, involves changing impedance value during entry of humidity into roof construction, and detecting and evaluating change of impedance |
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