DE102019007474A1

DE102019007474A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Dampfbremse oder Dampfsperre einer Gebäudehülle

Info

Publication number: DE102019007474A1
Application number: DE102019007474.2A
Authority: DE
Inventors: Achim Schmidt
Original assignee: Diehl Metering Systems GmbH
Current assignee: Diehl Metering Systems GmbH
Priority date: 2019-10-26
Filing date: 2019-10-26
Publication date: 2021-04-29

Abstract

Verfahren zur Überwachung einer Dampfbremse (1) oder Dampfsperre einer Gebäudehülle (4), wobei- Referenzdaten (24) erfasst werden, indem während eines Referenzzeitintervalls in wenigstens einem Messbereich (2, 3) innerhalb der Gebäudehülle (4) für mehrere Messzeitpunkte oder Messintervalle jeweils ein Referenzmesswertpaar (28) ermittelt wird, dass einen die Temperatur in dem Messbereich (2, 3) betreffenden Temperaturwert (26) und einen die Luftfeuchtigkeit in dem Messbereich (2, 3) betreffenden Feuchtigkeitswert (27) umfasst,- Prüfdaten (25) erfasst werden, indem während eines Prüfzeitintervalls in dem Messbereich (2, 3) für mehrere Messzeitpunkte oder Messintervalle jeweils ein Prüfmesswertpaar (38) ermittelt wird, dass einen die Temperatur in dem Messbereich (2, 3) betreffenden Temperaturwert (44) und einen die Luftfeuchtigkeit in dem Messbereich (2, 3) betreffenden Feuchtigkeitswert (35) umfasst, und- die Erfüllung einer Prüfbedingung (42) geprüft wird, deren Erfüllung eine Beschädigung der Dampfbremse (1) oder Dampfsperre indiziert und die von den Referenzmesswertpaaren (28) und den Prüfmesswertpaaren (38) abhängt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer Dampfbremse oder Dampfsperre einer Gebäudehülle.
Gebäudehüllen, also insbesondere Außenwände und Dächer von Gebäuden, sind typischerweise isoliert, so dass große Temperaturunterschiede zwischen der Innenseite und der Außenseite einer solchen Wand bzw. Isolation vorliegen können. Mit sinkender Temperatur kann Luft zunehmend weniger Wasser aufnehmen, so dass Luftfeuchtigkeit bei Unterschreitung eines Taupunkts aus der Luft ausfällt. Dies kann dazu führen, dass Kondenswasser innerhalb einer Wand oder Isolation ausfällt, was einerseits die Isolationswirkung der Wand bzw. Isolation verringern kann und andererseits langfristig beispielsweise zu Schimmelbildung führen kann.
Um dies zu vermeiden, sind an der Innenseite von Wänden bzw. Isolationsschichten häufig Dampfbremsen oder Dampfsperren, also typischerweise dünne Schichten aus Materialien mit einem hohen Wasserdampfdiffusionswiderstand µ angeordnet. Zur Einstufung eines Baustoffs als Dampfbremse bzw. Dampfsperre wird typischerweise die Größe s_d verwendet, die das Produkt aus der Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl µ und der tatsächlichen Stärke s des Bauteils ist. Diese Größe entspricht der wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicke. In Deutschland werden Bauteilschichten nach DIN 4108-3 (10/2018) als diffusionsoffen, diffusionsbremsend, diffusionshemmend, diffusionssperrend und diffusionsdicht, definiert. Ab einem s_d-Wert von 0,5 m gilt eine solche Schicht als diffusionsbremsend.
Bereits relativ kleine Schäden an einer solchen Dampfbremse oder Dampfsperre können zu einem relativ großen Flüssigkeitseintrag in eine Isolationsschicht oder Wand führen, wodurch eine schlechtere Isolation oder sogar eine Beschädigung der Isolation oder Wand bzw. ein Schimmelbefall resultieren können. Zugleich sind Defekte der Dampfbremse bzw. -sperre häufig jedoch nicht ohne weiteres zu erkennen, da Dampfbremsen bzw. -sperren üblicherweise hinter einer Verkleidung oder in selten begangenen Bereichen angeordnet sind und zudem kleinere Risse oder Löcher leicht übersehen werden können.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Erkennung von Beschädigung einer Dampfbremse oder Dampfsperre zu verbessern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Überwachung einer Dampfbremse oder Dampfsperre einer Gebäudehülle gelöst, wobei

- Referenzdaten erfasst werden, indem während eines Referenzzeitintervalls in wenigstens einem Messbereich innerhalb der Gebäudehülle für mehrere Messzeitpunkte oder Messintervalle jeweils ein Referenzmesswertpaar ermittelt wird, das einen die Temperatur in dem Messbereich betreffenden Temperaturwert und einen die Luftfeuchtigkeit in dem Messbereich betreffenden Feuchtigkeitswert umfasst,
- Prüfdaten erfasst werden, indem während eines Prüfzeitintervalls in dem Messbereich für mehrere Messzeitpunkte oder Messintervalle jeweils ein Prüfmesswertpaar ermittelt wird, das einen die Temperatur in dem Messbereich betreffenden Temperaturwert und einen die Luftfeuchtigkeit in dem Messbereich betreffenden Feuchtigkeitswert umfasst, und
- die Erfüllung einer Prüfbedingung geprüft wird, deren Erfüllung eine Beschädigung der Dampfbremse oder Dampfsperre indiziert und die von den Referenzmesswertpaaren und den Prüfmesswertpaaren abhängt.

Durch die erfindungsgemäße Auswertung der Referenzwertmesspaare und der Prüfungsmesswertpaare kann, wie später noch genauer erläutert werden wird, eine Veränderung des Systemverhaltens aufgrund einer Beschädigung einer Dampfbremse oder Dampfsperre erkannt werden. Hierbei können auch relativ kleiner Schäden, beispielsweise Spalte oder Löcher im Millimeter-Bereich gut erkannt werden, die bei visueller Inspektion leicht übersehen werden bzw. es können auch Schäden an ansonsten schlecht zugänglichen Stellen erkannt werden. Bei Erfüllung der Prüfbedingung kann beispielsweise ein entsprechender Hinweis an einen Inhaber oder Nutzer des Gebäudes ausgegeben werden, so dass dieser die Dampfsperre oder -bremse anschließend manuell prüfen kann bzw. den Schadensbereich durch weitere Messungen einschränken kann. Das beschriebene Vorgehen kann zu einer deutlich früheren Erkennung einer Beschädigung einer Dampfbremse bzw. -sperre führen und somit Heizkosten sparen, Schäden an der Gebäudesubstanz verhindern und einer Schimmelbildung entgegenwirken und somit Gesundheitsrisiken für Gebäudenutzer vermeiden.
Die Referenzdaten bzw. die Referenzmesswertpaare können insbesondere als eine Art Fingerabdruck der Dampfabdichtung des Gebäudes bzw. des Messbereichs aufgefasst werden. Durch einen Vergleich mit dem entsprechenden Fingerabdruck für das Prüfzeitintervall, der durch die Prüfdaten bzw. die Prüfmesswertpaare bereitgestellt wird, können Veränderungen der Dampfabdichtung erkannt werden, die auf eine Beschädigung der Dampfbremse bzw. -sperre hinweisen.
Die Gebäudehülle schließt den Innenraum des Gebäudes gegen die Umgebung ab und umfasst insbesondere das Dach und die Außenwände sowie Fenster und Türen des Gebäudes. Dampfbremsen bzw. -sperren können insbesondere im Bereich des Dachs, vorzugsweise unter der Dachisolation installiert sein. Im Dachbereich sammelt sich warme feuchte Luft und kann zumindest teilweise durch das Dach austreten, wobei sie abkühlt. Durch die Dampfbremse bzw. -sperre kann hierbei Flüssigkeit zurückgehalten werden, so dass ein Durchfeuchten der Dachisolation vermieden werden kann. Die Dampfbremse bzw. -sperre kann insbesondere eine dünne Folie mit einer Dicke von weniger als 1 mm, beispielsweise mit einer Dicke von 0,1 mm oder 0,05 mm sein. Sie kann einen s_d-Wert von wenigstens 0,5 m, insbesondere von wenigstens 10 m aufweisen.
Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt aus, dass in einem abgeschlossenen Volumen, in dem flüssiges Wasser (in flüssiger oder auch gebundener Form) vorhanden ist, die Luftfeuchtigkeit sättigt und sich somit bei einer bestimmten Temperatur immer die gleiche Luftfeuchtigkeit einstellt. Besonders deutlich wird dies beispielsweise bei einem wassergefüllten Topf. Wird der Topf erhitzt, steigt die Luftfeuchtigkeit in dem Topf gegenüber der Umgebung deutlich an. Bei einem Öffnen des Deckels erfolgt eine starke Entfeuchtung, da stark flüssigkeitshaltige Luft aus dem Topf in die Umgebung transportiert wird. Entsprechend würde bei einem ideal dichten Haus, das deutlich wärmer ist als die Umgebung, beispielsweise da es im Winter geheizt ist, innerhalb des Hauses eine deutlich höhere Luftfeuchtigkeit herrschen als außerhalb. Je weniger perfekt die Abdichtung des Hauses ist, desto stärker wird sich die bei einer bestimmten Temperatur auftretende Luftfeuchtigkeit von der idealen Sättigungsluftfeuchtigkeit unterscheiden. Da jedoch auch bei unbeschädigter Dampfbremse oder Dampfsperre keine vollständige Abdichtung des Hauses erreicht wird, wird eine solche Sättigung der Luft mit Wasser zumindest nicht dauerhaft erreicht. Daher ist es erforderlich, zunächst anhand der Referenzdaten den Ist-Zustand bei unbeschädigter Dampfbremse bzw. -sperre zu ermitteln, wonach Änderungen der Dichtigkeit des Hauses, insbesondere aufgrund einer Beschädigung der Dampfbremse bzw. - sperre, anhand der Prüfdaten erkannt werden können.
Die Temperaturwerte können durch einen beliebigen Temperatursensor und die Feuchtigkeitswerte durch ein beliebiges Hygrometer erfasst werden. Der Temperatursensor und das Hygrometer können insbesondere als eine Baueinheit, beispielsweise als Raumluftsensor, oder allgemein als Sensoreinrichtung verbaut werden.
Werden die Referenzmesswertpaare bzw. Prüfmesswertpaare jeweils für ein Messintervall ermittelt, können während dieses Messintervalls jeweils mehrere Temperaturwerte bzw. Feuchtigkeitswerte ermittelt werden und die Werte des Referenz- bzw. Prüfmesswertpaares können aus diesen als Mittelwert, Median oder Ähnliches ermittelt werden. Die Messwertpaare bilden Tupel, die durch zusätzliche Informationen, beispielsweise ein Datum oder eine Uhrzeit, ergänzt werden können.
Bei einer üblichen Nutzung eines Gebäudes variiert die Luftfeuchtigkeit bei einer gegebenen Temperatur typischerweise über die Zeit. Insbesondere kann ein Stoßlüften, ein Öffnen von Türen oder Ähnliches zu einer kurzfristigen Absenkung der Luftfeuchtigkeit führen. Um dennoch zwischen einer beschädigten und einer unbeschädigten Dampfbremse bzw. -sperre unterscheiden zu können, sollte die Länge des Referenzzeitintervalls bzw. des Prüfzeitintervalls ausreichend lang gewählt werden, so dass eine ausreichende Zahl von Referenzmesswertpaaren bzw. Prüfmesswertpaaren in einem Zustand des Messbereichs erfasst werden, der zumindest näherungsweise dem Gleichgewichtszustand bei gegebenen Zustand der Dampfbremse bzw. -sperre entspricht.
Daher kann sich das Prüfzeitintervall und/oder das Referenzzeitintervall über wenigstens einen Tag oder über wenigstens einen Monat oder über wenigstens drei Monate erstrecken. Bei entsprechend langen Zeitintervallen fallen, wie oben erläutert, einzelne Störungen, wie beispielsweise ein Stoßlüften oder ein Öffnen von Türen, nicht ins Gewicht. Durch eine Messung über insbesondere mehrere Monate können mehrere Jahreszeiten und/oder Wetterlagen berücksichtigt werden. Beispielsweise kann als Prüfzeitintervall jeweils das zurückliegende Jahr betrachtet werden. Es kann vorteilhaft sein, das Prüfzeitintervall und das Referenzzeitintervall im Wesentlichen gleichlang zu wählen bzw. eine gleiche Zahl von Referenzwertpaaren und Prüfmesswertpaaren zu ermitteln.
Im Referenzzeitintervall wird davon ausgegangen, dass die Dampfbremse bzw. Dampfsperre intakt ist. Zumindest zu gewissen Zeiten, beispielsweise, wenn Benutzer des Gebäudes dieses für eine Weile, beispielsweise während einer Urlaubszeit, nicht nutzen, treten im Wesentlichen Gleichgewichtszustände innerhalb des Gebäudes auf, so dass eine Sättigungsluftfeuchtigkeit zumindest näherungsweise erreicht wird. Ein gutes Indiz dafür, dass ein hinreichend langes Referenzzeitintervall gewählt wurde, ist es somit, wenn für ausreichend viele Referenzmesswertpaare die ermittelte Luftfeuchtigkeit einen Grenzwert, der vorzugsweise nur wenig unterhalb des Sättigungswertes für die jeweilige Temperatur liegt, erreicht. Wurden noch nicht ausreichend viele Referenzmesswertpaare erfasst, für die dies der Fall ist, kann das Referenzzeitintervall verlängert werden oder die Erfassung der Referenzdaten kann von Neuem beginnen.
Es kann auch vorteilhaft sein, durch ein zusätzliches Messverfahren sicherzustellen, dass während des Referenzzeitintervalls die Dampfbremse bzw. -sperre tatsächlich intakt ist. Hierzu kann eine Verifizierungsmessung, insbesondere eine Messung zur Dichtigkeit der Gebäudehülle, durchgeführt werden. Hierfür kann beispielsweise das an sich bekannte Blower-Door-Verfahren genutzt werden. Prinzipiell ist es möglich, eine solche Verifizierungsmessung über das gesamte Referenzzeitintervall hinweg auszuführen. Da jedoch typischerweise eine einmal beschädigt Dampfbremse bzw. -sperre beschädigt bleibt, ist es auch ausreichend, eine Verifizierungsmessung bezüglich der Dichtigkeit der Gebäudehülle nach dem Referenzzeitintervall durchzuführen, wobei die Referenzdaten verworfen werden sollten, wenn hierbei bereits festgestellt wird, dass die Gebäudehülle nicht ausreichend dicht ist.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein Modell für den Zusammenhang zwischen dem Temperaturwert und dem Feuchtigkeitswert oder zwischen dem Temperaturwert und einer von dem Feuchtigkeitswert abhängigen Größe oder zwischen einer von dem Temperaturwert abhängigen Größe und dem Feuchtigkeitswert oder zwischen einer von dem Temperaturwert abhängigen Größe und einer von dem Feuchtigkeitswert abhängigen Größe durch Modellparameter parametrisiert werden, wobei die Modellparameter für das Referenzzeitintervall in Abhängigkeit der Referenzmesswertpaare und die Modellparameter für das Prüfzeitintervall in Abhängigkeit der Prüfmesswertpaare ermittelt werden, wobei die Erfüllung der Prüfbedingung von einem Maß für den Abstand der für das Referenzzeitintervall ermittelten Modellparameter und der für das Prüfzeitintervall ermittelten Modellparameter abhängt.
Das Modell kann insbesondere ein mathematisches Modell sein, das beispielsweise ermittelt wird, indem Parameter einer Ausgleichsfunktion, beispielsweise durch Regressionsanalyse, als Modellparameter bestimmt werden. Beispielsweise kann ein linearer Zusammenhang zwischen der Temperatur und einem in Abhängigkeit des Feuchtigkeitswertes ermittelten Taupunkt angenommen werden und die Modellparameter können die Steigung und den Offset beschreiben. Ergänzend oder alternativ kann das Modell auch statistische Größen als Modellparameter umfassen. Beispielsweise kann als Modellparameter eine mittlere oder maximale Abweichung der einzelnen Messwertpaare von dem parametrisierten Modell ermittelt werden. Die Modellparameter können beispielsweise auch beschreiben, ob für unterschiedliche Wertebereiche, beispielsweise für unterschiedliche Temperaturen und/oder Luftfeuchtigkeiten, ein unterschiedliches Verhalten vorliegt, beispielsweise sich einzelne Modellparameter ändern.
Das Modell kann durch mehrere Modellparameter parametrisiert sein, die einen Modellvektor bilden, wobei das Maß für den Abstand der Modellparameter ein Maß für die Länge des Differenzvektors der Modellvektoren sein kann. Das Maß kann beispielsweise eine Euklidische Norm sein, es ist jedoch auch möglich, im Rahmen des Maßes Unterschiede verschiedener Modellparameter unterschiedlich stark zu berücksichtigen.
Statt dem beschriebenen Vergleich von Modellen könnte auch ein Ansatz genutzt werden, der auf Maschinenlernen basiert. Beispielsweise könnten für mehrere Referenzzeitintervalle jeweils Referenzdaten erfasst werden, die als Trainingsdaten genutzt werden, um einen Algorithmus des Maschinenlernens, beispielsweise ein neuronales Netz, im Rahmen eines überwachten Lernens zu trainieren. Beispielsweise kann für Teile der Referenzzeitintervalle eine beschädigte Dampfbremse bzw. Dampfsperre simuliert werden, indem eine Öffnung in der Dampfbremse bzw. -sperre bzw. an einer anderen Stelle der Gebäudehülle geöffnet wird. Hierdurch können verschiedene Trainingsdatensätze gewonnen werden, die einerseits Referenzdaten für eine vollfunktionsfähige Dampfbremse bzw. - sperre und andererseits für eine beschädigte Dampfbremse bzw. -sperre beschreiben. Dies ermöglicht es, den Algorithmus des Maschinenlernens daraufhin zu trainieren, dass er zwischen diesen beiden Zuständen unterscheiden kann. Nach dem Training können die Prüfdaten als Eingangsdaten des so trainierten Algorithmus genutzt werden, wobei der Algorithmus dann klassifiziert, ob die Dampfbremse bzw. Dampfsperre beschädigt ist. Diese Klassifikation hängt offensichtlich neben den Prüfdaten auch von den Trainingsdaten und somit von den Referenzdaten ab.
In dem obig erläuterten Ansatz, in dem Modellparameter ermittelt werden, kann als von dem Feuchtigkeitswert abhängige Größe die Taupunkttemperatur ermittelt werden. Die Taupunkttemperatur ist jene Temperatur, die Luft mit einer bestimmten Luftfeuchtigkeit unterschreiten muss, damit sich Wasserdampf als Tau oder Nebel abscheidet. Am Taupunkt ist die relative Luftfeuchtigkeit gleich 1, das heißt gleich 100 %. Hiermit kann ausgehend von der an sich bekannten Magnus-Formel der Taupunkt τ in Abhängigkeit der Temperatur ϑ und der Luftfeuchtigkeit φ wie folgt berechnet werden: $τ (φ, ϑ) = K_{3} \frac{\frac{K_{2} \cdot ϑ}{K_{3} + ϑ} + ln (φ)}{\frac{K_{2} \cdot K_{3}}{K_{3} + ϑ} - ln (φ)}$
Die Größen K₂ und K₃ sind hierbei die für Wasserdampf spezifischen Parameter, wobei im Temperaturbereich zwischen -45 °C und 60 °C K₂ auf den Wert 17,62 gesetzt werden kann und K₃ auf 243,12 °C.
Wird ein Modell für den Zusammenhang zwischen Temperatur und Taupunkttemperatur ermittelt, kann ausgenutzt werden, dass dieser Zusammenhang zumindest im relevanten Innentemperaturbereich in Gebäuden von beispielsweise zwischen 15 °C und 30 °C zumindest bei gut funktionierender Dampfbremse bzw. Dampsperre näherungsweise linear ist. Dies ermöglicht die Nutzung eines sehr einfachen Modells. Zudem können Defekte beispielsweise einfach verifiziert werden, indem die Wertepaare grafisch aufgetragen werden, wobei aufgrund des näherungsweise linearen Zusammenhangs Abweichungen relativ leicht erkennbar sind.
Zu jedem Prüfmesswertpaar und/oder zu jedem Referenzmesswertpaar kann eine Zeitinformation gespeichert werden, wobei die Erfüllung der Prüfbedingung zusätzlich von der Zeitinformation abhängt. Beispielsweise kann als Zeitinformation jeweils ein Datum und/oder eine Uhrzeit gespeichert werden. Die zusätzliche Speicherung einer Zeitinformation ermöglicht es beispielsweise, Messwertpaare nach Jahreszeiten bzw. nach einer Tag- bzw. Nachtzeit zu gruppieren und somit beispielsweise auf bestimmte Jahreszeiten bzw. Tageszeiten bezogene Teilmodelle bzw. zueinander passende Messwertpaare zu vergleichen. Entsprechend kann eine Zeitinformation auch im Rahmen eines Maschinenlernens berücksichtigt werden.
Die Dampfbremse oder Dampfsperre kann gewinkelt zur Vertikalen angeordnet sein, wobei zur Erfassung der Temperaturwerte und/oder der Feuchtigkeitswerte eine Sensoreinrichtung verwendet wird, die unterhalb der Dampfbremse oder Dampfsperre angeordnet ist. Dies kann vorteilhaft sein, da Dampf in Gebäuden typischerweise bis zur Dampfbremse bzw. -sperre steigt und in diesem Bereich zurückgehalten wird, womit insbesondere in diesem Bereich bei funktionierender Dampfbremse bzw. -sperre tendenziell eine Sättigung der Luftfeuchtigkeit auftreten wird.
Die konkrete Anordnung der Sensoreinrichtung, insbesondere die Höhe, auf der diese angeordnet wird, hängt von der konkreten Ausgestaltung des Gebäudes ab. Liegt beispielsweise ein klassischer Dachboden ohne weitere darunter liegende Dampfsperre vor, kann die Sensoreinrichtung in diesem nahe des Fußbodens angeordnet sein und kann somit Schäden der hauptsächlich darüber liegenden Dampfsperre erfassen. Wird hingegen eine innerhalb des Gebäudes liegende Innenraumdampfsperre unterhalb des Dachbodens genutzt, kann es vorteilhaft sein, eine höhere Lage der Sensoreinrichtung zu wählen, da insgesamt weniger Luftfeuchtigkeit im Dachboden zur Sättigung zur Verfügung steht und die Dampfglocke, in der Sättigung auftritt, kleiner ist und eher höher liegt. Soll nur eine Sensoreinrichtung genutzt werden, ist es hierbei erforderlich, eine Abwägung zu treffen, da typischerweise Defekte der Dampfbremse bzw. -sperre dann besonders gut erkannt werden, wenn die Sensoreinrichtung auf einer geringeren Höhe angeordnet ist als dieser Defekt. Es kann daher auch vorteilhaft sein, mehrere Sensoreinrichtungen zu nutzen.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren können für mehrere baulich getrennte Messbereich jeweilige Temperaturwerte und Feuchtigkeitswerte erfasst werden, wobei in jedem der Messbereiche eine Sensoreinrichtung zur Erfassung der Temperaturwerte und der Feuchtigkeitswerte verwendet wird, und/oder es können zur Erfassung der Temperaturwerte und der Feuchtigkeitswerte in dem jeweiligen Messbereich mehrere Sensoreinrichtungen verwendet werden, die auf verschiedenen Höhen in dem Messbereich angeordnet sind. Sind mehrere Messbereich baulich getrennt, ist auch der Austausch von Luft bzw. Luftfeuchtigkeit zwischen diesen Bereichen eingeschränkt. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn ein Dachboden durch Wände unterteilt ist oder Ähnliches. Eine besonders robuste Erkennung von Defekten der Dampfbremse bzw. -sperre ist in diesem Fall dann möglich, wenn für jeden dieser baulich getrennte Bereiche eine separate Messwerterfassung erfolgt. Zudem wird hierdurch ermöglicht, dass typischerweise bereits eingegrenzt werden kann, in welchen der Messbereiche die Dampfbremse bzw. -sperre beschädigt ist, wenn die Prüfbedingung erfüllt wird. Eine Anordnung von Sensoreinrichtungen auf verschiedenen Höhen kann vorteilhaft sein, da wie obig erläutert Schäden an der Dampfbremse bzw. -sperre besonders robust erkannt werden können, wenn sie oberhalb einer genutzten Sensoreinrichtung liegen. Zugleich ist eine vollfunktionsfähige Dampfsperre bzw. -bremse jedoch besonders gut erkennbar, wenn die Sensoreinrichtung relativ nah unter dieser Dampfsperre bzw. -bremse angeordnet ist, und somit bei vollfunktionsfähiger Dampfsperre bzw. -bremse in einem Bereich liegt, in dem die Luftfeuchtigkeit tendenziell eher häufig sättigt.
Zusätzlich zu dem jeweiligen Prüfmesswertpaar und/oder Referenzmesswertpaar kann eine Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit außerhalb der Gebäudehülle erfasst werden, wobei die Erfüllung der Prüfbedingung zusätzlich von dieser Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit abhängt. Insbesondere können eine Sensoreinrichtung zur Erfassung der Temperatur- und Feuchtigkeitswerte und eine weitere Sensoreinrichtung zur Erfassung der Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit außerhalb der Gebäudehülle auf gegenüberliegenden Seiten der Dampfbremse bzw. -sperre angeordnet sein. Die Überwachung des Außenbereichs außerhalb der Gebäudehülle stellt insbesondere Informationen bereit, inwieweit sich die Bedingungen außerhalb der Gebäudehülle von den Bedingungen innerhalb der Gebäudehülle unterscheiden. Sind beispielsweise die Temperatur und Luftfeuchtigkeit innerhalb und außerhalb des Gebäudes im Wesentlichen gleich, ist auch bei einer beschädigten Dampfbremse bzw. -sperre kaum ein Flüssigkeitsverlust aus dem Gebäude zu erwarten.
In Abhängigkeit der Temperaturwerte und Feuchtigkeitswerte eines jeweiligen Messbereichs und einerseits der Temperaturwerte und Feuchtigkeitswerte eines zu diesem Messbereich benachbarten weiteren der Messbereiche und/oder andererseits der Temperatur und Luftfeuchtigkeit außerhalb der Gebäudehülle kann ein Dampfdruckgradient ermittelt werden, von dem die Erfüllung der Prüfbedingung abhängt. Der Dampfdruckgradient gibt insbesondere an, inwieweit Luftfeuchtigkeit von oder zu anderen Messbereichen geführt wird bzw. durch die Dampfbremse bzw. -sperre hindurchtritt. Bei sehr kleinen Dampfdruckgradienten ist kaum ein Austausch von Luftfeuchtigkeit zu erwarten, während bei großen Dampfdruckgradienten ein starker Austausch zu erwarten ist.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es vorteilhaft sein, eine in dem Gebäude vorhandene Lüftungsanlage zu berücksichtigen. Entsprechende Lüftungsanlagen können beispielsweise dazu dienen, einen Energieverlust durch das Lüften zu minimieren. Je nach konkreter Ausgestaltung der Lüftungsanlage kommt es hierbei zu einer mehr oder weniger starken Entfeuchtung der Innenluft. Prinzipiell ist es zwar möglich, die Auswirkung einer solchen Lüftungsanlage anhand der Referenzdaten mit zu berücksichtigen. Es kann jedoch vorteilhaft sein, bekannte Informationen über die Lüftungsanlage bereits vorangehend in ein genutztes Modell einzubringen.
Je nach Betriebsstrategie der Lüftungsanlage können auch ausreichend lange Abschaltzeiten der Lüftungsanlage auftreten, bei denen eine zumindest näherungsweise Sättigung der Luft mit Dampf zugelassen wird. In diesem Fall kann das erfindungsgemäße Verfahren problemlos genutzt werden. Das Referenzzeitintervall bzw. Prüfzeitintervall wird vorzugsweise in Nichtbetriebsphasen der Lüftungsanlage gelegt. Entsprechende Nichtbetriebszeiten können beispielsweise dann vorliegen, wenn die Lüftungsanlage im Sommer nicht zur Wärmerückgewinnung genutzt wird oder während eines Wochenendes oder Urlaubs zeitweise abgeschaltet wird.
Werden im erfindungsgemäßen Verfahren mehrere Sensoren bzw. Sensoreinrichtungen genutzt, kann es vorteilhaft sein, einen Sensorabgleich für diese durchzuführen. Dies kann beispielsweise durch eine vorangehende Kalibrierung der einzelnen Sensoren erfolgen. Es kann jedoch auch ausreichend sein, in ähnlichen Räumen betriebene Sensoreinrichtungen an geeigneter Stelle vor dem Verbau für eine gewisse Zeit abzulegen. Da die Sensoren während dieser Zeit stets im Wesentlichen gleiche Werte messen sollten, können die gemessenen Daten genutzt werden, um Streuungen von Sensoreigenschaften zu kompensieren, beispielsweise indem für die einzelnen Sensoren eine individuelle Kennlinie ermittelt wird. Dies ermöglicht genauere Messungen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens und somit eine frühere Erkennung von Schadstellen.
Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Überwachung einer Dampfbremse oder Dampfsperre einer Gebäudehülle mit wenigstens einer Sensoreinrichtung zur Erfassung von Temperaturwerten und Feuchtigkeitswerten und einer Verarbeitungseinrichtung, wobei die Verarbeitungseinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit den zum erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Merkmalen mit den dort genannten Vorteilen weitergebildet werden. Beispielsweise können die vorangehend beschriebenen konkreten Anordnungen der Sensoreinrichtungen auf die erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen werden.
Es sind verschiedene Strukturen zur Umsetzung der Verarbeitungseinrichtung bzw. der gesamten Vorrichtung möglich. Im einfachsten Fall kann die Verarbeitungseinrichtung unmittelbar in eine Sensoreinrichtung integriert sein. Beispielsweise kann ein Sensor mit einem zugeordneten Speicher und einer Prozessoreinheit, die die Verarbeitung durchführt, in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Insbesondere, wenn mehrere beabstandete Sensoreinrichtungen genutzt werden sollen, können jedoch andere Systemstrukturen vorteilhaft sein. Beispielsweise kann die Verarbeitung in einem zentralisierten Head-End für Daten von einer Vielzahl von Sensoren erfolgen. Diese können mit dem Head-End direkt oder beispielsweise über Datenkonzentratoren oder Gateways verbunden sein. Es kann auch eine Zentraleinheit genutzt werden, die einen oder mehrere Sensoren überwacht und eine Speicherung und Auswertung der Sensordaten vornimmt. Diese kann in dem Gebäude selbst oder auch von diesem beabstandet angeordnet sein.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Zeichnungen. Hierbei zeigen schematisch:

1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung einer Dampfbremse oder Dampfsperre,
2 einen mit einem Ausschnitt einer Gebäudehülle überlagerten Temperaturverlauf zwischen einer Innentemperatur und einer Außentemperatur in einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 schematisch den Ablauf eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
4 - 6 Mess- und Verarbeitungsdaten, die in einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt wurden.

1 zeigt schematisch ein Gebäude 20, dessen Gebäudehülle 4 durch das Dach 5 und die Außenwände 6 sowie nicht gezeigte Fenster und Türen gebildet wird. Hierbei wird in 1 ausschließlich der Bereich des Dachs 5 detailliert dargestellt. Um die Isolation der Gebäudehülle 4 zu verbessern, weist das Dach 5 eine Isolationsschicht 7 auf. Um ein Durchfeuchten der Isolationsschicht zu vermeiden, wird eine Dampfbremse 1 oder alternativ eine Dampfsperre genutzt. Die Funktion der Dampfbremse 1 bzw. Dampfsperre wird im Folgenden mit Bezug auf 2 kurz dargestellt.
2 zeigt den Verlauf der Temperatur zwischen dem links in 2 dargestellten Innenraum 43 des Gebäudes und der Umgebung 22. In der Isolationsschicht 7 fällt die Temperatur 8 scharf ab und fällt im Beispiel an dem Punkt 9 unter den Taupunkt 10 der Luft im Innenraum 43 des Gebäudes 20. Könnte Dampf bzw. Luftfeuchtigkeit ungehindert in die Isolationsschicht 7 eindringen, würde dies dazu führen, dass die Flüssigkeit, sobald die Luft den Punkt 9 erreicht und somit abkühlt, aus der Luft ausfällt und somit die Isolationsschicht 7 durchfeuchtet. Dies kann einerseits zu einer Verschlechterung der Isolationseigenschaften und andererseits zu Schäden an der Isolationsschicht 7, beispielsweise zu Schimmelbefall, führen.
Um dies zu vermeiden, wird innenseitig an der Isolationsschicht 7 einer Dampfbremse 1 bzw. Dampfsperre, also eine dünne Schicht, beispielsweise eine Folie, aus einem Material mit hohem Wasserdampfdiffusionswiderstand, aufgebracht. Diese hält den Wasserdampf zurück und senkt somit die Luftfeuchtigkeit der in die Isolationsschicht 7 eintretenden Luft. Dies verhindert ein Ausfallen von Flüssigkeit innerhalb der Isolationsschicht 7 bzw. an anderen Teilen des Daches 5.
Wird die Dampfbremse 1 bzw. Dampfsperre beschädigt, beispielsweise durch Tiere, kann an der Schadstelle wiederum Luft mit hoher Luftfeuchtigkeit in die Isolationsschicht 7 eindringen und es resultieren somit die oben genannten Probleme. Entsprechende Beschädigungen liegen häufig an nicht ohne weiteres einsehbaren Stellen, beispielsweise hinter Verkleidungen oder in selten begangenen Bereichen. Um sie dennoch erkennen zu können, ist in dem Gebäude 20 eine Vorrichtung zur Überwachung der Dampfbremse 1 bzw. einer Dampfsperre vorgesehen. Diese Vorrichtung umfasst mehrere Sensoreinrichtungen 11 bis 14, 21 sowie eine Verarbeitungseinrichtung 15. Die Überwachung basiert darauf, dass in einem ersten Verfahrensteil Referenzdaten erfasst werden, die das Raumklima in Messbereichen 2, 3 im Innenraum 43 des Gebäudes 20 betreffen, wobei während der Erfassung der Referenzdaten davon ausgegangen wird, dass die Dampfbremse 1 in Takt ist. Nach Erfassung entsprechender Referenzdaten über einen längeren Zeitraum können anschließend für ein jeweiliges Prüfzeitintervall, das beispielsweise einige Tage, Wochen oder Monate lang sein kann, Prüfdaten erfasst werden, die ebenfalls das Raumklima betreffen. Die Referenzdaten bzw. Prüfdaten stellen jeweils eine Art Fingerabdruck des Raumklimas über einen längeren Zeitraum dar, der sich bei einer Beschädigung der Dampfbremse 1 bzw. einer Dampfsperre merklich ändert, da eine solche Beschädigung zu einer stärkeren Entfeuchtung des Innenraums 43 führt. Daher kann anhand der Referenzdaten oder Prüfdaten eine Prüfbedingung geprüft werden, deren Erfüllung eine Beschädigung der Dampfbremse 1 bzw. Dampfsperre induziert. Das entsprechende Vorgehen wird später noch mit Bezug auf die 3 bis 5 detailliert erläutert werden.
Im Innenraum 43 des Gebäudes 20 sind mehrere Sensoreinrichtungen 11 bis 13 angeordnet, wobei jede dieser Sensoreinrichtungen sowohl einen die Temperatur in dem Messbereich betreffenden Temperaturwert und einen die Luftfeuchtigkeit in dem Messbereich betreffenden Feuchtigkeitswert erfassen und an die Verarbeitungseinrichtung 15 bereitstellen kann. Die Nutzungen von mehreren Sensoreinrichtungen 11 bis 14 erfolgt aus mehreren Gründen. Zum einen ist der Innenraum 43 in zwei baulich getrennte Messbereiche 2, 3 unterteilt, die im Beispiel durch eine Wand 18 bzw. eine Tür 19 getrennt sind. Daher kann sich die Temperatur bzw. Luftfeuchtigkeit in den Messbereichen 2, 3 deutlich voneinander unterscheiden, womit eine separate Erfassung zweckmäßig ist. Zudem ermöglicht die separate Überwachung der Messbereiche 2, 3 bei Erkennung einer Beschädigung der Dampfbremse 1 bereits eine Einschränkung, in welchem Bereich die Dampfbremse 1 beschädigt sein könnte.
Die Anordnung der Sensoren 11, 12 bzw. 13, 14 in den Messbereichen 2, 3 auf verschiedene Höhen kann die Robustheit der Beschädigungserkennung weiter erhöhen. Insbesondere dann, wenn unterhalb des Dachbereichs, beispielsweise an der Innenwand 23, ebenfalls eine Dampfbremse bzw. Dampfsperre angeordnet ist, die in 1 nicht dargestellt ist, kann die Luftfeuchtigkeit in den Messbereichen 2, 3 relativ gering sein. Da das beschriebene Verfahren besonders robust funktioniert, wenn zumindest während der Erfassung der Referenzdaten, also bei unbeschädigter Dampfbremse 1, die Luftfeuchtigkeit zumindest in Teilen des Referenzzeitintervalls zumindest näherungsweise sättigt, ist es vorteilhaft, relativ hochliegende Sensoreinrichtungen 11, 13 zu nutzen, da in relativ hochliegenden Bereichen tendenziell eher eine gesättigte Dampfglocke vorliegt. Gleichzeitig ist eine besonders robuste Erkennung von Beschädigungen jedoch für Beschädigungen möglich, die höher liegen als der jeweils genutzte Sensor. Daher können Beschädigungen in relativ tiefliegenden Bereichen der Dampfbremse 1 durch die relativ niedrig angeordneten Sensoreinrichtungen 12, 14 potentiell besser erkannt werden. Sollte pro Messbereich 2, 3 nur eine Sensoreinrichtung 11 bis 14 genutzt werden, wäre somit eine Abwägung bezüglich der Anordnungshöhe erforderlich. Durch die Nutzung von mehreren auf verschiedenen Höhen angeordneten Sensoreinrichtungen 11 bis 14 pro Messbereich 2, 3 können jedoch die Vorteile einer Nutzung einer relativ hochliegenden Sensoreinrichtung 11, 13 und die Vorteile der Nutzung einer relativ tiefliegenden Sensoreinrichtung 12, 14 kombiniert werden. Beispielsweise kann eine Beschädigung der Dampfbremse 1 bereits dann angenommen werden, wenn eine der Sensoreinrichtungen 11 bis 14 eine Beschädigung der Dampfbremse 1 indiziert.
Bei Erfüllung einer Prüfbedingung, die eine Beschädigung der Dampfbremse 1 bzw. eine Dampfsperre indiziert, kann eine Hinweisgabe an einen Inhaber oder Benutzer 16 des Gebäudes 20 erfolgen. Beispielsweise kann die Verarbeitungseinrichtung 15 einen entsprechenden Hinweis an eine mobile Kommunikationseinrichtung 17 des Inhabers oder Benutzers 16 versenden oder ihn auf beliebig andere Weise, beispielsweise per E-Mail, durch Aktivierung eines Leuchtmittels im Gebäude 20 oder Ähnliches informieren.
Während eine ausschließliche Überwachung des Innenraums 43 des Gebäudes 20 durch die Sensoreinrichtungen 11 bis 14 typischerweise ausreichend ist, um Beschädigungen der Dampfbremse 1 zu erkennen, kann die Robustheit der Erkennung weiter verbessert werden, wenn zusätzlich eine Sensoreinrichtung 21 genutzt wird, um eine Temperatur- und/oder Luftfeuchtigkeit außerhalb der Gebäudehülle 4 zu erfassen, wobei diese zusätzlich im Rahmen der Prüfbedingung ausgewertet werden kann. Wie im Folgenden noch mit Bezug auf 3 genauer erläutert werden wird, können die Referenzdaten eine Vielzahl von Referenzmesswertpaaren und die Prüfdaten eine Vielzahl von Prüfmesswertpaaren umfassen, wobei die Referenzmesswertpaare bzw. Prüfmesswertpaare jeweils einen Temperaturwert und einen Feuchtigkeitswert umfassen. Für jedes Referenzmesswertpaar und Prüfmesswertpaar kann durch die Sensoreinrichtung 21 eine Temperatur und Luftfeuchtigkeit außerhalb der Gebäudehülle 4 erfasst und berücksichtigt werden. Dies kann insbesondere dazu dienen, einen Dampfdruckgradienten zwischen den Messbereichen 2, 3 und der Umgebung 22 des Gebäudes zu bestimmen, da beispielsweise eine Stärke einer Entfeuchtung bei Vorliegen einer Beschädigung einer Dampfbremse 1 von diesem Dampfdruckgradienten abhängt. Ein entsprechender Dampfdruckgradient kann auch zwischen den Messbereichen 2 und 3 berechnet werden, um beispielsweise eine Beeinflussung der Referenz- bzw. Prüfdaten durch einen möglichen Dampfstrom zwischen den Messbereichen zu berücksichtigen.
3 zeigt schematisch die Verarbeitung von Referenzdaten 24 und Prüfdaten 25 in der Verarbeitungseinrichtung 15 bzw. im Rahmen eines Verfahrens zur Überwachung der Dampfbremse 1. Hierbei wird die Verarbeitung nur für Sensordaten einer einzigen Sensoreinrichtung beschrieben, wobei sich das beschriebene Vorgehen problemlos auf mehrere Sensoreinrichtungen übertragen lässt. Beispielsweise kann das beschriebene Vorgehen für jede der Sensoreinrichtungen separat durchgeführt werden, es sind jedoch auch andere Zusammenführungen der Sensordaten möglich.
Die Referenzdaten 24 werden erfasst, indem während eines Referenzzeitintervalls in dem jeweiligen Messbereich 2, 3 für mehrere Messzeitpunkte bzw. Messintervalle jeweils ein die Temperatur in dem Messbereich 2, 3 betreffender Temperaturwert 26 und ein die Luftfeuchtigkeit in dem Messbereich 2, 3 betreffender Feuchtigkeitswert 27 erfasst werden. Der jeweilige Temperaturwert 26 und Feuchtigkeitswert 27 bilden ein Referenzmesswertpaar 28 bzw. Referenzmesswerttupel. Das Referenzmesswertpaar 28 kann durch Zusatzdaten 29, beispielsweise eine Zeitinterformation 30, ergänzt werden. Die Zeitinformation 30 kann beispielsweise ein Datum umfassen, um ein jeweiliges Referenzmesswertpaar einer Jahreszeit oder Ähnlichem zuordnen zu können. Ergänzend oder alternativ kann die Zeitinformation 30 eine Uhrzeit betreffen, um Referenzmesswertpaare beispielsweise dem Tag oder der Nacht zuordnen zu können. Ergänzend oder alternativ können die Zusatzinformationen 29 Informationen von einer oder mehreren weiteren der Sensoreinrichtungen 11 bis 14, 21 betreffen, beispielsweise um, wie bereits erläutert, Druckgradienten berücksichtigen zu können.
4 zeigt einen beispielhaften zeitlichen Verlauf 31 der Temperaturwerte 26 und einen zeitlichen Verlauf 32 der Feuchtigkeitswerte 27. Die x-Achse zeigt die Zeit bzw. die aufeinanderfolgenden Messzeitpunkte bzw. Messintervalle. Die y-Achse gibt bezüglich der Temperaturwerte 26 die Temperatur in °C und bezüglich der Feuchtigkeitswerte die relative Luftfeuchtigkeit in Prozent an. Bei direkter Betrachtung der beiden Verläufe 31, 32 ist ein Zusammenhang zwischen diesen Werten zunächst kaum erkennbar.
Zur leichteren Auswertung dieser Daten kann es daher vorteilhaft sein, zunächst für jeden der Messzeitpunkte bzw. für jedes Messintervall wie bereits vorangehend diskutiert eine Taupunkttemperatur in Abhängigkeit des jeweiligen Temperaturwertes 26 und Feuchtigkeitswertes 27 zu berechnen. Für beispielhafte Referenzdaten ist in 5 eine Auftragung der ermittelten Taupunkttemperaturen über den Temperaturwerten gezeigt. Die x-Achse zeigt hierbei die Temperatur ϑ und die y-Achse den Taupunkt τ. Jeder der dargestellten Punkte entspricht hierbei einem Referenzmesswertpaar 28.
Wie in 5 zu erkennen ist, existiert eine starke Korrelation zwischen den jeweiligen Temperaturwerten und den Werten für den Taupunkt. Diese Korrelation kann genutzt werden, um wie in 3 dargestellt ein Modell 33 für einen solchen Zusammenhang zu ermitteln. Beispielsweise ist das Modell 33 ein mathematisches Modell, das den Zusammenhang zwischen der Temperatur ϑ und der Tautemperatur τ in Form einer durch Modellparameter 34 parametrisierten Gleichung beschreibt. Die Modellparameter 34 können beispielsweise bei näherungsweiser Annahme eines linearen Zusammenhangs eine Steigung und ein Offset einer Geraden sein. Weitere Modellparameter können beispielsweise Nichtlinearitäten, statistische Informationen, beispielsweise eine durchschnittliche oder maximale Abweichung der Referenzmesswertpaare von dem durch die weiteren Modellparameter beschriebenen Zusammenhang oder Ähnliches beschreiben. Das Modell 33 bzw. die Modellparameter 34 stellen somit eine Art Fingerabdruck der Messbereiche bei unbeschädigter Dampfbremse 1 dar.
Nach Vorliegen dieses Modells 33 bzw. Fingerabdrucks können in einem späteren Prüfzeitintervall auf gleiche Weise Prüfdaten 25 erfasst werden. Hierbei wird wiederum zu mehreren Messzeitpunkten bzw. für mehrere Messintervalle jeweils ein Prüfmesswertpaar 38 erfasst, das einen die Temperatur in dem Messbereich 2, 3 betreffenden Temperaturwert 44 und eine die Luftfeuchtigkeit in dem Messbereich 2, 3 betreffenden Feuchtigkeitswert 35 umfasst. Zusätzlich können wiederum Zusatzdaten 36, beispielsweise Zeitinformationen 37, erfasst werden. Wie bereits zu den Referenzdaten 24 erläutert, können die Prüfdaten anschließend ausgewertet werden, um ein weiteres Modell 39 durch die Modellparameter 40 zu parametrisieren. Hierbei sind die Modelle 33, 39 insbesondere abgesehen von den Werten der Modellparametern 34, 40 identisch zueinander.
6 zeigt den in 5 für eine unbeschädigte Dampfbremse 1 gezeigten Zusammenhang zwischen Temperatur ϑ und Taupunkt τ für eine beschädigte Dampfbremse 1. Jeder der gezeigten Punkte entspricht hierbei einem Prüfmesswertpaar 38, das in einem Prüfzeitintervall, während dem die Dampfbremse 1 beschädigt war, erfasst wurde. Die gezeigten Daten würden bei einer simulierten Beschädigung einer Dampfbremse 1 erfasst, bei der gezielt ein kleiner Spalt in der Dampfbremse geöffnet wurde.
Bei Vergleich von 5 und 6 ist eindeutig zu erkennen, dass die Beschädigung der Dampfbremse 1 zu einer deutlichen Beeinflussung des Zusammenhangs zwischen der Temperatur ϑ und dem Taupunkt τ führt. Insbesondere bei niedrigen Temperaturen ϑ ist eine deutliche Absenkung des Taupunkts τ aufgrund der beschädigten Dampfbremse 1 zu erkennen. Diese resultiert aus der stärkeren Entfeuchtung der Luft im jeweiligen Messbereich 3, 4 bei Beschädigung der Dampfbremse 1.
Aufgrund dieser deutlichen Veränderung werden auch die Modellparameter 40 des Modells 39 sich deutlich von den Modellparametern 34 des Modells 33 unterscheiden. Wurde beispielsweise, wie obig erläutert, ein zumindest näherungsweiser linearer Zusammenhang angenommen, würde ein niedrigerer Offset bzw. eine größere durchschnittliche Steigung ermittelt. Auch Modellparameter 34, 40, die eine Stärke der Nichtlinearität betreffen, würden sich deutlich unterscheiden. Somit ist ein Vergleich der Modelle 33, 39 bzw. der Modellparameter 34, 40 gut geeignet, um eine Beschädigung der Dampfbremse 1 zu erkennen. Wäre die Dampfbremse 1 im Prüfzeitintervall nämlich nicht beschädigt, würde im Wesentlichen ein ähnlicher Zusammenhang, wie er in 5 dargestellt ist, resultieren.
Eine Möglichkeit, die Modelle 33, 39 zu vergleichen, ist es, wie in 3 dargestellt ist, ein Maß 41 für den Abstand der für das Referenzzeitintervall ermittelten Modellparameter 34 und der für das Prüfzeitintervall ermittelten Modellparameter 40 zu ermitteln. Beispielsweise können die Modellparameter 34 zu einem ersten Vektor und die Modellparameter 40 zu einem zweiten Vektor zusammengefasst werden und das Maß 41 kann ein Maß für die Länge eines Differenzvektors zwischen diesen beiden Vektoren sein. Es ist jedoch beispielsweise auch möglich, Unterschiede zwischen verschiedenen Paaren von Modellparametern 34, 40 unterschiedlich stark zu bewerten oder Ähnliches.
In Abhängigkeit der Referenzmesswertpaare 28 und der Prüfmesswertpaare 38, im konkreten Beispiel anhand des Wertes für das Maß 41, kann anschließend geprüft werden, ob eine Prüfbedingung 42 erfüllt ist, deren Erfüllung eine Beschädigung der Dampfbremse 1 indiziert. Beispielsweise kann das Maß 41 mit einem Grenzwert verglichen werden.
Bezugszeichenliste

1: Dampfbremse bzw. Dampfsperre
2: Messbereich
3: Messbereich
4: Gebäudehülle
5: Dach
6: Außenwand
7: Isolationsschicht
8: Temperatur
9: Punkt
10: Taupunkt
11: Sensoreinrichtung
12: Sensoreinrichtung
13: Sensoreinrichtung
14: Sensoreinrichtung
15: Verarbeitungseinrichtung
16: Benutzer
17: Kommunikationseinrichtung
18: Wand
19: Tür
20: Gebäude
21: Sensoreinrichtung
22: Umgebung
23: Innenwand
24: Referenzdaten
25: Prüfdaten
26: Temperaturwert
27: Feuchtigkeitswert
28: Referenzmesswertpaar
29: Zusatzdaten
30: Zeitinformation
31: Verlauf
32: Verlauf
33: Modell
34: Modellparameter
35: Feuchtigkeitswert
36: Zusatzdaten
37: Zeitinformation
38: Prüfmesswertpaar
39: Modell
40: Modellparameter
41: Maß
42: Prüfbedingung
43: Innenraum
44: Temperaturwert

Claims

Verfahren zur Überwachung einer Dampfbremse (1) oder Dampfsperre einer Gebäudehülle (4), wobei - Referenzdaten (24) erfasst werden, indem während eines Referenzzeitintervalls in wenigstens einem Messbereich (2, 3) innerhalb der Gebäudehülle (4) für mehrere Messzeitpunkte oder Messintervalle jeweils ein Referenzmesswertpaar (28) ermittelt wird, das einen die Temperatur in dem Messbereich (2, 3) betreffenden Temperaturwert (26) und einen die Luftfeuchtigkeit in dem Messbereich (2, 3) betreffenden Feuchtigkeitswert (27) umfasst, - Prüfdaten (25) erfasst werden, indem während eines Prüfzeitintervalls in dem Messbereich (2, 3) für mehrere Messzeitpunkte oder Messintervalle jeweils ein Prüfmesswertpaar (38) ermittelt wird, das einen die Temperatur in dem Messbereich (2, 3) betreffenden Temperaturwert (44) und einen die Luftfeuchtigkeit in dem Messbereich (2, 3) betreffenden Feuchtigkeitswert (35) umfasst, und - die Erfüllung einer Prüfbedingung (42) geprüft wird, deren Erfüllung eine Beschädigung der Dampfbremse (1) oder Dampfsperre indiziert und die von den Referenzmesswertpaaren (28) und den Prüfmesswertpaaren (38) abhängt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Prüfzeitintervall und/oder das Referenzzeitintervall über wenigstens einen Tag oder über wenigstens ein Monat oder über wenigstens 3 Monate erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modell (33, 39) für den Zusammenhang zwischen dem Temperaturwert (26, 44) und dem Feuchtigkeitswert (27, 35) oder zwischen dem Temperaturwert (26, 44) und einer von dem Feuchtigkeitswert (27, 35) abhängigen Größe oder zwischen einer von dem Temperaturwert (26, 44) abhängigen Größe und dem Feuchtigkeitswert (27, 35) oder zwischen einer von dem Temperaturwert (26, 44) abhängigen Größe und einer von dem Feuchtigkeitswert (27, 35) abhängigen Größe durch Modellparameter (34, 40) parametrisiert wird, wobei die Modellparameter (34) für das Referenzzeitintervall in Abhängigkeit der Referenzmesswertpaare (28) und die Modellparameter (40) für das Prüfzeitintervall in Abhängigkeit der Prüfmesswertpaare (38) ermittelt werden, wobei die Erfüllung der Prüfbedingung (42) von einem Maß (41) für den Abstand der für das Referenzzeitintervall ermittelten Modellparameter (34) und der für das Prüfzeitintervall ermittelten Modellparameter (40) abhängt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als von dem Feuchtigkeitswert (27, 35) abhängige Größe die Taupunkttemperatur ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem Prüfmesswertpaar (38) und/oder zu jedem Referenzmesswertpaar (28) eine Zeitinformation (30, 37) gespeichert wird, wobei die Erfüllung der Prüfbedingung (42) zusätzlich von den Zeitinformationen (30, 37) abhängt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfbremse (1) oder Dampfsperre gewinkelt zur Vertikalen angeordnet ist, wobei zur Erfassung der Temperaturwerte (26, 44) und/oder der Feuchtigkeitswerte (27, 35) eine Sensoreinrichtung (11 - 14) verwendet wird, die unterhalb der der Dampfbremse (1) oder Dampfsperre angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für mehrere baulich getrennte Messbereiche (3, 4) jeweilige Temperaturwerte (26, 44) und Feuchtigkeitswerte (27, 35) erfasst werden, wobei in jedem der Messbereiche (3, 4) eine Sensoreinrichtung (11 - 14) zur Erfassung der Temperaturwerte (26, 44) und der Feuchtigkeitswerte (27, 35) verwendet wird, und/oder dass zur Erfassung der Temperaturwerte (26, 44) und der Feuchtigkeitswerte (27, 35) in dem jeweiligen Messbereich (2, 3) mehrere Sensoreinrichtungen (11 - 14) verwendet werden, die auf verschiedenen Höhen in dem Messbereich (3, 4) angeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem jeweiligen Prüfmesswertpaar (38) und/oder Referenzmesswertpaar (28) eine Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit außerhalb der Gebäudehülle (4) erfasst wird, wobei die Erfüllung der Prüfbedingung (42) zusätzlich von dieser Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit abhängt.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gelkennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Temperaturwerte (26, 44) und Feuchtigkeitswerte (27, 35) eines jeweiligen Messbereichs (3, 4) und einerseits der Temperaturwerte (26, 44) und Feuchtigkeitswerte (27, 35) eines zu diesem Messbereich (2, 3) benachbarten weiteren der Messbereiche (2, 3) und/oder andererseits der Temperatur und Luftfeuchtigkeit außerhalb der Gebäudehülle (4) ein Dampfdruckgradient ermittelt wird, von dem die Erfüllung der Prüfbedingung (42) abhängt.
Vorrichtung zur Überwachung einer Dampfbremse (1) oder Dampfsperre einer Gebäudehülle (4) mit wenigstens einer Sensoreinrichtung (11 - 14) zur Erfassung von Temperaturwerten (26, 44) und Feuchtigkeitswerten (27, 35) und einer Verarbeitungseinrichtung (15), dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung (15) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche eingerichtet ist.