Klimasimulation

Klimasimulationen
© Fraunhofer IBP

Mithilfe der Klimasimulation lassen sich zuverlässig Aussagen zu Eignung und Produktlebensdauer treffen.

Maßgeschneiderte Lösungen für Qualitätssicherung und Produktentwicklung

 

Vor dem Hintergrund, dass Schäden oder Funktionsstörungen an Bauprodukten mindestens Reparaturmaßnahmen – wenn nicht sogar eine komplette Erneuerung – notwendig machen, sind Witterungsbeständigkeit und Funktionssicherheit wichtige Faktoren zur Beurteilung der Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit der betreffenden Produkte. Seit langem gibt es deshalb eine ganze Reihe an Standardprüfungen zur Qualitätssicherung. Diese stoßen allerdings häufig an ihre Grenzen, wenn es um den Test völlig neuer Produkte oder um andere Einsatzbereiche bestehender Produkte geht. In solchen Fällen ist die Klimasimulation die Methode der Wahl, um zuverlässig Aussagen zu Eignung und voraussichtlicher Produktlebensdauer treffen zu können.

Ziele der Klimasimulation

Die Klimasimulation bezeichnet die künstliche Beanspruchung von Produkten durch wechselnde klimatische Randbedingungen. Wir befassen uns dabei konkret mit Prüfmethoden zu hygrothermischen Fragestellungen (hygrothermische Umweltsimulation). Die Klimasimulation dient:

  • der Überprüfung der Witterungsbeständigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Produkten, die wechselnden hygrothermischen Bedingungen ausgesetzt sind.
  • der Erforschung des hygrothermischen Verhaltens von Materialien und Systemen unter verschiedenartiger klimatischer Beanspruchung sowie der Validierung von Modellansätzen zur mathematischen Beschreibung der auftretenden Phänomene.
  • der Entwicklung von Produkten zum Schutz vor extremen Klimabeanspruchungen und deren Auswirkungen sowie von Produkten zur Energiegewinnung.

Mehrwert durch Kombination der Methoden

Da Freiland- und Laborklimasimulationen aufwändig und teuer sind, empfiehlt sich die Planung bzw. Optimierung solcher Testreihen anhand der numerischen Simulation. So lässt sich beispielsweise die Auswahl von Produktvarianten und Randbedingungen durch die kritischsten Kombinationen vorab durch Vergleichsrechnungen ermitteln. Während die Simulationsergebnisse in ihren absoluten Werten oft Unsicherheiten aufweisen, sind die Resultate solcher Vergleichsrechnungen in der Regel sehr zuverlässig.

Ziel der labortechnischen Klimasimulation ist es meist, die unter normalen Bedingungen ablaufenden Alterungsvorgänge zu beschleunigen. Dabei gilt es allerdings zu vermeiden, dass durch eine mögliche Überhöhung der Klimaparameter unnatürliche Veränderungsprozesse ablaufen. Numerische Simulationen oder Ergebnisse aus Freilandversuchen können hier helfen, die tatsächlich auftretenden Beanspruchungsmaxima zu identifizieren.