Meting van luchtdichtheid en binnenluchtkwaliteit in ......50-waarde van de eigen metingen bedraagt...

Meting van luchtdichtheid en binnenluchtkwaliteit in

nieuwbouwwoningen (bouwjaar 2006-2009)

Tomas De Brauwere en Stijn Van de Velde

Promotor: prof. dr. ir.-arch. Arnold Janssens

Begeleiders: ir.-arch. Jelle Laverge en ir.-arch. Marc Delghust

Masterproef ingediend tot het behalen van de academische graad van

Master in de ingenieurswetenschappen: bouwkunde

Vakgroep Architectuur en stedenbouw

Voorzitter: prof. dr. Bart Verschaffel

Faculteit Ingenieurswetenschappen

Academiejaar 2009-2010

Voorwoord Het schrijven van deze masterproef heeft veel tijd en energie in beslag genomen. Gelukkig konden we rekenen op de onvoorwaardelijke steun en inzet van een aantal personen. Deze mensen zijn we veel dank verschuldigd voor hun steun, hulp en medewerking die noodzakelijk waren bij het tot stand komen van deze scriptie. In de eerste plaats willen wij onze promotor, Prof. dr. ir.-arch. Arnold Janssens bedanken voor de technische en wetenschappelijke ondersteuning gedurende de masterproef. Ook zijn we veel dank verschuldigd aan ir.-arch. Jelle Laverge, ir.-arch. Marc Delghust en ir.-arch. Nathan Van Den Bossche. Hun opmerkingen en bijsturingen waren van essentieel belang voor het afhandelen van deze masterproef. We konden rekenen op de steun van verschillende blowerdoorfirma’s, die bereid waren hun meetgegevens beschikbaar te stellen. Daarom past een woord van dank aan Tim Sas van studiebureel Greesa, Peter Eykens van IsoproC en Eddy Taelman van Sanidetectif. Bijzondere dank aan Pieter Maes van Boomer BVBA, wiens praktische opmerkingen van onschatbare waarde bleken. Dank aan Koen Vercaempt en Jan Lavens die enkele woningen ter beschikking gesteld hebben. Alle bewoners van de deelnemende woningen zijn we heel dankbaar voor het beschikbaar stellen van de woning om een luchtdichtheidstest uit te voeren. Speciale dank aan Maarten De Vos en de bewoners van de Herman Roelstraetestraat en Ivo Van Steenkistestraat in Kortrijk. Tot slot willen we onze ouders bedanken. Door hun steun konden wij deze studies aanvatten en ze hebben ons gesteund gedurende de opleiding en deze masterproef. Ook danken wij onze familie en vrienden voor de momenten van ontspanning en de spreekwoordelijke schouderklopjes. Daarom een welgemeende dankjewel voor iedereen die op een of andere manier heeft bijgedragen tot het tot stand komen van deze masterproef.

Tomas De Brauwere en Stijn Van de Velde Gent, mei 2010

Toelating tot bruikleen De auteurs geven de toelating deze scriptie voor consultatie beschikbaar te stellen en delen van de scriptie te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting de bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit deze scriptie.

De auteurs Tomas De Brauwere en Stijn Van de Velde

Gent, mei 2010

Samenvatting In deze scriptie wordt het onderzoek naar de luchtdichtheid en binnenluchtkwaliteit bij recente nieuwbouwwoningen (bouwjaar 2006-2009) in Vlaanderen behandeld. De luchtdichtheid werd met behulp van een blowerdoor gemeten bij 51 woningen. Deze reeks werd aangevuld met de meetresultaten van 133 woningen van diverse blowerdoorfirma’s. Om een zo waarheidsgetrouw mogelijk beeld te krijgen, werd in de verwerking steeds onderscheid gemaakt tussen de eigen metingen en de metingen van de blowerdoorfirma’s, aangezien deze een betere luchtdichtheid hebben. De gemiddelde n50-waarde van de eigen metingen bedraagt 6,0 h-1, de mediaan 4,9 h-1. Dit is een stuk lager dan de gecorrigeerde waarde uit de SENVIVV-studie: 11,3 h-1. De v50-waarden van de eigen metingen hebben een gemiddelde van 6,7 m³/(h.m²) en een mediaan van 5,5 m³/(h.m²), wat een stuk beter is dan de waarde bij ontstentenis in de EPB-berekening van 12 m³/(h.m²). Indien mogelijk werd met behulp van significantietesten het verschil in luchtdichtheid onderzocht voor verscheidende groepen: volgens het gebouwtype, het constructietype en het ventilatiesysteem. In alle gevallen was de gemiddelde luchtdichtheid niet significant verschillend. Ook werden verschilmetingen uitgevoerd door de deur naar garage en/of zolder te sluiten. Hier werden grote verschillen vastgesteld in luchtlekdebiet in vergelijking met de originele meting volgens normomstandigheden. Er werd besloten dat de grootste lekken zich bevinden in de garage en in de zolderruimte. Er werd een overzicht gegeven van de voornaamste lekken die vastgesteld werden tijdens de meetcampagne. In 27 woningen werden de ventilatievoorzieningen onderzocht. Afhankelijk van het type ventilatiesysteem werden de toevoerroosters en de mechanische toe- en afvoerdebieten opgemeten. Ook werden de doorstroomopeningen (spleten onder de deuren) opgemeten. Bij woningen met systeem C was de toevoer meer conform de norm dan bij woningen met systeem D. Eenzelfde trend was waarneembaar bij de afvoer. Dit was te wijten aan het feit dat de debieten bij systeem D in balans moeten gebracht worden, wat een accurate inregeling vereist. Bij de doorvoeropeningen was in 62% van de gevallen de spleetoppervlakte onder de deuren voldoende, wat een grote verbetering is ten opzichte van de SENVIVV-studie, waar 2% van de spleetoppervlaktes voldeed. Tot slot werd ook in 13 woningen het CO2-gehalte in de woonkamers en slaapkamers, en de relatieve vochtigheid in de badkamers geregistreerd. De CO2-metingen werden verwerkt aan de hand van een oordeelkundig gekozen bezettingspatroon. Vooral in de ouderslaapkamers kwam de CO2-concentratie gedurende lange tijd overeen met IDA4. De slechtste luchtkwaliteit werd behaald in woningen met ventilatiesysteem A, en in de woningen waar het ventilatiesysteem uitgeschakeld werd of de toevoerroosters dicht stonden. Wat de relatieve vochtigheid betreft, werd nagegaan hoelang de 70%-grens met kans op schimmelvorming overschreden werd. De woning waar het ventilatiesysteem aflag en de woning zonder mechanische afvoer in de badkamer scoorden vanzelfsprekend het slechtst. Deze metingen van het CO2-gehalte en de relatieve vochtigheid bewijzen het nut van een gecontroleerde ventilatie. Trefwoorden: Luchtdichtheid, binnenluchtkwaliteit, blowerdoor, ventilatie.

Measurement of airtightness and indoor air quality in recent dwellings (year of construction 2006-2009)

Tomas De Brauwere and Stijn van de Velde

Supervisor: prof. dr. ir.-arch. Arnold Janssens

Abstract�This article shows the results of a measurement

campaign of airtightness and indoor air quality in recent dwellings in Flanders, constructed between 2006 and 2009.

Keywords� airtightness, indoor air quality, ventilation

I. INTRODUCTION

In 2010 the airtightness and indoor air quality in recent dwellings was measured in the context of a master’s thesis at the University of Ghent. The year of construction of the dwellings varied from 2006 till 2009. The airtightness and the indoor air quality of a wide selection of houses in Flanders were tested. Passive houses, flats and renovated houses were not tested.

II. AIRTIGHTNESS

The airtightness was measured in 51 recent dwellings by the fan pressurization method. These tests were performed in accordance to the European Standard EN 13829:2000. In all measurements the minimum pressure difference of 50 Pa was achieved and readings were also taken at pressure differences up to 100 Pa, to attain a better accuracy. Two sets of measurement were made: a depressurization test and a pressurization test.

The aforementioned data set was extended by 133 measurements performed by different blower door firms. To get a correct view of the current airtightness, the measurements of the blower door firms were analyzed separately from the 51 measurements, because of the lower values obtained by the blower door firms. The dwellings tested by these firms seem to be more airtight for which two reasons can be given. The first reason is that the tested houses are a priori relatively airtight because the residents pay more attention to airtightness. The second reason is that the blower door firms specifically search for leaks and cracks during the tests and they try to improve the airtightness of the house.

Furthermore the measurements of the blower door firms were divided into two categories: low energy houses and non-low energy houses (more traditional houses). This subdivision was made because the airtightness of a low energy house is usually better, due to the extra attention to a more airtight finishing touch of the house.

There are several quantities to express the airtightness of a

building. Besides the quantities n50, q50 and w50 which are defined in the European Standard, there are other quantities of airtightness. To express the airtightness, the value of n50 or q50 are most commonly used. These quantities are all correlated and have a rather lognormal distribution.

In the dataset of 51 dwellings, the mean value of the air

change rate at 50 Pa (n50) was 6,0 h-1 and the median was 4,9

h-1. This is much lower than the corrected average n50 of the dwellings obtained in the former SENVIVV-study1: 11,3 h-1.

The airtightness can also be expressed using the q50-quantity: the air leakage at 50 Pa per building envelope area or the air permeability at 50 Pa (q50). The mean air leakage rate was 6,8 m³/(h.m²), the median 5,5 m³/(h.m²). This quantity can be considered as a measure for the quality of workmanship.

The values of the airtightness measurements were divided

into several groups. These groups were composed according to their building type (detached, semi-detached and terraced-houses), construction type (timber-framed houses and masonry houses) and kind of ventilation system (system A: natural ventilation, system C: mechanical extract ventilation and system D: balanced ventilation). Significance tests were performed to examine the differences of mean values between several groups. For all groups, no significant difference was noticed, except for ventilation system A which was not tested due to the small number of samples.

However, some important differences were noticed between dwellings without a garage or an attic, dwellings with a garage or an attic and dwellings with a garage and an attic. A dwelling without an attic is a dwelling with no attic or with an attic outside the insulated building envelope. To assess the influence of these spaces, a number of different measurements were performed by closing the door to the garage or the attic. Big differences were noticed in air leakage rate at 50 Pa, compared to the original measurement corresponding standard conditions. The average reduction of the air leakage rate by closing the door to the garage was 27% (15 measurements), by closing the door to the attic 54% (8 measurements) and by closing both doors 78% (3 measurements).

The influence of a garage or an attic can be seen in the following table.

Table 1 The influence of a garage of attic on the n50-value

Number of houses

[-]

Mean n50

[h-1]

Median n50

[h-1] No garage or attic 17 3,9 3,7 With garage 17 5,9 6,2 With attic 9 5,8 3,5 With garage and attic 8 11,2 10,2

1 The SENVIVV study was performed in 1995-1997 and dealt with the

airtightness of 51 dwellings (constructed in the period 1987-1993) and the energy consumption and the indoor air quality of 200 dwellings.

The table shows that the n50-value of houses without a

garage or an attic is considerably smaller than the n50-value of houses with a garage and an attic. The n50-values of houses with a garage or an attic are in between those of the extreme groups.

It is obvious that the biggest leaks are located in the garage or the attic. It is difficult to create an airtight connection of the garage and the wall. Making an attic air sealed is very difficult as well. However avoiding uncontrolled air circulation is important for the proper functioning of the insulation. A more airtight finishing touch of these places can seriously improve the global airtightness of the dwelling.

If these great leaks are avoided, it is possible that a significant difference of the mean values between the building type, the construction type of ventilation system C or D, can be noticed. To ground this, further research is necessary.

III. INDOOR AIR QUALITY

A. Ventilation

In 27 houses the ventilation facilities were examined: the air supply through the air grates in the windows and the mechanical air supply and exhaust were measured, depending on the type of ventilation system as well as on the flow-through openings (crack surface under the doors).

In dwellings with mechanical extract ventilation (ventilation system C), the supply rate was more in accordance to the prescriptions of the standard than in dwellings with mechanical supply and extract ventilation (ventilation system D). This is due to the fact that the airflow in houses equipped with ventilation system D has to be brought into balance, which requires a precise adjustment. In case of an open kitchen, the exhausted air rate was sufficient in only 6% of the houses. It is also important to pay attention to achieve a correct exhaust air rate in the toilet, the laundry place and especially in the bathroom because of the high moisture production.

As for the flow openings, in 62% of the houses the crack surface under the door was sufficient. This is a huge improvement compared to the results of the SENVIVV- study: only in 2% of the dwellings the crack surface under the doors was sufficient.

B. CO2 and relative humidity measurement

The CO2 concentration was measured in 13 houses in the living room and the master bedroom. Besides, the relative humidity was registered in the bathrooms.

The CO2 measurements were examined based on an estimated occupancy pattern. This pattern defines the hours where the living room or the master bedroom is usually occupied. Especially in the master bedrooms, the CO2 concentration corresponded a long time to IDA4 (poor indoor air quality). The poorest indoor air quality was achieved in dwellings with natural ventilation (ventilation system A) and in the houses where the ventilation system is turned off or where the air grids in the windows and the windows are closed during the night.

As for the relative humidity, it was measured how long the 70% limit, potentially causing mould, was exceeded, irrespective of the occupation of the bathroom. The dwelling where the ventilation system is always turned off and the house without mechanical exhaust ventilation in the bathroom

obviously scored worst. Both measurements showed the utility of a well considered ventilation system.

IV. CONCLUSION

As a conclusion, it can be stated that the results of the airtightness measurements are much better than the results in the SENVIVV-study. However, there are some construction details that can seriously be improved, especially the finishing touch of the garage or the attic.

An airtight building needs a well considered ventilation-system to ensure a good indoor air quality. Generally ventilation facilities are better designed nowadays, compared to the results in the SENVIVV-study. The importance of ventilation was illustrated by the CO2 and relative humidity measurements. The worst indoor air quality appears in dwellings without mechanical exhaust and dwellings where the ventilation system is turned off.


Academiejaar 2009 – 2010 9

Inhoudsopgave

VOORWOORD ........................................................................................................................................ 4

SAMENVATTING .................................................................................................................................... 6

EXTENDED ABSTRACT......................................................................................................................... 7

INHOUDSOPGAVE................................................................................................................................. 9

LIJST MET SYMBOLEN ........................................................................................................................12

0 INLEIDING.....................................................................................................................................14

1 LUCHTDICHTHEIDSTEST MET DE BLOWERDOOR ..................................................................16

1.1 MEETMETHODE.........................................................................................................................17 1.1.1 Meetcondities................................................................................................................17 1.1.2 Voorbereiding van het gebouw .....................................................................................17 1.1.3 Meetprocedure..............................................................................................................18

1.2 BEPALING VAN HET TOTALE LUCHTLEKDEBIET (V50-WAARDE).........................................................21 1.2.1 Berekening luchtlekdebiet uitgaande van een drukverschil ..........................................21 1.2.2 Berekening totale luchtlekdebiet ...................................................................................23 1.2.3 Theoretische achtergrond bij de stromingsvergelijking .................................................23 1.2.4 Invloed van gaten, kieren en spleten op het totale luchtlekdebiet .................................25

1.3 LUCHTDICHTHEIDSGROOTHEDEN ................................................................................................26 1.3.1 Aantal luchtwisselingen bij Δp 50 Pa (n50-waarde) .......................................................26 1.3.2 Luchtdoorlatendheid bij Δp 50 Pa (q50-waarde) ............................................................27 1.3.3 Specifiek luchtlekdebiet bij Δp 50 Pa (w50-waarde) ......................................................27 1.3.4 Specifiek luchtlekdebiet bij Δp 50 Pa in het kader van de EPB ( 50v& -waarde)...............28 1.3.5 Equivalente lekoppervlakte (EqLA) en effectieve lekoppervlakte (ELA)........................28 1.3.6 Luchtdebiet bij Δp 10 Pa (qv,10-waarde) ........................................................................29 1.3.7 Algemene opmerkingen bij de luchtdichtheidsgrootheden............................................30 1.3.8 Gemiddelde infiltratiedebiet ..........................................................................................30 1.3.9 Aanbevelingen omtrent luchtdichtheidswaarden...........................................................31

1.4 NAUWKEURIGHEID VAN DE LUCHTDICHTHEIDSMETING ...................................................................32 1.4.1 Onzekerheid op het luchtlekdebiet................................................................................32 1.4.2 Onzekerheid op de luchtdichtheidswaarde ...................................................................33

2 LUCHTDICHTHEID: STATE OF THE ART ...................................................................................34

2.1 LUCHTDICHTHEID IN VLAANDEREN: SENVIVV-STUDIE .................................................................34 2.1.1 Inleiding ........................................................................................................................34 2.1.2 Resultaten.....................................................................................................................35

2.2 LUCHTDICHTHEID IN EUROPA .....................................................................................................38 2.2.1 Nederland .....................................................................................................................38 2.2.2 Finland..........................................................................................................................38 2.2.3 Noorwegen ...................................................................................................................40



2.2.4 Estland..........................................................................................................................42 2.2.5 Griekenland ..................................................................................................................43 2.2.6 Samenvatting................................................................................................................44

2.3 LUCHTDICHTHEID BUITEN EUROPA..............................................................................................45 2.3.1 Verenigde Staten ..........................................................................................................45 2.3.2 Japan............................................................................................................................46

3 BINNENLUCHTKWALITEIT..........................................................................................................47

3.1 OVERZICHT VAN DE POLLUENTEN................................................................................................47 3.1.1 Proces-, materiaal- en bodemgebonden polluenten .....................................................47 3.1.2 Biopolluenten ................................................................................................................48 3.1.3 Mensgebonden polluenten............................................................................................48 3.1.4 Ventilatie als middel voor een gezonde binnenluchtkwaliteit ........................................49

3.2 VENTILATIE...............................................................................................................................50 3.2.1 Verschillende ventilatiesystemen..................................................................................50 3.2.2 Ongeschikte manieren van ventileren...........................................................................53 3.2.3 Voorschriften voor ventilatie volgens de norm ..............................................................54

3.3 BINNENLUCHTKWALITEIT: IDA-KLASSEN ......................................................................................57 3.3.1 Classificatie volgens CO2-gehalte.................................................................................57 3.3.2 Classificatie volgens bioreukstoffen (Decipols) .............................................................58 3.3.3 Indirecte classificatie volgens het debiet verse lucht per persoon.................................58 3.3.4 Theoretische achtergrond van de IDA-klassen .............................................................58

3.4 VENTILATIEVOORZIENINGEN IN DE SENVIVV-STUDIE ...................................................................61 3.4.1 Vereist ventilatiedebiet in de woningen.........................................................................61 3.4.2 Aanwezigheid ventilatievoorzieningen in de woningen .................................................62 3.4.3 Luchtkwaliteit ................................................................................................................66

3.5 BINNENLUCHTKWALITEIT IN HET BUITENLAND ...............................................................................67 3.5.1 Japan............................................................................................................................67 3.5.2 Finland..........................................................................................................................67

4 RESULTATEN EN VERWERKING LUCHTDICHTHEID ...............................................................70

4.1 ALGEMENE BESCHOUWINGEN.....................................................................................................70 4.1.1 Correlatie tussen luchtdichtheidsgrootheden ................................................................70 4.1.2 Invloed compactheid op n50-waarde en q50-waarde ......................................................71

4.2 GLOBALE VERWERKING VAN DE MEETGEGEVENS..........................................................................73 4.2.1 Algemeen......................................................................................................................73 4.2.2 Gebouwtype..................................................................................................................77 4.2.3 Constructietype.............................................................................................................80 4.2.4 Ventilatiesysteem..........................................................................................................81 4.2.5 Bouwfirma’s ..................................................................................................................83 4.2.6 Invloed garage en zolder op de luchtdichtheid..............................................................83 4.2.7 Onderzoek naar correlatie tussen de luchtdichtheid en het E-peil ................................87 4.2.8 Onderzoek van de stromingsexponent en het luchtlekdebiet in onderdruk - overdruk..87 4.2.9 Conclusie ......................................................................................................................88



4.3 VAAK VOORKOMENDE LEKKEN ....................................................................................................91 4.3.1 Lekken in de garage .....................................................................................................91 4.3.2 Lekken op zolder ..........................................................................................................91 4.3.3 Perforaties van de buitenwand .....................................................................................92 4.3.4 Lekken aan het schrijnwerk of de afwerking .................................................................93 4.3.5 Andere openingen ........................................................................................................94

5 RESULTATEN EN VERWERKING BINNENLUCHTKWALITEIT .................................................97

5.1 VENTILATIEVOORZIENINGEN .......................................................................................................97 5.1.1 Droge ruimten ...............................................................................................................97 5.1.2 Vochtige ruimten...........................................................................................................99 5.1.3 Doorstroomopeningen ................................................................................................102 5.1.4 Samenvatting en conclusie bij ventilatievoorzieningen ...............................................103

5.2 CO2-METINGEN IN DE WOONKAMER EN DE OUDERSLAAPKAMER...................................................105 5.2.1 Meetgegevens ............................................................................................................105 5.2.2 Interpretatie van de meetgegevens ............................................................................107 5.2.3 Conclusie ....................................................................................................................109

5.3 METING VAN DE RELATIEVE VOCHTIGHEID IN DE BADKAMER.........................................................110 5.3.1 Meetgegevens: ...........................................................................................................110 5.3.2 Interpretatie van de meetgegevens ............................................................................110

6 CONCLUSIES..............................................................................................................................112

BIJLAGEN............................................................................................................................................118

BIJLAGE A: COËFFICIËNTEN VOOR DE BEREKENING VAN HET INFILTRATIEDEBIET .......................................118 BIJLAGE B: CORRELATIE TUSSEN DE LUCHTDICHTHEIDSGROOTHEDEN .....................................................119 BIJLAGE C: SIGNIFICANTIETESTEN ........................................................................................................121

Bijlage C1: Gebouwtype...............................................................................................................121 Bijlage C2: Constructietype ..........................................................................................................123 Bijlage C3: Ventilatiesysteem.......................................................................................................125 Bijlage C4: Verschilmetingen .......................................................................................................127

BIJLAGE D: MEETGEGEVENS CO2-LOGGERS .........................................................................................133 BIJLAGE E: GEMIDDELDE VRAAGPATROON ............................................................................................141

LITERATUURLIJST .............................................................................................................................142

LIJST MET FIGUREN ..........................................................................................................................146

LIJST MET TABELLEN .......................................................................................................................148



Lijst met symbolen A = de oppervlakte van het lek of spleetoppervlakte in doorsnede [cm²] of [m²] AE = de oppervlakte van de gebouwschil [m²] Af = de vloeroppervlakte van het gebouw [m²] AF = de netto vloeroppervlakte [m²] AL = de equivalente lekoppervlakte [m²] Atest = de testoppervlakte van de gebouwschil [m²] C = correctiefactor afhankelijk van het klimaat [-] C = de luchtdoorlatendheidscoëfficiënt [dm³/(Pa1/n s)] CD = de luchtweerstandscoëfficiënt [-] Cenv = de stromingscoëfficiënt [m³/(Pan h)] CL = de stromingscoëfficiënt bij normomstandigheden [m³/(Pan h)] D = de hydraulische diameter [m] h = de gebouwhoogte [m] H = de correctiefactor voor de gebouwhoogte [-] l = de spleetdiepte [m] L = de correctiefactor voor de grootte van de luchtlekken [-] M = het metabolisme [W/m²] ninf = het gemiddeld infiltratiedebiet [h-1] n = de stromingsexponent [-] n50 = het aantal luchtwisselingen of het ventilatievoud bij een drukverschil van 50 Pa [h-1] pbar = de barometrische luchtdruk [Pa] pv = de partiële waterdampdruk [Pa] q50 = de luchtdoorlatendheid bij een drukverschil van 50 Pa [m³/(h.m²)] qv,10 = het luchtdebiet bij een drukverschil van 10 Pa [dm³/s] Qv = de luchtvolumestroom [m³/h] S = de correctiefactor voor de windbeschutting [-] v50 = het specifiek luchtlekdebiet volgens EPB bij een drukverschil van 50 Pa [m³/(h.m²)] V = het intern volume of binnenvolume [m³]

50V& = het totale luchtlekdebiet bij een drukverschil van 50 Pa [m³/h]

depresV ,50& = het totale luchtlekdebiet bij een drukverschil van 50 Pa, onderdrukmeting [m³/h]

presV ,50& = het totale luchtlekdebiet bij een drukverschil van 50 Pa, overdrukmeting [m³/h]

envV& = het luchtdebiet doorheen de gebouwschil [m³/h]

LV& = het luchtlekdebiet bij normomstandigheden [m³/h]



mV& = de gemeten waarde van het luchtdebiet [m³/h]

rV& = de afgelezen waarde van het luchtdebiet [m³/h]

rpVΔ& = het totale luchtlekdebiet bij een referentiedrukverschil [m³/h]

w50 = het specifiek luchtlekdebiet bij een drukverschil van 50 Pa (per vloeroppervlakte) [m³/(h.m²)] pΔ = het geïnduceerde drukverschil [Pa]

+01pΔ = het gemiddelde van positieve waarden van natuurlijk drukverschil vóór de test [Pa] −01pΔ = het gemiddelde van negatieve waarden van natuurlijk drukverschil vóór de test [Pa]

01pΔ = het gemiddelde van alle waarden van het natuurlijk drukverschil vóór de test [Pa] +02pΔ = het gemiddelde van positieve waarden van natuurlijk drukverschil na de test [Pa] −02pΔ = het gemiddelde van negatieve waarden van natuurlijk drukverschil na de test [Pa]

02pΔ = het gemiddelde van alle waarden van het natuurlijk drukverschil na de test [Pa] mpΔ = het gemeten drukverschil [Pa]

rpΔ = het referentiedrukverschil [Pa] ϑΔ = het temperatuurverschil [°C of K] iς = de weerstandsfactor van element i [-]

ϑ = de temperatuur [°C] λ = de wandwrijvingscoëfficiënt [-] ρ = de massadichtheid van de lucht [kg/m³]

0ρ = de massadichtheid van de lucht bij normomstandigheden [kg/m³] eρ = de massadichtheid van de lucht buiten de woning [kg/m³] iρ = de massadichtheid van de lucht binnen de woning [kg/m³]

φ = de relatieve vochtigheid [%]

Faculteit Ingenieurswetenschappen H0: Inleiding


0 Inleiding Deze scriptie handelt over de luchtdichtheid en de binnenluchtkwaliteit van nieuwbouwwoningen met een bouwjaar tussen 2006 en 2009. Passiefwoningen, appartementsgebouwen en verbouwingen worden niet bestudeerd. In deze scriptie is de luchtdichtheid gemeten en bestudeerd in 51 woningen in Vlaanderen. De testen zijn uitgevoerd in overeenstemming met de Europese Norm EN13829, waarbij er telkens een onderdruk- en een overdrukmeting is uitgevoerd. Er is geprobeerd om een zo breed mogelijk gamma uit de woningmarkt te testen: traditionele woningbouw, verkavelingen, verschillende types, etc. Sociale woningen werden niet beschouwd. De ventilatievoorzieningen werden gemeten in 27 woningen en de binnenluchtkwaliteit in 13 woningen. Daarnaast is er ook via blowerdoorfirma’s informatie verkregen over de luchtdichtheid van 133 woningen. Wegens de opgelegde EPB1-regelgeving en het grotere energiebewustzijn, worden zeer geleidelijk de noodzaak en de voordelen van luchtdichte woningen bij de brede bevolking duidelijk. Het niet-luchtdicht zijn of de lekheid van een woning zorgt voor infiltratie van koude buitenlucht en geeft een ongewenst tochtgevoel. De kleine gaten, kieren of spleten, waarlangs warme binnenlucht ontsnapt, zorgt voor een aanzienlijke energieverspilling in de winter. Op warme zomerdagen daarentegen, zorgt de lekheid van een woning voor een snellere opwarming. Een goede luchtdichtheid zorgt voor een beter comfortgevoel, een energiebesparing in de winter en een koele woning in de zomer. Met een goede luchtdichtheid is onlosmakelijk de aandacht voor een goede binnenluchtkwaliteit verbonden. Een goede binnenluchtkwaliteit wordt gerealiseerd door op een gecontroleerde en doordachte wijze te ventileren. Ook al lijkt dit een tegenspraak, in deze scriptie wordt uitgelegd dat dit allerminst het geval is. Bij de berekening van het E-peil wordt gebruik gemaakt van een in- en exfiltratiedebiet. Doorgaans wordt de waarde bij ontstentenis gebruikt v50 = 12 m³/(h.m²), wat eerder een conservatieve waarde is. Door het uitvoeren van een luchtdichtheidstest kan het effectieve in- en exfiltratiedebiet gemeten worden. Het E-peil kan een aantal punten dalen, als deze gemeten waarde gebruikt wordt. Er wordt verwacht dat luchtdichtheidstesten in de toekomst aan belang zullen winnen, wegens het normaliter gunstig effect op het E-peil. Dit is zeker het geval wanneer het opgelegde E-peil van E80 nog verlaagd wordt. In een eerste fase wordt de traditionele meetprocedure van de luchtdichtheid met een blowerdoor besproken, alsook de verschillende luchtdichtheidsgrootheden. Daarnaast is ook een overzicht gegeven van de beschikbare gegevens in de literatuur: de resultaten van de metingen van de SENVIVV-studie en van meetcampagnes uit het buitenland. In een tweede fase wordt een kort overzicht gegeven van de verschillende factoren die de binnenluchtkwaliteit bepalen. Er wordt aandacht besteed aan de verschillende ventilatiesystemen en het gebruik van IDA-klassen in de bepaling van de binnenluchtkwaliteit. Er wordt een kort overzicht gegeven over de vaststellingen in de SENVIVV-studie en over de geringe buitenlandse literatuur. 1 Regeling betreffende de energieprestatie en het binnenklimaat ingevoerd in Vlaanderen op 1 januari 2006.

Faculteit Ingenieurswetenschappen H0: Inleiding


In een derde fase worden de meetgegevens van de luchtdichtheid uitvoerig besproken. Daarna worden de meetgegevens verdeeld in verschillende groepen: volgens gebouwtype, constructietype en het geïnstalleerde ventilatiesysteem. Er wordt geprobeerd om binnen deze groepen een onderscheid te ontdekken in de luchtdichtheidswaarde. Er is aandacht besteed aan de grote invloed van de garage en de zolder op de luchtdichtheid. Tot slot van dit hoofdstuk worden de meest voorkomende lekken geïllustreerd samen met enkele aanbevelingen om een goede luchtdichtheid in de praktijk te verwezenlijken. In een vierde fase worden de meetgegevens met betrekking tot de ventilatievoorzieningen en de binnenluchtkwaliteit behandeld. Tijdens de meetcampagne zijn de ventilatiedebieten en de doorstroomopeningen opgemeten. Daarnaast zijn er ook CO2-metingen uitgevoerd in de woonkamer en de slaapkamer. Op het einde van dit hoofdstuk wordt de relatieve vochtigheid in de badkamer onderzocht. Tot slot van deze scriptie worden enkele conclusies gegeven over de meetcampagne. Ook worden enkele praktische aanbevelingen voorgesteld over luchtdichtheidsmetingen met de blowerdoor en over de ventilatievoorzieningen.

Faculteit Ingenieurswetenschappen H1: Luchtdichtheidstest met de blowerdoor


1 Luchtdichtheidstest met de blowerdoor Een “blowerdoor” is een populaire benaming voor een toestel dat in staat is een onderdruk of een overdruk in een gebouw te creëren. Hierbij kan het nodig luchtdebiet bepaald worden. De naam is afkomstig van de ventilator (blower) die in een deuropening geplaatst wordt om een drukverschil te veroorzaken. De algemene benaming voor de test is een pressurisatiemeting met ventilator, verwijzend naar de onderdruk of overdruk die gecreëerd wordt. De technologie van de blowerdoor zoals die thans gekend is, ontstond als eerste in Zweden in 1977, waar een ventilator in een raam gemonteerd werd. Het idee migreerde naar de Verenigde Staten, waar Ake Blomsterberg onderzoek deed aan de Princeton University in 1979. Daar werd de technologie gebruikt om infiltratie te begrijpen. Later werd gekozen om de ventilator in een deuropening te monteren wegens de meer uniforme afmetingen van deuren. Door het gebruik van de blowerdoor was het mogelijk om verborgen lekken op te sporen, die doorgaans een grotere invloed hebben dan de vanzelfsprekende lekken aan deuren, ramen en andere openingen. In de jaren ’80 begon de commerciële ontwikkeling van de blowerdoortoestellen. Mettertijd evolueerde het vermogen en de afmetingen van het toestel. Stilaan werden dit gangbare proporties, zoals de blowerdoor vandaag gekend is. Onderstaande figuur geeft een beeld van de hedendaagse blowerdoor.

Figuur 1: Illustratie van de blowerdoor

Er moet opgemerkt worden dat er nog andere mogelijke methode bestaat om de luchtdichtheid van een gebouw te kwantificeren. Met de tracer-gas methode is het mogelijk de infiltratie van lucht onder natuurlijke omstandigheden te begroten. De techniek bestaat erin om een bepaald indicatorgas (helium, waterstofgas,…) in een ruimte te verspreiden. Daarna wordt de beweging van het gas gevolgd door concentraties op te meten. Op deze manier kan de luchtstroom afgeleid worden. De infiltratie van lucht hangt af van de meteorologische omstandigheden. In winderige omstandigheden zal de infiltratie groter zijn dan bij windstilte. Deze methode is omslachtig en de resultaten van verschillende woningen kunnen moeilijk onderling vergeleken worden. Bij de blowerdoortechniek is de invloed van de wind minder significant. Om deze redenen geniet een luchtdichtheidstest met de blowerdoor de voorkeur. [1] [2] [3] [4] [5]



1.1 Meetmethode De meetmethode van een luchtdichtheidsmeting wordt beschreven in de Europese Norm EN13829. Voor een goed begrip wordt een kort overzicht gegeven van de te volgen procedure. [6] [7] [8]

1.1.1 Meetcondities

A. Te meten zone Volgens de norm wordt de te meten zone als volgt omschreven: “Het gemeten gedeelte van het gebouw omvat normaal alle bewust geklimatiseerde ruimten.” Het gaat om verwarmde of gekoelde ruimten die opgenomen zijn in het beschermd volume. (In Vlaanderen wordt het beschermd volume gedefinieerd in de EPB-regelgeving). De ruimten buiten het beschermd volume mogen geen deel uitmaken van de te meten zone. Hierbij kan gedacht worden aan veranda’s, garages, kelders of zolders die buiten het beschermd volume zijn gelegen. [9]

B. Tijdstip van de meting en staat van het gebouw De meting kan alleen plaatsvinden indien de gebouwschil volledig dicht is: alle vensters en deuren die de gemeten zone begrenzen moeten geplaatst zijn. Het wordt aanbevolen dat alle werken die het luchtdichtheidsscherm kunnen aantasten, uitgevoerd zijn vóór de luchtdichtheidsmeting. Hieronder vallen volgende werken: verwarming, ventilatie, sanitair, elektriciteit en afwerking van de muren.

C. Meteorologische omstandigheden De wind en temperatuurverschillen kunnen een grote invloed hebben op de meetresultaten. Er wordt gesteld dat een meting best vermeden wordt, wanneer niet voldaan is aan volgende twee voorwaarden:

500≤⋅hθΔ [mK]

windsnelheid ≤ 6 [m/s] Waarbij:

ϑΔ = het temperatuurverschil tussen binnen en buiten [K of °C] h = de gebouwhoogte [m]

De laatste voorwaarde stemt overeen met een windsnelheid kleiner dan 4 Beaufort. Deze twee aanbevelingen zijn geen eisen. Uit ervaring blijkt dat een voldoende klein natuurlijk drukverschil maar moeilijk kan gehaald worden, wanneer deze twee voorwaarden niet voldaan zijn. Op dit natuurlijk drukverschil wordt later dieper ingegaan.

1.1.2 Voorbereiding van het gebouw Alle ramen en deuren die de te meten zone verbinden met de buitenwereld of met een ruimte buiten de te meten zone, moeten gesloten worden. Tijdens de test worden verwarmingsystemen best uitgeschakeld. Het drukverschil tussen binnen en buiten wordt normaliter op de gelijkvloerse verdieping gemeten. De norm schrijft twee meetmethodes voor die kunnen gebruikt worden om een luchtdichtheidstest uit te voeren. In het kader van deze scriptie is methode A van belang.



Methode A: Deze methode betreft een luchtdichtheidstest van het gebouw in de gebruikstoestand. Algemeen worden alle openingen gesloten, maar niet afgedicht. Enkel de mechanische ventilatievoorzieningen mogen worden afgedicht. Voor een goed begrip: “Sluiten” betekent het gebruiken van de sluitingsinrichting van de opening. “Afdichten” betekent het hermetisch afsluiten van een opening met hulpmiddelen zoals plakband, ballonnen, enz. Bij meetmethode A worden dus geen maatregelen genomen die de luchtdichtheid kunstmatig kunnen verhogen. Een overzicht van de te nemen maatregelen is hieronder weergegeven.

Tabel 1: Behandeling van de bewuste openingen volgens het specificatiedocument bij de EN13829 [7]

Methode B: Deze methode betreft een luchtdichtheidstest van de gebouwschil. Hierbij wordt elke opening in de gebouwschil gesloten of gedicht. Ook de natuurlijke ventilatieroosters worden afgedicht, dit in tegenstelling tot methode A, waar deze gesloten worden.

1.1.3 Meetprocedure Wanneer alle bovenstaande maatregelen genomen zijn (alle openingen gesloten of gedicht, temperatuur en windsnelheid geregistreerd), kan de eigenlijke luchtdichtheidsmeting starten. De opening waarin de ventilator geplaatst wordt, is vrij te kiezen, maar er wordt best geopteerd voor een veilig toegankelijke opening. Die opening heeft ook best de grootste luchtdichtheid in normale omstandigheden.

A. Natuurlijk drukverschil Het natuurlijk drukverschil (het drukverschil tussen binnen en buiten) wordt gebruikt om de meetomstandigheden te onderzoeken die tot een geldig resultaat leiden en om achteraf correcties te kunnen toepassen op het luchtlekdebiet. Tijdens deze meting wordt de opening over de ventilator tijdelijk gesloten met een zeil. De meting van het natuurlijk drukverschil wordt uitgevoerd bij het begin van de test en op het einde van de test. Tijdens deze meting wordt een gemiddelde waarde over een tijdsspanne van 30 s genomen. Uiteindelijk worden volgende waarden gemeten:



Begin van de test +01pΔ Gemiddelde van de positieve waarden van het natuurlijk drukverschil −01pΔ Gemiddelde van de negatieve waarden van het natuurlijk drukverschil

01pΔ Gemiddelde van alle waarden van het natuurlijk drukverschil Einde van de test

+02pΔ Gemiddelde van de positieve waarden van het natuurlijk drukverschil −02pΔ Gemiddelde van de negatieve waarden van het natuurlijk drukverschil

02pΔ Gemiddelde van alle waarden van het natuurlijk drukverschil Wanneer +01pΔ of −01pΔ groter is dan 5 Pa, mag de test niet uitgevoerd worden. Wanneer +02pΔ of

−02pΔ groter is dan 5 Pa, wordt de test ongeldig verklaard.

B. Opbouw van het drukverschil In een volgende fase wordt met behulp van de ventilator een luchtdrukverschil in de woning opgebouwd, waarbij de nodige volumestroom aan lucht door de ventilator gemeten wordt. In de verwerking van de luchtdichtheidstest wordt doorgaans het luchtdebiet bij een drukverschil van 50 Pa gebruikt. Een drukverschil van 50 Pa is een conventionele waarde, maar heeft weinig fysische betekenis. Dit drukverschil is voldoende hoog om invloeden ten gevolge van de wind en het schoorsteeneffect te ontkrachten. Deze fenomenen worden kort geïllustreerd in paragraaf 3.2.1 Verschillende ventilatiesystemen. In de literatuur zijn ook nog andere gebruikte drukverschillen te vinden, maar doorgaans hebben deze allemaal een beperking: • Een drukverschil van 75 Pa is in de praktijk te hoog om met een standaard ventilator te bereiken. • Een drukverschil van 25 Pa wordt vaak gebruikt om ventilatieverliezen te begroten. Dit drukverschil

kan ook gebruikt worden wanneer een drukverschil van 50 Pa onbereikbaar is in grote gebouwen. • Een drukverschil van 10 Pa wordt vaak gebruikt in de Canadese definitie van de equivalent

lekoppervlakte (EqLA). • Een drukverschil van 4 Pa is terug te vinden in de definitie van effectieve lekoppervlakte (ELA).

Deze waarde wordt vaak gekozen als representatieve waarde voor drukverschillen veroorzaakt door weersinvloeden.

• Een drukverschil van 1 Pa is een waarde die enkel in de literatuur gebruikt wordt. Vaak wordt het interval 1- 4 Pa beschouwd als de natuurlijk heersende drukverschillen. Praktisch kunnen de overeenkomstige luchtdebieten maar moeilijk gemeten worden. Het is wel mogelijk om een luchtlekdebiet bij een laag drukverschil te berekenen uit het luchtlekdebiet bij een hoger drukverschil (vb: 50 Pa). Dit wordt uitgelegd in paragraaf 1.2.1 Berekening luchtlekdebiet uitgaande van een drukverschil. [1] De bepaling van het luchtdebiet bij het vooropgestelde drukverschil kan op twee manieren geschieden. Ofwel wordt slechts één debiet gemeten bij het drukverschil (E: single-point test). Ofwel wordt het drukverschil stapsgewijs opgebouwd (E: multi-point test), waarbij de passende rechte door de meetwaarden gefit wordt. Vervolgens kan het debiet bij een bepaald drukverschil afgelezen worden. Deze laatste methode vergt de meeste tijd, maar heeft wel het voordeel dat toevallige fouten gemakkelijker ontdekt worden en uit de meetwaarde gefilterd kunnen worden. Een stapsgewijze opbouw van het drukverschil geniet bijgevolg de voorkeur.



Nu rijst de vraag tussen welk interval het drukverschil moet opgebouwd worden. De EN13829 eist dat gemeten wordt tot een drukverschil van 50 Pa en beveelt aan dat gemeten wordt tot 100 Pa. Bij grotere gebouwen (> 4000 m³) bedraagt het minimale geëiste drukverschil 25 Pa. In ieder geval moet de minimale druk 10 Pa bedragen of een vijfvoud van het natuurlijk drukverschil (de grootste waarde van de meest negatieve of meest positieve waarde). Het drukverschil tussen de verschillende punten mag maximum 10 Pa bedragen. Een mogelijke drukopbouw is 10 Pa, 20 Pa, 30 Pa,…100 Pa. Een andere mogelijkheid is 20 Pa, 25 Pa, 30 Pa,… 60 Pa. Hierover bestaat geen specifieke regelgeving. Wel moeten minimum 5 datapunten gemeten worden op een ongeveer gelijkmatige afstand gespreid.

C. Onderdruk- en overdrukmeting De norm EN13829 raadt aan om de test uit voeren in onderdruk én in overdruk. Eerst wordt de woning onderworpen aan een onderdrukmeting, waarbij lucht uit de woning gezogen wordt. Aangezien alle ramen en deuren naar de buitenwereld gesloten zijn, wordt lucht naar binnengezogen langs gaten, kieren en spleten. Deze onderdrukmeting levert een bepaald luchtlekdebiet op bij een drukverschil van 50 Pa. Daarna wordt een overdrukmeting uitgevoerd, waarbij lucht in de woning geblazen wordt. Opnieuw wordt een bepaald luchtlekdebiet bekomen. De luchtlekdebieten bekomen bij deze twee testen zullen een weinig van elkaar afwijken. Deze afwijking kan verklaard worden door de aard van de gaten en de kieren. Sommige spleten kunnen dichtgedrukt worden tijdens overdruk en eerder de neiging hebben om open te gaan tijdens onderdruk. Ook de terugslagroostertjes van de dampkap worden dicht gezogen tijdens onderdruk en opgeblazen tijdens overdruk. Voor het uiteindelijke luchtlekdebiet wordt het gemiddelde van de onderdrukmeting en van de overdrukmeting genomen. Volgens de norm is het toegestaan om enkel één set metingen uit te voeren (hetzij onderdruk, hetzij overdruk). Dit lijkt geen goede weerspiegeling te zijn van de realiteit. Aangezien veel correctere informatie verkregen wordt uit een test in onderdruk en in overdruk, wordt deze tweevoudige test aangeraden in de norm.

D. Voorschriften in enkele Europese landen Zoals hierboven reeds aangehaald, hangen de verschillende voorschriften af van land tot land. In onderstaande tabel wordt een overzicht gegeven van de voorschriften in enkele Europese landen. [10]

Tabel 2: Bijkomende specificaties bij de EN13829:2000 in België en andere Europese landen (P+: overdruk; P-: onderdruk) [10]

Land Methode Openingen Drukverschil [Pa] P+/P- België A Gesloten: alle openingen met een sluitingsinrichting Afgedicht: mechanische ventilatiekanalen 50

P+ en P-

Frankrijk

A

Methode A moet toegepast worden behalve in 2 gevallen: Open verbrandingssystemen type VMC2 gas.

Afgedicht: luchtinlaat Open verbrandingssystemen, af en toe gebruikt. Gesloten: openingen met een sluitingsinrichting

P+

en/of P-

Noorwegen B Gesloten: alle openingen die op normale wijze kunnen gesloten worden P+

en P- Verenigd Koninkrijk

B

Gesloten: passieve ventilatiesystemen Afgedicht:

Permanent open natuurlijke ventilatieopeningen Mechanische ventilatieopeningen

Deuren naar bouwdelen buiten het gemeten volume

50 P+

en/of P-

2 Bij open verbrandingssystemen type VMC (ventilation mécanique contrôlée) gas, veelvuldig gebruikt in Frankrijk, worden de afgevoerde ventilatie- en verbrandingslucht geëvacueerd naar buiten via hetzelfde kanaal.



1.2 Bepaling van het totale luchtlekdebiet (V50-waarde) Volumestroom bij 50 Pa, E: air leakage rate

Een klassieke blowerdoortest levert een luchtdebiet dat nodig is om een luchtdrukverschil van 50 Pa te realiseren. Dit luchtdebiet wordt bepaald bij een test die een onderdruk veroorzaakt en een test die een overdruk veroorzaakt. Het resulterende luchtdebiet wordt bepaald door het gemiddelde van de twee waarden te nemen. Deze grootheid is een absolute waarde en hangt af van de grootte van de woning. Om een idee te krijgen van de luchtdichtheid van een gebouw en om de luchtdichtheid van verschillend gebouwen te kunnen vergelijken, kunnen verschillende luchtdichtheidswaarden gebruikt worden. De meest courante zijn in een volgende paragraaf weergegeven: 1.3 Luchtdichtheidsgrootheden. [6] In Angelsaksische gebieden wordt het luchtlekdebiet doorgaans uitgedrukt in CFM (cubic feet per minute). Fysisch zijn CFM en 50V& dezelfde grootheid. Deze waarde kan eenvoudig omgerekend worden met volgende formule: 3048001 ,=ft [m]

699011 ,=CFM [m³/h]

1.2.1 Berekening luchtlekdebiet uitgaande van een drukverschil In een eerste fase wordt het geïnduceerde drukverschil bekomen door het gemeten drukverschil te verminderen met het gemiddelde van de natuurlijke drukverschillen bij het begin en bij het einde van de test.

2

0201 pppp mΔΔ

ΔΔ+

−= [Pa]

Waarbij: pΔ = geïnduceerde drukverschil [Pa]

mpΔ = gemeten drukverschil [Pa] In een tweede fase moeten volgende stappen ondernomen worden. Eerst moet de afgelezen waarde van het debiet omgerekend worden naar een gemeten waarde van het debiet. Deze omzettingsfunctie is afhankelijk van het type van de ventilator en wordt doorgaans door de fabrikant gegeven.

( )rm VfV && = [m³/h] Waarbij:

mV& = gemeten waarde van het luchtdebiet [m³/s] rV& = afgelezen waarde van het luchtdebiet [m³/s]

Daarna kan deze waarde van het luchtdebiet omgezet worden in een luchtdebiet doorheen de gebouwschil. Hiervoor kunnen volgende formules gebruikt worden: Voor onderdruk:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

e

imenv VV ρ

ρ&& [m³/h]



Voor overdruk:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

i

emenv VV ρ

ρ&& [m³/h]

Waarbij: iρ = de massadichtheid van de lucht binnen de woning [kg/m³] eρ = de massadichtheid van de lucht buiten de woning [kg/m³]

De luchtdichtheid kan berekend worden met volgende formules (EN13829: Annex B)

( )15273055287378020

,,,+

−=

θρ vbar

pp [kg/m³]

( )⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ +−+

−⋅= 1527302802515273

4985679048408559 ,ln,,

,,exp θθ

φvp [Pa]

Waarbij: barp = barometrische luchtdruk [Pa]

θ = temperatuur [°C] vp = partiële waterdampdruk [Pa]

Dit is de relatieve vochtigheid vermenigvuldigd met de saturatiedampdruk. φ = relatieve luchtvochtigheid [%]

Normaliter kan het effect van de barometrische luchtdruk verwaarloosd worden. Vervolgens kunnen deze verschillende luchtdebieten op een logaritmisch diagram uitgezet worden in functie van het geïnduceerde drukverschil. Doorheen deze meetpunten kan een best passende rechte gevonden worden met behulp van de kleinste kwadraten methode3. De meting in onderdruk en de meting in overdruk leveren een verschillende rechte op. Algemeen hebben deze rechten volgende vergelijking:

( )nenvenv pCV Δ=& [m³/h] Waarbij:

envC = stromingscoëfficiënt [m³/(Pan.h)] n = stromingsexponent [-]

In deze vergelijking zijn alle grootheden gekend. In een laatste fase moet de voorgaande uitdrukking omgezet worden naar standaardcondities: een temperatuur van 20±1 °C en een luchtdruk van 1,013.105 Pa. De omrekening gebeurt met behulp van volgende formules: Voor onderdruk:

n

eenvL CC

−

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

1

0ρρ [m³/(Pan.h)]

Voor overdruk:

n

ienvL CC

−

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

1

0ρρ [m³/(Pan.h)]

3 Voor de theoretische achtergrond bij de kleinste kwadraten methode wordt verwezen naar gespecialiseerde literatuur.



Waarbij: 0ρ = de luchtdichtheid bij normomstandigheden [kg/m³]

Het uiteindelijke luchtlekdebiet voldoet aan volgende formule:

( )nLL pCV Δ=& [m³/h] Algemeen gesteld kan deze uitdrukking ook gebruikt worden om een luchtdebiet bij een bepaald referentiedrukverschil te berekenen:

( )nrLp pCV r ΔΔ =& [m³/h] Waarbij:

rpΔ = referentiedrukverschil [Pa]; doorgaans 50 Pa in het kader van luchtdichtheidsgrootheden Deze berekeningsmethode is doorgaans geïmplementeerd in de software die hoort bij de blowerdoorapparatuur. De beschreven correcties worden dan automatisch uitgevoerd. [6]

1.2.2 Berekening totale luchtlekdebiet In Vlaanderen wordt het totale luchtlekdebiet bepaald als het gemiddelde luchtlekdebiet bij onderdruk en bij overdruk:

2

505050

presdepres VVV ,,&&

& += [m³/h]

Dat het luchtlekdebiet in onderdruk en het luchtlekdebiet in overdruk niet aan elkaar gelijk zijn, is hiervoor reeds kort beschreven. Soms is het resultaat van een luchtdichtheidsmeting enkel in overdruk uitgevoerd beter (of slechter) dan een meting enkel in onderdruk op dezelfde woning. Bij een luchtdichtheidsmeting in onderdruk én in overdruk wordt dit verschil uitgemiddeld. Deze methode is dus aanbevolen om een waarheidsgetrouw resultaat te krijgen van de globale luchtdichtheid van de woning. [6]

1.2.3 Theoretische achtergrond bij de stromingsvergelijking In bovenstaande vergelijkingen wordt de luchtvolumestroom gekarakteriseerd door een stromingsvergelijking.

( )nrenvv pCQ Δ⋅= [m³/h] Waarbij:

pΔ = referentiedrukverschil [Pa] envC = stromingscoëfficiënt [m³/(Pan.h]

n = stromingsexponent [-] Dit is een benaderende formule om de luchtvolumestroom te beschrijven. Aangezien de fysische processen bij de luchtstroming door een opening, zoals ramen en kieren, zeer ingewikkeld zijn, is het niet haalbaar om een formule op te stellen die de werkelijkheid nauwkeurig beschrijft. De stromingsexponent n varieert van 0,5 tot 1:

Voor laminaire stroming geldt: n = 1 [-] Voor turbulente stroming geldt: n = 0,5 [-]



Turbulente stroming komt voor bij relatief grote openingen. Bij kleinere openingen, zoals gaten en kieren, wordt de stroming meer laminair en ligt de stromingsexponent tussen 0,5 en 1. Wanneer de stromingsexponent kleiner is dan de eenheid gedraagt de luchtstroomweerstand zich niet lineair. De stromingscoëfficiënt voor kleine gaten, kieren en spleten is afhankelijk van de weerstandscoëfficiënt van deze openingen. Deze coëfficiënt kan achterhaald worden door metingen en is theoretisch niet nauwkeurig te bepalen. Voor de kleine openingen is de spleetvorm en spleetdiepte van belang. Voor de stromingscoëfficiënt geldt theoretisch het volgende verband:

∑+⋅

+=

i

env

Dl

AC

ζλρ

1

2

[m³/(Pan.h]

Waarbij: A = spleetoppervlakte in doorsnede [m²]

ρ = dichtheid van lucht [kg/m³] λ = wandwrijvingscoëfficiënt [-] l = spleetdiepte [m] D = hydraulische diameter (4xoppervlakte/omtrek) [m]

iζ = weerstandsfactor van element i [-] Hierbij is een element i een weerstandsverhogend element in het kanaal zoals een bocht, een knik, een vernauwing,… In onderstaande grafiek is het verloop van 2 stromingsvergelijkingen schematisch weergegeven. De rode curve heeft een stromingsexponent gelijk aan 0,5; de blauwe curve een stromingsexponent van 0,65. In de woning horende bij de rode curve kunnen meer grote openingen verwacht worden. De rode curve met de laagste stromingsexponent heeft het meest vlakke verloop. Merk op dat de twee curven het zelfde luchtlekdebiet hebben bij 50 Pa. Wanneer beide woningen dezelfde geometrische afmetingen hebben, zijn de n50-, q50-, w50- en v50-waarde allen identiek. Deze grootheden worden besproken in paragraaf 1.3 Luchtdichtheidsgrootheden. Uit de grafiek kan afgeleid worden dat woningen waarbij een lage stromingsexponent is vastgesteld, meer onderhevig zijn aan in- en exfiltratiedebieten in gebruiksomstandigheden, bij een drukverschil van 2 à 4 Pa (groene lijn). Bij dit drukverschil is het luchtlekdebiet immers hoger. Wegens de kleinere in- en exfiltratiedebieten behaalt de woning met de blauwe curve dus een beter resultaat, al blijkt dit niet uit de traditionele luchtdichtheidsgrootheden bij een drukverschil van 50 Pa. [6] [11] [12]



Figuur 2: Schematische weergave stromingsvergelijkingen bij 4 Pa en 50 Pa.

1.2.4 Invloed van gaten, kieren en spleten op het totale luchtlekdebiet Het is verkeerd te veronderstellen dat kleine gaten, kieren en spleten slechts een geringe invloed hebben op het totale luchtlekdebiet en bijgevolg op de gedistilleerde luchtdichtheidsgrootheden. Om een schatting te krijgen van de invloed van deze kleine luchtlekken kan volgende formule gebruikt worden:

pACV D Δρ2360,=& [m³/h]

Waarbij: ρ = de massadichtheid van lucht bij 20°C: 1,204 [kg/m³]

DC = de luchtweerstandscoëfficiënt (bij een opening met een scherpe rand: 0,61) [-] A = de oppervlakte van het lek [cm²]

pΔ = het aangelegde drukverschil, doorgaans 50 Pa [Pa] Wanneer een test uitgevoerd wordt bij een drukverschil van 50 Pa, resulteert een extra opening met een oppervlakte van 1 cm² in een extra luchtdebiet van ongeveer 2 m³/h. Tijdens het uitvoeren van de luchtdichtheidstest, kan deze vuistregel gemakkelijk aangewend worden om de invloed van lekken te begroten. [13]



1.3 Luchtdichtheidsgrootheden Om de luchtdichtheid van een gebouw te karakteriseren en te vergelijken met andere gebouwen, worden een aantal grootheden gebruikt. Hieronder wordt een kort overzicht gegeven van de meest courante luchtdichtheidsgrootheden. [6] [7] [8]

1.3.1 Aantal luchtwisselingen bij Δp 50 Pa (n50-waarde) Ventilatievoud bij 50 Pa, infiltratievoud bij 50 Pa, E: air change rate at 50 Pa, ACH50

Het aantal luchtwisselingen bij een drukverschil van 50 Pa (n50-waarde) wordt als volgt gedefinieerd:

V

Vn 5050&

= [h-1 of ACH]

Waarbij: 50V& = het totale luchtlekdebiet bij 50 Pa [m³/h] V = het interne volume of binnenvolume [m³] De n50-waarde wordt uitgedrukt in een aantal volumewisselingen per uur (h-1). Dit is het aantal keer dat de lucht in het gebouw per uur wordt gewisseld bij een drukverschil van 50 Pa. In de literatuur wordt vaak gebruik gemaakt van de grootheid ACH (E: air changes per hour), wat uiteraard hetzelfde begrip is. Volgens de norm wordt het intern volume bepaald door de netto vloeroppervlakte te vermenigvuldigen met de gemiddelde netto hoogte onder het plafond. In principe is het binnenvolume de som der volumes van iedere kamer. Aangezien deze berekeningsmethode nogal omslachtig is, mag volgens het WTCB het binnenvolume bepaald worden op basis van de globale binnenafmetingen. In dit geval worden de binnenmuren (en eventueel ook de verdiepingsvloeren) bij het binnenvolume ingerekend, wat volgens de norm strikt genomen niet de bedoeling is. Er zijn dus verschillende berekeningswijzen om het binnenvolume te bepalen: iedere kamer afzonderlijk, op basis van de globale binnenafmetingen zonder de verdiepingsvloer of op basis van de globale binnenafmetingen met de verdiepingsvloer. In alle gevallen valt het “binnenvolume” geenszins samen met het “beschermd volume” en wordt het volume van meubilair niet in mindering gebracht. [14] Belangrijke opmerking: Het is zeer belangrijk een onderscheid te maken tussen het “binnenvolume” (gebaseerd op binnenafmetingen) en het “beschermd volume” volgens de EPB-regelgeving. Het beschermd volume wordt bepaald op basis van de buitenafmetingen. Vanzelfsprekend dient het intern volume correct bepaald te worden. Meerbepaald is een n50-waarde berekend met een volume op basis van de buitenafmetingen foutief. Aangezien dit foutieve volume groter is dan het werkelijke binnenvolume, geeft deze berekeningswijze een betere, maar onjuiste, luchtdichtheidswaarde. Waakzaamheid in de berekening van het binnenvolume is dus onontbeerlijk. In de praktijk worden al te vaak lapmiddelen aangewend die een conversiefactor tussen het beschermd volume en het binnenvolume trachten te bepalen. Zo wordt soms verkeerdelijk gesteld dat het binnenvolume 80% van het beschermd volume bedraagt. Het spreekt voor zich dat deze werkwijze verwerpelijk is aangezien ze geen goede basis vormt om de luchtdichtheid van een woning op een correcte manier uit te drukken.



1.3.2 Luchtdoorlatendheid bij Δp 50 Pa (q50-waarde) E: air permeability at 50 Pa, air leakage at 50 Pa per unit of building envelope area, Minneapolis leakage ratio (MLR)

De luchtdoorlatendheid bij een drukverschil van 50 Pa (q50-waarde) wordt als volgt gedefinieerd:

EA

Vq 5050&

= [m³/(h.m²)]

Waarbij: 50V& = het totale luchtlekdebiet bij 50 Pa [m³/h] EA = de oppervlakte van de gebouwschil [m²]

De oppervlakte van de gebouwschil is de som van de verschillende wanden. Het is belangrijk dat bij de berekening van de oppervlakte gebruik gemaakt wordt van de globale binnenafmetingen en niet van de buitenafmetingen. Bovendien worden ook scheidingsmuren met aangrenzende huizen in rekening genomen. De q50-waarde is dus fundamenteel verschillend van de 50v& -waarde die hierna besproken wordt.

1.3.3 Specifiek luchtlekdebiet bij Δp 50 Pa (w50-waarde) E: Specific leakage rate, air leakage at 50 Pa per unit of floor area

Het specifiek luchtlekdebiet bij een drukverschil van 50 Pa (w50-waarde) wordt als volgt gedefinieerd:

FA

Vw 5050&

= [m³/(h.m²)]

Waarbij: 50V& = het totale luchtlekdebiet bij 50 Pa [m³/h] FA = de netto vloeroppervlakte [m²]

De netto vloeroppervlakte wordt omschreven als de totale vloeroppervlakte van alle vloeren die deel uitmaken van het aan de proef onderworpen binnenvolume. In principe wordt de vloeroppervlakte van iedere kamer afzonderlijk bepaald. Een berekening in overeenstemming met deze definitie is praktisch zeer tijdrovend. Om aan deze praktische moeilijkheid tegemoet te komen, mag volgens het WTCB de netto vloeroppervlakte bepaald worden op basis van de globale binnenafmetingen (zoals geïllustreerd op onderstaande figuur). Er moet geen enkele reductie worden doorgevoerd voor de oppervlakte die ingenomen wordt door de aansluiting tussen de vloeren en de binnenwanden. Ook wordt er geen rekening gehouden met de omvang van de deuren raamopeningen in te buitenmuren. De oppervlakte van de eventuele uitsparingen (vb. uitsparing voor vaste trap tussen het gelijkvloers en de bovenverdieping) moet evenmin ingerekend worden in de netto vloeroppervlakte. [14] [15]

Figuur 3: Globale binnenafmetingen [14]



1.3.4 Specifiek luchtlekdebiet bij Δp 50 Pa in het kader van de EPB ( 50v& -waarde)

Oppervlakteluchtdichtheid, lekdebiet bij 50 Pa Het specifiek luchtlekdebiet bij een drukverschil van 50Pa in het kader van de EPB-regelgeving ( 50v& -waarde) wordt als volgt gedefinieerd:

testA

Vv 5050&

& = [m³/(h.m²)]

Waarbij: 50V& = het totale luchtlekdebiet bij 50 Pa [m³/h] testA = testoppervlakte van de gebouwschil [m²]

Deze luchtdichtheidsgrootheid wordt niet gedefinieerd in de EN13829, maar wordt wel gebruikt in de EPB-regelgeving. Als er geen luchtdichtheidsmeting is uitgevoerd, wordt in de EPB-aangifte de waarde bij ontstentenis gebruikt: 50v& = 12 m³/(h.m²). In dit geval wordt uitgegaan van een erg matige oppervlakteluchtdichtheid. De waarde van de testoppervlakte van de gebouwschil wordt bepaald volgens de definitie in de EPB-regelgeving. Voor de bepaling van de testoppervlakte worden dezelfde conventies gebruikt als voor de bepaling van de warmteverliesoppervlakte bij de bepaling van het E-peil: de testoppervlakte wordt bepaald op basis van de buitenafmetingen en gemene muren worden niet ingerekend. In dit opzicht is de 50v& -waarde dus fundamenteel verschillend van de q50-waarde, waarbij voor de berekening van AE gebruik gemaakt wordt van de globale binnenafmetingen. [9] [16]

1.3.5 Equivalente lekoppervlakte (EqLA) en effectieve lekoppervlakte (ELA) De voorgaande grootheden proberen de luchtdichtheid van een gebouw in zijn geheel te karakteriseren. Het kan ook interessant zijn om een schatting te maken van de gecumuleerde oppervlakte van alle gaten, kieren en spleten. Op deze manier wordt de luchtdichtheid gekarakteriseerd door een oppervlakte, wat gemakkelijker fysisch geïnterpreteerd kan worden. Deze luchtdichtheidsgrootheden worden bovendien vaak gebruikt in infiltratiemodellen om de luchtdichtheid van gebouwen te schatten.

A. Equivalente lekoppervlakte (EqLA) De equivalente lekoppervlakte wordt gedefinieerd als de oppervlakte van een ronde opening met een scherpe rand in een dunne plaat, die eenzelfde luchtdebiet doorlaat als de gebouwschil bij een drukverschil van 10 Pa. Deze waarde is gedefinieerd door Canadese onderzoekers. Om het equivalent lekoppervlak te berekenen uit de gemeten stromingskarakteristiek kan gebruik gemaakt worden van onderstaande formule. Hier moet een waarde aangenomen worden voor het referentiedrukverschil en voor de verliescoëfficiënt van de opening. De formule voor het equivalent lekoppervlakte luidt als volgt:

502

,−= nrD

envL pC

CA Δρ [m²]



Waarbij: envC = stromingscoëfficiënt [m³/(Pan.h)]

DC = luchtweerstandscoëfficiënt [-] ρ = dichtheid van lucht [kg/m2]

rpΔ = referentiedrukverschil [Pa] n = stromingsexponent [-]

Ook bij deze benaderende formule zijn in de literatuur verschillende waarden voor de verliescoëfficiënt terug te vinden. Zo kan voor de verliescoëfficiënt een waarde van 0,61 gebruikt worden voor een ronde opening met een scherpe rand. [12] [17]

B. Effectieve lekoppervlakte (ELA) De effectieve lekoppervlakte wordt gedefinieerd als de oppervlakte van een ronde opening met een afgeronde vorm, die eenzelfde luchtdebiet doorlaat als de gebouwschil bij een drukverschil van 4 Pa. Deze grootheid is ontwikkeld door het Lawrence Berkely Laboratory in de Verenigde Staten. Doorgaans zal de grootteorde van de EqLA ongeveer twee keer die van de ELA bedragen. De EqLa kan gemakkelijker fysisch geïnterpreteerd worden: een extra opening van 50 cm² zal resulteren in een extra EqLA van ongeveer 50 cm². [17]

1.3.6 Luchtdebiet bij Δp 10 Pa (qv,10-waarde) In Nederland wordt de luchtdichtheid uitgedrukt als een luchtdebiet bij een drukverschil van 10 Pa, volgens de NEN 2686. Deze grootheid wordt uitgedrukt in dm³/s. De qv,10-waarde is een absolute waarde (dus niet in relatie met het volume van de woning). Hieronder wordt de formule voor de volumestroom gegeven.

nv pCq 1Δ⋅= [dm³/s] Waarbij: C = de luchtdoorlatendheidscoëfficiënt [dm³/(Pa1/n.s)] pΔ = het drukverschil over de opening [Pa] n = de stromingsexponent, genormeerd op 1,6 [-] Omdat metingen bij een gering drukverschil van 10 Pa snel verstoord worden door natuurlijke drukverschillen zoals wind en thermische trek, wordt de luchtdoorlatendheid gemeten bij 6 drukverschillen tussen 15 en 100 Pa (volgens NEN 2686). Daarna kan door deze meetpunten in een dubbel logaritmisch diagram een rechte bepaald worden, waaruit de volumestroom bij een drukverschil van 10 Pa volgt. De methode is dus gelijkaardig aan het totale luchtlekdebiet bij 50 Pa, alleen wordt de waarde herleid naar een drukverschil van 10 Pa. Merk op dat de stromingsvergelijking in de NEN 2686 lichtelijk anders gedefinieerd wordt dan in de EN13829, waar de stromingsexponent niet als een breuk in de stromingsvergelijking voorkomt. De fysische interpretatie van beide vergelijkingen is uiteraard gelijkwaardig. [18] [19]



1.3.7 Algemene opmerkingen bij de luchtdichtheidsgrootheden

A. Volumes en oppervlaktes Bij de bepaling van de luchtdichtheidsgrootheid wordt het luchtlekdebiet doorgaans gedeeld door een volume of een oppervlakte. Deze laatste grootheid moet uiteraard overeenstemmen met de gemeten zone. Ook de bepaling van deze grootheid heeft een grote invloed op de luchtdichtheidsgrootheid en moet bijgevolg nauwkeurig geschieden. Aangezien hier al te vaak verwarring over heerst, dringt een duidelijke regelgeving en controle zich op.

B. Meest geschikte luchtdichtheidsgrootheid Uit het bestaan van de verschillende grootheden rijst de vraag welke grootheid het meest geschikt is om de luchtdichtheid van een woning te karakteriseren. Doorgaans genieten twee grootheden de voorkeur: de n50-waarde en de q50-waarde. Uit de scriptie van Nathan Van Den Bossche blijkt dat de q50-waarde groter wordt (lees een slechtere luchtdichtheid), naarmate de compactheid groter wordt. Het tegenovergestelde blijkt bij de n50-waarde: hoe compacter de woning, hoe beter de luchtdichtheidswaarde. Dit wordt onderzocht in paragraaf 4.1.2 Invloed compactheid op n50-waarde en q50-waarde. De n50-waarde is de meest ingeburgerde waarde. Wanneer echter de kwaliteit van de gebouwschil beschouwd wordt, is de q50-waarde een meer geschikte luchtdichtheidsgrootheid.

1.3.8 Gemiddelde infiltratiedebiet Bij een blowerdoortest wordt het luchtlekdebiet bepaald bij een drukverschil van 50 Pa. In werkelijkheid kan dit drukverschil enkel veroorzaakt worden door een relatief krachtige storm. Om een schatting te maken van het gemiddelde infiltratiedebiet, uitgaande van de n50-waarde, wordt volgende formule gebruikt:

20

50nn =inf [h-1]

Deze waarde kan gebruikt worden in gebouwsimulatiemodellen om de infiltratie en ventilatiedebieten op een accurate manier te begroten. De n50-waarde delen door deze constante factor, levert relatief goede waarden op, ook al wordt geen rekening gehouden met enkele belangrijke effecten: • Het schoorsteeneffect • Invloed van de wind en de graad van beschutting • Type van de lekken Om met de graad van beschutting rekening te houden, kan gebruik gemaakt worden van een andere constante in de noemer van bovenstaande breuk. Dit kunnen volgende waarden zijn: 10 voor niet beschutte woning, 14 voor gedeeltelijk beschutte woning of 25 voor een zeer beschutte woning. [20] Een meer nauwkeurige versie van de formule voor het gemiddelde infiltratiedebiet wordt gegeven door Sherman:

LSHC

nn⋅⋅⋅

= 50inf [h-1]



Waarbij: C = factor afhankelijk van het klimaat [-]

H = correctiefactor voor de gebouwhoogte [-] S = correctiefactor voor de windbeschutting [-] L = correctiefactor voor de grootte van de luchtlekken [-]

De waarden voor deze coëfficiënten zijn Bijlage A weergegeven. [21]

1.3.9 Aanbevelingen omtrent luchtdichtheidswaarden Een voldoende luchtdichtheid van de woning is onontbeerlijk om op een gecontroleerde manier de woning te ventileren. De Belgische Norm NBN D50-001 stelt geen specifieke eisen aan de luchtdichtheid van gebouwen, maar geeft enkele richtlijnen omtrent de maximale n50-waarde. De vooropgestelde waarde hangt af van het ventilatiesysteem. Bij een ventilatiesysteem C wordt een maximale n50-waarde van 3 h-1 voorgesteld. Bij een ventilatiesysteem D (balansventilatie) is dit een maximale n50-waarde van 1 h-1. Bij passiefwoningen stelt het Passiefhuis-Platform, in navolging van de Duitse collega’s, een maximale n50-waarde van 0,6 h-1 voor. Over ventilatie en ventilatiesystemen wordt in een volgend hoofdstuk dieper ingegaan. Hieronder wordt een kort overzicht gegeven van de aanbevelingen in verschillende Europese landen: [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29]

Tabel 3: Overzicht luchtdichtheidsvoorschriften Europese landen Land Criterium Aanbevolen waarden België Ventilatiesysteem C n50 < 3 h-1 Ventilatiesysteem D n50 < 1 h-1 Passiefwoning n50 < 0,6 h-1 Nederland Ventilatiesysteem A, B en C 1,0 < qv10 < 1,43 dm³/s per m² Ventilatiesysteem D qv10 = 0,625 dm³/s per m² Duitsland Ventilatiesysteem A n50 < 3 h-1 Ventilatiesysteem B, C of D n50 < 1,5 h-1 Estland Nieuwbouwwoningen q50 < 3 m³/(h.m²) Noorwegen Woningen voor één gezin n50 < 4 h-1 Woningen tot 2 verdiepingen n50 < 3 h-1 Gebouwen met meer dan 2 verdiepingen n50 < 1,5 h-1 Zweden Woningen voor één gezin n50 < 3 h-1 Woningen tot 2 verdiepingen n50 < 2 h-1 Gebouwen met meer dan 2 verdiepingen n50 < 1 h-1 Finland Nieuwbouwwoningen n50 < 1 h-1 Zwitserland Ventilatiesysteem A 2 h-1 < n50 < 4,5 h-1 Ventilatiesysteem C 2 h-1 < n50 < 3 h-1 Ventilatiesysteem D n50 < 1 h-1 Canada Nieuwbouwwoningen n50 < 1,5 h-1



1.4 Nauwkeurigheid van de luchtdichtheidsmeting In deze paragraaf wordt de invloed van verschillende parameters op de nauwkeurigheid van het luchtlekdebiet en de luchtdichtheidsgrootheid besproken. Door rekening te houden met de interactie van deze parameters kan een globaal nauwkeurigheidsinterval bepaald worden. Hierbij wordt geen rekening gehouden met toevallige fouten, systematische fouten of grove fouten. [30]

1.4.1 Onzekerheid op het luchtlekdebiet De onzekerheid op het luchtlekdebiet wordt gegeven door onderstaande formule:

22222 edcbaf ++++= [%] Waarbij: a Fout op de debietmeting

Deze fout varieert doorgaans tussen de 4% en 7%. De waarde is afhankelijk van het meettoestel en wordt gegeven door de fabrikant. Het gebruikte type tijdens de meetcampagne is de Minneapolis Blowerdoor Modell 4 met DG-700 en stemt overeen met een onzekerheid van 4%

b Fout op de gebouwdrukmeting Deze fout is afhankelijk van het natuurlijk drukverschil en varieert tussen 1% en 5%. In de software wordt deze coëfficiënt met volgende formule berekend.

501

22650

202012 ⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −+⋅=

ppb ΔΔ, [%]

c Fout ten gevolge van de windinvloed

Deze fout is afhankelijk van de windsterkte en de beschuttingsgraad. Onderstaande tabel geeft de onzekerheid weer voor de verschillende combinaties. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen een referentiedrukmeting met één referentietoestel en een meting met 4 toestellen (aan iedere zijde van het gebouw). Wegens de grotere correctheid bij een meting met 4 referentiedrukmeettoestellen (laatste 3 kolommen) resulteert dit in een kleinere onzekerheid.

Tabel 4: Meetonzekerheid ten gevolge van de wind [30 ]

Windsterkte volgens Beaufort

Beschrijving Windsnelheid Maximale meetfout ten gevolge van de wind

[-] [m/s] [%] [%] [%] [%] [%] [%] A B C A B C 0 Stil < 0,45 0 0 0 0 0 0 1 Flauw en stil 0,45 – 1,34 0 0 0 0 0 0 2 Flauwe koelte 1,8 – 3,1 1 2 3 0 1 2 3 Lichte koelte 3,6 – 5,4 4 9 11 2 5 6 4 Matige koelte 5,8 – 8 8 24 28 5 20 23 5 Frisse bries 8,5 – 10,7 15 40 50 10 35 40



d Fout op de massadichtheidscorrectie De massadichtheid van de lucht hangt af van de omgevingsluchtdruk. Er wordt onderscheid gemaakt tussen 2 gevallen, elk met een bijhorende onzekerheid: Als de hoogte boven een referentievlak gekend is of als de luchtdruk effectief gemeten wordt, bedraagt de onzekerheid 2%. Indien de luchtdruk of de hoogteligging niet gekend is, wordt gerekend met een luchtdruk van 101325 Pa en bedraagt de onzekerheid 5%.

e Weglaten van overdruk of onderdruk meting

Wanneer slechts één van beide metingen uitgevoerd wordt, bedraagt de onzekerheid 7%. Wanneer beide metingen uitgevoerd worden, 0%.

1.4.2 Onzekerheid op de luchtdichtheidswaarde Bij de bepaling van de luchtdichtheidswaarde wordt het luchtlekdebiet gedeeld door een volume of een oppervlakte. Deze geometrische grootheid heeft een bepaalde onzekerheid. De totale onzekerheid op de luchtdichtheidswaarde wordt bepaald met volgende formule:

22 gfh += [%] Waarbij: f Onzekerheid op het luchtlekdebiet, zoals hierboven beschreven. g Geometrische onzekerheid Bij deze onzekerheid worden 3 gevallen onderscheiden:

• Een nauwkeurige berekening op basis van de correcte afmetingen: 3%. • Een berekening op basis van geschatte afmetingen: 6%. • Een bepaling van het binnenvolume berekend uit het buitenvolume: 12%.

Faculteit Ingenieurswetenschappen H2: Luchtdichtheid: state of the art


2 Luchtdichtheid: state of the art

2.1 Luchtdichtheid in Vlaanderen: SENVIVV-studie [22] [27] [31]

2.1.1 Inleiding De SENVIVV-studie was een samenwerking tussen het WTCB en het WenK (Departement Architectuur, Sint Lucas). SENVIVV staat voor: Studie van Energieaspecten van Nieuwbouwwoningen in Vlaanderen: Isolatie, Ventilatie en Verwarming. De studie is opgestart in 1995 en had tot doel een gedetailleerd beeld bekomen van de karakteristieken van de Vlaamse nieuwbouwwoningen en hun installaties op vlak van energie en binnenklimaat. De studie duurde twee jaar en er werden in totaal 200 ‘recent’ gebouwde woningen onderzocht. Het bouwjaar van de onderzochte woningen valt binnen de periode 1987-1993. In deze studie werd ook het aspect luchtdichtheid onderzocht. Hiervoor werd een pressurisatiemeting uitgevoerd op slechts 51 van de 200 woningen, aangezien dergelijke meting relatief omslachtig en tijdrovend is. Tot vandaag is de SENVIVV-studie ongeveer de enige referentie in Vlaanderen op gebied van luchtdichtheid. Sinds 1 januari 2006 moeten nieuwbouwwoningen en verbouwingen met bouwvergunning voldoen aan de EPB-regelgeving (Energieprestatie en binnenklimaat). Een zeker niveau van thermische isolatie en energieprestatie is hiervoor vereist. Door het aanbrengen van isolatie, verbeterd schrijnwerk, verbeterde bouwmaterialen,… wordt aangevoeld dat de luchtdichtheid van recent gebouwde woningen (na 1 januari 2006) beter is dan deze van de woningen onderzocht tijdens de SENVIVV-studie. Dit wil echter nog niet zeggen dat de luchtdichtheid effectief goed is, aangezien ook de nodige aandacht moet besteed worden aan de aansluitingen en het vermijden van constructiefouten. Het is duidelijk dat de SENVIVV-studie momenteel niet meer representatief is voor de luchtdichtheid in Vlaanderen. Om de resultaten van deze meetcampagne enigszins te kunnen kaderen, worden de resultaten uit de SENVIVV-studie in een volgende paragraaf besproken. De correctheid en geldigheid van de resultaten uit de studie moet echter wel in vraag gesteld worden. In de scriptie van Nathan Van Den Bossche is te lezen dat er enkele duidelijke tekortkomingen zijn in het onderzoek van de SENVIVV-studie. Een eerste tekortkoming is het feit dat alle metingen overdrukmetingen zijn. In de Belgische norm NBN EN13829 wordt voorgeschreven de n50-waarde te bepalen aan de hand van het gemiddelde van de overdruk- en onderdrukmeting. Een tweede fout is dat er geen correctiefactoren (met betrekking tot de weersomstandigheden) toegepast zijn. Een derde tekortkoming was het niet afkleven van roosters bij 13 metingen. Bij 4 metingen was ook het dak nog niet geïsoleerd (nog geen dampscherm). Dit is in totaal 1/3 van het totaal aantal woningen. Een laatste grote fout is dat de n50-waarde berekend is aan de hand van het beschermd volume op basis van buitenafmetingen. Dit is reeds kort behandeld in paragraaf 1.3.1 Aantal luchtwisselingen bij Δπ 50 Pa (n50-waarde).



2.1.2 Resultaten

A. Globale luchtdichtheid Onderstaande figuur geeft de n50-waarde van de woningen in functie van het aantal jaren dat de woning bewoond is. Eén woning is niet weergegeven op de figuur omdat de meting van de luchtdichtheid van het volledig beschermd volume van de woning niet uit te voeren was.

Figuur 4: Luchtdichtheid (n50-waarde) in functie van het aantal jaren dat de woning bewoond is [31]

De waarden betreffen zowel appartementen als gezinswoningen. Er is een grote spreiding van de luchtdichtheid tussen de verschillende woningen merkbaar. De waarden zijn gelegen tussen 1,8 h-1 en 25,0 h-1. De gemiddelde waarde bedraagt 7,8 h-1. Er is geen duidelijke tendens waar te nemen dat de woning meer luchtdicht is naarmate ze langer bewoond is, wat bijvoorbeeld zou kunnen doordat de bewoners de woning verder afwerken. In de studie zijn 9 appartementen, 6 woningen in gesloten bebouwing, 9 woningen in halfopen bebouwing en 27 woningen in open bebouwing beproefd. Figuur 5 toont de gemiddelde luchtdichtheid voor de verschillende types van woningen.

Figuur 5: Gemiddelde luchtdichtheid voor verschillende types van woningen [31]

De gemiddelde waardes van de luchtdichtheid voor de verschillende types van woningen die volgen uit de SENVIVV-studie zijn echter niet correct. De n50-waardes zijn berekend aan de hand van beschermde volumes op basis van buitenafmetingen. De norm EN13829 schrijft echter voor dat de n50-waarde moet berekend worden aan de hand van het binnenvolume (op basis van de binnenafmetingen). De bekomen



waarden zijn dus te optimistisch. Nathan Van Den Bossche geeft de gecorrigeerde waarden: 5,4 h-1 voor appartementen, 7,0 h-1 voor gesloten bebouwing, 10,7 h-1 voor halfopen bebouwing en 12,4 h-1 voor open bebouwing [27]. Er is een duidelijk verschil in n50-waarde waar te ne

Meting van luchtdichtheid en binnenluchtkwaliteit in ......50-waarde van de eigen metingen bedraagt...

Documents

Transcript of Meting van luchtdichtheid en binnenluchtkwaliteit in ......50-waarde van de eigen metingen bedraagt...