Opleiding Duurzaam Gebouw - Leefmilieu Brussel · Soepele isolatie of bulkisolatie 4. Dampscherm of...
Transcript of Opleiding Duurzaam Gebouw - Leefmilieu Brussel · Soepele isolatie of bulkisolatie 4. Dampscherm of...
Leefmilieu Brussel
Opleiding Duurzaam Gebouw: Isolatiematerialen: hoe kiezen?
Isolatie van muren: hoe kiezen?
Aline BRANDERS
Architect-partner A2M A2M
Doelstelling van de presentatie
● Begrijpen welke gevolgen de keuze van een
isolatiemateriaal heeft op de levensduur van het
gebouw, op basis van technische aspecten
● Begrijpen welke invloed de keuze van een type
van isolatiemateriaal heeft op de overdracht en de
opslag van warmte en vocht doorheen en in de
muren
2
Plan van de uiteenzetting
Inleiding
01 Warmtestromen
02 Luchtstromen
03 Vochtigheidsstromen
> damp
> vloeibaar water
> ontwerpstrategieën
> ontwerptools
Conclusie
3
Inleiding
4 © A2M
Comfort van de gebruiker - Thermisch: 19,7 tot 24, 7 °C
straling van de wanden
operatieve temperatuur
…
- Lucht: snelheid < 2m/s
- Vochtigheid: 40 tot 60 % RV
- ….
Efficiëntie gebouwschil Behoud van comfort met een minimum aan “actieve” energie
Kwaliteit van de constructie Controle van de kwaliteit van uitvoering van de gebouwschil
Inleiding
5 © A2M
De zwakke punten in het ontwerp van een
gebouwschil kunnen worden gecorrigeerd met
mechanische en technologische middelen
Inleiding
6 © A2M
In gebouwen met een hoge prestatie zijn deze
capaciteiten rechtstreeks geïntegreerd in de
fysieke gebouwschil van het gebouw. Hierdoor is
minder energie nodig om het comfort ervan te
behouden.
Inleiding
7 © A2M
1. Warmtestromen
2. Luchtstromen
3. Vochtigheidsstromen
Inleiding
8 © A2M
1.Warmtestromen
9
20 – 25 °C
20 – 25 °C
Een temperatuurverschil (ΔT),
bijvoorbeeld tussen binnen en buiten,
brengt van nature warmtestromen mee
die het thermisch evenwicht trachten te
bereiken.
Warmtestromen
10 © A2M
20 – 25 °C
0 - 15°C
Een temperatuurverschil (ΔT),
bijvoorbeeld tussen binnen en buiten,
brengt van nature warmtestromen mee
die het thermisch evenwicht trachten te
bereiken
Warmtestromen
11 © A2M
Door isolatie van de wanden kan deze
overdracht worden tegengegaan,
m.a.w. kan de warmte (of koelte) in een
welbepaald volume worden behouden.
20 – 25 °C
0 - 15°C
Warmtestromen
12 © A2M
U Warmteoverdracht
doorheen een wand
Warmtestromen
13
U Warmteoverdracht
doorheen een wand
- Hangt af van de
materialen (dikte en λ-
waarde)
- Eenheid: W/m²K
U = 1/ (R1+R2+..)
Waarbij
Ri = di/λi
di = dikte
λi = thermisch
geleidingsvermogen
Warmtestromen
14 © A2M
Gemiddelde U-waarden van de wand in
een passiefgebouw U = +/- 0,10 W/m²K
• ATG (Belgische technische goedkeuring)
• ETA (Europese technische goedkeuring)
• Europees certificaat van
overeenstemming
• λ-waarde bepaald conform norm EN ISO
10456
Warmtestromen
15
© Architecture passive
• Thermisch geleidingsvermogen
• Dampdiffusieweerstandsfactor
• Thermisch vermogen
• Drukweerstand
• Brandwerendheid
• Ecologische impact
• …
• Type van materiaal volgens
toepassing
(soepel, stijf, bulk, …)
Warmtestromen
De volgende parameters moeten in aanmerking worden
genomen:
16
Buiten
Warmtestromen
17 © Architecture passive
© A2M
Warmtestromen
18 © A2M
Warmtestromen
19
© A2M Isolatie aan de buitenkant
Geïntegreerd
Warmtestromen
20 © Architecture passive
© A2M
Warmtestromen
21
© A2M
Binnen
Warmtestromen
22
© Architecture passive
© A2M
Warmtestromen
23
© A2M
Isolatie aan de binnenkant
Systeem met gelijmde isolatieplaten
© Architecture et Climat
Structuursysteem
Systeem met gespoten isolatie Systeem met gemetselde
voorzetwand
Warmtestromen
24
1. Bestaande bakstenen muur
2. Skelet
3. Soepele isolatie of bulkisolatie
4. Dampscherm of damprem
5. Binnenafwerking
1. Bestaande bakstenen muur
2. Gespoten isolatie
3. Binnenafwerking
1. Bestaande bakstenen muur
2. Soepele isolatie of bulkisolatie
3. Stabiliteitswand
1. Bestaande bakstenen muur
2. Gelijmde harde isolatie
3. Dampscherm of damprem
4. Binnenafwerking
2.Luchtstromen
25
0 Pa Net zoals een temperatuurverschil tussen
binnen en buiten (ΔT) een warmtestroom
veroorzaakt, zorgt een verschil in
luchtdruk (Δp) voor luchtstromen
doorheen de wand. 0 Pa
Luchtstromen
26 © A2M
Deze luchtstromen zijn ofwel
gecontroleerd (via de ventilatie), ofwel
niet-gecontroleerd.
De niet-gecontroleerde stromen hebben
een grote impact op het vlak van
- energie
- gezondheid
0 Pa
+ 4 Pa*
4 Pa*
* Verschil in relatieve druk
Luchtstromen
27 © A2M
2 Luchtdichtheid
Luchtstromen
28
1m
1m
U = 0.3 W/m²K > U = 1.44 W/m²K !
Berekend met windkracht 2-3 (20Pa), T° i= 20°C, T° e=-10°C
14 cm 3 cm
Of 4.8 x slechter
Spleet van 1 mm
Luchtstromen
29
© A2M
30
© A2M
© A2M
Luchtdichte verf
Luchtdichtheid langs buiten:
EPDM op dunne betonwand
Bezetting Damprem
ZWARE CONSTRUCTIE LICHTE CONSTRUCTIE binnen buiten
3.Vochtigheids-
stromen 31
Vochtigheidsstromen kunnen
verschillende vormen
aannemen:
- Vloeibaar
- Gasvormig (damp)
Vochtigheidsstromen
32 © A2M
Dampstromen
Vochtigheidsstromen
33
Vp: 120 Pa Vp: 70 Pa
20°C 4°C
Vochtigheidsstromen: damp
34 © A2M
binnen buiten
Vochtigheidsstromen: damp
35
Diagram van de vochtige lucht
(MOLLIER)
Vochtigheidsstromen: damp
36
© Architecture et Climat
Abs. vochtigheid
Temperatuur
Verzadigings-
curve
Dauwtemperatuur
Omgeving
Relatieve
vochtigheid
μd
= μ * dikte van de materialen
Eenheid m
Waarbij
μ:
dampdiffusieweerstandsfactor
(vergeleken met een
onbeweeglijke luchtlaag)
Vochtigheidsstromen: damp
37
© A2M
Bijvoorbeeld
Intello: variabele µd van 0,25 tot 25 m
Vario: variabele µd van 0,2 tot 4 m…
Dampscherm > 10m
Vochtigheidsstromen: damp
38
Materiaal
Lucht – referentiewaarde
Gips
Minerale wol
Cellulosewatten
Isolerend onderdakpaneel in houtvezel
OSB-plaat
Damprem
Damprem met variabele Sd
Damscherm
Gewapend beton
Polyethyleen
Aluminiumfolie
EP-folie (geniet)
Glas
Dikte (e) Sd-waarde (µ x e)
• Niet-geverifieerde commerciële gegevens
• Opmerking: voor zeer dunne materialen wordt vaak alleen de Sd-waarde opgegeven
Dampremmend membraan met variabele Sd
Forte
Faible
Vochtigheidsstromen: damp
39 © Architecture et Climat
Hoge diffusieweerstand
in de winter
Lage diffusieweerstand
in de zomer
Gemiddelde relatieve luchtvochtigheid [%]
Waard
e Winter Zomer
Oppervlakkig
Intern
• door convectie
• door diffusie
Condensatie
Vochtigheidsstromen: damp
40
© A2M
Voorbeeld: keuken
Dampbron:
Waterketel en koken
= hoge temperatuur
en grote
hoeveelheid water
beschikbaar
Hoge dampdruk (aan
de bron)
Lage dampdruk
Verplaatsing
van de damp
Koude
buitenmuur en
venster
Indien de
temperatuur aan
de oppervlakte
onder het
dauwpunt van de
omgevingslucht
ligt, is er
oppervlakkige
condensatie.
Oppervlaktecondensatie
41
Dampkap:
-dampafvoer aan de
bron
-de dampdruk binnen
neemt af
Venster openzetten:
- de damp gaat rechtstreeks naar buiten
- de dampdruk binnen neemt af
Radiator op het
koude oppervlak
om de
temperatuur
boven het
dauwpunt te
houden.
Om condensatie te vermijden:
Voorbeeld: Keuken
Oppervlaktecondensatie
42
Wat gebeurt er op de koude
oppervlakken in een verwarmde
ruimte?
Oppervlaktecondensatie
43
© Architecture et Climat
Abs. vochtigheid
Temperatuur
Verzadigings-
curve
Dauwtemperatuur
Omgeving
Relatieve
vochtigheid
Wat gebeurt er in een vertrek
waar de vochtigheidsgraad
toeneemt zonder aangepast
afvoersysteem?
Oppervlaktecondensatie
44
© Architecture et Climat
Abs. vochtigheid
Temperatuur
Verzadigings-
curve
Dauwtemperatuur
Omgeving
Relatieve
vochtigheid
20°C 4°C
Vp: 120 Pa Vp: 70 Pa
Binnencondensatie zonder diffusie
45 © A2M
binnen buiten
19°C 28°C
Vp: 120 Pa Vp: 180 Pa
Binnencondensatie zonder diffusie
46 © A2M
binnen buiten
20°C 4°C
Vp: 120 Pa Vp: 70 Pa
Binnencondensatie zonder diffusie
47 © A2M
binnen buiten
Luchtdichtheid!
© Architecture et Climat
!!
Binnencondensatie door convectie
48
binnen buiten
Temperatuur buiten < temperatuur binnen
Druk buiten > druk binnen
Aansluiting muur/dak
Aansluiting muur/kozijn
Afdichting deur
Geen luchtscherm of
afwerking
Afdichting raam
Aansluiting muur/raam
Geen bepleistering
Overdruk Onderdruk Wind
T binnen
Druk binnen
Warmtestromen → Δ T°
Luchtstromen → Δ p
Vochtigheidsstromen
• damp → Δ pv
• vloeibaar water → ??
Synthese stromen
49
© A2M
Stromen van vloeibaar
water
50
- Intramoleculair water
- Regenwater
- Opstijgend vocht
- Condensatie
- Waterschade
…
Verschillende bronnen van vocht
Vochtigheidsstromen: vloeibaar water
51
© A2M
Watergehalte in de materialen = W [kg/m3]
Invloed van alle hygrothermische
parameters van de materialen:
- Volumieke massa
- Thermisch vermogen
- Thermisch geleidingsvermogen
Droge staat Hygroscopische zone Capillaire zone Oververzadiging
Vochtretentiecurve
Watergehalte
Vochtigheidsstromen: vloeibaar water
52
© Architecture et Climat
Wate
rgeh
alt
e
Relatieve vochtigheid [%]
Hyg
rosc
op
isch
e
zon
e C
apill
aire
zo
ne
Ove
r-
verz
adig
ing
zon
e
→ Fenomeen veroorzaakt door een verschil in gedeeltelijke waterdampdruk tussen
de twee zijden van een materiaal of een wand.
Dampdiffusie
(soortelijke verhouding + kronkelige poriën)
Gedeeltelijke
dampdruk ↑
Gedeeltelijke
dampdruk ↓
Damptransfer
Droge staat Hygroscopische zone Capillaire zone Oververzadiging
53
© Architecture et Climat
Vochtigheidsstromen: vloeibaar water
Damptransfer in een met water verzadigd materiaal
Droge staat Hygroscopische zone Capillaire zone Oververzadiging
54
© Architecture et Climat
Vochtigheidsstromen: vloeibaar water
Transfer van vloeibaar water
Diffusie aan de oppervlakte
→ Water geabsorbeerd aan de oppervlakte van de
poriën van het materiaal = sorptielaag
→ Transfers veroorzaakt door een verschil in
relatieve vochtigheid in het materiaal
Capillaire geleiding
→ Poriën gevuld met water
→ Transfers veroorzaakt door een verschil in
capillaire druk in het materiaal
RV ↑ RV ↓
55
© Architecture et Climat
Vochtigheidsstromen: vloeibaar water
Droge staat Hygroscopische zone Capillaire zone Oververzadiging
→ In dezelfde zin, ongeacht het type:
van zones met een hoge relatieve vochtigheid naar zones met een lage
relatieve vochtigheid
Transfer van vloeibaar water
56
© Architecture et Climat
Droge staat Hygroscopische zone Capillaire zone Oververzadiging
Vochtigheidsstromen: vloeibaar water
A = absorptiecoëfficiënt
Eenheid: kg/m2 s1/2
Twee coëfficiënten:
- Absorptie van water dat in contact zou
komen met het materiaal.
- Herverdeling van het vocht dat in de
poriën van het materiaal zit
→ vereenvoudigde
methode:
57
© A2M
Vochtigheidsstromen: vloeibaar water
We kijken naar de hoeveelheid water geabsorbeerd tussen de 5e en de 15e minuut.
/1000 (ml → kg)
x 2000(5 cm² → 1 m²)
/√600s
→ Absorptiecoëfficiënt: A (kg / m2 s1/2)
EN ISO 15148
Methode van de Karsten
58
Vochtigheidsstromen: vloeibaar water
Waterdruk uitgeoefend op het
oppervlak
Overeenkomstige windsnelheid,
loodrecht op het oppervlak
59
© A2M
Vochtigheidsstromen: vloeibaar water
Volumieke massa: ρ = massa / volume [kg/m³]
Porositeit en absorptie
60
Vochtigheidsstromen: vloeibaar water
Porositeit en absorptie
61
Vochtigheidsstromen: vloeibaar water
Vochtwering (a)
Vulling van de poriën (b)
Filmvormende afdichting (c)
van het oppervlak van een minerale
ondergrond.
In tegenstelling tot de filmvormende
bekledingen op basis van acryl, polyurethaan
of epoxyhars dichten vochtwerende middelen
op basis van organosiliciumverbindingen de
oppervlakteporiën van minerale ondergronden
niet af, maar vormen ze een ultradunne film
op de wanden van de poriën.
= Hydrofobe impregnatie op basis van
silaan/siloxaan (zonder solventen)
Conform EN 1504-2
De “vochtwerende middelen” moeten voldoen
aan een aantal eisen:
- Drastische afname van de waterabsorptie
- Behoud van de dampdoorlatendheid
- Goed penetratievermogen
- Alkali-echt
- UV-bestand
- Geen vergeling, glans of hechting
- Onschadelijk
- Milieucompatibel
Producten:
-Tecnichem
-Wacker
-Sika
-Rainguard
- …
Vochtwerende middelen
62
Vochtigheidsstromen: vloeibaar water
Verbluffend resultaat na meer dan vijftig jaar: uit de test met de Karstenpijp blijkt dat de
niet-behandelde bepleistering 5 ml water absorbeert op 10 minuten tijd, terwijl het
“vochtwerend gemaakte” oppervlak vrijwel niets absorbeert.
Vochtwerend middel
Methode van Karsten
63
Vochtigheidsstromen: vloeibaar water
damptransfers
transfers van vloeibaar water
Synthese
64
Transfer van waterdamp
Hoge dampdruk Lage dampdruk
Transfer van vloeibaar water
Hoge relatieve vochtigheid Lage relatieve vochtigheid
Vochtigheidsstromen: synthese
65
Int.
Ext.
Buiten Binnen
Vochtigheidsstromen: synthese
66
© Architecture et Climat
Abs. vochtigheid
Temperatuur
Verzadigings-
curve
Dauwtemperatuur
Omgeving
Relatieve
vochtigheid
Buiten Binnen
Damp Damp en vloeibaar
water Vloeibaar water
Droog Nat Verzadigd
Vochtigheidsstromen: synthese
67
Ontwerpstrategieën
Vochtmigratie
68
1. VOCHT BESTRIJDEN AAN DE BRON
→ Vocht buiten: regenscherm, windscherm,
vochtwerende middelen, injecties, inkuipingen,
afdichtingsdetails, ...
→ Vocht binnen: ventilatie
(Essentieel! Vooral bij passiefbouw!!)
Vochtigheidsstromen: strategieën
69
© A2M
2. CONDENSATIE VERMIJDEN
→ Thermische bruggen beperken
>< oppervlakkige condensatie
→ Slechte luchtafdichting beperken
>< binnencondensatie door convectie
→ Transfers door diffusie beperken
>< binnencondensatie door diffusie
70
© Architecture et Climat
Vochtigheidsstromen: strategieën
3. HET DROOGPOTENTIEEL VAN DE WANDEN GARANDEREN
Vochtigheidsstromen: strategieën
71 © Architecture passive
dampscherm
gesloten
dampscherm
open
waterafstotend
ondoorlatend waterafstotend
ademend
Fout!
1. VOCHT BESTRIJDEN AAN DE BRON
2. CONDENSATIE VERMIJDEN
3. HET DROOGPOTENTIEEL VAN DE WANDEN GARANDEREN
72
Ontwerptools
Migratie van vocht
73
Statische methode
Glaser-methode • Snel
• Statisch hygrothermisch regime
• Te voorzichtig
Excel-werkblad te downloaden op website “http://www.energieplus-lesite.be > Calculs > La façade > La
condensation interne d’une paroi” voor analyse van wanden met 1 tot 5 lagen.
Vochtigheidsstromen: tools
74
Dampdruk
Verzadigingdsdruk
Zone met
binnen-
condensatie
Buiten
Binnen
Wufi: Dynamische berekening
hygrothermisch gedrag van de wand
WUFI Pro
WUFI 2D
WUFI Bio
Delphin
MOIST
MATCH
Dynamische methode
Vochtigheidsstromen: tools
75
Zonder vochtwering Met vochtwering
Vochtigheidsstromen: tools
76 © A2M
WUFI Pro
WUFI 2D
WUFI Bio
Delphin
MOIST
MATCH
Detail MDW
Dynamische methode
Vochtigheidsstromen: tools
77 “Wufi”-resultaat: watergehalte gesimuleerd
over 3 jaar Berekening “Wufi”
ISOLIN
- ISOLIN-gids
Aline Branders / Arnaud Evrard / André De Herde
- ISOLIN-tool
Arnaud Evrard / Cédric Hermand / André De
Herde
Publicatie en dvd op bestelling: http://energie.wallonie.be/fr/isolation-thermique-par-l-
interieur-des-murs-existants-en-briques-
pleines.html?IDC=6099&IDD=41922
Vochtigheidsstromen: tools
78
ISOLIN
Vochtigheidsstromen: tools
79
ISOLIN
Vochtigheidsstromen: tools
80
Verificatie van de criteria
Warmtestromen → Δ T°
Luchtstromen → Δ p
Vochtigheidsstromen
• damp → Δ pv
• vloeibaar water → Δ RV
Conclusie: stromen en strategieën
81
© A2M
82
© A2M
Conclusie: stromen en strategieën
• De belangrijkste hygrothermische parameters
van de materialen moeten gekend zijn
• Er bestaat software voor modellering van de
dynamische transfers en opslag van warmte en
vocht in de geïsoleerde muren
• Vaak kunnen bestaande muren alleen langs
binnen geïsoleerd worden, maar dit is moeilijker
• Waar mogelijk: isolatie van de spouw of isolatie
langs buiten en combinatie van deze drie
oplossingen
Conclusie: aandachtspunten
83
● Belangrijke ontwerpfactoren:
► De blootstelling aan weer en wind is kritiek
► Op een blootgestelde muur kan een performant
vochtwerend middel worden aangebracht
► Een té dampdichte afdekking aan de buitenkant
kan leiden tot vochtopstapeling in de muur
► Het is aanbevolen een aangepast membraan aan
te brengen aan de binnenkant, vooral indien de
binnenomgeving vochtig is
► De membranen met variabele mu-waarde
behouden het droogpotentieel van de muren
Conclusie: isolatie langs binnen
84
● Bij isolatie aan de binnenkant …
► De Glaser-methode is streng
► De WUFI-software is krachtig maar complex
► De ISOLIN-tool kan bepaalde keuzes bevestigen
► Een aantal ontwerpelementen moet in
aanmerking worden genomen
Conclusie: isolatie langs binnen
85
Indien u zich hier nog verder in wil verdiepen …
86
87
Aline Branders
Architect – Master in de architectuur en de duurzame
ontwikkeling
Architect-partner bij A2M
Verantwoordelijke voor de pool Onderzoek & Ontwikkeling
E-mail: [email protected]
Webste: http://www.a2m.be
Contact