Isoleren met houtproducten
Inleiding
Ondanks een steeds groter wordende interesse, boezemt het gebruik van hout en houtproducten nog steeds “angst” in en wordt er te snel van afgestapt om de voorkeur te geven aan de zogenaamde ’traditionele’ materialen.
Toch is hout in vele opzichten een interessante keuze bij renovaties en zelfs onvermijdelijk als het gaat over nieuwbouw met zeer goede energieprestaties.
Maar ook hier geldt het spreekwoord: onbekend maakt onbemind … En daarin ligt de oplossing: een doorgedreven kennis van het materiaal hout!
Hoewel België voorheen al periodes met houtbouw gekend heeft, zoals bv in de jaren ’70, leek de heropleving ervan aan het begin van de jaren 2000 te experimenteel en de kennis erover vaak te intuïtief.
Door toedoen van een meer uitgesproken invloed van de Duitse bouwtechnieken en vooral ook door een grotere verspreiding ervan beschikken we vandaag de dag over een betere kennis van de houttoepassingen en kunnen we hout zonder problemen warm aanbevelen.
Hout kan alleen het beste van zichzelf geven op voorwaarde dat het perfect geplaatst is… en dat begint al bij het ontwerp.
De instrumenten in deze rubriek laten toe, om d.m.v. kritische analyses, een aantal situaties op te sommen waarin het gebruik van hout aangewezen is en vaak voordelen biedt in vergelijking met het gebruik van meer traditionele materialen. Het onderzoek van de verschillende gevallen heeft enkel betrekking op het fysische aspect van het gebouw.
Verklaring van afwijzing van aansprakelijkheid van Hout Info Bois (SOFZAN)
- Deze gratis dienst verstrekt informatie over de isolatiemogelijkheden van gebouwen op basis van houtproducten maar vervangt in geen geval een studiebureau.
Het is louter de bedoeling professionelen en andere gebruikers te informeren en dit op hun eigen verantwoordelijkheid.
- De gebruiker erkent het louter informatieve karakter van de dienst en aanvaardt dat het gebruik ervan hem niet vrijstelt beroep te doen op een studiebureau.
- De gebruiker draagt de volledige verantwoordelijkheid voor het gebruik van de voorgestelde mogelijkheden en de gevolgen ervan en draagt als enige de verantwoordelijkheid voor elke mogelijke schade, rechtstreeks of onrechtstreeks, materieel of immateriaal, berokkent aan eenieder naar aanleiding van het gebruik van de informatie bekomen via de website of aan werken uitgevoerd op basis van deze informatie.
- De gebruiker kan geen aanspraak maken op wat voor garantie dan ook bij, al dan niet, verkeerd gebruik van de dienst, het niet kennen van de procedures zoals beschreven in de gebruiksaanwijzing, de technische documentatie en de aanbevelingen voor de installatie (soft- en hardwareomgeving en installatie op de schijf).
- Hout Info Bois (SOFZAN vzw) kan op geen enkele manier verantwoordelijk gesteld worden voor de inhoud die op de website vermeld wordt noch voor het gebruik van deze informatie.
Doelstellingen
Deze studie, uitgevoerd door een architectenbureau en energie-auditeurs*, werd opgezet vanuit de vaststelling dat hoewel kandidaat-bouwers of verbouwers meestal wel geïnteresseerd zijn in energieaspecten – vaker om economische dan om ecologische redenen – ze weinig belang hechten aan de manier waarop hun huis kan verbeterd of gebouwd worden: het resultaat primeert op de middelen.
En net daar zijn essentiële stappen te ondernemen in het kader van duurzame ontwikkeling: het begrip “energetisch” uitbreiden naar het niveau van de keuze van de methode en de gebruikte materialen.
Men kan niet ontkennen dat men vandaag de dag niet meer om hout heen kan als men het over duurzame ontwikkeling heeft. In de analyse van de ecobalansen of LCA komt hout als beste keuze naar voren.
De energie-impact van een constructie of isolatieoplossing verminderen is onlosmakelijk verbonden met het gebruik van het materiaal hout. Natuurlijk blijft het mogelijk om terug te grijpen naar de zogenaamde ’traditionele’ materialen maar als er een mogelijkheid bestaat om een gelijkwaardig resultaat te halen met ecologische materialen waarom zou men dat dan niet doen?
* Bureau d’architectes BROUAE snc – Architectures & Energies
Mej. Laurence Vandormael – www.brouae.be – info@brouae.be
Methode
Met deze technische fiches willen we verschillende isolatiemogelijkheden voorstellen die gebruik maken van hout en afgeleide producten om de voorschrijvers aan te moedigen gebruik te maken van deze materialen zowel bij het verbeteren van de energieprestaties van een bestaand gebouw als bij het ontwerp van een nieuwbouw.
In het fysisch gedrag van een wand zal het juiste gebruik van het materiaal hout vooral bepaald worden door zijn gedrag t.o.v. waterdamptransfert: men moet ten allen prijze vermijden dat er binnenin de wand een accumulatie van waterdamp optreedt, waardoor interne condensatie ontstaat. De hierna onderzochte gevallen werd op dat vlak goedgekeurd en de samenstelling van de wand is dus bruikbaar.
Korte theoretische samenvatting van het fenomeen :
Wanneer is er condensatie in de wand?
Zodra de partieeldruk de verzadigingsdruk bereikt, treedt er in de wand condensatievorming op, op de plaats die dauwpunt genoemd wordt.
In onze streken is in de winter het watergehalte van de lucht binnen groter dan buiten, voornamelijk door een combinatie van een aantal vochtbronnen eigen aan de bewoning van een gebouw: badkamer, keuken, poestbeurt of alleen al menselijke aanwezigheid (het lichaam geeft ongeveer 50 gram waterdamp per uur af). Aangezien de natuur het evenwicht probeert te herstellen, gaat deze waterdamp van binnen naar buiten migreren doorheen de verschillende materialen waaruit de wand is opgebouwd. In de zomer vindt het omgekeerde proces plaats.
De hoeveelheid damp die de lucht kan opnemen, houdt rechtstreeks verband met de temperatuur. Warmere lucht bevat meer waterdamp. ’s Winters daalt de temperatuur in de wand progressief van binnen naar buiten toe naarmate de verschillende materialen met een bepaalde warmteweerstand waaruit de wand is opgebouwd. De hoeveelheid waterdamp die in de lucht opgenomen kan worden daalt ook, eventueel tot het verzadigingspunt bereikt is.
Zolang een wand niet geïsoleerd is, bestaat er weinig kans op inwendige condensatie maar van zodra er isolerende materialen toegepast worden, zelfs al bij enkele centimeters, is er een abrupt temperatuursverschil waardoor het risico op inwendige condensatie gevoelig verhoogt.
Hoe drukt men het watergehalte in een materiaal uit?
Het vochtgehalte (H%) van hout is de massa water die het hout bevat, uitgedrukt in een percentage van de droge massa van het hout: (massa nat hout – massa droog hout)/ massa droog hout * 100.
De analyse
De opeenvolgende simulaties op basis van verschillende softwareprogramma’s geven indicaties die belangrijk zijn voor het ontwerp van de wand en iedere software heeft zijn belang.
- statische simulatie Glaser: rekenmethode die toelaat het risico op interne condensatie in een wand te evalueren.
- dynamische simulatie Wufi © (Wärme und Feuchte instationar): methode die de overdracht en opslag van warmte en waterdamp doorheen en in de wand in een bepaalde, door de gebruiker ingestelde, periode analyseert. Deze software werd op punt gesteld door het ‘Fraunhofer Institut für Bauphysik’ in Holzkirchen (Duitsland). Het laat toe om rekening te houden met de beweging van de waterdamp in de twee richtingen en dus rekening te houden met de mogelijkheden van uitdroging van de wand.
- dynamische simulatie met Wufi Bio ©: bepaalt het risico op de vorming van schimmels op het oppervlak van de binnenwanden.
Deze instrumenten zijn onmisbaar voor een goed ontwerp voor zowel nieuwbouw als renovatie.
Bij de uitgevoerde simulaties werd de vochtigheid opzettelijk hoog (80%) ingesteld om een werf te simuleren die aan slechte weersomstandigheden werd bloot gesteld. Dit met de bedoeling de uitdrogingsmogelijkheden van de wand na te gaan. Deze situatie zou ook kunnen voorkomen bij een eenmalig lek.
Deze simulaties anticiperen op alle mogelijke problemen die verband houden met de materiaalkeuze en de samenstelling van de wand. Deze voorbereidende aanpak is evenwel geen garantie tegen een slechte uitvoering en controle op de plaatsing is onontbeerlijk. Het is van het grootste belang dat de isolatiewerken worden uitgevoerd door een vakman of toch tenminste door hem worden opgevolgd.
Aangezien ieder geval anders is, moet het ontwerp van deze realisaties met veel zorg worden uitgevoerd om een maximale duurzaamheid te garanderen. Voorzichtigheid blijft geboden en zowel het gebruik van deze materialen als de interpretatie van de simulatieresultaten vereist de nodige kennis om ze juist te kunnen gebruiken.
Daarnaast moet er een aandacht gaan naar de luchtdichtheid. Dit is ongetwijfeld één van de belangrijkste aspecten van de uitvoering en die jammer genoeg te vaak verwaarloosd wordt op de werf. Het is noodzakelijk om de bouwheren, architecten en aannemers aan te moedigen om controletesten uit te voeren met een thermische camera en de luchtdichtheidstest (Blower Door Test). Zelfs het allerbeste isolatiemateriaal zal niet efficiënt zijn als de plaatsing niet met zorg en kennis van zaken is uitgevoerd.
Opmerking : er bestaan nog andere dynamische simulatieprogramma’s naast Wufi
Uitleg bij de inhoud van een fiche
- op de voorzijde van de fiche wordt het desbetreffende geval omschreven, de algemene informatie (muur, dak, vloer), het type isolatie (binnenzijde, buitenzijde) en de samenvatting van de simulatieresultaten met validering van de oplossing. Opmerkingen aangaande de plaatsing, het voorschrijven en de gebruiksvoorwaarden alsook informatie over de materialen is voorzien. Een vergelijking van de efficiëntiecriteria, kostprijs en moeilijkheidsgraad van de plaatsing vervolledigen de informatie.
- op de achterzijde staan de gedetailleerde resultaten van de 3 uitgevoerde simulaties met enkele relevante cijferwaardes. Het geheel van simulaties werd getest gedurende een periode van 5 jaar.
- Bovenaan de bladzijde staan de testwaarden vermeld voor het uitvoeren van de simulaties volgens de Glasermethode (ongunstig geval met een relatieve vochtigheid van 80%).
- De Glaser-grafiek met toelichtingen over het al dan niet bestaande risico op inwendige condensatie
- De Wufi©-grafiek vermeldt het verloop van het totale vochtgehalte in de wand door de tijd, met toelichting bij de resultaten
- De Wufi-Bio©-grafiek vermeldt het verloop van het vochtgehalte van de sporen, in vergelijking met het kritische vochtgehalte.
De resultaten met Glaser:
De software berekent de verzadigingsdruk (PS) en de partieeldruk (PP) in functie van de temperatuur (t°) en de eigenschappen van de gebruikte materialen (lambda- en mu-waarden) en geeft het risico op inwendige condensatie. Een grafiek illustreert de berekende waarden.
De resultaten met Wufi©:
De software geeft het profiel van het waterdampgehalte voor een bepaalde periode. Als het jaar na jaar neigt te stijgen, zal er duidelijk een risico bestaan op wateraccumulatie in de wand en dus het gevaar dat dit schade toebrengt aan de wand als de verzadigingsgrenswaarden bereikt worden.
De methode geeft ook het watergehalte weer in ieder materiaal wat toelaat de materiaalkeuze te valideren: als er een aanzienlijke hoeveelheid water permanent in het materiaal aanwezig is, kan dit het materiaal beschadigen en zijn, voornamelijk isolerende, eigenschappen onherstelbaar verminderen en zelfs teniet doen.
In het geval van sommige isolatiematerialen zoals houtvezel of cellulosewol, verstrekken de fabrikanten de informatie. In het geval van het materiaal hout wordt als grenswaarde 20% vochtgehalte genomen waarop schimmels zich kunnen beginnen ontwikkelen.
Voorbeeld van een grafiek met vochtgehalte: voor het geheel van de wand (figuur hieronder).
De graaf hierboven toont de uitdrogingscapaciteit van de wand, en het behoud van het evenwicht tussen de flux van binnenkomende en uitgaande damp, aangezien er geen dampaccumulatie in de wand optreedt in de loop der jaren. Het vochtgehalte van de wand vormt geen gevaar voor de levensduur en de efficiëntie van de isolatie.
De resultaten met Wufi bio©:
Schimmels ontwikkelen pas onder bepaalde temperatuurs- en vochtigheidsvoorwaarden. De aard van het oppervlak speelt ook een rol in het vergroten van het risico.
Iedere kiem, permanent aanwezig in de omgevingslucht, heeft een osmotisch vermogen waardoor ze vocht uit de omgeving kan opnemen. Dit vermogen wordt bovendien gekenmerkt door de eigenschap om vocht op te slaan. Wanneer de kritische opslaghoeveelheid bereikt is, kan de biologische activiteit uitbreken en de sporen doen ontkiemen. Onder deze grens zijn de sporen aanwezig maar inactief.
De software maakt een grafiek die de curve weergeeft van de kritische waarde van de wateropslagcapaciteit van de sporen alsook per gesimuleerd geval de hoeveelheid water dat in de sporen aanwezig is. Als de kritieke waarde overstegen wordt, is er schimmelvorming op de wand.
Opmerking over de materialen:
Een opmerking over vochtgestuurde dampschermen en dampremmende membranen (met een variable mu-waarde) is hier aangewezen. Deze membranen hebben de eigenschap dat ze meer of minder waterdamp kunnen doorlaten: in de winter, als de waterdamp van binnen naar buiten gaat, heeft het membraan een hoge mu-waarde (tot 50 000 voor het meest gebruikte membraan). Omgekeerd zal in de zomer de transfert van buiten naar binnen bevorderd worden om het uitdrogen van de de wand te bevorderen (lage mu-waarde, 1250 voor hetzelfde membraan).
Sommige materialen hebben een verschillende lambda-waarde in droge of vochtige toestand, zoals dat bijvoorbeeld het geval is voor baksteen. De waarden in vochtige toestand zijn minder gunstig dan de waarden voor droge toestand.
Een ademend onderdak betekent dat dit dampdiffusieopen is. Het betreft de hele groep van onderdaken op basis van geotextiel, celluloseplaten of cementvezels. Uitgesloten zijn polyethyleen en bitumineuse membranen. Een niet-ademend onderdak verplicht de plaatsing van een zeer sterk dampscherm, wat het geval kan zijn in een vertrek of een gebouw waar de dampproductie heel hoog is.
Voor de bepleistering voor buitenmuren: in de simulaties wordt verwezen naar pleisters die compatibel zijn met een plaatsing op isolatie, m.a.w. pleisters die diffusie van de waterdamp mogelijk maken.
Testomstandigheden:
De initiële testomstandigheden voor de Wufi© simulatie zijn dezelfde als voor Glaser voor de Rse-waarde (warmteovergangsweerstand aan het buitenoppervlak) en Rsi-waarde (warmteovergangsweerstand aan het binnenoppervlak). De waarden van RVe (relatieve luchtvochtigheid extern) en RVi (relatieve luchtvochtigheid intern) zijn in functie van het referentieklimaat. Bij de start van de simulatie nemen we een ongunstige situatie met een RVi van 80% (situatie van een zeer vochtige werf, wat toelaat de uitdrogingscapaciteit van de wand na te gaan), ook in de wand. De waarden van Te (temperatuur extern) wordt bepaald door het referentieklimaat en voor Ti (temperatuur intern) ingesteld op 20°, die kan oplopen tot 25° (d.m.v. een vereenvoudigde relatie gebaseerd op de buitentemperatuur, norm EN 15026). De andere informatie die noodzakelijk is voor de simulatie zijn de standaardwaarden van Wufi.
Met “binnen” (intern) en “buiten” (extern) bedoelen we de grens tussen het beschermde en niet-beschermde volume (al dan niet blootgesteld aan de weeromstandigheden en eventueel vorst).
Zie praktische toepassingen
