Analyse van binnenklimaatmetingen in woningen

Faculteit Ingenieurswetenschappen

Vakgroep Architectuur en Stedenbouw Voorzitter: prof. dr. Bart Verschaffel

Analyse van binnenklimaatmetingen in woningen

door An Vandepitte

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

Scriptie ingediend tot het behalen van de academische graad van burgerlijk ingenieurarchitect (optie bouwtechnieken) – academiejaar 2005-2006

Analyse van binnenklimaatmetingen

Universiteit Gent Faculteit Ingenieurswetenschappen

Vakgroep Architectuur en Stedenbouw Voorzitter: prof. dr. Bart Verschaffel

Analyse van binnenklimaatmetingen in woningen door An Vandepitte

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

Scriptie ingediend tot het behalen van de academische graad van burgerlijk ingenieurarchitect (optie bouwtechnieken) – academiejaar 2005-2006

« VOORWOORD en DANKWOORD » Aan gebouwen worden steeds strengere eisen opgelegd op het vlak van energie-efficiëntie. Sinds de jaren ’70 is de isolatiedikte in daken steeds verder toegenomen. Parallel met deze ontwikkelingen werd echter ook een toename van vochtproblemen in daken vastgesteld. Dit wijst erop dat de huidige ontwerpmethodes, vastgelegd in normen en technische voorlichtingen, niet altijd toereikend zijn om een goede vochthuishouding te garanderen bij de actuele randvoorwaarden en bouwtechnieken. Een betere afstemming van de ontwerpmethodes voor daken op de huidige bouwpraktijk dringt zich dus op. Om deze reden werd een onderzoeksproject opgestart waarbij de onderzoeksgroep Bouwfysica van de UGent betrokken is. In het kader van dit project werd een database met binnenklimaatmetingen in recent gebouwde woningen in België ontwikkeld om statistisch onderzoek op uit te voeren. Deze thesis is dus ontstaan in het kader van het onderzoek “Vochtproblemen in daken: impact van de actuele randvoorwaarden en bouwtechnieken in België” [15]. Gaandeweg werd er echter voor gekozen om niet alleen parameters met betrekking tot vocht te onderzoeken, maar om een analyse over het gehele binnenklimaat uit te voeren (dus ook binnentemperatuur, binnenluchtkwaliteit, …). En omdat de onderzoeksgroep Bouwfysica rond de periode van deze thesis metingen in een passiefhuis aan het uitvoeren was, werd er besloten om deze ook te analyseren. De thesis valt uiteen in drie luiken: een literatuuronderzoek over het analyseren van binnenklimaatparameters, de analyse van de database opgesteld in het kader van het onderzoek “vocht in daken” en de analyse van metingen in een passiefhuis. Graag zou ik professor Janssens willen bedanken voor de vele uitleg en begeleiding, alsook Nathan Van Den Bossche en Lieven Willems, voor de hulp en het bijstaan. Voor het bezoek aan hun woning en het beantwoorden van mijn mails, Frédéric De Clippele en Katrien Blomme, bedankt! Sophie, ook jij bedankt voor de toffe samenwerking tijdens de afgelopen jaren en de leuke babbels. En natuurlijk ook nog mijn vrienden, mijn ouders en mijn broer, omdat zij er altijd voor mij zijn. Bedankt! De toelating tot bruikleen De auteur geeft de toelating deze scriptie voor consultatie beschikbaar te stellen en delen van de scriptie te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elke ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting de bron uitdrukking te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit deze scriptie. 31 mei 2006 An Vandepitte


Analyse van binnenklimaatmetingen in woningen door An Vandepitte Scriptie ingediend tot het behalen van de academische graad van burgerlijk ingenieur-architect (optie bouwtechnieken) Academiejaar 2005-2006 Promotor: prof. dr. ir.-arch. Arnold Janssens Universiteit Gent Faculteit Ingenieurswetenschappen Vakgroep Architectuur en Stedenbouw Voorzitter: prof. dr. Bart Verschaffel « SAMENVATTING » Alvorens te starten met de analyse van de binnenklimaatparameters worden eerst een aantal methodes en concepten uiteengezet. Voor het evalueren van de vochtigheid van de binnenlucht wordt beroep gedaan op het concept van de binnenklimaatklassen. Vervolgens wordt een methode besproken om het thermisch comfort te beoordelen (aan de hand van adaptieve temperatuurgrenzen) en daarna hoe men de binnenluchtkwaliteit classificeert. Er wordt tevens een referentiestudie voorgesteld waarop gebruikte methodes geïnspireerd zijn en waarmee resultaten mee vergeleken worden. In een tweede hoofdstuk worden metingen in recent gebouwde Belgische woningen geanalyseerd. Ook een aantal onderverdelingen (middelgrote woningen versus sociale woningen en woningen met zwembad; het al dan niet beschikken over een ventilatiesysteem; de verschillende kamers) worden onderzocht. Onderverdelingen in binnenklimaatklassen en daarbij aansluitend de relatie tussen de damptoevoer en de buitentemperatuur worden van naderbij bekeken. Op deze manier kunnen de resultaten van nu vergeleken worden met deze bekomen door Hens (1992) om de grenzen van de binnenklimaatklassen te bepalen. Of deze grenzen nog steeds relevant zijn, is belangrijk aangezien een aantal ontwerpmethodes voor het voorkomen van vochtproblemen in constructies gebaseerd zijn op de indeling in binnenklimaatklassen. Vervolgens wordt onderzocht of de binnentemperatuur zich tussen de gewenste comfortgrenzen situeert en wordt diens verloop met de buitentemperatuur van naderbij bekeken. Eindigen doen we dan met een analyse van de binnenluchtkwaliteit aan de hand van metingen van CO2-concentraties. Er wordt ook onderzocht of er een eenduidig verband is tussen CO2 en vocht, maar dit blijkt niet het geval te zijn. Het derde hoofdstuk bespreekt de metingen uitgevoerd in een passiefhuis en begint met een uiteenzetting over wat een passiefhuis eigenlijk is. Analoog aan wat in hoofdstuk twee gebeurde, werd ook een verdeling in binnenklimaatklassen gemaakt, de relatie tussen damptoevoer en buitentemperatuur, de comfortzone van de binnentemperatuur en diens relatie met de buitentemperatuur, en de binnenluchtkwaliteit onderzocht. Als laatste wordt ook nog de werking van het ventilatiesysteem en de effectiviteit van de warmtewisselaars bestudeerd. « TREFWOORDEN »: binnenklimaat, binnenklimaatklassen, thermisch comfort, binnentemperatuur, binnenluchtkwaliteit, passiefhuis


« INHOUD » 1. INLEIDING EN LITERATUURONDERZOEK

1.1 Inleiding 1 1.2 Vochtigheid van de binnenlucht, het concept van de binnenklimaatklassen 2 1.3 Comfortgrenzen binnentemperatuur 10 1.4 Binnenluchtkwaliteit 17 1.5 Referentiestudie: Finland 19 2. DATABASE “VOCHT IN DAKEN” 2.1 Het opstellen van een database van binnenklimaatmetingen in recent gebouwde Belgische woningen 2.2 Vochtigheid van de binnenlucht 2.2.1 Binnenklimaatklassen 2.2.2 Damptoevoer versus buitentemperatuur

23 28 36

2.3 Binnentemperatuur 2.3.1 Comfortgrenzen binnentemperatuur 2.3.2 Binnentemperatuur versus buitentemperatuur

51 57

2.4 Binnenluchtkwaliteit 2.4.1 IDA-klassen 2.4.2 Verband CO2 - vocht

62 66

3. METINGEN IN EEN PASSIEFHUIS 3.1 Inleiding 3.1.1 Wat is een passiefhuis? 3.1.2 Passiefhuis te Ename 3.1.3 Een eerste analyse van de meetresultaten 3.1.4. Gebruikspatronen van de verschillende kamers

71 76 82 86

3.2 Vochtigheid van de binnenlucht 3.2.1 Binnenklimaatklassen 3.2.2 Damptoevoer versus buitentemperatuur

88 91

3.3 Binnentemperatuur 3.3.1 Comfortgrenzen binnentemperatuur 3.3.2 Binnentemperatuur versus buitentemperatuur

3.4 Binnenluchtkwaliteit: IDA-klassen 3.5 Ventilatiesysteem

93 95 96

3.5.1 Werking van het ventilatiesysteem 100 3.5.2 Effectiviteit van de lucht-luchtwarmtewisselaar en grondluchtwarmtewisselaar (grondbuis) 105

4. EINDCONCLUSIES 4.1 Database “vocht in daken” 4.2 Metingen in een passiefhuis

108 110

BIBLIOGRAFIE BIJLAGE

111 113


« TABEL VAN AFKORTINGEN EN SYMBOLEN »

BKK vs ppm

binnenklimaatklasse versus parts per million

G ρ n V Rv p pi pe T of θ pi-pe psat φ c fL ε

dampstroom (kg/h) concentratie (kg/m³) ventilatievoud (1/h) volume (m³) gasconstante voor waterdamp (= 462 J/kgK) dampdruk (Pa) dampdruk binnen (Pa) dampdruk buiten (Pa) temperatuur (K of °C) dampdrukverschil binnenlucht/buitenlucht (Pa) = damptoevoer verzadigingsdampdruk (Pa) relatieve vochtigheid (%) waterdampconcentratie (g/m³) vochtlastfactor (g/m³°C) effectiviteit of rendement (%)

Symbolen die niet in deze tabel voorkomen zijn verdere specificaties (indices) van de hier gebruikte symbolen en worden altijd in de tekst uitgelegd.


« 1. INLEIDING EN LITERATUURONDERZOEK »


1.1 Inleiding In het voorwoord werd reeds aangehaald hoe deze thesis tot stand is gekomen. Zowel metingen uitgevoerd in het kader van het onderzoeksprogramma “Vochtproblemen in daken: impact van de actuele randvoorwaarden en bouwtechnieken in België”1 (hoofdstuk 2) als metingen in een passiefhuis (hoofdstuk 3) zullen onderzocht worden. Het betreft dus een analyse van metingen van temperatuur, relatieve vochtigheid en CO2 die uitgevoerd werden in recent gebouwde Belgische woningen. Voor we aan deze analyse beginnen, is het echter belangrijk te weten welke methodes, parameters, … zullen gehanteerd worden om het binnenklimaat te onderzoeken. Het binnenklimaat wordt bepaald door verschillende parameters zoals: -

de lucht- en stralingstemperatuur de relatieve vochtigheid en dampdruk de luchtsnelheid (tocht) en de luchtkwaliteit (vervuiling, CO2, …)

Voor het beoordelen van deze parameters bestaan er verschillende methodes, waarvan we de voornaamste in dit hoofdstuk zullen bespreken. We beperken ons ook tot het analyseren van de vochtigheid, luchttemperatuur en luchtkwaliteit omdat we alleen voor deze parameters over meetgegevens beschikken. We starten met het concept van de classificatie in binnenklimaatklassen. Deze zijn een maat voor de vochtbelasting van de binnenlucht en maken het mogelijk om aan vochtbeheersing in constructies te kunnen doen. In paragraaf 1.3 zal vervolgens een methode uiteengezet worden om het comfortniveau van de binnentemperatuur te kunnen bepalen. En als laatste zal in paragraaf 1.4 besproken worden hoe men de binnenluchtkwaliteit kan beoordelen. In paragraaf 1.5 wordt een studie uit Finland, die eveneens binnenklimaatmetingen analyseert, voorgesteld. Bij het verdere onderzoek (hoofdstuk 2 en 3) wordt immers gebruik gemaakt van een methode die geïnspireerd is op een methode in deze studie, waardoor ook een aantal resultaten kunnen vergeleken worden. Verder weten we dat het binnenklimaat in hoge mate door de mens zelf bepaald wordt. In tegenstelling tot het buitenklimaat zijn we dus in staat het binnenklimaat te beïnvloeden via verwarming, koeling, ventilatie, … De impact die een ventilatiesysteem heeft op het binnenklimaat zal bij de analyse van de metingen in het passiefhuis onderzocht worden.

1

Wanneer in het vervolg van deze thesis het onderzoeksprogramma of de database “vocht in daken” aangehaald wordt, wordt het onderzoek of de database aangelegd voor het onderzoek “Vocht in daken: impact van de actuele randvoorwaarden en bouwtechnieken in België” bedoeld. Dit onderzoek werd opgestart in november 2002 en uitgevoerd door het Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf (WTCB) in samenwerking met de Katholieke Universiteit Leuven (KUL), de Universiteit Gent (UGent) en Sint-Lucas Architectuur Gent, Hogeschool voor Wetenschap en Kunst (WenK). Analyse van binnenklimaatmetingen

1

1.2 Vochtigheid van de binnenlucht, het concept van de binnenklimaatklassen Probleemstelling Al sinds decennia is vocht is één van de voornaamste oorzaken van vroegtijdige degradatie van gebouwen. In 20% van alle schadegevallen is zij de directe schade-oorzaak (onder de vorm van lekken, condensatie, …), en in nog eens 40% speelt ze de rol van katalysator voor de schade (scheurvorming, corrosie, …). In het totaal is vocht dus voor meer dan 50% van de gevallen medeverantwoordelijk voor schade. andere 17% stabiliteit 3%

vocht 22%

vervormingen 5% corrosie 3% scheuren 10%

uitzicht 40%

Figuur 1.2.a: oorzaken van bouwschade (bron: WTCB-nieuws juni 1996)

Rechtstreekse schade door vocht (o.a. regen, grondwater, lekken en bouwvocht) kan constructief opgelost worden (spouwmuur, tweetrapsdichting, waterkeringen, …). Maar het beheersen van vochtproblemen ten gevolge van waterdamp in lucht (b.v. oppervlaktecondensatie, hygroscopisch vocht en inwendige condensatie) behoort tot een ander domein, namelijk dat van de bouwfysica. Met behulp van berekeningsmethodes zorgt men ervoor dat het gebouwen constructieontwerp bouwfysisch goed in elkaar zit en dat de opgeslagen vochthoeveelheden beneden een bepaalde kritische waarde blijven. Het is dus belangrijk dat men al van in de ontwerpfase kennis heeft van de vochtigheid van de binnenlucht om latere vochtproblemen in bouwonderdelen te voorkomen. Om tot een uitdrukking van deze vochtigheid (uitgedrukt door de dampdruk van de binnenlucht) te komen maakt men de stationaire massabalans voor vocht in een gebouw op:

G p + G v ,in = G v ,uit + G d + G c

(1)

met: Gp Gv,in Gv, uit

de in het gebouw geproduceerde dampstroom (kg/h) de door ventilatie aangevoerde dampstroom (kg/h) de door ventilatie afgevoerde dampstroom (kg/h)


2

Gd Gc

de door diffusie afgevoerde dampstroom (kg/h) de condensatiestroom op binnenoppervlakken met een temperatuur lager dan het dauwpunt van de lucht (kg/h)

Het waterdampdebiet dat door luchtstroming (ventilatie) wordt meegevoerd in een gebouw of constructie wordt beschreven als:

Gv = Ga

met:

Gv Ga ρv/ρa

ρv ρa

(2)

het dampmassadebiet (kg/h) het luchtmassadebiet (kg/h) de concentratie van waterdamp/lucht (kg/m³)

Hierbij kunnen we het luchtmassadebiet schrijven als:

Ga = ρ a nV met:

n V

(3)

het ventilatievoud (1/h) het gebouwvolume (m³)

Daaruit volgt:

Gv = Ga

ρv ρ = ρ a nV v = nVρ v ρa ρa

(4)

Met behulp van de ideale gaswet kunnen we de formule herschrijven:

pv = ρ v RvT

(5)

nV pv RvT

(6)

Gv = met: Rv pv T

de gasconstante voor waterdamp (= 462 J/kgK) de waterdampdruk (Pa) de temperatuur van het mengsel (K)

Men mag dus de door ventilatie netto-afgevoerde dampstroom door ventilatie uitdrukken als:

nV ( pi − pe ) R v Ti

(7)


3

G v ,uit − G v ,in =

Als men in (1) de diffusie- en condensatietermen verwaarloost en men de uitdrukking (7) voor de door ventilatie netto-afgevoerde dampstroom invoert, bekomt men:

pi = pe +

RvTi Gp nV

2

(8)

met: pi/pe Rv Ti n V Gp

de dampdruk van de binnenlucht/buitenlucht (Pa) de gasconstante voor waterdamp (= 462 J/kgK) de binnentemperatuur (K) het ventilatievoud (1/h) het gebouwvolume (m³) de vochtproductie (kg/h)

Aangezien het ventilatievoud en de vochtproductie sterk afhangen van het gedrag van de bewoners en fluctueren in tijd en plaats, wordt het niet mogelijk om een precieze voorspelling van de vochtigheid binnen te kunnen maken (uitgedrukt door pi, deze is namelijk een maat voor de hoeveelheid vocht in de binnenlucht) . In de praktijk is het aannemen van hoge conservatieve waarden voor de vochtigheid binnen een manier geweest om dit probleem te ontwijken. Zo werd bijvoorbeeld in de Duitse norm DIN 4108 (1981) een rekenwaarde van 960 Pa voor de damptoevoer tijdens de winter voorgesteld, zonder echter rekening te houden met de functie of het ontwerp van het gebouw. Binnenklimaatklassen: fysische benadering Een tweede, betere manier om de vochtigheid binnen te kwantificeren is de methode van de binnenklimaatklassen. Het concept werd in de jaren ’70 in Nederland en België respectievelijk geïntroduceerd door Tammes en Vos (1980) en Hens (1982). Binnenklimaatklassen (afgekort als BKK) zijn een maat voor de vochtbelasting van de binnenlucht van een gebouw en worden gebruikt om aan vochtbeheersing in constructies (b.v. inwendige condensatie) te kunnen doen. Men maakte een opdeling van het binnenklimaat in vier klassen. De klasse bepaalt dan de rekenwaarde voor de jaargemiddelde dampdruk binnen in het gebouw. Omdat vochttransport door diffusie een zeer traag proces is, maakte men gebruik van een jaargemiddelde dampdruk. De grenzen tussen de klassen (uitgedrukt door pi en pi-pe) werden gedefinieerd op basis van een rekenkundige analyse van inwendige condensatie door diffusie met behulp van de methode van Glaser3. Deze analyses werden uitgevoerd op benchmark-constructies. 2

Naar deze formule zal in de tekst nog verwezen worden. In het vervolg van de tekst wordt er zowel over het dampdrukverschil binnen-buiten (pi-pe) gesproken als over de damptoevoer of de vochttoevoer; met deze termen wordt het dampdrukverschil binnen-buiten bedoeld. 3 Deze rekenmethode wordt uiteengezet in het WTCB-tijdschrift nr. 1 (maart 1982), blz. 13-24. Analyse van binnenklimaatmetingen

4

BKK Nederland: Tammes – Vos (1980)

België: Hens (1982)

Beschrijving

Gebouwtype, functie

pi (Pa)

pi-pe (Pa)

pi (Pa)

pi-pe (Pa)

1

1030 < pi < 1080

< 50

1100 < pi < 1165

< 65

Weinig of geen vochtproductie

Loods, werkplaats, sporthal, bergplaats, garage, …

2

1080 < pi < 1320

< 290

1165 < pi < 1370

< 270

Geringe vochtproductie of behoorlijk ventilatiesysteem

Grote woning, kantoor, school, restaurant, winkels, …

3

1320 < pi < 1430

< 400

1370 < pi < 1500

< 400

Belangrijke Kleine woning, vochtproductie of matige ziekenhuis, ... ventilatie

4

> 1430

> 400

> 1500

> 400

Hoge vochtproductie of slechte ventilatie

flats,

Zwembad, wasplaats, …

Tabel 1.2.a: de grenzen tussen de binnenklimaatklassen (jaargemiddelde waarden) (bron:[06])

De BKK 1 staat voor gebouwen waar de condensatiepotentiaal van de binnenlucht zo laag is, dat fysisch geen inwendige condensatie door diffusie kan optreden. De grens tussen BKK 1 en 2 komt overeen met de maximale vochtigheid binnen vooraleer er condensatie optreedt in een noord georiënteerde wand bij januarigemiddelde condities (geen bezonning). De hoogste klasse (BKK4) klasseert de gebouwen waar zonder aangepaste maatregelen, jaarlijks resulterende vochtopstapeling in alle bouwdelen onvermijdbaar is. De grens tussen BKK 3 en BKK 4 komt overeen met de maximale jaargemiddelde binnenvochtigheid vooraleer er een netto opstapeling van condensatie over een jaar is, in een plat dakmembraan blootgesteld aan zonnestraling. De definitie van de grens tussen BKK 2 en BKK 3 is vergelijkbaar, maar is in het geval van een noord georiënteerde wand (geen bezonning). Via deze analyses werden grenswaarden voor de binnenklimaatklassen bekomen (zie tabel 1.2.a). In Nederland werden er soortgelijke analyses gedaan en wanneer we kijken naar de pi-pe-grenzen in tabel 1.2.a zien we dat het verschil tussen de Belgische en Nederlandse waarden zo goed als verwaarloosbaar is. Voor praktisch gebruik werden deze ‘theoretische’ klassen toegewezen aan bepaalde gebouwtypes en -functies, door vergelijking met binnenklimaatmetingen in verschillende gebouwen. Uit vergelijking (8) bleek immers ook al dat de dampdruk binnen direct gekoppeld is aan de gebruikspatronen en activiteiten in een gebouw (ventilatievoud, vochtproductie). De fysische definities van de binnenklimaatklassen werden in het kader van het Internationaal Energie Agentschap ook gebruikt bij vochtprestatiebeoordelingsmethodes (Sanders 19964). Sanders zette de grenzen van de binnenklimaatklassen, bekomen door

4

terug te vinden in “Heat air and moisture transfer in insulated enveloppe parts (HAMTIE): material properties, International Energy Agency Annex 24, final report, volume 3, Acco, Leuven. Analyse van binnenklimaatmetingen

5

analyses op benchmark-constructies in de verschillende landen, uit op kaarten en baseerde zich op metingen van 93 weerstations gelegen in Europa en Noord Afrika.

Figuur 1.2.b: kaart met jaargemiddelde grenzen tussen BKK 2 en 3 voor Europa (Sanders 1996) (bron: [06])

Uit deze kaarten blijkt duidelijk dat de grenzen van de binnenklimaatklassen, bekomen volgens de fysische definities, geen constanten zijn, maar dat zij afhangen van de buitenklimaatcondities. Zo bleek dat er in regio’s waar er hogere temperaturen heersen en waar er meer zonnestraling is, er een grotere vochtigheid binnen en een grotere damptoevoer toegelaten mag worden vooraleer er zich in de onderzochte constructies problemen voordoen van inwendige condensatie. Dit wil dus zeggen dat men hogere grenzen bekomt voor het Mediterrane gebied en lagere grenzen voor het Scandinavisch gebied. Het nadeel van de classificatie van binnenklimaten volgens deze fysische benadering is dan ook dat men niet zomaar in alle klimaten de klassen zo eenvoudig kan linken aan gebouwfuncties zoals in het originele Nederlandse en Belgische model. Een ander nadeel is het feit dat de methode geen informatie geeft over de statistische realiteit. Binnenklimaatklassen: statistische benadering Een tweede benadering van het concept van de binnenklimaatklassen werd dan ook gebaseerd op de statistische analyse van meetgegevens en beschrijft de grenzen tussen de binnenklimaatklassen als een functie tussen de damptoevoer (= dampdrukverschil binnenbuiten) en de buitentemperatuur. In Nederland maakte Van der Kooi5 (1973) minimum- en maximumgrenzen voor de damptoevoer in woningen. Deze waren gebaseerd op halve daggemiddelden van de vochtigheid en temperatuur, binnen en buiten. In België paste Hens6 (1992) een lineaire regressie toe op een databank van 355 weekgemiddelde waarden 5

J. Van der Kooi en K.Th. Knorr, “De temperatuur en vochtigheid in woningen”, Klimaatbeheersing, vol. 2, 1973, blz. 490-496 6 zie [05] Analyse van binnenklimaatmetingen

6

van de damptoevoer in woningen, genoteerd in functie van de buitentemperatuur. Uit de mediaan (50%), de 5%- en de 95%-percentielen van deze gegevens werden drie lineaire functies bekomen, die de grenzen tussen de vier binnenklimaatklassen beschreven. 1200

dampdrukverschil binnen-buiten (Pa

dampdrukverschil binnen-buiten (Pa)

1000

800

BKK 4 600

BKK 3 400

BKK 2 200

BKK 1

1000

800

BKK 4

600

BKK 3

400

BKK 2

200

0 -5

BKK 5

BKK 1

0

0

5

10

15

20

-5

0

5

buitentemperatuur (°C)

10

15

20

buitentemperatuur (°C)

Figuur 1.2.c: binnenklimaatklassen ( links: volgens Hens 1992 en rechts: volgens EN ISO 13788 (bron: [06]) BKK

Hens 1992 (355 weekgem. gegevens, r² = 0,25) pi-pe (Pa)

Beschrijving

1

< 159-10.θe

5%- percentiel

2

< 436-22.θe

50%-percentiel (mediaan)

3

< 713-22.θe

95%-percentiel

4

> 713-22.θe

5

-

-

EN ISO 13788 (CEN 2001) pi-pe (Pa)

beschrijving

< 270-13,5.θe

Opslagplaatsen

< 540-27.θe

Kantoor, winkels

< 810-40,5.θe

Woningen met lage bezetting

< 1080-54.θe

Woningen met hoge bezetting

> 1080-54.θe

Speciale gebouwen

Tabel 1.2.b: afhankelijkheid van de grenzen van de binnenklimaatklassen van de buitentemperatuur (bron: [06])

Zowel Van der Kooi als Hens bekwamen dat het dampdrukverschil binnen-buiten, over een jaar geen constante is (zoals vergelijking (8) nochtans lijkt aan te geven), maar dat ze vermindert in functie van de buitentemperatuur. Dit heeft onder andere te maken met het bewonersgedrag en met de hygrische traagheid van gebouwen. Bij warmer weer zullen bewoners meer ventileren (open ramen en deuren) en minder vochtige activiteiten binnenshuis uitvoeren (b.v. de was buiten te drogen hangen). Met de hygrische traagheid bedoelen we dat gebouwonderdelen en aankleding in staat zijn vocht te absorberen en op een later tijdstip weer vrij te geven. Opslag en transfer van vocht tussen de lucht en de muren speelt immers ook een belangrijke rol voor de vochtigheid die in een gebouw heerst. Tijdens koude, droge maanden (herfst, winter) zullen de muren de damp die tijdens de zomer opgeslaan werd, vrijgeven, zodat de damptoevoer toeneemt. Na de winter krijgen we het omgekeerde fenomeen: de uitgedroogde muren zullen het vocht uit de lucht absorberen naarmate de buitentemperatuur


7

en -vochtigheid stijgen. Vocht opslaan kan dus een belangrijke factor zijn bij het beoordelen van de vochtigheid binnen; zo zal bij kamers met een groot oppervlak aan poreuze materialen de damptoevoer in de winter hoger liggen. Hetzelfde fenomeen kan er ook voor zorgen dat er een negatieve damptoevoer gevonden wordt bij warm en vochtig weer, d.w.z. dat de buitenlucht vochtiger is dan de binnenlucht. De vochtigheid van de binnenlucht zal immers afnemen door het opslaan van vocht door de constructieonderdelen tijdens de zomer (want ze zijn uitgedroogd tijdens de droge wintermaanden). Een voordeel van deze statistische benadering is dat bestaande vochtproblemen (zoals oppervlaktecondensatie, schimmelgroei en inwendige condensatie) beoordeeld kunnen worden door korte termijn metingen van het binnenen buitenklimaat te vergelijken met de statistische gemiddelden en extremen. Zo kan men bestaande gebouwen indelen bij een bepaald binnenklimaat door middel van korte termijn metingen en kan men beoordelen of de vochtigheid binnen hoger is dan normaal en aldus een reden kan zijn voor vochtproblemen. België In België zijn er twee methodes om gebouwen in te delen in binnenklimaatklassen: één die werkt met de jaargemiddelde dampdruk van de binnenlucht (tabel 1.2.a) en één waarbij men gebruik maakt van het rekenkundig gemiddelde van het dampdrukverschil tussen de binnenen buitenlucht, gemeten over een korte periode (b.v. een maand).

Figuur 1.2.d: de twee methodes voorgesteld in TV 215 (links: jaargemiddelde dampdruk – rechts: voor meetperiode van 4 weken) (bron: [16])

Deze twee methodes worden beschreven in de Technische Voorlichtingen (TV 215 [16]) van het WTCB, welke in Belgïë beschouwd worden als referentiedocumenten voor de bouwsector. Voor de tweede methode (de praktische) beveelt men een meetperiode van vier weken aan om vervolgens het maandgemiddeld dampdrukverschil te berekenen. Europa Het concept van de binnenklimaatklassen werd later ook geïntroduceerd in Annex A van de Europese norm EN ISO 13788 [19] over de hygrothermische prestatie van


8

bouwcomponenten (CEN 2001); de methode uiteengezet in deze norm maakt gebruik van maandgemiddelde waarden. Het Europese klasseringssysteem is niet tot stand gekomen via een statistische analyse (zoals bij Hens) maar is gebaseerd op een aantal vaststellingen bij metingen uitgevoerd bij een eerder beperkt aantal ruimtes. Zo stelde men vast dat de vochttoevoer naar nul neigt wanneer het buiten ongeveer 20°C is. Dit zou verklaard worden door het feit dat bewoners dan zo sterk gaan ventileren dat er geen onderscheid tussen buiten- en binnenlucht meer zou zijn. Verder kwam men ook tot de vaststelling dat hoe kouder het is, hoe minder men gaat ventileren en hoe groter de vochttoevoer wordt. Men veralgemeende de resultaten in volgende formule (bron: [10]):

ci = c a + f L ( 20 °C − θ a )

(9)

met: ci/ca fL θa

de waterdampconcentratie binnen/buiten (g/m³) de vochtlastfactor (g/m³°C) de buitenluchttemperatuur (°C)

De vochtlastfactor bepaald dus de helling van de gebruikte rechten voor de classificatie (zie figuur 1.2.c). Voor de grenzen tussen de klassen 1, 2, 3, 4 en 5 heeft deze factor respectievelijk als waarde 0,1-0,2-0,3 en 0,4. Zoals blijkt uit figuur 1.2.c en tabel 1.2.b verschilt de Europese classificatie (5 klassen) substantieel van deze van Hens (4 klassen) en Van der Kooi. Zo is de damptoevoer in de Europese norm over het algemeen (behalve voor hogere temperaturen) hoger dan deze bekomen door de Nederlandse en Belgische metingen. Ook het verloop van de damptoevoer met de buitenlucht bevat een aantal belangrijke verschillen: bij de EN ISO 13788-grafiek is de damptoevoer voor alle klassen een constante voor temperaturen onder 0°C en wordt ze nul bij temperaturen boven 20°C; bij Hens is er bij lage temperaturen geen sprake van een platform en worden er bij warm weer ook nog positieve dampdrukverschillen waargenomen bij vochtigere woningen (dus de damptoevoer wordt niet nul bij 20°C voor alle binnenklimaatklassen). Omdat het belangrijk is om kennis te hebben van de vochtbalans bij beide extremen van het buitenklimaat (zowel koud als warm weer) zodat een degelijke beoordeling kan gemaakt worden van het risico op vochtproblemen en de vochtopslagcapaciteit van bouwcomponenten, dringt een evaluatie van de huidige normering zich op. De onderzoeken waaruit de grenzen van de binnenklimaatklassen werden bepaald, zijn ook niet echt meer up to date. Tegenwoordig moeten woningen aan strengere eisen voldoen (isolatie, …) en zijn ook de constructietechnieken geëvolueerd. De vraag is dus of de huidige ontwerpmethodes, vastgelegd in normen en technische voorlichtingen, niet herzien dienen te worden.


9

1.3 Comfortgrenzen binnentemperatuur Thermisch comfort Thermische behaaglijkheid of thermisch comfort wordt gedefinieerd als “die toestand waarin de mens tevreden is over zijn thermische omgeving en geen behoefte heeft aan een warmere of koudere omgeving”. Ze wordt beïnvloed door persoonsgebonden factoren (activiteit en kleding) en door de thermische omgeving (luchttemperatuur, stralingstemperatuur, luchtsnelheid en luchtvochtigheid). Verder zal de thermische behaaglijkheid van persoon tot persoon verschillen. Dit komt omdat er grote verschillen bestaan tussen mensen onderling in de ervaring en appreciatie van het thermisch binnenklimaat. Daarnaast kan de warmte-isolatie van individuele kleding sterk verschillen, evenals de warmteproductie van het lichaam. Verder kan het warmtegevoel van mensen ook beïnvloedt worden door onder andere hun gezondheidstoestand, gebruik van bepaalde medicijnen, emoties, mentale inspanningen en de hormoonhuishouding. Omdat het binnenklimaat meestal niet voor alle aanwezigen behaaglijk zal zijn, wordt er naar gestreefd dat het door zoveel mogelijk mensen als thermisch behaaglijk wordt ervaren. Daarom wordt in normen, zoals in de ASRAE Standard (American Society of Heating, Refridgerating and Airconditioning Engineers), thermische behaaglijkheid gedefinieerd als “een omstandigheid waarbij minimaal een bepaald percentage (80 of 90%) van de aanwezigen tevreden zal zijn over de thermische omgeving”. Nederland – het concept van de adaptieve thermische behaaglijkheid In Nederland bestaat er al een lange traditie van richtlijnen voor het thermisch binnenklimaat, beginnende sinds de jaren ’70. Eind jaren ’80 ontwikkelde men een methode gebaseerd op de behaaglijkheidstudies van Fanger (zie [22]) en de door hem ontwikkelde “Predicted Mean Vote” (PMV). Dit is een gemiddelde appreciatie van het thermisch binnenklimaat die kan voorspeld worden via het oplossen van een fysische vergelijking. Aan deze PMV kan men vervolgens het “Predicted Percentage of Dissatisfied” (PPD, voorspeld percentage ontevredenen) koppelen. Echter, Fangers onderzoek maakte gebruik van klimaatkamers waarvan het klimaat constant werd gehouden, net zoals bij gebouwen met centraal geregelde klimaatbeheersing. Dit model was dan ook bedoeld om de evaluatie van het binnenklimaat door de gebruikers te kunnen voorspellen in een situatie waar één binnenklimaat meerdere individuen tezelfdertijd moest behagen. Eind jaren ’90 ontstonden, via door De Dear en Brager (zie [22]) bij elkaar gebrachte resultaten van veldonderzoek, nieuwe inzichten ten aanzien van de binnentemperatuur en de comfortbeleving van gebouwgebruikers. Met name in gebouwen met ramen die je kunt openen en waar de individuele gebruiker een grote invloed heeft op het thermisch binnenklimaat, blijkt de acceptatie van hogere binnentemperaturen veel sterker afhankelijk te zijn van de buitentemperatuur dan eerder (Fanger) werd aangenomen. Verscheidene mechanismen spelen een rol in dit fenomeen, zoals het feit dat bij hoge binnentemperaturen gebouwgebruikers hun kledingweerstand verminderen en door het open zetten van ramen meer luchtbeweging in de vertrekken realiseren, maar er is ook sprake van een


10

psychologische adaptatie van gebruikers aan hogere buitentemperaturen. Als het buiten al een aantal dagen warm is, is de verwachting die men heeft van de binnentemperatuur anders dan in een situatie waarbij er al een tijdje lage buitentemperaturen heersen. Bij aanhoudend warm weer worden er dus hogere binnentemperaturen als comfortabel ervaren dan bij een thermisch neutrale situatie. Het concept van adaptieve thermische behaaglijkheid wordt als volgt omschreven: “als er een verandering optreedt die thermische onbehaaglijkheid veroorzaakt, reageren mensen op zo’n wijze dat hun thermische behaaglijkheid wordt hersteld”. Er worden hierbij drie hoofdcategorieën van adaptatie onderscheiden: gedragsmatige adaptatie, fysiologische adaptatie en psychologische adaptatie. Onder gedragsmatige adaptatie verstaan we persoonlijke adaptatie (kleding, activiteit, …), technische of omgevingsadaptatie (openen/sluiten van ramen, airco bijstellen, …) en cultuur en organisatorische adaptatie (aanpassen werktijden, siësta, …). Fysiologische adaptatie heeft te maken met aanpassingen van fysiologische reacties van het lichaam ten gevolge van thermische omgevingsfactoren zodat de thermische belasting geleidelijk afneemt. Dit kan zich voordoen onder de vorm van genetische adaptatie (b.v. het verschil in zweetproductie tussen Japanners en Amerikanen) en/of het acclimatisatiefenomeen waarbij het thermoregulatiesysteem van de mens verandert als reactie op een inspanning bij een thermische belasting (een temperatuur van 32°C of warmer) die langer dan 5 tot 7 dagen duurt. Hiermee wordt dan ook verder geen rekening gehouden. Als laatste gaat psychologische adaptatie over een veranderde waarneming van, en reactie op, zintuiglijke informatie. Zo zullen thermische gewaarwordingen direct worden beïnvloedt door iemands ervaringen en verwachtingen. Wanneer we dus het model van de adaptieve thermische behaaglijkheid zouden gebruiken, moeten we een onderscheid maken tussen verschillende types van gebouwen, gebruik en klimaatomstandigheden. Een belangrijk criterium hierin is de mogelijkheid van individuele beïnvloeding van het thermische binnenklimaat. Door bijvoorbeeld de ramen te openen, zal men bij hogere binnentemperaturen toch nog een comfortabele omgeving kunnen creëren. Vooral in dit soort gebouwen speelt de psychologische adaptatie een belangrijke rol omdat er meer direct contact is met het buitenklimaat. Omdat het model van Fanger werkt met gesloten gebouwen met centraal geregelde klimaatbeheersing (daar zijn de simulaties in de klimaatkamers op gebaseerd), werden wel de effecten van gedragsmatige adaptatie maar niet die van de psychologische adaptatie in rekening gebracht. Dit model mag dus niet gebruikt worden bij andere types van gebouwen. Een ander aspect is dat de comforttemperatuur en kledingisolatie sterker gecorreleerd zijn aan de ‘running mean outdoor temperature’ (RMOT, de gemiddelde buitentemperatuur van de afgelopen dagen) dan aan de actuele of gemiddelde buitentemperatuur overdag. Dit impliceert dat ‘het weer van de afgelopen dagen’ - en niet het weer van vandaag, gisteren, of de gemiddelde maandtemperatuur - de grootste invloed heeft op comforttemperatuur, kledingisolatie en comfortbeleving.


11

In de praktijk Aansluitend op de onderzoeken waaruit het belang van adaptatie-effecten blijkt en door de tekortkomingen van vroegere methodes, werd in Nederland een indicator gepresenteerd die wordt gebruikt om het comfort van de binnentemperatuur te beoordelen. Het gaat over de “Adaptieve Temperatuur Grenswaarde”-indicator, kortweg ATG. De criteria worden gegeven in de vorm van een van de buitentemperatuur afhankelijke comforttemperatuur. Voor een bepaalde klasse van het thermisch binnenklimaat moet worden getoetst of de binnentemperatuur binnen de band van een bepaalde acceptatie door de gebruikers blijft (90, 80 of 65%-acceptatie). Deze grenzen werden bekomen uit de studies van De Dear en Brager. Er werd een temperatuurband (zie figuur 1.3.b en 1.3.c) bepaald waarbinnen 80% van de gebruikers tevreden is met het binnenklimaat. Deze temperatuurband wordt als centrale classificatie (klasse B) voor een “goed” binnenklimaat gehanteerd. Voor de situaties waar hogere eisen worden gesteld, kunnen de 90% acceptatiegrenzen worden gehanteerd (klasse A). Omdat er ook behoefte is aan beschrijving van een “acceptabel” binnenklimaat voor tijdelijke huisvesting, oude gebouwen en in het algemeen gebouwen waaraan minder hoge eisen worden gesteld, werd ook een klasse C gedefinieerd, die werkt met de grens van 65% acceptatie. Deze ATG-criteria gelden zowel voor ontwerpdoeleinden als voor evaluatie van meetresultaten in bestaande gebouwen. Om tegemoet te komen aan de verschillende mate van adaptatie die door de gebouwgebruikers wordt ervaren, moest er een indeling in type gebouw komen. De Dear en Brager definiëren in hun onderzoek airconditioned gebouwen als “sealed, centrally airconditioned buildings with open plan floor layouts that provide minimal adaptive opportunity. The occupants are presumed to have no option to open/close windows. [22]” Het gaat dus om gesloten gebouwen met open plan en centrale klimaatbeheersing waarbij aanwezigen geen mogelijkheid hebben om ramen te openen of te sluiten. Natuurlijk geventileerde gebouwen worden gedefinieerd als gebouwen met “operable windows and ceiling fans within small single- or dual occupant offices that afford high degrees of adaptive opportunity [22]”, dus gebouwen met ramen die je kan openen en ventilatie die je kan regelen (werkt dus eerder met kleine kantoortjes dan met een open plan). In dit tweede type is de individuele regelbaarheid van de klimaatbeheersing dus veel groter dan bij het eerste type. In Nederland en andere vergelijkbare klimaatgebieden (zoals België) bevinden veel gebouwen zich echter ergens tussen beide definities. Daarom werden er twee gebouw/klimaattypes geïntroduceerd, aangeduid met een abstracte benaming Alpha en Bèta, en werd een keuzeschema ontwikkeld waarmee het desbetreffend type mee kan worden bepaald (zie figuur 1.3.a). We zien dat gebouwtype Alpha min of meer overeenkomt met wat De Dear en Brager aanduiden als natuurlijk geventileerde gebouwen en dat gebouwtype Bèta meer overeenstemt met hun definitie van airconditioned gebouwen. Nadat men het gebouwtype/klimaat heeft bepaald kan men kijken in welke temperatuurband (90, 80 of 65%) zich men bevindt (figuur 1.3.b en 1.3.c).


12

Figuur 1.3.a: schema voor het bepalen van het gebouwtype/klimaat (alpha of bèta) (bron:[22])

In de grafieken (figuur 1.3.b en 1.3.c) is de maximaal toelaatbare operatieve binnentemperatuur in relatie tot de gemiddelde buitentemperatuur (Te,ref) weergegeven. Er worden zowel onder- als bovengrenzen aangegeven. De lijnen hebben wat betreft de maximaal toelaatbare binnentemperatuur betrekking op de operatieve temperatuur, hier aangenomen als het rekenkundig gemiddelde van de lucht- en stralingstemperatuur. Voor de buitentemperatuur wordt een aangepaste versie van de “Running Mean Outdoor Temperature” gebruikt, nl. Te,ref. Deze wordt bij de ATG-methode op een eenvoudiger wijze bepaald dan in de publicaties van De Dear en Brager.


13

Figuur 1.3.b: gebouw/klimaattype Alpha. Maximaal toelaatbare operatieve binnentemperatuur voor een bepaalde acceptatie, afhankelijk van de buitentemperatuur Te,ref (bron:[22])

Figuur 1.3.c: gebouw/klimaattype Bèta. Maximaal toelaatbare operatieve binnentemperatuur voor een bepaalde acceptatie, afhankelijk van de buitentemperatuur Te,ref (bron:[22])


14

Deze gewogen, gemiddelde temperatuur geeft de beste correlatie met de verschillende aspecten van adaptatie zoals aanpassing van de kledingweerstand en de psychologische adaptatie en wordt berekend uit de maximale en minimale buitentemperatuur van de beschouwde dag en de drie dagen daaraan voorafgaand.

Te ,ref =

(Tvandaag + 0,8Tgisteren + 0,4Teergisteren + 0,2Tdagvooreergisteren ) 2,4

(10)

met: Tvandaag Tgisteren Teergisteren Tdagvooreergisteren

gemiddelde dagtemperatuur buiten, vandaag (°C) gemiddelde dagtemperatuur buiten, gisteren (°C) gemiddelde dagtemperatuur buiten, eergisteren (°C) gemiddelde dagtemperatuur buiten, de dag voor eergisteren (°C)

Opmerkingen bij figuur 1.3.b en 1.3.c: -

gedurende het stookseizoen en bij in werking zijnde verwarming (bij gemiddelde buitentemperaturen onder 10 à 15ºC) is er geen sprake van een Alphagebouw/klimaat. Het effect van gedragsadaptatie (o.a. kleding) speelt dan nog wel een rol, maar psychologische adaptatie niet meer, omdat men bij dergelijke lage temperaturen niet veel ramen meer zal openzetten. Daarom wordt bij een Te,ref beneden 10-12°C voor gebouw/klimaattype Alpha dezelfde temperatuurgrens aangehouden als bij Bèta, wat je kan zien op de grafiek.

-

zowel voor het Alpha als het Bèta gebouw/klimaattype worden voor de ondergrenzen dezelfde waarden gehanteerd. Deze zijn afgeleid uit resultaten van De Dear en Brager. Voor de situatie dat men tegen de ondergrens aanzit, wordt aangenomen dat de perceptie van de gebruikers bij beide gebouw/klimaattypen ongeveer gelijk is; in beide gevallen zullen ook de ramen gesloten zijn.

-

aan de relatieve vochtigheid worden geen aparte eisen gesteld. De reden hiervoor is dat in het Nederlandse klimaat bij de meeste werkzaamheden (bijvoorbeeld kantoren) de luchtvochtigheid geen beduidende rol speelt bij de beleving van het binnenklimaat. Weliswaar komen klachten over ’droge’ lucht vaak voor, maar deze blijken in praktijk vooral gerelateerd aan slijmvliesirritaties door onvoldoende luchtkwaliteit.

-

de bovengrenswaarden voor de verschillende klassen worden gegeven door tabel 1.3.a, waarbij klasse A (90%) zeer goed betekent, klasse B (80%) goed en C (65%) aanvaardbaar.


15

klasse

acceptatie

Gebouw/klimaattype Alpha: bovengrenzen

Gebouw/klimaattype Bèta: bovengrenzen

A

90%

Bij Te,ref > ca. 12°C: Toper < 20,3 + 0,31Te,ref Bij Te,ref < ca. 12°C: Toper < 22,7 + 0,11Te,ref

Toper < 22,7 + 0,11Te,ref

B

80%


Toper < 23,45 + 0,11Te,ref

C

65%


Toper < 23,95 + 0,11Te,ref

Tabel 1.3.a: bovengrenzen van de klassen om het thermische binnenklimaat te beoordelen (bron: [13])


16

1.4 Binnenluchtkwaliteit De norm NBN EN 13779 onderscheidt vier klassen voor de binnenluchtkwaliteit en stelt vijf methodes voor om deze klassen te kwantificeren voor praktische toepassingen. Klasse

Omschrijving

CO2-concentratieverschil binnen-buiten (ppm) typische waarden

standaardwaarden

IDA 1

Uitstekende luchtkwaliteit

≤ 400

350

IDA 2

Matige luchtkwaliteit

400-600

500

IDA 3

Aanvaardbare luchtkwaliteit

600-1000

800

IDA 4

Lage luchtkwaliteit

> 1000

1200

Tabel 1.4.a: indeling van de kwaliteit van de binnenlucht op basis van het CO2-peil in ruimtes (bron: [17])

Een eerste methode maakt gebruik van een classificatie aan de hand van het CO2concentratieverschil tussen de binnenlucht en de buitenlucht (zie tabel 1.4.a). De CO2concentratie wordt uitgedrukt in ppm, wat staat voor parts per million (aantal deeltjes per miljoen). De CO2-concentraties van de buitenlucht, die gedefinieerd worden in de norm, schommelen tussen 350 en 400 ppm. Deze methode is geschikt voor bezette ruimtes waarin een rookverbod geldt en waarin de vervuiling in de eerste plaats voortkomt uit de menselijke stofwisseling. Een tweede methode steunt op een classificatie volgens de gewaarwording van de luchtkwaliteit; deze methode is in de praktijk redelijk moeilijk toepasbaar. Een derde methode maakt gebruik van een indirecte classificatie volgens het ventilatievoud met buitenlucht per persoon. Dit is een praktische methode, bestemd voor ruimtes met een typische menselijke bezetting en waarvan het ventilatievoud gekend is. De vierde methode is gebaseerd op een indirecte classificatie waarbij een ventilatievoud met buitenlucht vastgelegd wordt voor een bepaald vloeroppervlakte. Deze methode wordt meer gebruikt voor het ontwerpen van ventilatiesystemen voor ruimtes die niet voorzien zijn voor menselijke bezetting en zonder duidelijk gedefinieerd gebruik (b.v. opslagplaatsen). Tenslotte bestaat een laatste methode erin een classificatie te maken volgens de concentratie aan specifieke vervuilende stoffen; deze methode is dan ook meer geschikt voor gevallen waarbij de uitstoot van specifieke vervuilende stoffen aanzienlijk is. In het kader van deze thesis wordt er gebruik gemaakt van de eerste methode (CO2concentratiemetingen zijn beschikbaar en het gaat om ruimtes met menselijke bezetting). Koolstofdioxide wordt door mensen geproduceerd en door ventilatiesystemen afgevoerd. Ze geldt dus als een discomfortindicator voor de door bewoners veroorzaakte pollutie binnenshuis en kan gebruikt worden om de prestaties van ventilatiesystemen te beoordelen. Zo wordt in de Vlaamse regelgeving omtrent ventilatie een binnenluchtkwaliteitsklasse IDA 3


17

of beter geëist om ventilatiesystemen voor niet-residentiële gebouwen (horeca, kantoren, scholen, hotels, …) te dimensioneren. Om de binnenluchtkwaliteitsklasse te bepalen moet men de CO2-concentratie van de buitenlucht kennen. Indien ze niet gemeten werd, kan men standaardwaarden gebruiken die gedefinieerd zijn in de norm NBN EN 13779. Voor landelijke zones wordt gerekend met 350 ppm, voor kleine steden met 375 ppm en in het centrum van vervuilde steden met 400 ppm. Voor een meer precieze bepaling van de buitenconcentratie kan men ook een gemiddelde nemen van de laagste opgemeten concentraties binnen. Immers, wanneer er binnen geen bezetting meer is, zal de CO2-concentratie terugzakken naar deze van buiten. Het bepalen van de luchtkwaliteit heeft verder ook alleen maar zin wanneer er aanwezigen zijn. Wanneer men bijvoorbeeld een daggemiddelde CO2-concentratie uitrekent voor de woonkamer, zal deze waarde een verkeerd beeld geven (een onderschatting) van de concentratie die er heerste op het moment dat er personen aanwezig waren (’s nachts zal de concentratie afnemen omdat er geen bezetting is). Daarom is het belangrijk om periodes met aanwezigheid van personen af te bakenen.


18

1. 5 Referentiestudie: Finland Inleiding Naarmate vochtschade één van de hoofdoorzaken is geworden van schade aan constructies, werd het hygrothermische ontwerp van een gebouw steeds belangrijker. Om een gezond gebouw met een goede binnenluchtkwaliteit te construeren en om de warmteen vochtprestaties van een gebouw te beoordelen, zijn hygrothermische analyses noodzakelijk. Om deze analyses te kunnen uitvoeren is een correcte kennis nodig van de klimaatcondities. We weten immers dat de vochtsituatie in een gebouw sterk afhangt van de binnenen buitenklimaatcondities. Buitenklimaatparameters voor hygrothermische berekeningen zijn reeds het onderwerp geweest van vele studies zoals: Rode (1993), Sanders (1996), Geving (1997), Harderup (1998), Cornick (2003), Vinha en Kalamees (2003), Kalamees en Vinha (2004). Criteria voor de hygrothermische belastingen van het buitenklimaat werden hierbij specifiek opgesteld voor een bepaald geografisch gebied. Het is evenwel niet correct om buitenklimaatgegevens te gebruiken voor een simulatie die ver van het onderzochte gebied gesitueerd is. De impact van de enveloppe en van bouwmaterialen op de vochtigheid van de binnenlucht en de fluctuatie ervan werd ook al in vele studies onderzocht. Maar er werd vooral gewerkt met wiskundige modellen en laboratoriumexperimenten. Het nadeel daarvan is dat er zich zo een aantal onzekerheden voordoen die er in werkelijkheid niet zijn. Zo is het moeilijk om het reële ventilatievoud te simuleren (ventilatie, open ramen en deuren, luchtlekken), evenals de hygroscopische massa van het meubilair of van textiel. Een andere betrouwbare methode om gegevens over het binnenklimaat te verzamelen en de impact te analyseren van een enveloppe, zijn veldmetingen. Het nadeel van deze methode is echter dat er ook vele factoren in het spel zijn die niet kunnen gecontroleerd worden, maar dit kan voor een deel tegemoet gekomen worden door het aantal te bestuderen gebouwen te vermeerderen. Bij de meeste studies die de hygrothermische belasting binnen onderzochten, werden gegevens voor het buitenklimaat via een weerstation verkregen en werd het binnenklimaat enkel voor een korte periode gemeten. Om een goede analyse te kunnen maken zijn echter meetperiodes van ten minste een jaar noodzakelijk zodat men de vochtbelasting tijdens verschillende seizoenen kan beoordelen. Tot op vandaag zijn er nog niet zo veel veldstudies waarbij binnenklimaatmetingen over een lange termijn werden uitgevoerd. Daarom werd er in het kader van deze thesis gebruik gemaakt van een referentiestudie waarvan een aantal analyses bestudeerd werden en waarmee resultaten konden vergeleken worden. Referentiestudie - analyse van binnenklimaatmetingen in Finland In deze studie werd de vochtbelasting in 101 vrijstaande eengezinswoningen met een lichte bouwstructuur (houtskeletbouw) in de omgeving van Tampere en Helsinki gemeten en geanalyseerd. De huizen waren relatief nieuw (gemiddeld vier jaar voor de studie gebouwd) en de meeste woningen waren al voor ten minste één stookseizoen bewoond geweest. Dit is belangrijk in verband met het uitdrogen van het vocht in de constructies. Het gemiddelde


19

vloeroppervlak was 153 m², het gemiddelde volume 386 m³ en het gemiddeld aantal bewoners 3,6. De studie maakte gebruik van meetgegevens verworven voor het project “Moisture-proof healthy detached house”, door het “Laboratory of Structural Engineering at Tampere University of Technology and HVAC Laboratory” van de Universiteit van Helsinki. Om het uur werden in de slaapkamers, woonkamer en buiten de temperatuur en relatieve vochtigheid gemeten. De meetcampagne liep gedurende de periode juni 2002 tot juli 2004. In totaal werden er 100 slaapkamers (vooral tweepersoons) en 79 woonkamers bestudeerd. Andere kamers, zoals badkamer, keuken, eetkamer en wasplaats werden niet onderzocht. Om bepaalde randvoorwaarden te kunnen bestuderen, werd er veel aandacht besteed aan het selecteren van de woningen. Zo werden er zowel woningen met mechanische als met natuurlijke ventilatie en woningen met zowel dampdichte als permeabele structuren uitgekozen. Er werden drie types ventilatiesystemen in beschouwing genomen: natuurlijke ventilatie, mechanische afvoer en gebalanceerde ventilatie (zowel mechanische afvoer als toevoer). In alle kamers was de mogelijkheid om de ramen te openen. In Finland is gebalanceerde ventilatie al een tijdje een standaardinstallatie zodat het wel moeilijk was om huizen te vinden met natuurlijke ventilatie en met mechanische afvoer. Verhoudingsgewijs zijn er in de database dus iets meer huizen zonder gebalanceerde ventilatie dan in realiteit. Verder werden de gebouwen onderverdeeld in twee groepen: dampdicht (dampscherm of PU-schuim) en permeabel (permeabel membraan), begrippen die slaan op de desbetreffende materialen die in de opbouw van de woning gebruikt werden.

Gebouwkarakteristieken Type ventilatie

Type enveloppe Totaal aantal

Aantal woningen

Aantal kamers

natuurlijke

10

15

mechanische afvoer

29

53

gebalanceerd

62

111

dampdicht

70

124

permeabel

31

55

101

179

Tabel 1.5.a: karakteristieken van de geanalyseerde huizen en kamers (bron: [08])

De metingen werden uitgevoerd met data loggers (Comark N2003). Deze loggers konden temperaturen tussen –20°C en +60°C met een accuraatheid van ± 0,5°C meten en relatieve vochtigheden tussen 0% en 97% met een accuraatheid van ± 3%. De buitenloggers werden geplaatst op de noordfaçade en werden beschermd tegen zonnebestraling. De accuraatheid van de loggers werd onderzocht in laboratoriumcondities. Na het tweede meetjaar was de accuraatheid voor de meeste buitenloggers beneden een aanvaardbaar niveau; daarom werden voor dit tweede meetjaar de buitenklimaatgegevens verkregen door nabijgelegen weerstations. Verder werd ook nog het ventilatievoud tijdens de winter gemeten en werd er voor ieder huis een vragenlijst ingevuld. Deze bevatte gegevens over de Analyse van binnenklimaatmetingen

20

gebouwkarakteristieken, de bouwmaterialen, type HVAC systemen en hun gebruik, gewoontes van de bewoners, typische klachten en symptomen gerelateerd aan de binnenluchtkwaliteit, … Uit de metingen van temperatuur en relatieve vochtigheid binnen en buiten, werd de vochttoevoer (in deze studie aangeduid met ∆v in g/m³) berekend. Omdat de vochtbelasting van constructieonderdelen, wanneer beschermd tegen het binnensijpelen van regen, voornamelijk te wijten is aan luchtstromen (door luchtlekken of dampdiffusie), is het belangrijk om kritische waarden voor de vochttoevoer te kennen. Om de afhankelijkheid van de vochttoevoer van het buitenklimaat te analyseren en om kritische vochttoevoerwaarden te determineren, werden de gegevens voor elke kamer gesorteerd volgens de buitenluchttemperatuur, waarbij gebruik werd gemaakt van intervallen van 1°C. Uit deze waarden werden 10%-percentielen berekend op twee manieren: -

voor elke kamer werden voor elke buitentemperatuur de maximale vochttoevoerwaarden voor periodes van één week geselecteerd; uit deze gegevens werd de 10%-percentiel, men spreekt van het “higher critical level”, berekend; analoog werd uit de minimumwaarden voor de vochttoevoer het “lower 10% critical level” berekend

-

volgens een tweede manier werden alle meetgegevens (weekgemiddelden voor elke kamer) gesorteerd volgens de buitentemperatuur (met 1°C intervallen); dan werden daaruit het “higher critical level” en “lower 10% critical level” berekend

Ook de daggemiddelde vochtproductie G (kg/dag) werd via het gemiddelde ventilatievoud en de vochttoevoer berekend. Omdat het ventilatievoud werd gemeten tijdens de winterperiode, kon de vochtproductie ook alleen maar voor deze periode berekend worden. Resultaten Er werd onderzoek gedaan naar de vochttoevoer, vochtproductie en binnentemperatuur en vochtigheid. Zo werd er onder andere gevonden dat ventilatiesystemen tijdens de zomer een belangrijke invloed hadden op de binnentemperatuur en -vochtigheid en dat de woningen met dampopen structuren minder vochtig waren in de winter. Een aantal resultaten bekomen uit deze studie zullen besproken en vergeleken worden in hoofdstuk 2. Meer informatie is terug te vinden in de artikels [08] en [09].


21

« 2. DATABASE “VOCHT IN DAKEN” »


22

2.1 Het opstellen van een database van binnenklimaatmetingen in recent gebouwde Belgische woningen Inleiding Zoals reeds vermeld in paragraaf 1.2 is vocht één van de grootste bronnen van problemen in woningen. Echter, de bestaande normen en referentiedocumenten gerelateerd aan vocht in woningen zijn hoofdzakelijk gebaseerd op onderzoek uit de jaren 1974-1980. Ondertussen zijn de constructietechnieken en normering veel veranderd. Zo zijn de huizen van nu veel beter geïsoleerd dan vroeger. Deze trend naar het sterker isoleren van muren en daken is begonnen in de jaren ’70 en zet zich nog steeds voort. Aanvankelijk speelden vooral economische motieven hierin een rol, maar sinds de jaren ’90 kwamen er ook nog ecologische motieven bij kijken. De thermische reglementering (maximale U-waarden en globaal K-peil, de energieprestatieregelgeving) en de isolatietechnieken- en producten zijn volop in evolutie. Een tweede belangrijk punt is dat woningen ten tijde van het onderzoek totaal niet uitgerust waren met enige vorm van een ventilatiesysteem. En ten derde waren woningen toen veel minder luchtdicht dan nu; vooral de luchtdichtheid van raam- en deurschrijnwerk werd sinds de jaren ’80 veel verbeterd. Ook de hedendaagse eisen naar energie-efficiënte en comfort liggen heel wat hoger dan vroeger. Parallel aan deze ontwikkelingen werd echter ook een toename van vochtproblemen geconstateerd, vooral in hellende en metalen daken. Dit wijst erop dat de huidige ontwerpmethodes niet meer toereikend zijn om een goede vochthuishouding te garanderen bij de actuele randvoorwaarden en bouwtechnieken. De impact van deze randvoorwaarden en bouwtechnieken wordt ook steeds groter en kleine onzorgvuldigheden in ontwerp en uitvoering worden sneller afgestraft. Op basis van al deze vaststellingen lijkt het dus noodzakelijk om de referentiedocumenten gerelateerd aan vochtproblemen in daken te evalueren en indien nodig nieuwe beoordelingsmethodes te ontwikkelen. Dit is het doel van het Belgische project “Vocht in daken: impact van de actuele randvoorwaarden en bouwtechnieken in België”, gestart in november 2002 en uitgevoerd door het Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf (WTCB) in samenwerking met de Katholieke Universiteit Leuven (KUL), de Universiteit Gent (UGent) en Sint-Lucas Architectuur Gent, Hogeschool voor Wetenschap en Kunst (WenK). In het eindrapport van dit project [15] werd reeds geconstateerd dat inwendige condensatie veruit de voornaamste oorzaak is van vochtproblemen in daken. Dit probleem kan vermeden worden door een hygrothermisch correcte dakopbouw waarbij de hoeveelheid condensatie zo beperkt blijft dat er geen schade wordt veroorzaakt bij het op die plaats voorkomende buiten- en binnenklimaat. Om een correcte dakopbouw te kunnen ontwerpen is dus ook een goede kennis van het binnenklimaat vereist (het buitenklimaat is voldoende goed gekend en kan toch niet beïnvloed worden). De enige uitgebreide en gepubliceerde meetcampagne met betrekking tot het binnenklimaat in Belgische woningen dateert echter van het begin van de jaren ’80 en werd uitgevoerd door de KUL. De resultaten werden o.a. gebruikt om de Belgische voorstellen voor binnenklimaatklassen, die de basis vormen van de huidige methodiek om vochtproblemen in


23

daken te vermijden, te onderbouwen. Deze databank is in de loop van de tijd wel verder aangevuld geweest met gegevens uit andere projecten, maar een systematische studie met recentere gegevens is niet meer uitgevoerd geweest. Het werd dus een noodzaak om gegevens over het actuele binnenklimaat in woningen gebouwd sinds 1980 te verzamelen zodat men een zo goed mogelijk statistisch onderbouwd beeld zou bekomen van de binnenklimaatparameters (temperatuur, relatieve vochtigheid en afgeleide grootheden). Anderzijds is het ook belangrijk om een inzicht te verwerven in de impact van bepaalde randvoorwaarden op het binnenklimaat (b.v. ventilatie, aanwezigheid van vochtbronnen, …). De databank Om deze redenen werd een meetcampagne uitgevoerd in 39 Belgische woningen waarbij om de tien minuten temperatuur en relatieve vochtigheid geregistreerd werden. De meetperiodes gaan van zes maanden tot 2 jaar (startend in december 2002 en eindigend in april 2005). Oorspronkelijk waren er meer meetplaatsen voorzien en waren er meer meetperiodes van zes maanden, maar er werd besloten om de meetduur in de meeste woningen te verlengen zodat het aantal meetplaatsen verminderde (omdat men rekening moest houden met het beschikbare aantal loggers). De voornaamste reden voor deze wijziging is dat een meetperiode van zes maanden een onvolledig beeld geeft van het binnenklimaat (zo kan het zijn dat er maar tijdens een stukje van het stookseizoen gemeten wordt). Voor een overzicht van de verschillende meetperiodes per woning: zie tabel 2.1.a. Omdat men mede vanuit deze database ook de impact van bepaalde randvoorwaarden op het binnenklimaat wou onderzoeken, werd er getracht een brede selectie van woningen te bekomen. Wanneer we opnieuw de formule van de dampdruk binnen bekijken, merken we dat er een aantal parameters in voorkomen die beïnvloed worden door de aard van een gebouw:

pi = pe +

Rv Ti Gp nV

(8)

Zo speelt de grootte (gebouwvolume V) van de woning een rol, maar ook het aantal bewoners (vochtproductie Gp), vochtige ruimtes zoals zwembaden en het ventilatievoud n. Deze parameters keren terug in de verdelingen van de geselecteerde woningen. De 39 woningen werden opgedeeld in 17 eengezinswoningen van gemiddelde grootte, 18 sociale woningen en 4 huizen met een zwembad. De aanwezigheid van een ventilatiesysteem volgens de norm (8 woningen) of niet volgens de norm (31 woningen) zorgde voor een tweede onderverdeling. En als derde werden de woningen met een zware bouwstructuur (36 woningen) onderscheiden van deze met een licht bouwsysteem (3 woningen). Deze laatste opdeling wordt in het kader van deze thesis niet verder onderzocht wegens het onevenwicht tussen het aantal woningen (36 versus 3). Een overzicht werd gemaakt in tabel 2.1.b.


24

Tabel 2.1.a: overzicht meetperiodes meetcampagne binnenklimaat (bron: eindverslag “vocht in daken” [15])


25

Tabel 2.1.b: overzicht van de meetplaatsen en van de selectieparameters (bron eindverslag “vocht in daken” [15])

Figuur 2.1.a: datalogger


26

Omdat klimaatparameters zeer sterk van ruimte tot ruimte kunnen variëren, werden de temperatuur en de relatieve vochtigheid om de tien minuten in verschillende kamers gemeten: woonkamer, twee slaapkamers (tweepersoons en eenpersoons), keuken en badkamer. Om de meetresultaten ook te kunnen interpreteren in functie van het buitenklimaat werden er ook metingen buiten (in de nabije omgeving van de woning) verricht. Men maakte gebruik van kleine dataloggers (HOBO® H8 Pro-dataloggers, zie figuur 2.1.a). De loggers beschikten over een accuraatheid van ± 0,2°C (bij 21°C) en ± 3% RH (bij 25°C). Uit deze meetgegevens werden verschillende parameters berekend en samengebracht in Accesfiles: -

-

voor elke locatie (buiten + kamers): de dampdruk en de verzadigde dampdruk voor elke kamer: het dampdrukverschil binnen-buiten, de kritische temperatuurfactor (dit is een temperatuurfactor waaronder oppervlaktecondensatie zou ontstaan op een bouwdeel) en de binnenoppervlaktetemperatuur corresponderend met een kritische temperatuurfactor van 0,7 gemiddelde waarden voor elke woning

Voor het berekenen van de dampdruk werd gebruik gemaakt van volgende formules:

p sat = exp( 65,8094 − en

7066,27 − 5,976 × ln(θ + 273,15)) (θ + 273,15)

pv = (ϕ / 100 ) × p sat

(11)

(12)

met: psat φ θ pv

de verzadigingsdampdruk (Pa) de relatieve vochtigheid (%) de temperatuur (°C) de dampdruk (Pa)

Verder werd er ook een vragenlijst voor de woningen opgesteld, ingevuld in samenspraak met de bewoners. Er waren vragen over de woning (type, locatie, isolatiegraad, …), de uitrusting van de woning (verwarmings- en ventilatiesystemen), het bewonersgedrag (aantal bewoners, afwezigheid, …) en vochtgerelateerde vragen (vochtproblemen, bronnen van vocht zoals aquariums, …). Om de geometrie van de woningen in kaart te brengen werden ook plattegronden en foto’s aan de vragenlijst toegevoegd. Van 29 augustus 2003 tot het einde van het onderzoek (april 2005) werden er ook bijkomende CO2-metingen uitgevoerd in drie woningen. Deze zullen verder besproken worden onder paragraaf 2.4.


27

2.2 Vochtigheid van de binnenlucht 2.2.1 Binnenklimaatklassen Een eerste analyse bestond erin om een verdeling in binnenklimaatklassen te maken. Zoals uit paragraaf 1.2 blijkt, zijn er verschillende manieren om zo’n verdeling te kunnen doorvoeren. Een eerste methode wordt gegeven in Annex A van de norm NBN EN ISO 13788 (2001) en werkt met maandgemiddelde waarden. Twee andere methodes zijn ontwikkeld door Hugo Hens (1992) en werden toegevoegd aan de Technische Voorlichtingen van het WTCB (deze worden beschouwd als referentiedocumenten voor de Belgische bouwsector); de twee methodes zijn gebaseerd op respectievelijk maanden jaargemiddelde waarden. Voor dit onderzoek werden de twee methodes gebruikt die werken met maandgemiddelde waarden, omdat deze in de praktijk zullen toegepast worden om woningen, aan de hand van korte termijn metingen, in binnenklimaatklassen in te delen. BKK

Hens 1992 (maandgemiddelden) pi-pe (Pa)

Beschrijving

EN ISO 13788 (maandgemiddelden) pi-pe (Pa)

beschrijving

1

< 159-10.θe Gebouwen met een lage vochtproductie

2

< 436-22.θe Gebouwen met geringe vochtproductie of behoorlijk ventilatiesysteem

3

< 713-22.θe Bebouwen met belangrijke vochtproductie of matige ventilatie

< 810-40,5.θe

Woningen met lage bezetting

4

> 713-22.θe Gebouwen met hoge vochtproductie of slechte ventilatie

< 1080-54.θe

Woningen met hoge bezetting, sporthal, keukens, …

> 1080-54.θe

Speciale gebouwen

5

-

-

< 270-13,5.θe

Opslagplaatsen

< 540-27.θe

Kantoor, winkels

Tabel 2.2.a: binnenklimaatklassen volgens Hens (1992) en EN ISO 13788 (bron: [15])

Behalve het feit dat Hens werkt met 4 klassen en de norm NBN EN ISO 13788 met 5 klassen, zijn er nog een paar belangrijke verschillen. Zo wordt bij het Europees model de damptoevoer nul bij 20°C, waardoor wanneer de buitentemperatuur 20°C of hoger bedraagt, de binnenklimaatklasse automatisch wordt onderverdeeld bij klasse 5 (zeer vochtig). Tijdens de meetcampagne was de grootste maandgemiddelde buitentemperatuur 21,1°C en ontstaat dus de kans dat de vochtigheid van de binnenlucht met het Europese systeem overschat wordt (want wordt automatisch geklasseerd bij klasse 5). We kunnen ons dus afvragen of deze begrenzing (20°C) wel aangepast is aan het Belgische klimaat. Verder werkt de Europese klassering ook niet met negatieve damptoevoer en houdt ze dus geen rekening met de uitdroogcapaciteit van gebouwen. In figuur 2.2.a werden de twee methodes toegepast (maandgemiddelde waarden) voor woning 1 (H01, zie ook tabel 2.1.a en 2.1.b). We zien hier goed dat er vooral rond het gebied 15-22°C verschillen optreden. Bij de klassering volgens EN ISO 13788 komen metingen met een buitentemperatuur groter of gelijk aan 20°C sowieso bij klasse 5 terecht, terwijl ze in dit geval volgens het Belgische systeem maar in klasse 3 (van de 4) zitten.


28


600

BKK 3

BKK 4

400

BKK 2 200

BKK 1 0 -5

0

5

10

15

20

25

buitentemperatuur (°C) woonkamer

slaapkamer 1


600

slaapkamer 2

BKK 4

BKK 3

keuken

badkamer

BKK 5

400

BKK 2 200

BKK 1 0 -5

0

5

10

15

20

25


slaapkamer 1

slaapkamer 2

keuken

badkamer

Figuur 2.2.a: buitentemperatuur vs dampdrukverschil binnen-buiten (maandgemiddelde waarden) met classificatie volgens Hens (1992, bovenaan) en EN ISO 13788 (onderaan) voor H01

De figuren 2.2.b en 2.2.c geven aan hoeveel percent van de tijd een bepaalde kamer in een bepaalde binnenklimaatklasse zit, voor de volledige meetcampagne. Deze analyse werd reeds uitgevoerd in het kader van het project “vocht in daken” waarbij men gebruik maakte van maandgemiddelde waarden. De gegevens van de twee slaapkamers werden samengenomen. De grafieken tonen aan dat: -

de badkamer de vochtigste ruimte is (zoals verwacht) de woonkamer en de slaapkamers ongeveer eenzelfde verdeling van de binnenklimaatklassen vertonen de keuken iets vochtiger is dan de woonkamer en slaapkamer


29

Woonkamer

Slaapkamer

BKK 3 34%

BKK 4 3% BKK 2 47%

BKK 3 34%

BKK 3 33%

BKK 1 16%

Badkamer

Keuken

BKK 3 49%

BKK 1 15%

BKK 2 51%

BKK 4 6%

BKK 4 2%

BKK 4 1%

BKK 1 7%

BKK 1 11% BKK 2 53%

BKK 2 38%

Figuur 2.2.b: percentage van de tijd dat een ruimte tot een bepaalde binnenklimaatklasse behoort (volgens Hens 1992) (bron: eindverslag “vocht in daken” [15])

Woonkamer

Slaapkamer

BKK 3 9% BKK 4 5%

BKK 2 26%

BKK 5 13%

BKK 1 47%

BKK 3 11%

BKK 4 5%

BKK 2 26%

Badkamer

Keuken

BKK 3 9%

BKK 5 12%

BKK 4 3% BKK 5 16%

BKK 2 29%

BKK 1 48%

BKK 3 16%

BKK 1 41%

BKK 2 31%

BKK 4 5%

BKK 5 23%

BKK 1 25%

Figuur 2.2.c: percentage van de tijd dat een ruimte tot een bepaalde binnenklimaatklasse behoort (volgens EN ISO 13788) (bron: eindverslag “vocht in daken” [15])

We merken ook op dat de ruimtes zich volgens het Europese classificatiesysteem veel langer in BKK 1 bevinden (opslagplaatsen) dan bij Hens en ook meer in de hogere binnnenklimaatklassen (BKK 4 en 5). Bij Hens bevinden de ruimtes zich gedurende het grootste deel van de tijd in BKK 2 of 3 (geringe of belangrijke vochtproductie). Een volgende analyse onderzoekt het verschil in vochtigheid tussen de “winter”periode (oktober tot en met april) en de “zomer”periode (mei tot en met september). We constateren dat dezelfde woningen zich ’s zomers veel meer in een hogere binnenklimaatklasse bevinden dan ’s winters. Aangezien een woning, onafhankelijk van de periode waarvoor de metingen gebeurden, zich toch grotendeels in dezelfde verdeling van binnenklimaatklassen zou moeten bevinden, kan dit erop wijzen dat de begrenzingen van de binnenklimaatklassen door Hens niet meer voldoen voor deze recentere gebouwde woningen. Dit zullen we van naderbij onderzoeken in 2.2.2.


30

Woonkamer

Slaapkamer

BKK 3 22% BKK 4 4% BKK 2 56%

BKK 3 18% BKK 4 2%

BKK 2 64%

BKK 1 16%

BKK 1 18%

Badkamer

Keuken

BKK 3 20%

BKK 2 66%

BKK 2 51%

Keuken

BKK 3 54%

BKK 4 1%

BKK 4 4%

BKK 4 0%

BKK 3 69%

BKK 4 6% BKK 1 4%

BKK 1 7%

BKK 1 15%

BKK 2 36%

Badkamer

BKK 3 52%

BKK 1 13%

BKK 1 8%

BKK 1 13%

Slaapkamer

BKK 3 50%

BKK 4 5%

BKK 4 1%

Volgens Hens (1992) - winter

Woonkamer

BKK 3 36%

BKK 2 31%

BKK 2 21%

BKK 2 37%

Volgens Hens (1992) – zomer

Woonkamer

Slaapkamer

BKK 3 10%

BKK 2 34%

Keuken

BKK 3 7%

BKK 2 35%

BKK 4 3%

BKK 4 2%

BKK 5 3%

BKK 5 2%

BKK 3 18%

BKK 3 13%

BKK 2 35%

BKK 4 2% BKK 5 1%

BKK 1 54%

BKK 1 50%

Badkamer

BKK 4 3% BKK 2 43%

BKK 5 5%

BKK 1 31%

BKK 1 49%

Volgens EN ISO 13788 – winter Woonkamer

BKK 4 8% BKK 3 7%

Slaapkamer

BKK 5 28%

BKK 4 9%

Keuken

BKK 5 28%

BKK 3 12%

BKK 2 15%

BKK 2 20% BKK 1 38%

BKK 5 46%

BKK 5 36%

BKK 3 9%

BKK 2 13% BKK 1 42%

BKK 4 4%

Badkamer

BKK 4 6%

BKK 1 31%

BKK 1 18%

BKK 3 14% BKK 2 16%

Volgens EN ISO 13788 – zomer Figuur 2.2.d: percentage van de tijd dat een ruimte tot een bepaalde binnenklimaatklasse behoort (winter –zomer)


31

In de databank werd er een eerste opdeling gemaakt tussen lichte en zware bouwstructuren (zie tabel 2.1.b). Aangezien er maar 3 huizen van de 39 een lichte bouwstructuur hebben, wordt dit onderscheid in deze thesis niet verder onderzocht. De verdeling van de binnenklimaatklassen voor een andere classificatie, nl. die in middelgrote (17 woningen), sociale woningen (18) en woningen met een zwembad (4), wordt geanalyseerd in onderstaande figuren. Omdat uit het voorgaande reeds bleek dat de methode van Hens beter aansluit bij het Belgische klimaat, werd de analyse met deze methode doorgevoerd. Woonkamer

Slaapkamer

BKK 3 20% BKK 2 59%

Keuken

Badkamer

BKK 3 17%

BKK 4 0%

BKK 2 63%

BKK 4 0%

BKK 4 1%

BKK 4 0%

BKK 2 66%

BKK 1 16%

BKK 1 20%

BKK 1 21%

BKK 3 31%

BKK 3 18%

BKK 1 7% BKK 2 61%

Volgens Hens – middelgrote woningen (17/39)

Woonkamer

Slaapkamer

BKK 3 52%

BKK 3 53%

BKK 3 56%

BKK 4 4% BKK 1 6%

BKK 4 12%

BKK 4 2% BKK 3 68% BKK 1 2%

BKK 4 3% BKK 1 9% BKK 2 36%

BKK 2 37%

Badkamer

Keuken

BKK 1 5% BKK 2 15%

BKK 2 40%

Volgens Hens – sociale woningen (18/39)

Woonkamer

Slaapkamer

Keuken

BKK 3 39%

BKK 3 38%

BKK 3 40%

BKK 4 15%

Badkamer

BKK 3 46% BKK 4 15% BKK 4 0%

BKK 4 0% BKK 2 18%

BKK 1 29%

BKK 2 43%

BKK 1 12%

BKK 1 15%

BKK 1 18% BKK 2 30%

BKK 2 42%

Volgens Hens – woningen met zwembad (4/39) Figuur 2.2.e: percentage van de tijd dat een ruimte tot een bepaalde binnenklimaatklasse behoort (middelgroot – sociaal – met zwembad) – volledige periode


32

Er is duidelijk een groot verschil merkbaar tussen de middelgrote en sociale woningen. De woonkamer, slaapkamer en keuken bevinden zich bij de middelgrote woningen ongeveer 20% van de tijd in binnenklimaatklasse 3, terwijl bij de sociale woningen dit oploopt tot ongeveer 55% van de tijd. De badkamer bevindt zich bij de middelgrote woningen voornamelijk in klasse 2 (61% van de tijd); bij de sociale woningen wordt dit klasse 3 (68%). We konden al vermoeden dat het in een sociale woning vochtiger zou zijn dan in een grotere woning, immers, bij de vergelijking (8) (zie paragraaf 1.2) zien we dat pi-pe afneemt bij een groter volume van het gebouw en dat het toeneemt bij een grotere vochtproductie (meer personen). Woonkamer en keuken zijn bij de sociale woningen minder vochtig dan bij de woningen met zwembad (daar is er een grote vochtproductie, maar dit kan ook goed afgeschermd zijn), maar slaap- en badkamer niet. Let wel dat er maar 4 van de 39 woningen een zwembad hebben, ten opzichte van 18 sociale woningen. Als laatste werd de rol van de aanwezigheid van een ventilatiesysteem onderzocht. Acht huizen van de 39 hadden een ventilatiesysteem volgens de normering, de overige 31 niet. De woonkamer, badkamer en keuken zijn ietsje minder vochtig bij de woningen voorzien van een ventilatiesysteem. De niet zo grote verschillen kunnen misschien te wijten zijn aan het feit dat de bewoners hun ventilatiesysteem niet op de juiste manier gebruiken of dat bewoners van een huis zonder ventilatiesysteem ook genoeg ventileren. Omdat mensen in de winter minder ventileren (ramen openzetten) dan in de zomer werd de analyse ook doorgevoerd voor de winter- en zomersituatie.

Woonkamer

Slaapkamer

Keuken

BKK 3 35%

BKK 3 32%

Badkamer

BKK 3 37%

BKK 3 33%

BKK 4 14% BKK 4 1%

BKK 4 0%

BKK 2 42%

BKK 1 15%

BKK 2 49%

BKK 1 26%

BKK 4 0% BKK 2 50%

BKK 1 17% BKK 2 46%

Volgens Hens – ventilatie volgens norm (8/39) Woonkamer

Slaapkamer

BKK 3 35%

BKK 2 48%

Keuken

BKK 1 14%

BKK 2 52%

BKK 3 53% BKK 4 4%

BKK 4 3%

BKK 4 1% BKK 1 15%

Badkamer

BKK 3 34%

BKK 3 32%

BKK 4 3%

BKK 1 3%

BKK 1 7%

BKK 1 9% BKK 2 54%

BKK 2 36%

Volgens Hens – ventilatie niet volgens norm (31/39) Figuur 2.2.f: percentage van de tijd dat een ruimte tot een bepaalde binnenklimaatklasse behoort (ventilatie volgens norm – niet volgens norm) – volledige periode


33

Woonkamer

Slaapkamer

Keuken

Badkamer

BKK 3 20%

BKK 2 60%

BKK 3 7% BKK 4 0%

BKK 3 15%

BKK 3 14%

BKK 2 66%

BKK 2 BKK 4 64% 0%

BKK 1 20%

BKK 1 33%

BKK 4 10%

BKK 4 0% BKK 1 21%

BKK 1 7% BKK 2 63%

Volgens Hens – winter – ventilatie volgens norm (8/39)

Woonkamer

Slaapkamer

BKK 3 24%

BKK 3 19%

BKK 4 5% BKK 2 55%

Keuken

BKK 1 16%

BKK 1 15%

BKK 2 67%

BKK 1 9%

BKK 1 11% BKK 2 47%

Keuken

Slaapkamer

BKK 3 61%

BKK 4 5%

BKK 4 1%

Volgens Hens – winter – ventilatie niet volgens norm (31/39) Woonkamer

BKK 3 39%

BKK 3 21%

BKK 4 2%

BKK 2 64%

Badkamer

Badkamer

BKK 3 55%

BKK 3 63% BKK 4 2%

BKK 4 0%

BKK 1 9%

BKK 1 17% BKK 2 22%

BKK 4 17%

BKK 3 BKK 4 55% 0%

BKK 1 0%

BKK 1 13%

BKK 2 28%

BKK 2 32%

BKK 2 26%

Volgens Hens – zomer – ventilatie volgens norm (8/31)

Woonkamer

Slaapkamer

BKK 3 52%

BKK 3 49%

BKK 4 1%

Badkamer

BKK 3 50% BKK 4 6%

BKK 4 0%

BKK 1 12% BKK 2 38%

Keuken

BKK 4 4% BKK 1 5%

BKK 1 6%

BKK 1 16% BKK 2 32%

BKK 3 71%

BKK 2 38%

BKK 2 20%

Volgens Hens – zomer – ventilatie niet volgens norm (31/39) Figuur 2.2.g: percentage van de tijd dat een ruimte tot een bepaalde binnenklimaatklasse behoort (ventilatie volgens norm – niet volgens norm) – zomer-winter


34

We zien inderdaad dat er in de winter meer verschillen zijn tussen de woningen met ventilatiesysteem en die zonder. Bij slaapkamer en keuken treden er in de winter kleine verschillen op qua vochtigheid, maar voor de woonkamer en badkamer zien we toch dat deze een stuk minder vochtig zijn bij woningen met een ventilatiesysteem. In de zomer gaan mensen waarschijnlijk zoveel ventileren dat al dan niet aanwezig zijn van een ventilatiesysteem niet zoveel verschil uitmaakt. We merken zelfs op dat de woonkamer en slaapkamer tijdens de zomer iets vochtiger zijn bij woningen met een ventilatiesysteem. Opnieuw kunnen we hierbij opmerken of de bewoners hun systeem wel op de juiste manier gebruiken (het zou kunnen dat ze minder ventileren in de zomer dan bewoners van een huis zonder ventilatiesysteem).


35

2.2.2 Damptoevoer versus buitentemperatuur Voor de database werden de gemeten en afgeleide binnenklimaatparameters in Access-files verzameld. De dampdruk werd uit de meetgegevens van temperatuur en relatieve vochtigheid bepaald via de formules (11) en (12). Dit werd gedaan voor elke kamer en voor buiten zodat het dampdrukverschil binnen-buiten (= damptoevoer) kon berekend worden. Voor het volledige gebouw werd dan een volumegemiddelde waarde uit de waarden van de verschillende kamers bepaald. In de hierop volgende analyses wordt de relatie tussen de damptoevoer en de heersende buitentemperatuur onderzocht. Deze relatie is vooral belangrijk om een opdeling in binnenklimaatklassen te kunnen maken. De gehanteerde methode is geïnspireerd op de werkwijze gevolgd door de Finse studie besproken in paragraaf 1.5. De daggemiddelde waarden voor de damptoevoer worden voor elke woning gerangschikt naar de daggemiddelde buitentemperatuur, per interval van 1°C. Indien bij een daggemiddelde buitentemperatuur van 5,6°C een damptoevoer van bijvoorbeeld 398 Pa hoort, dan wordt deze geordend bij het interval 5-6°C. Voor elk interval wordt dan per woning het gemiddelde van de bijhorende dampdrukverschillen berekend. Zo bekomt men 39 punten (want 39 woningen) per interval, zoals geïllustreerd in figuur 2.2.h. Uit deze gegevens worden vervolgens per interval van de buitentemperatuur de maximumen minimumwaarde, 95%-, 50%- (mediaan) en 5%-percentielen van de damptoevoer berekend. Deze 95%-,50%- en 5%- percentielen werden bij Hens gebruikt om de begrenzingen van de binnenklimaatklassen te bekomen, zodat een vergelijking kan gemaakt worden tussen de resultaten uit 1992 en nu. Voor het volledige gebouw is het resultaat daarvan te zien in figuur 2.2.i, waarbij voor elke woning de punten per temperatuurinterval verbonden werden en het maximum, minimum, 95%-,50%- en 5%- percentielen werden uitgezet. Men kan dus per temperatuurinterval de te verwachten maximum, minimum, … dampdruk te weten komen. De analyse werd uitgevoerd voor alle kamers (woonkamer, slaapkamer, badkamer en keuken) en voor het volledige gebouw. Voor de duidelijkheid werden de lijnen voor elke woning afzonderlijk weggelaten en worden alleen maximum-, minimum- en percentieelwaarden bekomen uit de gegevens van alle woningen getoond. Na de grafieken volgt een tabel met het aantal woningen per temperatuurinterval waarvan gegevens zijn (tabel 2.2.c en 2.2.e), met andere woorden, deze tabellen geven het aantal punten per temperatuurinterval waaruit vervolgens maxima, minima en percentielwaarden uit werden berekend (want soms zijn er voor een bepaald temperatuurinterval geen waarden opgemeten in een bepaalde woning).


36

gebouw

daggemiddeld dampdrukverschil i-e (Pa)

1000

800

600

400

200

0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

-200

-400

H01

H02

H03

H04

H05

H06

H07

H08

H09

H10

H11

H12

H13

H14

H15

H16

H17

H18

H19

H20

H21

H22

H23

H24

H25

H26

H27

H28

H29

H30

H31

H32

H33

H34

H35

H36

H37

H38

H43

daggemiddelde buitentemperatuur (°C)

Figuur 2.2.h: damptoevoer vs buitentemperatuur – gebouw (daggemiddelden)

gebouw


1000

800

600

400

200

0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

-200

-400

H01 H03 H05 H07 H09 H11 H13 H15 H17 H19 H21 H23 H25 H27 H29 H31 H33 H35 H37 H43 MIN 50%

H02 H04 H06 H08 H10 H12 H14 H16 H18 H20 H22 H24 H26 H28 H30 H32 H34 H36 H38 MAX 95% 5%

daggemiddelde buitentemperatuur (°C)

Figuur 2.2.i: damptoevoer vs buitentemperatuur – gebouw (daggemiddelden)


37

gebouw


1200

1000

800

600

400

200

0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

-200

-400

daggemiddelde buitentemperatuur (°C) max

min

95%

50%

5%

Figuur 2.2.j: damptoevoer vs buitentemperatuur – met BKK Hens (zwart) en EN ISO 13788 (grijs) – gebouw (daggemiddelden)

We zien dat in figuur 2.2.j de bekomen lijnen beter aansluiten bij het classificatiesysteem volgens Hens (de zwarte lijnen) dan bij het Europese systeem (de grijze lijnen). We maken immers gebruik van dezelfde percentielen als Hens. De vochttoevoer daalt met de buitentemperatuur (door meer ventilatie en minder activiteiten binnenshuis tijdens de zomer). Ze wordt echter niet nul bij temperaturen hoger dan 20°C en blijft geen constante bij temperaturen onder 0°C, wat wel het geval is bij het Europese klassensysteem. We krijgen ook geen buigpunten bij 20°C en bij 0° zoals in de EN ISO 13788 grafiek. We merken tevens op dat de vochttoevoer soms negatief wordt; dit komt omdat het mogelijk is dat tijdens een warme en vochtige zomer, de buitenlucht vochtiger is dan de binnenlucht (bv. door het opslaan van vocht door de muren). De 5%-percentieel (grens tussen BKK 1 en 2) komt nog goed overeen met de oorspronkelijke rechte van Hens. De 50%- en 95%-percentielen liggen daarentegen een stuk lager, wat erop wijst dat er in een woning nu kleinere dampdrukverschillen tussen binnen en buiten heersen. In de referentiestudie uit Finland werd een soortgelijk onderzoek gedaan. De metingen werden ook per interval van 1°C van de buitentemperatuur gerangschikt, maar daar werden uit de maximumwaarden en minimumwaarden per interval, respectievelijk het “higher 10% level” en het “lower 10% level” berekend (zie paragraaf 1.5). Het resultaat daarvan is te zien in figuur 2.2.k en 2.2.l (bron [08]).


38

Figuur 2.2.k: “higher 10% level” van de weekgemiddelde vochttoevoer i.f.v. de weekgemiddelde buitentemperatuur; elke grijze lijn stelt een kamer voor; met aanduiding van klasse 3 van EN ISO 13788 (bron: [08])

Figuur 2.2.l: “lower 10% level” van de weekgemiddelde vochttoevoer i.f.v. de weekgemiddelde buitentemperatuur; elke grijze lijn stelt een kamer voor; met aanduiding van klasse 3 van EN ISO 13788 (bron: [08])

Op de grafieken werden ook de contouren van de binnenklimaatklasse 3 van de EN ISO 13788 aangebracht, welke overeenstemt met woningen met lage bezetting (zoals hier het geval is). Er werden dezelfde vaststellingen gedaan betreffende de verschillen tussen de


39

Europese klassering en de bekomen rechten (geen nulpunt bij meer dan 20°C, niet dezelfde buigpunten, geen constante bij lage temperaturen, ook negatieve vochttoevoer).

gebouw


1200

Vanaf buitentemperatuur > 15°C krijgen we een meer constante waarde voor de damptoevoer

1000

800

600

400

200

0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

-200

-400


min

95%

50%

5%

"higher 10% level"

"lower 10% level"

Figuur 2.2.m: damptoevoer vs buitentemperatuur – met resultaten Finse studie – gebouw

We zetten deze twee bekomen lijnen uit om te vergelijken met onze resultaten (figuur 2.2.m). Het is logisch dat de resultaten afwijkingen vertonen, immers in Finland heerst er een ander klimaat en een andere bouwtraditie (manier van bouwen, ventilatie, …) en er werd ook geen gebruik gemaakt van dezelfde percentielen. De analyse voor de database “vocht in daken” werd ook uitgevoerd met behulp van weekgemiddelde waarden (zie figuur 2.2.o); aangezien er niet veel verschillen optreden, wordt de analyse verder gezet met daggemiddelden. In de grafieken werden in stippellijn ook de lineaire regressielijnen aangeduid. Bij de analyse van de afzonderlijke kamers (figuren 2.2.p,q,r en s), komt de slaapkamer duidelijk naar voren als de minst vochtige ruimte en de badkamer als de meest vochtige ruimte. De keuken en de woonkamer vertonen vergelijkbare resultaten. We merken ook op dat eens de daggemiddelde buitentemperatuur de 15°C overstijgt, de vochttoevoer niet veel meer verder daalt, maar eerder een ongeveer constant niveau aanhoudt (zoals bij de studie uit Finland, figuur 2.2.k, 2.2.l en 2.2.m). Waarschijnlijk zullen mensen, vanaf wanneer de daggemiddelde buitentemperatuur 15°C bedraagt (dus overdag nog warmer), hun “maximum” aan ventilatie en activiteiten buiten bereikt hebben, waardoor deze effecten de vochttoevoer niet verder doen afnemen. De ventilatie zorgt er wel niet voor dat de binnenlucht aan de buitenlucht gelijk wordt (damptoevoer gelijk aan nul).


40

gebouw


1200

1000

800

600

400

200

0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

-200

-400


min

95%

50%

5%

Figuur 2.2.n: damptoevoer vs buitentemperatuur – met BKK Hens –gebouw (daggemiddelden)

gebouw - weekgemiddelden ipv daggemiddelden

weekgemiddeld dampdrukverschil i-e (Pa)

1200

1000

800

600

400

200

0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

-200

-400

weekgemiddelde buitentemperatuur (°C) max

min

95%

50%

5%

Figuur 2.2.o: damptoevoer vs buitentemperatuur – met BKK Hens – gebouw (weekgemiddelden)


41

woonkamer


1200

1000

800

600

400

200

0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

-200

-400


min

95%

50%

5%

Figuur 2.2.p: damptoevoer vs buitentemperatuur – met BKK Hens – woonkamer (daggemiddelden)

slaapkamer


1200 1000 800 600 400 200 0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

-200 -400


min

95%

50%

5%

Figuur 2.2.q: damptoevoer vs buitentemperatuur – met BKK Hens – slaapkamer (daggemiddelden)


42

keuken

1200

daggmiddeld dampdrukverschil i-e (Pa)

1000

800

600

400

200

0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

-200

-400


min

95%

50%

5%

Figuur 2.2.r: damptoevoer vs buitentemperatuur – met BKK Hens – keuken (daggemiddelden)

badkamer


1200

1000

800

600

400

200

0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

-200

-400


min

95%

50%

5%

Figuur 2.2.s: damptoevoer vs buitentemperatuur – met BKK Hens – badkamer (daggemiddelden)


43

Behalve voor de 5%-lijn, die in alle grafieken redelijk goed overeenkomt met deze van Hens, zijn de hellingen van de trendlijnen minder steil zijn t.o.v. deze van Hens. De vochttoevoer daalt dus minder snel met de buitentemperatuur dan vroeger. Bij lagere temperaturen is de vochttoevoer kleiner en bij hogere temperaturen iets groter dan deze bij de classificatie van Hens. Dit is onder andere goed te zien bij de 50%-lijn. De buitentemperatuur waarbij de vochtproductie neigt naar nul, schuift in alle grafieken op naar rechts (dus hogere temperatuur). Deze verschuiving van de grenslijnen zou bijvoorbeeld de verschillen bekomen tussen winter en zomer (zie 2.2.1) kunnen verklaren). De 50%-lijnen van de woonkamer, slaapkamer en keuken komen goed overeen, alleen deze van de badkamer wijkt ervan af (vochtiger). Voor de 95%-lijn merken we een vergelijkbare lijn op voor de woonkamer en keuken; voor de slaapkamer wordt de helling minder steil (minder vochtig) en voor de badkamer steiler (vochtiger). Voor de lagere temperaturen ligt geen enkele bekomen 95%- of 50%-lijn boven deze van Hens. Uit deze grafieken kunnen we de vergelijkingen van de lineaire regressierechten (stippellijnen) halen. Deze kunnen we vergelijken met de regressies bekomen door Hens voor de dagzone (woonkamer en keuken), nachtzone (slaapkamers) en badkamer. Hens bekwam deze resultaten uit 355 weekgemiddelde waarden voor het verschil in dampdruk binnen-buiten (124 waarden voor de dagzone, 177 voor de nachtzone en 30 voor de badkamer). In de tabel 2.2.b wordt ook de correlatie r² meegegeven. De gegevens van Hens komen uit zijn boek “Toegepaste Bouwfysica I” [01] en worden weergegeven in tabel 2.2.b. Bij Hens bleek dat niet de badkamer, maar de dagzone gemiddeld de hoogste dampdruk kende. Dit resultaat werd niet bekomen bij de databank “vocht in daken”, waar de badkamer als vochtigste ruimte uit de bus kwam (maar nog altijd veel minder dan de dagzone bij Hens). Verder zien we dat alle regressies bekomen uit de databank lager zijn dat deze van Hens, iets wat we ook in de grafieken opmerkten. Het grootste verschil is voor de woonkamer en de keuken. Voor de slaap- en badkamer komt de 95%-regressie nog redelijk overeen, maar de 50%-regressie ligt voor de database “vocht in daken” toch weer een stuk lager. Ook het feit dat bij de databank minder steile hellingen bekomen werden dan bij Hens, is duidelijk uit de tabel af te lezen (coëfficiënt bij θe).

Databank “vocht in daken” woonkamer keuken slaapkamer badkamer

Hens

regressie ∆pie (Pa)

r²

95%

593,5-18,02 θe

0,88

50%

299-12,4 θe

0,93

95%

562,1-15,5 θe

0,84

50%

274,5-10,8 θe

0,89

95%

497,1-13,1 θe

0,83

50%

261,3-10,7 θe

0,93

95%

658,4-16,1 θe

0,88

50%

338-11,3 θe

0,93

dagzone

nachtzone badkamer


r²

95%

885-35,6 θe

0,53

50%

643-35,6 θe

95%

503-13,6 θe

50%

321-13,6 θe

95%

680-24,5 θe

50%

468-24,5 θe

0,18 0,64

Tabel 2.2.b: regressies en correlaties r² voor de databank “vocht in daken” en Hens


44

Gebouw (-5;-4)

(-4;-3)

(-3;-2)

(-2;-1)

(-1;0)

(0;1)

(1;2)

(2;3)

(3;4)

(4;5)

(5;6)

12

18

17

31

33

34

38

38

38

38

38

(6;7)

(7;8)

(8;9)

(9;10)

(12;13)

(13;14)

(14;15)

(15;16)

(16;17)

38

39

39

39

39

39

39

39

39

(17;18)

(18;19)

(19;20)

(24;25)

(25;26)

(26;27)

39

39

39

37

24

29

25

(10;11) (11;12) 39

39

(20;21) (21;22) (22;23) (23;24) 39

39

38

Woonkamer (-5;-4)

(-4;-3)

(-3;-2)

(-2;-1)

(-1;0)

(0;1)

(1;2)

(2;3)

(3;4)

(4;5)

(5;6)

7

9

15

25

27

29

32

34

35

36

35

(6;7)

(7;8)

(8;9)

(9;10)

(12;13)

(13;14)

(14;15)

(15;16)

(16;17)

35

36

38

37

38

38

38

38

38

(17;18)

(18;19)

(19;20)

(24;25)

(25;26)

(26;27)

38

37

38

35

23

26

21

(10;11) (11;12) 38

38

(20;21) (21;22) (22;23) (23;24) 37

35

36

Slaapkamer (-5;-4)

(-4;-3)

(-3;-2)

(-2;-1)

(-1;0)

(0;1)

(1;2)

(2;3)

(3;4)

(4;5)

(5;6)

22

31

33

58

59

62

70

68

69

70

70

(6;7)

(7;8)

(8;9)

(9;10)

(12;13)

(13;14)

(14;15)

(15;16)

(16;17)

69

70

71

72

70

71

70

71

70

(17;18)

(18;19)

(19;20)

70

70

70

(10;11) (11;12) 72

72

(20;21) (21;22) (22;23) (23;24) 70

61

64

(24;25)

(25;26)

(26;27)

60

40

46

42

Keuken (-5;-4)

(-4;-3)

(-3;-2)

(-2;-1)

(-1;0)

(0;1)

(1;2)

(2;3)

(3;4)

(4;5)

(5;6)

11

16

15

25

28

27

31

31

30

30

30

(6;7)

(7;8)

(8;9)

(9;10)

(12;13)

(13;14)

(14;15)

(15;16)

(16;17)

31

30

31

31

31

31

31

31

31

(17;18)

(18;19)

(19;20)

(24;25)

(25;26)

(26;27)

31

31

31

27

19

23

18

(10;11) (11;12) 31

31

(20;21) (21;22) (22;23) (23;24) 31

29

29

Badkamer (-5;-4)

(-4;-3)

(-3;-2)

(-2;-1)

(-1;0)

(0;1)

(1;2)

(2;3)

(3;4)

(4;5)

(5;6)

9

15

16

28

29

30

34

35

35

35

36

(6;7)

(7;8)

(8;9)

(9;10)

(12;13)

(13;14)

(14;15)

(15;16)

(16;17)

36

37

37

37

38

38

38

38

38

(17;18)

(18;19)

(19;20)

(24;25)

(25;26)

(26;27)

38

38

38

21

27

23

(10;11) (11;12) 38

38

(20;21) (21;22) (22;23) (23;24) 38

34

30

34

Tabel 2.2.c: aantal woningen per temperatuurinterval (°C;°C) waarvan gemiddelde beschikbaar is


45

Een volgende analyse maakt gebruik van de onderverdelingen die in de databank “vocht in daken” werd gemaakt. Een eerste verdeling deelt de woningen op in middelgrote woningen (17 van de 39), sociale woningen (18 van de 39) en woningen met zwembad (4 van de 39). Deze opdeling werd bestudeerd in figuren 2.2.t, 2.2.u en 2.2.v. Het is duidelijk dat de middelgrote woningen een stuk minder vochtig zijn dan de sociale woningen. Dit werd ook al geconcludeerd in paragraaf 2.2.1 (is o.a. te wijten aan een groter gebouwvolume). Zowel de 95%- als de 50%-lijn liggen een stuk lager bij de middelgrote woningen. Anderzijds zien we dat de 50%-lijn van de woningen met zwembad ongeveer gelijk loopt met deze van de sociale woningen, maar dat de 95%-lijn bij de woningen met zwembad lager ligt. Woningen met een zwembad hebben wel een grotere vochtproductie, maar indien het zwembad goed is afgesloten van de overige vertrekken, hoeft dit niet persé te leiden tot een grotere vochtigheid binnenhuis (en deze woningen zullen ook meestal groter zijn dan sociale woningen = groter gebouwvolume). We mogen ook niet uit het oog verliezen dat maar 4 van de 39 woningen een zwembad hebben. Het aantal woningen waarvan gegevens beschikbaar zijn per temperatuurinterval wordt gegeven in tabel 2.2.e. Een tweede opdeling verdeelde de woningen in gebouwen met ventilatie volgens de norm (8 van de 39) en niet volgens de norm (31 van de 39). Deze analyse is terug te vinden in figuur 2.2.w en 2.2.x. We zien dat de 50%-lijn voor woningen met ventilatie lager ligt dan voor deze zonder ventilatie; de 95%-lijn vertoont minder verschillen. We merken wel op dat, indien we kijken naar de 50%-lijnen, voor buitentemperaturen boven de 15°C de vochttoevoer ongeveer dezelfde is, terwijl voor lagere temperaturen de vochttoevoer duidelijk lager ligt bij woningen waar er een ventilatiesysteem volgens de norm voorzien is. Dit is te wijten aan het feit dat mensen bij warmer weer meer gaan ventileren, zodanig dat het verschil tussen het al dan niet aanwezig zijn van een ventilatiesysteem, kleiner wordt. Dezelfde conclusies kunnen we trekken uit tabel 2.2.d.

Middelgrote woningen Sociale woningen Woningen met zwembad


r²

95%

429,8-15,3 θe

0,89

50%

260,2-11,85 θe

0,90

95%

549,7-15,4 θe

0,88

50%

346,6-11,7 θe

0,92

95%

430,5-9,4 θe

0,70

50%

346,9-11,8 θe

0,88

Woningen met ventilatiesysteem volgens de norm Woningen zonder ventilatiesysteem volgens de norm


r²

95%

536,2-19,4 θe

0,83

50%

230,7-8,6 θe

0,91

95%

504,8-13,4 θe

0,90

50%

315,5-12,3 θe

0,95

Tabel 2.2.d: regressies en correlaties r²


46

gebouw - middelgrote woningen


1200

1000

800

600

400

200

0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

-200

-400


min

95%

50%

5%

Figuur 2.2.t: damptoevoer vs buitentemperatuur – met BKK Hens – middelgrote woningen (daggemiddelden)

gebouw - sociale woningen

1200


1000

800

600

400

200

0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

-200


min

95%

50%

5%

Figuur 2.2.u: damptoevoer vs buitentemperatuur – met BKK Hens – sociale woningen (daggemiddelden)


47

gebouw - woningen met zwembad


1200

1000

800

600

400

200

0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

-200

-400


min

95%

50%

5%

Figuur 2.2.v: damptoevoer vs buitentemperatuur – met BKK Hens – woningen met zwembad (daggemiddelden)

gebouw - ventilatie niet volgens norm


1200

1000

800

600

400

200

0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

-200

-400


min

95%

50%

5%

Figuur 2.2.w: damptoevoer vs buitentemperatuur – met BKK Hens – ventilatie niet volgens norm (daggemiddelden)


48

gebouw - ventilatie volgens norm


1200

1000

800

600

400

200

0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

-200

-400


min

95%

50%

5%

Figuur 2.2.x: damptoevoer vs buitentemperatuur – met BKK Hens – ventilatie volgens norm (daggemiddelden)


49

Middelgrote woningen (17/39) (-5;-4)

(-4;-3)

(-3;-2)

(-2;-1)

(-1;0)

(0;1)

(1;2)

(2;3)

(3;4)

(4;5)

(5;6)

12

14

15

16

17

17

17

17

17

17

17

(6;7)

(7;8)

(8;9)

(9;10)

(12;13)

(13;14)

(14;15)

(15;16)

(16;17)

17

17

17

17

17

17

17

17

17

(17;18)

(18;19)

(19;20)

(24;25)

(25;26)

(26;27)

17

17

17

13

11

10

(10;11) (11;12) 17

17

(20;21) (21;22) (22;23) (23;24) 17

17

16

15

Sociale woningen (18/39) (-5;-4)

(-4;-3)

(-3;-2)

(-2;-1)

(-1;0)

(0;1)

(1;2)

(2;3)

(3;4)

(4;5)

(5;6)

0

3

1

13

13

14

18

18

18

18

18

(6;7)

(7;8)

(8;9)

(9;10)

(12;13)

(13;14)

(14;15)

(15;16)

(16;17)

18

18

18

18

18

18

18

18

18

(17;18)

(18;19)

(19;20)

(24;25)

(25;26)

(26;27)

18

18

18

18

14

14

(10;11) (11;12) 18

18

(20;21) (21;22) (22;23) (23;24) 18

18

18

18

Woningen met zwembad (4/39) (-5;-4)

(-4;-3)

(-3;-2)

(-2;-1)

(-1;0)

(0;1)

(1;2)

(2;3)

(3;4)

(4;5)

(5;6)

0

1

1

2

3

3

3

3

3

3

3

(6;7)

(7;8)

(8;9)

(9;10)

(12;13)

(13;14)

(14;15)

(15;16)

(16;17)

3

4

4

4

4

4

4

4

4

(17;18)

(18;19)

(19;20)

(24;25)

(25;26)

(26;27)

4

4

4

3

4

1

(10;11) (11;12) 4

4

(20;21) (21;22) (22;23) (23;24) 4

4

4

4

Woningen met ventilatie volgens norm (8/39) (-5;-4)

(-4;-3)

(-3;-2)

(-2;-1)

(-1;0)

(0;1)

(1;2)

(2;3)

(3;4)

(4;5)

(5;6)

3

4

3

6

6

7

8

8

8

8

8

(6;7)

(7;8)

(8;9)

(9;10)

(12;13)

(13;14)

(14;15)

(15;16)

(16;17)

8

8

8

8

8

8

8

8

8

(17;18)

(18;19)

(19;20)

(24;25)

(25;26)

(26;27)

8

8

8

1

4

4

(10;11) (11;12) 8

8

(20;21) (21;22) (22;23) (23;24) 8

8

7

7

Woningen met ventilatie niet volgens norm (31/39) (-5;-4)

(-4;-3)

(-3;-2)

(-2;-1)

(-1;0)

(0;1)

(1;2)

(2;3)

(3;4)

(4;5)

(5;6)

9

14

14

25

27

27

30

30

30

30

30

(6;7)

(7;8)

(8;9)

(9;10)

(12;13)

(13;14)

(14;15)

(15;16)

(16;17)

30

31

31

31

31

31

31

31

31

(17;18)

(18;19)

(19;20)

(24;25)

(25;26)

(26;27)

31

31

31

23

25

21

(10;11) (11;12) 31

31

(20;21) (21;22) (22;23) (23;24) 31

31

31

30

Tabel 2.2.e: aantal woningen per temperatuurinterval (°C;°C) waarvan gemiddelde beschikbaar is


50

2.3 Binnentemperatuur 2.3.1 Comfortgrenzen binnentemperatuur Uit wat besproken werd in paragraaf 1.3 weten we dat het comfortgevoel met betrekking tot de binnentemperatuur niet alleen afhangt van de buitentemperatuur van de dag zelf, maar ook van die van een paar dagen ervoor. Als het al enkele dagen heel koud is, en dan plots warm, zullen we dit als oncomfortabeler beschouwen dan als het al een week warm weer is. Om deze analyse te kunnen uitvoeren, moeten we echter beschikken over een aanwezigheidspatroon. Wanneer een gezin bijvoorbeeld tijdens de week overdag niet thuis is (werken, school), zal men de verwarming niet gebruiken en zal de binnentemperatuur als te laag beoordeeld worden. Maar omdat we over dergelijke gegevens niet beschikken, zullen we werken met daggemiddelde waarden en dezelfde methode als bij voorgaande analyses gebruiken (schikken naar buitentemperatuurintervallen van 1°C en daar per woning gemiddelde waarden uit berekenen per temperatuurinterval). Uit deze gemiddelde waarden worden dan minima en maxima, 50%-, 95%- en 5%-percentielen berekend, omdat deze een goed beeld geven van de spreiding van de resultaten. Bij de methode uiteengezet in 1.3 werd er gebruik gemaakt van een operatieve binnentemperatuur, die het rekenkundig gemiddelde was van de luchttemperatuur en de stralingstemperatuur. Aangezien we niet over deze laatste beschikken, zullen we bij de analyse enkel gebruik maken van de luchttemperatuur. De buitentemperatuur rekenen we dus om naar Te, ref gegeven door volgende formule (zie ook 1.3):

Te ,ref =

(Tvandaag + 0,8Tgisteren + 0,4Teergisteren + 0,2Tdagvooreergisteren ) 2,4

(13)

Verder moeten we ook nog het type gebouw (alpha of bèta) bepalen. Aangezien het gaat over woningen met ramen waar per persoon minimum één raam om te openen aanwezig is en er de mogelijkheid is om kleding aan te passen, hebben we te maken met het type alpha (zie figuur 1.3.a). Omdat de woonkamer en de slaapkamer de ruimtes zijn die het meest bezet worden, werd de analyse daarvoor uitgevoerd. Andere kamers zoals badkamer en keuken worden slechts occasioneel gebruikt. De ondergrenzen zijn niet echt bepalend voor de slaapkamer, aangezien daar wel lagere temperaturen getolereerd mogen worden. In figuur 2.3.a zien we de daggemiddelde binnentemperatuur uitgezet ten opzichte van Te, ref. De zwarte lijnen in de figuur stellen de comfortgrenzen voor zoals weergegeven in figuur 1.3.b (90%, 80% en 65% onder- en bovengrenzen).


51

woonkamer

32 30 28

binnentemperatuur (°C)

26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

25

30

Te,ref (°C) max

min

95%

50%

5%

Figuur 2.3.a: binnentemperatuur vs Te,ref – woonkamer (daggemiddelden)

slaapkamer 32 30 28


26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 -10

-5

0

5

10

15

20

Te,ref (°C) max

min

95%

50%

5%

Figuur 2.3.b: binnentemperatuur vs Te,ref – slaapkamer (daggemiddelden)


52

We zien voor de woonkamer dat de 95%-lijn voor het grootste deel van de tijd onder de 65%-bovengrens blijft; alleen voor hogere temperaturen (boven 22°C) komt deze bovengrens in de problemen en wanneer Te, ref meer dan 25°C bedraagt, overschrijdt de 95%-lijn ook de 80%-bovengrens. Aangezien we de analyse doorgevoerd hebben met daggemiddelde waarden, zal overdag (hogere temperaturen) de 90%-bovengrens zelfs overschreden worden. Voor de slaapkamer merken we veel lagere temperaturen op dan voor de woonkamer, wat ook te verwachten was. Omdat warmte ook afgevoerd wordt door een ventilatiesysteem is het interessant om eens te kijken of het aanwezig zijn van een ventilatiesysteem een verschil uitmaakt. Dit werd voor de woonkamer onderzocht in figuur 2.3.c en 2.3.d. We zien dat de woningen voorzien van een ventilatiesysteem inderdaad lagere binnentemperaturen behalen, die gemiddeld (50%-lijn) zelfs onder de ondergrenzen komen. Voor de hogere Te, ref (zomer) zijn er voor woningen met ventilatiesysteem geen problemen. We moeten natuurlijk opnieuw opmerken dat we met daggemiddelde waarden werken en dat de temperaturen overdag hoger zullen scoren. We beschikken ook maar over gegevens van 8 woningen met een ventilatiesysteem volgens de norm versus 31 woningen zonder ventilatiesysteem. Ook de opdeling middelgrote woningen - sociale woningen werd onderzocht. Meer mensen in kleinere ruimtes zou immers ook moeten betekenen dat het binnen warmer is. Wanneer we figuren 2.3.e en 2.3.f bekijken lijkt deze redenering inderdaad te kloppen, vooral bij hogere buitentemperaturen. In de winter zullen beiden immers de verwarming gebruiken om de temperatuur van de woning op peil te houden, maar in de zomer zal bij de sociale woningen meer warmte binnen geproduceerd worden zodat hogere binnentemperaturen bereikt worden. Het aantal waarden dat per temperatuursinterval beschikbaar is, wordt weergegeven in tabel 2.3.a.


53

woonkamer - met ventilatie volgens norm

32 30 28


26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

Te,ref (°C) max

min

95%

50%

5%

Figuur 2.3.c: binnentemperatuur vs Te,ref – ventilatie volgens de norm - woonkamer (daggemiddelden)

woonkamer - zonder ventilatie volgens de norm 32 30 28


26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

Te,ref (°C) max

min

95%

50%

5%

Figuur 2.3.d: binnentemperatuur vs Te,ref – ventilatie niet volgens de norm - woonkamer (daggemiddelden)


54

woonkamer - middelgrote woningen

32 30 28


26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

Te,ref (°C) max

min

95%

50%

5%

Figuur 2.3.e: binnentemperatuur vs Te,ref – middelgrote woningen - woonkamer (daggemiddelden)

woonkamer - sociale woningen

32 30 28


26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30

Te,ref (°C) max

min

95%

50%

5%

Figuur 2.3.f: binnentemperatuur vs Te,ref – sociale woningen - woonkamer (daggemiddelden)


55

Woonkamer / Slaapkamer (-5;-4)

(-4;-3)

(-3;-2)

(-2;-1)

(-1;0)

(0;1)

(1;2)

(2;3)

(3;4)

(4;5)

(5;6)

5/10

8/21

14/26

19/41

27/58

29/61

27/56

35/67

35/70

34/70

36/71

(6;7)

(7;8)

(8;9)

(9;10)

(12;13)

(13;14)

(14;15)

(15;16)

(16;17)

36/70

36/70

37/71

38/72

39/71

39/71

39/71

39/71

39/71

(17;18)

(18;19)

(19;20)

(20;21) (21;22) (22;23) (23;24)

(24;25)

(25;26)

(26;27)

39/71

38/69

38/71

38/69

25/48

17/32

4/9

(10;11) (11;12) 39/72 37/66

39/71 34/61

31/56

Sociale woningen (18/39) (-5;-4)

(-4;-3)

(-3;-2)

(-2;-1)

(-1;0)

(0;1)

(1;2)

(2;3)

(3;4)

(4;5)

(5;6)

0

0

0

6

10

10

9

16

16

15

16

(6;7)

(7;8)

(8;9)

(9;10)

(12;13)

(13;14)

(14;15)

(15;16)

(16;17)

16

16

16

17

18

18

18

18

18

(17;18)

(18;19)

(19;20)

(24;25)

(25;26)

(26;27)

18

18

17

12

6

0

(10;11) (11;12) 18

18

(20;21) (21;22) (22;23) (23;24) 18

17

17

15

Middelgrote woningen (17/39) (-5;-4)

(-4;-3)

(-3;-2)

(-2;-1)

(-1;0)

(0;1)

(1;2)

(2;3)

(3;4)

(4;5)

(5;6)

5

8

13

12

14

16

15

16

16

16

17

(6;7)

(7;8)

(8;9)

(9;10)

(12;13)

(13;14)

(14;15)

(15;16)

(16;17)

17

17

17

17

17

17

17

17

17

(17;18)

(18;19)

(19;20)

(24;25)

(25;26)

(26;27)

17

16

17

11

9

3

(10;11) (11;12) 17

17

(20;21) (21;22) (22;23) (23;24) 16

16

13

12

Woningen met ventilatie volgens norm (8/39) (-5;-4)

(-4;-3)

(-3;-2)

(-2;-1)

(-1;0)

(0;1)

(1;2)

(2;3)

(3;4)

(4;5)

(5;6)

1

1

2

2

2

4

4

6

6

5

6

(6;7)

(7;8)

(8;9)

(9;10)

(12;13)

(13;14)

(14;15)

(15;16)

(16;17)

6

6

6

7

8

8

8

8

8

(17;18)

(18;19)

(19;20)

(24;25)

(25;26)

(26;27)

8

7

8

3

1

0

(10;11) (11;12) 8

8

(20;21) (21;22) (22;23) (23;24) 7

7

6

4

Woningen met ventilatie niet volgens norm (31/39) (-5;-4)

(-4;-3)

(-3;-2)

(-2;-1)

(-1;0)

(0;1)

(1;2)

(2;3)

(3;4)

(4;5)

(5;6)

4

7

12

17

25

25

23

29

29

29

30

(6;7)

(7;8)

(8;9)

(9;10)

(12;13)

(13;14)

(14;15)

(15;16)

(16;17)

30

30

31

31

31

31

31

31

31

(17;18)

(18;19)

(19;20)

(24;25)

(25;26)

(26;27)

31

31

30

22

16

4

(10;11) (11;12) 31

31

(20;21) (21;22) (22;23) (23;24) 31

30

28

27

Tabel 2.3.a: aantal woningen per temperatuurinterval (°C;°C) waarvan gemiddelde beschikbaar is


56

2.3.2 Binnentemperatuur versus buitentemperatuur In de referentiestudie uit Finland werd de relatie tussen de binnentemperatuur en de buitentemperatuur onderzocht (zie figuur 2.3.g).

Figuur 2.3.g: daggemiddelde binnentemperatuur vs daggemiddelde buitentemperatuur (a) en “lower 10% level” en “higher 10% level” van de daggemiddelde kamertemperatuur (b) (bron [08])

In figuur 2.3.g (a) stelt elke lijn het gemiddelde van de daggemiddelde binnentemperatuur van elke kamer voor (in functie van de daggemiddelde buitentemperatuur). De bolletjeslijn representeert het gemiddelde (50%-percentiel) van alle kamers samen. Deze curve loopt van 21°C (bij -25°C) naar 23°C (bij 15°C) en zelfs tot 27°C bij zomercondities. In figuur 2.3.g (b) zijn alle daggemiddelde waarden voor de binnentemperatuur uitgezet waaruit dan de “lower” en “higher 10% level” werden berekend. Deze lijnen en de 50% lijn zijn ongeveer evenwijdig met een tussenafstand van ± 2°C. Voor de database “vocht in daken” werd deze relatie tussen binnenen buitentemperatuur ook onderzocht (daggemiddelden binnentemperatuur schikken naar buitentemperatuurintervallen van 1°C). Ook hier werken we met maximum, minimum, 95%-,50%- en 5%percentielen omdat deze een goed beeld geven van de verdeling. Normaliter daalt de binnentemperatuur mee met de buitentemperatuur. Maar door de goede isolatie van de recente woningen en het gebruik van een verwarmingssysteem zal de binnentemperatuur toch niet evenredig met de buitentemperatuur dalen. In figuren 2.3.h tot 2.3.l merken we een knik op in de curve van de 50%-percentieel rond een buitentemperatuur van ongeveer 15°C. Dit wijst erop dat de woning verwarmd wordt bij temperaturen links van deze knik gelegen, waar de curve een meer constant niveau aanhoudt. De knik (aangeduid door een zwarte verticale lijn op de grafieken) doet zich niet voor bij de slaapkamers; dit kan verklaard worden door het feit dat deze weinig of niet verwarmd worden. Voor de koude periode (buitentemperatuur < 15°C) zien we dat de binnentemperatuur voor de woonkamer en keuken schommelt tussen 16 en 24°C (nog ietsje warmer in de keuken); en voor de slaapkamers en badkamer tussen 8 en 22°C (nog ietsje warmer in de badkamer). De badkamer en slaapkamer vertonen dus een veel grotere spreiding. Dit is


57

logisch aangezien de badkamer slechts occasioneel verwarmd wordt en een grote temperatuursstijging vertoont bij gebruik, en ook omdat de slaapkamers weinig of niet verwarmd worden. Voor de keuken, badkamer en woonkamer merken we op dat de gemiddelde binnentemperatuur (50%-lijn) voor deze periode (buitentemperatuur < 15°C) bijna een constante waarde van 20°C aanhoudt terwijl deze voor de slaapkamer toch een stuk lager ligt (tussen 16 en 18°C). Bij de warme periode (buitentemperatuur > 15°C) gaat de binnentemperatuur in alle ruimtes mee stijgen met de buitentemperatuur. Wanneer het buiten 25°C wordt, bevindt de gemiddelde binnentemperatuur zich eveneens rond de 25°C of zelfs iets hoger (doordat er binnen ook warmte wordt geproduceerd en die er niet uit kan). Dit is waarschijnlijk te wijten aan het feit dat mensen bij hogere temperaturen hun ramen gedurende zo’n lange tijd openzetten (om oververhitting te vermijden) zodat de binnentemperatuur dezelfde wordt als deze van buiten. Wanneer we dat niet zouden doen, zou door warmteproductie binnen (mensen, apparaten, koken, …) en de isolatie, het binnen zelfs warmer worden dan buiten. De grafieken tonen bijgevolg duidelijk aan dat er bij de meeste woningen in België geen koelingsysteem wordt voorzien. Qua minima merken we op dat de daggemiddelde temperatuur in de woonkamer en keuken nooit onder de 15°C zakt (door verwarming, want gebeurt wel bij de slaapkamers en badkamer). Voor de 50%-lijn werden ook de vergelijkingen van de lineaire regressies bepaald (tabel 2.3.b). We zien dat voor de slaapkamer de hoogste correlatie met de buitentemperatuur gevonden wordt. Dit wijst erop dat deze dus minder verwarmd wordt, zodat de binnentemperatuur gedurende het grootste deel van de tijd sterk beïnvloed wordt door de buitentemperatuur. Wanneer de overige ruimtes in een woning verwarmd worden, zal dit natuurlijk ook invloed hebben op de temperatuur in de slaapkamer (zonder dat deze verwarmd wordt). regressie ∆pie (Pa)

r²


r²

woonkamer

50%

19,3+0,22 θe

0,89

badkamer

50%

19,9+0,2 θe

0,82

slaapkamer

50%

15,6+0,42 θe

0,95

keuken

50%

504,8-13,4 θe

0,90

Tabel 2.3.b: regressies en correlaties r²

Voor het aantal waarden dat beschikbaar was per temperatuursinterval verwijzen we naar tabel 2.2.c.


58

gebouw

32 30

daggemiddelde binnentemperatuur (°C)

28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30


min

95%

50%

5%

Figuur 2.3.h: binnentemperatuur vs buitentemperatuur – gebouw (daggemiddelden)

woonkamer

32 30


28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30


min

95%

50%

5%

Figuur 2.3.i: binnentemperatuur vs buitentemperatuur – woonkamer (daggemiddelden)


59

slaapkamers 34 32


30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30


min

95%

50%

5%

Figuur 2.3.j: binnentemperatuur vs buitentemperatuur – slaapkamer (daggemiddelden)

keuken

32 30


28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30


min

95%

50%

5%

Figuur 2.3.k: binnentemperatuur vs buitentemperatuur – keuken (daggemiddelden)


60

badkamer 32 30


28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

30


min

95%

50%

5%

Figuur 2.3.l: binnentemperatuur vs buitentemperatuur – badkamer (daggemiddelden)


61

2.4 Binnenluchtkwaliteit 2.4.1 IDA-klassen In 1.5 werd reeds aangehaald dat de CO2-concentratie een goede discomfortindicator is voor de door bewoners veroorzaakte pollutie. De Europese norm EN 13779 maakte van het CO2-concentratieverschil tussen binnen en buiten dan ook gebruik om een indeling in binnenluchtkwaliteitsklassen te maken.

Klasse

Omschrijving

CO2-concentratieverschil binnen-buiten (ppm)

IDA 1

Uitstekende luchtkwaliteit

≤ 400

IDA 2

Matige luchtkwaliteit

400-600

IDA 3

Aanvaardbare luchtkwaliteit

600-1000

IDA 4

Lage luchtkwaliteit

> 1000

Tabel 2.4.a: Indeling van de kwaliteit van de binnenlucht op basis van het CO2-peil in ruimtes

In drie woningen werd om de 10 minuten de concentratie gemeten in de woonkamer, de twee slaapkamers, de keuken en de badkamer. Het betreft allemaal middelgrote woningen zonder ventilatiesysteem volgens de norm. Woning

Meetperiode

H01

04/03/2004-07/04/2005

H02

23/11/2003-03/03/2005

H05

29/08/2003-15/03/2005

Tabel 2.4.b: meetperiodes woningen waarin CO2-concentratiemetingen werden uitgevoerd

In figuur 2.4.a werden de metingen voor de woonkamer, slaapkamer en badkamer van H01 voor één week uitgezet in functie van de tijd. Aan de pieken kunnen we goed zien wanneer welke kamer bezet werd door personen. Vooral de slaapkamer (tweepersoons) vertoont hoge pieken wat wijst op een hoge productie aan CO2 (twee personen) en onvoldoende afvoer (ventilatie). Na het verlaten van de slaapkamer (snelle daling CO2), zien we onmiddellijk de CO2-concentratie stijgen in de badkamer (ochtend). In de woonkamer merken we meer in de loop van de avond pieken op, maar deze blijven beperkt t.o.v. deze in de slaap- en badkamer. De CO2-concentratie zakt iedere dag naar een minimum (wanneer de bezetting wegvalt) dat we mogen gelijkstellen aan de buitenconcentratie. Omdat er geen buitenconcentraties opgemeten werden, werken we dus per kamer met de minimale opgemeten concentratie als zijnde die buitenconcentratie. Voor de dagzones werd als verblijftijd de periode tussen 8u en 22u verondersteld; voor de nachtzones de periode tussen 22u en 8u.


62

2500

CO2-concentratie (ppm)

2000

1500

1000

500

0 26/04

27/04

28/04

29/04

30/04

01/05

02/05

03/05

tijd (dagen)

living

slaapkamer 1

badkamer

Figuur 2.4.a: gemeten CO2-concentraties in de tijd voor living, slaapkamer en badkamer in H01 tijdens de periode 26 april t.e.m. 2 mei 2004

In figuur 2.4.b is het percentage van de tijd dat een kamer zich in een bepaalde binnenluchtkwaliteitsklasse bevindt, uitgezet. Overdag zit het merendeel van de ruimtes gedurende 80% van de tijd in IDA 1, welke staat voor een uitstekende luchtkwaliteit, en wordt nauwelijks IDA 4 bereikt. ’s Nachts echter merken we dat luchtkwaliteit in de slaapkamers ernstig daalt. Vooral de situatie bij de tweepersoonskamer (slaapkamer 1) is problematisch: gedurende een derde van de tijd bevindt deze zich in IDA 4 (lage luchtkwaliteit) en slechts 20 à 30% van de tijd in IDA 1. De tweede slaapkamer (één persoon) doet het beter en bereikt veel minder de IDA 4 klasse. De keuken en de badkamer hebben de beste luchtkwaliteit, wat te wijten is aan het feit dat deze ruimtes minder bezet worden en beter geventileerd (waarbij de hoofdreden vocht en geuren afvoeren is). Ook de woonkamer doet het goed; tussen 70 en 90% van de tijd bevindt zij zich in IDA 1. Wat opvallend is, is dat de CO2-concentraties voor de keuken, badkamer en woonkamer ’s nachts nagenoeg hetzelfde blijven als overdag, terwijl er ’s nachts in deze ruimtes geen activiteiten zijn. Dit wijst erop dat de bevuilde lucht in de ruimtes blijft hangen (geen ventilatie en goede luchtdichte constructies). Alleen bij de slaapkamers merken we een duidelijk verschil tussen nacht en dag. Dit komt omdat men ’s nachts (terwijl er bezetting is) te weinig ventileert, maar overdag wel gaat ventileren (terwijl er geen bezetting meer is). Bij de andere ruimtes gaat men eerder ventileren terwijl de kamer bezet is (overdag), waardoor niet al te hoge CO2-concentraties worden bereikt, en ventileert men niet meer wanneer de ruimte onbezet is (’s nachts), waardoor de bezoedelde lucht blijft hangen. Men mag niet vergeten dat deze analyse werd uitgevoerd aan de hand van veronderstelde periodes van aanwezigheid. Voor de slaapkamers zal dit wel grotendeels overeen komen, maar voor de woonkamer kan het ook het geval zijn dat er overdag niemand thuis is (werk, school). Daarom werd de kwaliteit van de lucht in de woonkamer ook onderzocht specifiek voor overdag in de weekends, omdat er dan meer kans is dat er effectief aanwezigen zijn.


63

H01 nacht (22u-8u)

H01 dag (8u-22u) 100%

100%

80%

80%

60%

60%

40%

40%

20%

20%

0% living

slaapkamer slaapkamer 1 2

0%

keuken

badkamer

living


keuken

badkamer

IDA 4

0%

2%

2%

0%

0%

IDA 4

0%

30%

5%

0%

1%

IDA 3

1%

3%

8%

2%

3%

IDA 3

1%

21%

30%

0%

5%

IDA 2

8%

6%

9%

9%

7%

IDA 2

8%

15%

25%

4%

11%

IDA 1

91%

89%

81%

89%

89%

IDA 1

90%

34%

40%

95%

83%

keuken

badkamer

H02 nacht (22u-8u)

H02 dag (8u-22u) 100%

100%

80%

80%

60%

60%

40%

40%

20%

20%

0% living


0% keuken

badkamer

living


IDA 4

1%

2%

1%

0%

0%

IDA 4

1%

38%

3%

0%

0%

IDA 3

7%

3%

5%

1%

2%

IDA 3

8%

27%

25%

1%

2%

IDA 2

14%

6%

12%

6%

11%

IDA 2

18%

15%

11%

5%

10%

IDA 1

77%

90%

83%

92%

87%

IDA 1

73%

20%

61%

94%

88%

keuken

badkamer

H05 nacht (22u-8u)

H05 dag (8u-22u) 100%

100%

80%

80%

60%

60%

40%

40%

20%

20%

0% living


0% keuken

badkamer

living


IDA 4

0%

2%

0%

0%

0%

IDA 4

0%

28%

2%

0%

0%

IDA 3

3%

3%

9%

1%

1%

IDA 3

4%

26%

30%

1%

1%

IDA 2

11%

7%

22%

5%

12%

IDA 2

10%

16%

24%

5%

7%

IDA 1

86%

88%

69%

93%

87%

IDA 1

86%

30%

44%

95%

92%

Figuur 2.4.b: percentage van de tijd waarin een ruimte in zich een bepaalde IDA-klasse bevindt

Wanneer we figuur 2.4.c (weekend) vergelijken met de resultaten voor de woonkamer tijdens de volledige meetcampagne, merken we toch niet zo’n grote verschillen op. In het weekend is de luchtkwaliteit wel iets minder, maar ze bevindt zich toch nog altijd gedurende 70 à 80% van de tijd in IDA 1.


64

living (8u-22u) - weekend 100% 80% 60% 40% 20% 0%

H01

H02

IDA 4

1%

3%

H05 1%

IDA 3

2%

11%

4%

IDA 2

14%

18%

14%

IDA 1

83%

68%

81%

Figuur 2.4.c: percentage van de tijd waarin de woonkamer zich tijdens het weekend in een bepaalde IDA-klasse bevindt


65

2.4.2 Verband CO2-vocht Een goed ventilatiesysteem moet ontworpen worden om zowel vocht als pollutie (zoals CO2) af te voeren. Vocht en CO2 worden beide door mensen geproduceerd en door ventilatie afgevoerd. Het is dan ook nuttig om te onderzoeken of er een verband tussen beiden is. Met andere woorden: gaat een hoge CO2-concentratie samen met een hoge vochtigheid, en een lage vochtigheid met een lage CO2-concentratie? Een eerste vorm van analyse werkt met daggemiddelde waarden van het dampdrukverschil binnen-buiten, uitgezet ten opzichte van daggemiddelde waarden van het CO2concentratieverschil binnen-buiten. Als tweede analyse wordt de verdeling van de ruimtes in IDA klassen (percentage van de tijd waarin een ruimte zich in bepaalde klasse bevindt) vergeleken met deze in binnenklimaatklassen (maandgemiddelden). Voor de verdeling in IDA klassen werd gebruik gemaakt van daggemiddelden voor de volledige meetperiode (dus geen onderverdeling in nacht-dag). De analyses werden beperkt tot H01 en H02.

H02 living

600

800

400

600

200 0 0

200

400

600

800

1000

-200

dampdrukverschil i-e


H01 living

-400

0 -200

0

200

400

600

800

1000

-400 CO2-concentratieverschil i-e

H01 slaapkamer 1

H02 slaapkamer 1 600

600 400 200 0 0

200

400

600

800

1000

-400

1200



200

CO2-concentratieverschil i-e

800

-200

400

400 200 0 0

200

400

600

800

1000

-200 -400



Figuur 2.4.d: dampdrukverschil binnen-buiten vs CO2-concentratieverschil


66

H02 slaapkamer 2

600

600

400

400

200 0 0

200

400

600

800

1000

-200



H01 slaapkamer 2

-400

200 0 -200

0

600

800

-600 CO2-concentratieverschil i-e

H01 keuken

H02 keuken 600

400 200 0 0

200

400

600

800


600 dampdrukverschil i-e

400

-400


-200

400 200 0 0

200

400

600

-200 -400 CO2-concentratieverschil i-e


H01 badkamer

H02 badkamer 400

600 400 200 0 0

200

400

600

-200

800


800


200

200 0 0

100

200

300

400

-200 -400



Figuur 2.4.e: dampdrukverschil binnen-buiten vs CO2-concentratieverschil


67

H 01 Woonkamer IDA 2 8%

IDA 4 0%

BKK 1 8%

BKK 2 61%

H01 Slaapkamer 1

IDA 3 8%

H02 Slaapkamer 1

BKK 3 38%

H02 Slaapkamer 1

IDA 4 20%

BKK 4 0%

IDA 2 17%

BKK 2 56%

H02 Slaapkamer 2

IDA 4 3%

IDA 3 15%

BKK 1 7%

BKK 1 33%

H02 Keuken

H02 Keuken

IDA 2 5% IDA 3 1%

IDA 4 0%

BKK 4 0%

IDA 1 92%

BKK 1 9%

BKK 2 55%

IDA 4 0%

IDA 1 94%

H02 Badkamer

H01 Badkamer

IDA 2 9%

BKK 4 0%

BKK 3 36%

IDA 3 1%

BKK 3 0%

IDA 1 72%

H01 Keuken IDA 2 7%

BKK 2 67%

IDA 4 2%

BKK 4 0% BKK 2 64%

H01 Badkamer

BKK 1 5%

H02 Slaapkamer 2

IDA 2 11%

BKK 3 29%

IDA 3 19%

H01 Keuken

BKK 4 0%

IDA 1 54%

H01 Slaapkamer 2

IDA 1 61%

BKK 3 9% BKK 2 86%

BKK 1 6%

H01 Slaapkamer 2

BKK 1 4%

IDA 3 15%

IDA 2 11%

IDA 4 16%

IDA 1 62%

BKK 4 0% BKK 2 79%

IDA 1 75%

H01 Slaapkamer 1

IDA 3 12%

BKK 3 17%

IDA 4 1%

BKK 4 0%

IDA 1 91%

H02 Woonkamer

IDA 2 16%

BKK 3 31%

IDA 3 1%

IDA 2 10%

H02 Woonkamer

H01 Woonkamer

BKK 3 50%

BKK 4 0%

BKK 2 85%

BKK 1 5%

H02 Badkamer

IDA 2 10%

IDA 3 4%

BKK 3 10%

BKK 2 55%

IDA 3 2%

IDA 4 1%

BKK 4 0%

IDA 1 86%

BKK 1 0%

IDA 4 0%

BKK 3 0%

IDA 1 88%

BKK 2 50%

BKK 4 0% BKK 1 45%

Figuur 2.4.f: verdeling IDA klassen en binnenklimaatklassen per ruimte (H01 en H02)


68

In figuur 2.4.d en 2.4.e zien we duidelijk dat het CO2-concentratieverschil en het dampdrukverschil niet consequent dezelfde trend volgen. Bij bepaalde ruimtes (b.v. slaapkamer 2 van H02) zijn er grote spreidingen waar te nemen. We merken zowel hoge dampdrukverschillen gepaard gaande met lage CO2-concentratieverschillen op, als omgekeerd. Om te zien welke trend de metingen volgen, werd op elke grafiek een trendlijn geconstrueerd (rechte). In de meeste gevallen is deze lijn stijgend (dus hoe hoger het CO2concentratieverschil, hoe hoger het dampdrukverschil), maar dit is niet altijd het geval. Zo zien we bij de badkamer in H02 een negatieve trend. Dit wijst er duidelijk op dat er nog andere vochtbronnen dan mensen in het spel zijn (douche, bad, … dit zijn vochtbronnen die geen CO2-bronnen zijn). Een tweede aspect waarom er niet direct een eenduidig verband tussen beiden is waargenomen, is het feit dat vocht interageert met wanden, meubels, … Deze hebben de mogelijkheid om vocht op te slaan en weer vrij te geven, wat met CO2 natuurlijk niet het geval is. Bij figuur 2.4.f zien we hetzelfde fenomeen: grafieken waarbij IDA en BKK een soortgelijke verdeling vertonen (b.v. woonkamer van H02), en gevallen waarbij de verdeling totaal verschillend is (b.v. slaapkamer van H02, badkamer). We zien dat de badkamers vochtige ruimtes zijn, maar toch goed scoren op binnenluchtkwaliteit (te wijten aan de niet-menselijke vochtbronnen). Bij de woonkamer merken we ook verschillen op, ondanks het feit dat er daar behalve mensen weinig andere vochtbronnen zijn. Dit zou dan kunnen verklaard worden door het effect dat wanden, meubels en textiel hebben op de vochtigheid van de binnenlucht. Uit deze ondervindingen volgt dat het dus niet zo evident is om een ventilatiesysteem te ontwerpen dat zowel het vocht- als CO2-niveau laag houdt. Wanneer men in de badkamer bijvoorbeeld een ventilatiesysteem ontwerpt aan de hand van CO2-concentraties, zal dit onvoldoende zijn om ook alle overtollige vocht af te voeren.


69

« 3. METINGEN IN EEN PASSIEFHUIS »


70

3.1 Inleiding 3.1.1 Wat is een passiefhuis? De term passiefhuis staat voor een specifieke constructiestandaard die Europees is vastgelegd. Het betreft woongebouwen die zowel tijdens de winter als de zomer een goed binnenklimaat hebben, zonder dat er gebruik gemaakt wordt van een traditioneel verwarmings- of koelsysteem. Dit kan verwezenlijkt worden door het gebouw zeer goed thermisch te isoleren (dus ook een minimum aan thermische koudebruggen) en een zeer goede luchtdichtheid van de constructie. Voor het gewenste binnenklimaat zorgt een gebalanceerde ventilatie waarbij gebruik gemaakt wordt van warmterecuperatie. Het ontwerpverwarmingsvermogen wordt dus beperkt tot het vermogen dat nodig is voor het transporteren van de minimaal vereiste hygiënische ventilatielucht (afvoeren vervuilde lucht, aanvoeren verse lucht). Voor het gebied van 40°-60° noorderbreedte legt de Europese standaard de volgende beperkingen van het jaarlijks energieverbruik op:

-

-

de totale energievraag voor ruimteverwarming en koeling moet beperkt blijven tot 15 kWh/m² geklimatiseerde vloeroppervlakte (op jaarbasis); dit is een vereiste om een kwaliteitsverklaring te verkrijgen (ter vergelijking: bij de gemiddelde woning ligt dit rond de 180 kWh/m²/jaar) de totale hoeveelheid primaire energie voor alle toepassingen, sanitair warm water en ruimteverwarming en koeling is beperkt tot 42 kWh/m2 geklimatiseerde vloer-oppervlakte (dit is vier à vijf keer minder dan het energiegebruik van een gemiddelde nieuwe woning)

Een passiefhuis zal om aan de vooropgestelde eisen te kunnen voldoen, gebruik maken van passieve zonne- en warmtewinsten. Zo worden dus ook hernieuwbare energiebronnen ingezet om aan de overblijvende energiebehoefte te voldoen. Het is de bedoeling om deze gratis, passieve zonnewinsten te maximaliseren terwijl oververhitting wordt vermeden. Een passiefhuis bouwen betekent dus:

-

warmteverliezen beperken door een ver doorgedreven isolatie warmteverliezen beperken door een zeer goede luchtdichtheid van het gebouw luchtkwaliteit waarborgen door ventilatie met warmteterugwinning gebruik van passieve energie (bodemwarmte en -koeling, zonnewarmte, …) laag energiegebruik door efficiënte apparaten

Wanneer deze zaken gerealiseerd worden, is een gebouw in staat om zonder de klassieke verwarmingsinstallatie een zeer comfortabel binnenklimaat te garanderen. Omdat er dus niet meer actief verwarmd wordt, spreekt men van een ‘passief’ gebouw of ‘passiefhuis’. Bij een passiefhuis is een goed uitgedacht compact ontwerp van kapitaal belang. De oriëntatie naar de zon, de zeer goede schilisolatie en een effectieve kierdichting zorgen Analyse van binnenklimaatmetingen

71

ervoor dat binnenkomende warmte nauwelijks weg kan uit het passiefhuis. Dit maakt het mogelijk dat er in de winter nog maar heel weinig energie nodig is om de woning op temperatuur te houden. Belangrijk is dat deze energie zoveel mogelijk gehaald wordt uit passieve warmtebronnen zoals de zon en interne warmtebronnen zoals de bewoners en huishoudelijke apparaten. In de zomer garanderen passieve strategieën zoals een goed ontwerp, zware schilisolatie, de aanwezigheid van thermische massa, zonnewering en nachtventilatie voor een comfortabel binnenklimaat.

Figuur 3.1.a: principes van een passiefhuis (zware schilisolatie – thermische massa – zonnewinsten – luchtdichtheid) (bron: www.passiefhuis.nl)

Elk passiefhuis draagt op deze manier bij tot een milieuvriendelijkere wereld (b.v. minder uitstoot van CO2-gassen), zonder op comfort of andere aspecten in te leveren. De afwezigheid van koudestraling (door de goede isolatie), de luchtdichtheid en koudebrugvrije detaillering (geen tochtgevoel) en de voortdurende toevoer van verse en schone ventilatielucht zorgen zelfs voor een gezond en aangenaam binnenklimaat. Het passiefhuisconcept zelf is oorspronkelijk ontwikkeld door Prof. Bo Adamson aan de Universiteit van Lünd in Zweden (eind jaren ’80). In de jaren negentig werd er verder aan gewerkt door het wetenschappelijke Passiv Haus Institut (PHI) in Darmstadt onder leiding van dr. Wolfgang Feist. Deze zorgde er ook voor dat de passiefhuistechnologie in Europa en daarbuiten verspreid geraakte. Het enthousiasme voor de toepassing van deze technologie is de afgelopen 10 jaar in het buitenland in een stroomversnelling gekomen. Zo zijn er reeds meer dan 5000 passiefhuizen gebouwd in Duitsland, Zweden, Oostenrijk en Zwitserland. Ook in Nederland, Denemarken, België, Italië en Frankrijk zijn de afgelopen zes jaar de eerste passiefhuizen gerealiseerd. Daarnaast zijn in meerdere landen ook scholen, verzorgings- en verpleegtehuizen, kantoren en bedrijfsgebouwen gerealiseerd volgens het passiefhuisconcept en eveneens bestaande woningen kunnen gerenoveerd worden naar de passiefhuisstandaard. De eerste passiefhuizen in België kwamen er in 2003. Begin 2006 staan er al zeven passiefhuizen met kwaliteitsverklaring en zijn er een ruime dertig in aanbouw.


72

Een instrument dat men bij het ontwerpen van passiefhuizen kan gebruiken, is het PassiefHuisProjectenrekenPakket (PHPP), ontwikkeld door het Passiv Haus Institut in Darmstadt. Deze zeer uitgebreide berekeningsmethode geeft o.a. nauwkeurig het te verwachten energieverbruik, de invloed van de luchtdichtheid en de kwaliteit van het comfort aan. In Vlaanderen wordt er gecertificeerd als een passiefhuis beantwoordt aan het maximum van 15 kWh/m² per jaar voor verwarming volgens de PHPP-berekening en als de luchtdichtheid in orde is. Dit wordt bepaald door een pressurisatieproef: er wordt een drukverschil tussen binnenen buitenomgeving gecreëerd, waarna vervolgens de hoeveelheid weglekkende lucht wordt gemeten. Dit moet beneden de 0,6 volumewisselingen per uur (bij een drukverschil van 50 Pascal) zijn. In de praktijk zal men de passiefhuisprincipes als volgt toepassen:

Figuur 3.1.b: passiefhuisprincipes (bron: www.passiefhuisplatform.be)

-

transmissieverliezen beperken door hoge graad van isolatie Om een doeltreffende isolatielaag te realiseren variëren isolatiediktes voor wanden, daken en vloeren van 18 cm tot 35 cm naargelang het type isolatiemateriaal. Belangrijk is dat de isolatie overal continu doorloopt zodat er geen koudebruggen ontstaan. Verder wordt er ook gebruik gemaakt van drievoudige beglazing en extra geïsoleerd schrijnwerk. Dit resulteert in het volgende:


73

- U-waarde van vloeren, muren en daken - U-waarde van buitenschrijnwerk - U-waarde van beglazing - knooppunten: lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt

-

< 0,15 W/m²K < 0,8 W/m²K < 0,8 W/m²K < 0,01 W/mK

lekverliezen beperken: luchtdichte constructie Om zo weinig mogelijk warmte te verliezen via klieren, spleten en aansluitingen is een goede luchtdichtheid van het gebouw een noodzaak; bij passiefhuizen wordt deze dan ook grondig getest (lekverliezen n50 < 0,6 h-1).

-

passieve warmtewinsten In de winter wordt via een optimale oriëntatie van de ramen op het zuiden zoveel mogelijk zonnewarmte binnenshuis gehaald en deze wordt door de hoge graad van isolatie (o.a. ook van het glas en schrijnwerk) zo weinig mogelijk losgelaten. Zo fungeren de ramen als het ware als zonnecollectoren/verwarming aangezien hun energiewinst groter is dan hun energieverlies. In de zomer wordt het wel noodzakelijk om met behulp van zonnewering de warmte buiten te houden. Verder brengen goed doordacht geplaatste ramen ook overal daglicht binnen wat zorgt voor een aangenamer gevoel en een vermindering van het energieverbruik voor kunstlicht.

-

ventilatie Om het comfort in een passiefwoning (luchtdicht) optimaal te houden is een continue aanvoer van verse lucht een noodzaak. Er wordt gekozen voor een mechanische ventilatie met warmterecuperatie met een heel hoog rendement. Een luchtluchtwarmtewisselaar zorgt ervoor dat de inkomende, koude lucht opgewarmd wordt door de warme, uitgaande lucht; hierdoor wordt ± 90% van de warmte teruggewonnen zonder dat de twee luchtstromen dienen gemengd te worden (verse vs vervuilde lucht). Deze hygiënische ventilatie kan op zeer koude dagen ook nog naverwarmd worden (naverwarmingsbatterij) zodat er extra warmte verdeeld wordt. Optioneel kan ook een grond-lucht warmtewisselaar (grondbuis) gebruikt worden om de behoefte aan bijverwarming en koeling (in de zomer) van de verse lucht te reduceren.

-

efficiënte huishoudapparaten Om het verbruik zo laag mogelijk te houden is het gebruik van energiezuinige elektrische apparaten aan te raden.

-

hernieuwbare energie De resterende energiebehoefte (slechts 25% van deze van een conventionele woning) is bij een passiefhuis zo laag dat het zinvol wordt om alternatieve energiebronnen te gebruiken. Zo kunnen bijvoorbeeld zonnepanelen gebruikt worden om 40-60% van de sanitair warmwater behoefte te dekken.


74

Een aantal comfortproblemen die wel in een passiefhuis kunnen optreden zijn: overal eenzelfde warmteaanvoer (dus hoge temperaturen voor de slaapkamer en eerder lage voor de woonkamer), oververhitting wanneer veel warmte wordt geproduceerd (b.v. brood bakken, koken, mensen op bezoek, …) en meer risico op vochtproblemen (door de hoge luchtdichtheid). Het laatste probleem kan beheerst worden door een goede werking van het ventilatiesysteem, dat verse lucht aanvoert in de droge ruimtes en afvoert in de natte ruimtes (badkamer, keuken), zodat vocht en geurtjes mee naar buiten worden genomen. Wanneer men het ventilatiesysteem echter op de laagste, meest energiezuinige stand plaatst, zou het wel kunnen dat soms erg hoge dampdrukken en CO2-gehaltes bereikt worden. Door de zeer goede thermische isolatie zullen de hoge dampdrukken niet tot vochtproblemen leiden, maar ze kunnen wel een vermindering van het thermisch comfort inhouden. Ondanks deze mogelijke problemen, resulteert dit alles wel tot een woning waarvan de energieconsumptie 4 keer lager ligt dan bij een gemiddelde nieuwbouwwoning van vandaag en tot 10 keer lager dan bij bestaande gebouwen.

Figuur 3.1.c: vergelijking energieverbruik woningen (bron: www.passiefhuisplatform.be)


75

3.1.2 Passiefhuis te Ename De woning en de metingen Eigenaars: Frédéric De Clippele en Katrien Blomme Architect: Christophe Debrabander Plaats: Ename (Oudenaarde) Verbruik voor de periode 22/10/2005-16/04/2006: 500 kWh elektriciteit; 7,1m³ water; 425 kg houtpellets (± 20% ruimteverwarming en 80% sanitair water) Plannen met aanduiding van loggers, pulsie en extractie: zie bijlage In de periode van 6 januari 2006 tot 27 maart 2006 werden er metingen uitgevoerd door de UGent in een passiefhuis te Ename (Oudenaarde). De relatieve vochtigheid en temperatuur werden om de 10 minuten gemeten in de badkamer, slaapkamer (tweepersoons), woonkamer en buiten. De loggers zijn van het merk HOBO, type H08-032-08. Deze loggers meten de temperatuur van -30°C tot +50°C (buiten van -40°C tot +100°C) met een accuraatheid van ± 0,2°C (bij 21°C) en een relatieve vochtigheid van 0 tot 100% met ± 3%. De plaatsing van de loggers is aangeduid op de plannen in de bijlage. Het betreft een recent gebouwde (begonnen in mei 2005) vrijstaande en compacte (8 op 9 meter) ééngezinswoning met twee niveau’s. Plannen en foto’s van de woning en ventilatiesysteem zijn terug te vinden in de bijlagen achteraan. Om zoveel mogelijk zonnewarmte op te vangen werd een 25m² grote en op het zuiden gerichte glaspartij opgetrokken. De overige buitenwanden zijn vrij gesloten om zo weinig mogelijk warmte te verliezen. In de zomer 2006 komt er een luifel om aan zonnewering te kunnen doen. Verder bevat het huis natuurlijk de kenmerken van een passiefhuis: extra goede isolatie (dikte tussen 30 en 40 cm), drievoudige beglazing met isolerend schrijnwerk, luchtdicht, mechanische ventilatie met warmterecuperatie, … Er wordt ook gebruik gemaakt van een houtpelletkachel (een soort houtkorrels) om de bewoners in de winter van warm sanitair water te voorzien. Tijdens de rest van het jaar wordt dit water opgewarmd door een zonnepaneel van 8m² op het dak. Specificaties van het passiefhuis zijn terug te vinden in tabel 3.1.a. Er werd bij dit huis ook gekozen voor een bodem-lucht-warmtewisselaar (= een grondbuis). Door de in te voeren lucht eerst door de grond te sturen, wordt de lucht in de winter door de bodemtemperatuur voorverwarmd en gekoeld in de zomer. De bodem heeft een heel grote massa en warmtecapaciteit waardoor ze de warmte goed kan opnemen en later weer afgeven. Omdat de grond ook een grote thermische inertie heeft, worden de dagelijkse temperatuurschommelingen gedempt en neemt de bodem een quasi constante temperatuur aan die ’s zomers lager is dan de buitenluchttemperatuur en ’s winters hoger. De lucht vervolgt zijn weg door een lucht-luchtwarmtewisselaar waar warmte uit de afvoerlucht op de verse toevoerlucht wordt overgedragen. Omdat een goede grondbuis de inblaastemperatuur van de ventilatielucht tot zo’n 8 à 10°C kan voorverwarmen bestaat er geen risico op vervriezen van de warmtewisselaar tijdens de winter. Ingewikkelde en/of extra energieverslindende ontdooiprocessen zijn dus niet nodig. Aan de ingang van de grondbuis werd er een filter voorzien om de inkomende lucht te zuiveren.


76

CONSTRUCTIE Bouwdeel

materiaal

dikte (mm)

U-waarde (W/m²K)

Bodem

zeeden parket T&G OSB plaat T&G papiervlokken ISOMO/EPS gewapend beton

20 18 190 150 120

0,114

Wand

fermacel leidingspouw isolatie pluimen OSB plaat T&G papiervlokken houtvezel celit 4D luchtspouw baksteen

12,5 40

0,141

Dak

afwerking in hout leidingenspouw proclima luchtdichting papiervlokken papiervlokken houtvezel celit 4D luchtspouw pannen

12,5 40 1 400 22 22 20 20

Raam

hout/PUR 0,8 drievoudig glas + thermische afstandhouders

15 234 22 20 88 0,097

TECHNISCHE GEGEVENS Aard warmtewisselaar (grondbuis)

Warmterecuperatie op de ventilatie Warm sanitair water Zonneboiler Luchtdichtheidstest

lengte: 35m diepte: 1,8m diameter: 200mm tegenstroom warmtewisselaar houtpelletkachel 8m² en 450 liter n50-waarde: 0,47 h-1

Tabel 3.1.a: constructie- en technische gegevens (bron: www.passiefhuisplatform.be)


77

De woning wordt bewoond door twee volwassen buitenhuis werkende personen met onregelmatige werkuren. Vanaf februari was één persoon bijna constant aanwezig (zwangerschapsverlof) en van drie tot tien maart was de woning onbewoond (vakantie). De week van 20 februari hadden de bewoners wat te weinig houtpellets waardoor ze wat spaarzamer zijn geweest. Op 26 januari werd een glazen vloer geplaatst als “gang” op de eerste verdieping. Behalve de metingen van temperatuur en relatieve vochtigheid in de slaapkamer, woonkamer en badkamer werden er ook dataloggers geplaatst in verschillende onderdelen van het ventilatiesysteem, om zo een beeld te krijgen van het temperatuurverloop doorheen dit systeem. De loggers voor de metingen van de watertemperatuur zijn van het type H08031-08. De resultaten hiervan zullen verder worden besproken onder paragraaf 3.5. Als laatste werd ook nog de CO2-concentratie gemeten in de woonkamer om een beeld te krijgen van de binnenluchtkwaliteit. Dit werd uitgevoerd met loggers OPUS 10, model 8255. Deze loggers kunnen een CO2-concentratie meten van 0 tot 10000 ppm (parts per million) met een accuraatheid van ±100 ppm. De metingen in de slaapkamer zijn niet gelukt. Het ventilatiesysteem

Figuur 3.1.d: schema werking ventilatiesysteem

In bovenstaande figuur wordt de werking van het gebruikte ventilatiesysteem geïllustreerd. Eerst gaat de buitenlucht via een filter in de grondbuis (1); daar zorgt de temperatuur van de bodem ervoor dat de lucht voorverwarmd (winter) of gekoeld (zomer) wordt. Vervolgens komt de lucht terecht in de lucht-lucht warmtewisselaar (2) waar warmte afkomstig van de buitengaande lucht gerecupereerd wordt. Daarna verlaat de lucht de warmtewisselaar (3) en doorloopt ze een naverwarmingsbatterij (4). Deze batterij wordt gevoed door warm water (7) uit de boiler die op zijn beurt de warmte gebruikt afkomstig van de houtpelletkachel (winter) en zonneboiler (zomer). De op temperatuur gebrachte lucht wordt vervolgens uitgeblazen via de vloer op de eerste verdieping en via het plafond van het gelijkvloers. De ruimtes waar


78

deze lucht wordt ingeblazen zijn: woonkamer en slaapkamers. De extractie (6) in badkamer, keuken en wc brengt de lucht terug naar de warmtewisselaar om dan naar buiten (8) afgeleid te worden. De precieze plaatsing van pulsie en extractie staat aangeduid op de plannen van het huis (zie bijlage) en is volgens het principe toevoer in droge ruimtes, afvoer in natte. Tussen elke pulsie- en extractiemond werd een geluidsdemper voorzien. Het ventilatiesysteem zelf heeft 4 standen: nul, minimum, normaal en maximum. Het dagelijks ventilatieschema ingesteld door de eigenaar was: 00u00

nul

15u15

nul

05u15

minimum

17u00

minimum

09u00

nul

22u00

normaal

12u00

minimum

22u30

minimum

14u30

normaal

24u00

nul

14u45

minimum Tabel 3.1.b: ventilatieschema

Op figuur 3.1.e en 3.1.f kunnen is het temperatuurverloop in de tijd weergegeven voor het einde van de grondbuis. Elke grafiek werkt met een periode van twee weken, startend met maandag. De week dat de bewoners op reis waren (3 tot 10 maart) werd wel weggelaten. Op deze grafieken kunnen we heel duidelijk de periodes opmerken wanneer geventileerd werd. De temperatuur zal dan namelijk dalen tot ongeveer 8°C (wanneer het ventilatiesysteem niet werkt, zal de logger de temperatuur van zijn omgeving noteren). Uit deze grafieken kunnen we dus afleiden wanneer het ventilatieschema waarover we beschikken, werd toegepast. We kunnen het schema duidelijk herkennen in de laatste twee weken van de meetcampagne. Voor analyses waarbij het ventilatieschema moet gekend zijn, zullen deze twee weken dus gebruikt worden. De weken daarvoor zien we dat de bewoners een meer wisselend schema hebben gebruikt en de eerste twee weken nog een ander schema.


79

werking grondbuis Figuur 3.1.e: werking grondbuis (temperatuurverloop)


80

Figuur 3.1.f: werking grondbuis (temperatuurverloop)


81

3.1.3 Een eerste analyse van de meetresultaten slaapkamer 25 20

buitentemp (°C)

15 10 5 0 3/01 -5

13/01

23/01

2/02

12/02

22/02

4/03

14/03

24/03

3/04

-10 temperatuur buiten

temperatuur slaapkamer

woonkamer 30 25

buitentemp (°C)

20 15 10 5 0 3/01 -5

13/01

23/01

2/02

12/02

22/02

4/03

14/03

24/03

3/04

24/03

3/04


temperatuur woonkamer

badkamer 30 25

buitentemp (°C)

20 15 10 5 0 3/01 -5

13/01

23/01

2/02

12/02

22/02

4/03

14/03


temperatuur badkamer

Figuur 3.1.g: temperatuur (°C) uitgezet in de tijd en in vergelijking met buiten voor slaapkamer, woonkamer en badkamer


82

slaapkamer 100

relatieve vochtigheid (%)

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 3/01

13/01

23/01

2/02

12/02 RV buiten

22/02

4/03

14/03

24/03

3/04

14/03

24/03

3/04

14/03

24/03

3/04

RV slaapkamer

woonkamer 100


90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 3/01

13/01

23/01

2/02

12/02 RV buiten

22/02

4/03

RV woonkamer

badkamer 100


90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 3/01

13/01

23/01

2/02

12/02 RV buiten

22/02

4/03

RV badkamer

Figuur 3.1.h: relatieve vochtigheid (%) uitgezet in de tijd en in vergelijking met buiten voor slaapkamer, woonkamer en badkamer


83

Voor een eerste analyse werden de meetresultaten voor de slaapkamer, woonkamer en badkamer ten opzichte van de metingen buiten in figuur 3.1.g en 3.1.h uitgezet in de tijd. In alle grafieken is duidelijk de week dat de bewoners op verlof waren (van 3 tot 10 maart) en de week dat ze spaarzaam waren met brandstof (week van 20 februari) te herkennen: de temperatuur ligt lager en vertoont minder fluctuaties en ook de relatieve vochtigheid houdt een meer constant peil aan tijdens hun verlof (geen aanwezigen). Verder maakt figuur 3.1.g duidelijk dat de temperatuur in de slaapkamer vrij hoog uitvalt; deze klimt op het einde van de meetperiode (buitentemperaturen van rond de 15°C) zelfs naar 22°C, terwijl de comforttemperatuur voor een slaapkamer maar 16 à 18°C bedraagt. De gemiddelde temperatuur tijdens de nachtperiode (22u-8u) bedraagt 19,76°C (zie tabel 3.1.c), wat voor een slaapkamer aan de hoge kant ligt. De temperaturen in woon- en slaapkamer zijn aangenaam. De woonkamer haalt gemiddeld overdag (8u-22u) 20,40°C. Het effect van bezonning uit zich in grotere schommelingen (dag-nacht) in de binnentemperatuur. De binnentemperatuur van de woonkamer (glaspartij op zuiden gericht) vertoont merkbaar grotere schommelingen dan de slaapkamer (één klein raam aan oostzijde) en badkamer. Behalve het verschil in fluctuatie merken we op dat de temperaturen in de drie ruimtes ongeveer eenzelfde verloop kennen. Dit is logisch aangezien in alle ruimtes dezelfde lucht wordt ingeblazen. De temperaturen zijn over de volledige woning vrij gelijkaardig, met als gevolg dat ze in de leefruimten aan de lage kant en in de slaapvertrekken aan de hoge kant kunnen zijn. De relatieve vochtigheid in de ruimtes schommelt ongeveer tussen de 30 en 50%. We kunnen goed het effect van het gebruik van de badkamer aflezen, zichtbaar aan de piekwaarden van de relatieve vochtigheid die zelfs bijna een waarde van 100% RV bereiken. Behalve deze extreme waarden, is de relatieve vochtigheid in de drie kamers van dezelfde grootteorde en vertonen ze in grote lijnen dezelfde stijgingen en dalingen. In tabel 3.1.c werden de gemiddelde waarden van temperatuur, relatieve vochtigheid, dampdruk en dampdrukverschil berekend voor de hele meetperiode. We merken dat de gemiddelde temperaturen ’s nacht of overdag niet zoveel afwijken van deze berekend voor de hele periode. Dit is te wijten aan de relatief kleine schommelingen in temperatuur tussen dag en nacht (schommelingen van ± 2°C voor de slaapkamer en ± 3 à 4°C voor de woonkamer) en wijst er eveneens op dat de warmte in de woning goed wordt vastgehouden. De gemiddelde waarden van de relatieve vochtigheid zijn goed en liggen iets hoger voor slaap- en badkamer. Ook de dampdrukken liggen niet aan de hoge kant. Dit wijst er waarschijnlijk op dat het vocht voldoende wordt afgevoerd door het ventilatiesysteem. Wanneer we het ventilatieschema uitzetten ten opzichte van de relatieve vochtigheid en de binnentemperatuur, kunnen we het effect van de ventilatie op beiden bestuderen.


84

Buiten

Binnen

Temperatuur (°C)

Θe = 2,81°C

slaapkamer

19,66

RV = 84,58%

woonkamer

20,16

pe = 632

badkamer

20,15

RV (%)

Dampdruk (Pa)

pi-pe (Pa)

19,76 ‘s nachts

42,69

977

345

20,40 overdag

39,72

938

306

42,58

1005

373

Tabel 3.1.c: gemiddelde temperatuur, RV en dampdruk voor de hele meetperiode (6/01/06 t.e.m. 27/03/06)

30

45 40 35

20

30 25

15 20

stand normaal 10

15 10

stand minimum

5

5 0

stand nul

21/03

0 22/03

23/03

tijd (dagen) temperatuur

ventilatie

RV

Figuur 3.1.i: invloed ventilatiesysteem op temperatuur en relatieve vochtigheid woonkamer (periode 21 t.e.m. 22 maart)

We zien in figuur 3.1.i duidelijk dat het ventilatiesysteem invloed heeft op de relatieve vochtigheid. Deze daalt wanneer het systeem in werking is (vocht wordt afgevoerd). Op de binnentemperatuur lijkt het ventilatiesysteem geen invloed te hebben; dit komt waarschijnlijk omdat de ingeblazen lucht ongeveer dezelfde temperatuur heeft als de binnenlucht op dat moment. Wanneer het bijvoorbeeld zomer zou zijn en er dus hoge temperaturen zouden heersen binnen, dan zou de lagere temperatuur van de inblaaslucht, de temperatuur binnen doen dalen.


85



25

3.1.4 Gebruikspatronen van de verschillende kamers In de volgende grafieken werd de binnentemperatuur en het dampdrukverschil binnen-buiten uitgezet voor één week voor elke kamer. De week die gebruikt werd is deze van 20 maart tot en met 26 maart 2006. Uit deze grafieken kan het gebruik van elke kamer worden afgelezen.

27

600 500 400 300

23

200 100

21

0 -100

19

-200

dampdrukverschil i-e (Pa)


25

-300

17

-400 15 20/03

-500 21/03

22/03

23/03

24/03

25/03

26/03

27/03

tijd (dagen)

temperatuur

dampdruk

27

2500

25

2000



Figuur 3.1.j: binnentemperatuur en dampdrukverschil binnen-buiten voor woonkamer (20/03 t.e.m. 26/03)

1500

23

1000 21 500 19

0

17

-500

15 20/03

-1000 21/03

22/03

23/03

24/03

25/03

26/03

27/03


dampdruk

Figuur 3.1.k: binnentemperatuur en dampdrukverschil binnen-buiten voor badkamer (20/03 t.e.m. 26/03)


86

800

25

600



27

400

23

200 21 0 19

-200

17

-400

15

-600

20/03

21/03

22/03

23/03

24/03

25/03

26/03

27/03


dampdruk

Figuur 3.1.l: binnentemperatuur en dampdrukverschil binnen-buiten voor slaapkamer (20/03 t.e.m. 26/03)

Voor de woonkamer zien we de binnentemperatuur oplopen naar de avond toe en rond 22u weer afnemen. Bij de damptoevoer zien we dit patroon minder. Dit komt omdat het vocht wanneer het ventilatiesysteem in werking is, afgevoerd wordt. Voor de badkamer merken we een soortgelijk verloop op voor binnentemperatuur en damptoevoer. De pieken zijn te wijten aan douchen, wat zowel een temperatuursverhoging als een vochttoename inhoudt. Bij de slaapkamer zijn er hogere temperaturen en hogere vochtigheid waar te nemen rond de nachtperiode. We merken ook pieken op overdag; dit is te verklaren door de aanwezigheid van de zwangere vrouw overdag. De impact van het ventilatiesysteem op de binnentemperaturen zal verder besproken worden onder paragraaf 3.5.


87

3.2 Vochtigheid van de binnenlucht 3.2.1 Binnenklimaatklassen We passen de methode beschreven in TV 215 (Hens, maandgemiddelden) toe om de verdeling in binnenklimaatklassen te bekomen. Daarvoor berekenen we eerst alle maandgemiddelde waarden van buitentemperatuur, binnentemperatuur, dampdruk binnen en buiten en dampdrukverschil binnen-buiten. De dampdruk wordt op dezelfde methode berekend als uiteengezet in 2.2.2.

Gemiddelde binnentemperatuur (°C)

Gemiddelde dampdruk binnen (Pa)

Dampdrukverschil binnen-buiten (Pa)

Januari pe = 621 Pa θe = 1,83°C

woonkamer

20,31

995

374

slaapkamer

19,97

1003

382

badkamer

20,36

1030

409

Februari pe = 674 Pa θe = 2,74°C

woonkamer

19,40

932

258

slaapkamer

18,69

972

298

badkamer

19,06

997

323

Maart pe = 673 Pa θe = 3,85°C

woonkamer

20,07

868

195

slaapkamer

19,62

921

248

badkamer

20,48

944

271

Tabel 3.2.a: maandgemiddelde waarden

BKK 3

BKK 4

400

BKK 2 200

BKK 1 0 -5

0

5

10

15

600



600

20

400

BKK 2

200

BKK 1 0 -5

0


slaapkamer

BKK 5

BKK 4

BKK 3

badkamer

5

10

15

20

buitentemperatuur (°C) slaapkamer

badkamer

woonkamer

Figuur 3.2.a: buitentemperatuur vs dampdrukverschil binnen-buiten (links Hens, rechts EN ISO 13788) met maandgemiddelde waarden

We zien dat de ruimtes zich praktisch allemaal in BKK 2 bevinden. Bij Hens wijst dit op een gebouw met een geringe vochtproductie of behoorlijk ventilatiesysteem. Bij het Europese klasseringsysteem zitten woningen met lage bezetting onder BKK 3, maar hier bevinden de


88

ruimtes zich in BKK 2, waarmee ze qua vochtigheid vergelijkbaar zijn met kantoren en winkels. Dit passiefhuis is dus zeker niet vochtig te noemen.


Om te kunnen vergelijken met de resultaten bekomen uit de database ‘vocht in daken’ is de meetperiode nogal kort (3 maanden in de winterperiode). Daarom voeren we de analyse nog eens door met weekgemiddelde waarden (zodat we meer punten hebben).

600

BKK 3

BKK 4

400

BKK 2 200

BKK 1 0 -5

0

5

10

15

20

25

-200


slaapkamer

badkamer

Figuur 3.2.b: buitentemperatuur vs dampdrukverschil i-e (Hens) met weekgemiddelde waarden

In figuur 3.2.c krijgen we dan het percentage van de tijd dat de ruimtes zich in een bepaalde binnenklimaatklasse bevinden. Dit kunnen we vervolgens vergelijken met de resultaten bekomen voor de database ‘vocht in daken’ (2.2.1), waarbij we als periode de winter nemen (aangezien de metingen in het passiefhuis ook in de winter uitgevoerd werden). We zien dat vooral de woonkamer in het passiefhuis merkelijk minder vochtig is en ook de slaapkamer van het passiefhuis doet het beter. De vochtigheid van de badkamer is ongeveer dezelfde. De betere prestaties van het passiefhuis zijn waarschijnlijk te wijten aan de ventilatie, daarom leek het nuttig om ook eens te vergelijken met de verdeling van de binnenklimaatklassen van de woningen uit de database die ook een ventilatiesysteem hebben (en in de winterperiode). We merken dat deze verdeling al veel meer aansluit bij deze bekomen bij het passiefhuis. We mogen natuurlijk ook niet uit het oog verliezen dat het hier maar om één passiefwoning gaat, die we vergelijken met de resultaten van 39 woningen (volledige database “vocht in daken”) en 8 woningen (met ventilatie volgens norm).


89

Woonkamer

Badkamer

Slaapkamer

BKK 3 42%

BKK 3 8%

BKK 2 92% BKK 3 0%

BKK 2 84%

BKK 4 0%

BKK 4 0%

BKK 4 0%

BKK 1 8%

BKK 1 8%

BKK 2 50%

BKK 1 8%

Figuur 3.2.c: percentage van de tijd dat een ruimte tot een bepaalde binnenklimaatklasse behoort (passiefhuis –weekgemiddelde waarden – Hens )

Woonkamer

Slaapkamer

BKK 3 22% BKK 4 4% BKK 2 56%

Badkamer

BKK 3 36%

BKK 3 18%

BKK 4 5%

BKK 4 2%

BKK 2 64%

BKK 1 8%

BKK 1 16%

BKK 1 18%

BKK 2 51%

Figuur 3.2.d: percentage van de tijd dat een ruimte tot een bepaalde binnenklimaatklasse behoort (database ‘vocht in daken’ – Hens – winter)

Woonkamer

Slaapkamer

Badkamer

BKK 3 20%

BKK 2 60%

BKK 3 7% BKK 4 0%

BKK 1 33%

BKK 2 66%

BKK 3 14%

BKK 4 10%

BKK 4 0% BKK 1 20%

BKK 1 7% BKK 2 63%

Figuur 3.2.e: percentage van de tijd dat een ruimte tot een bepaalde binnenklimaatklasse behoort (database ‘vocht in daken’ – Hens – ventilatie volgens norm - winter)


90

3.2.2 Damptoevoer versus buitentemperatuur De relatie tussen het dampdrukverschil binnen-buiten en de buitentemperatuur wordt nu onderzocht op dezelfde manier als uiteengezet in 2.2.2. De daggemiddelde dampdrukverschillen worden gerangschikt per buitentemperatuurinterval van 1°C en daar wordt een gemiddelde van gemaakt. 95%-, 50%- en 5%-percentielen (zoals Hens deed) worden hier niet berekend aangezien het nu maar om één woning gaat. Omdat we nu werken met daggemiddelden, beschikken we over meer punten dan bij het onderzoek in 3.2.1. De resultaten van woon-, slaap- en badkamer worden weergegeven in volgende grafiek:

1000

800


600

400

200

0 -10

-5

0

5

10

15

20

25

-200

-400


slaapkamer

badkamer

Figuur 3.2.f: damptoevoer vs buitentemperatuur – met BKK Hens – daggemiddelden

In onderstaande tabel krijgen we een overzicht van het aantal daggemiddelde waarden (hier dus het aantal dagen) waaruit het gemiddelde per temperatuurinterval werd berekend. De metingen tijdens de week dat de bewoners op vakantie waren, werden niet meegerekend. (-5;-4)

(-4;-3)

(-3;-2)

(-2;-1)

(-1;0)

(0;1)

(1;2)

(2;3)

(3;4)

(4;5)

(5;6)

0

1

3

3

6

12

6

13

9

6

4

(6;7)

(7;8)

(8;9)

(9;10)

(10;11)

(11;12)

(12;13)

(13;14)

(14;15)

(15;16)

(16;17)

2

4

0

1

0

1

0

0

1

1

0

Tabel 3.2.b: aantal waarden per temperatuurinval (daggemiddelde buitentemperatuur)


91

Het aantal waarden per temperatuurinterval is hier gelijk voor de drie kamers, aangezien ze dezelfde meetperiode en buitentemperatuur hebben (dit was niet het geval bij de database “vocht in daken”). Figuur 3.2.f toont ons dat de woonkamer de minst vochtige ruimte is, gevolgd door de slaapkamer en de badkamer en dat de drie curven ongeveer dezelfde trend vertonen. We zien voor de damptoevoer ook een afhankelijkheid van de buitentemperatuur in dalende zin. Dit wordt verklaard doordat mensen bij hogere temperaturen meer ventileren en minder activiteiten binnenshuis doen. Ook bij dit passiefhuis werd er gedurende de volledige meetperiode niet altijd dezelfde ventilatiegraad gehanteerd. Zo werd er bij de warme temperaturen in maart bijvoorbeeld overgeschakeld op zomerventilatie. De curven vertonen een iets steilere helling dan deze van Hens, wat wijst op het feit dat de damptoevoer sneller afneemt met de buitentemperatuur dan waargenomen bij Hens. We beschikken wel niet over voldoende meetgegevens om hier definitieve conclusies aan te koppelen.


92

3.3 Binnentemperatuur 3.3.1 Comfortgrenzen binnentemperatuur Dit onderzoek is analoog aan wat uiteengezet werd in 2.3.1 (het gaat hier ook over gebouwtype alpha), alleen dat we er nu zeker van zijn dat er ten minste één persoon regelmatig aanwezig is. Daarom zullen we werken met uurgemiddelde waarden van de binnentemperatuur versus Te,ref. Voor de woonkamer werd een aanwezigheidsperiode van 8u tot 22u verondersteld, voor de slaapkamer van 22u tot 8u. De waarden die bij de verlofperiode en de zuinige periode hoorden, werden niet meegerekend. De resultaten werden weergegeven in figuur 3.3.a en 3.3.b. We zien dat voor de woonkamer de temperaturen slechts enkele keren de bovengrenzen overschrijden, maar die bereiken dan wel pieken van rond de 26°C. Dit zou kunnen te wijten zijn aan te grote warmteproductie binnen (b.v. bezoek, brood bakken, koken, …). Wanneer men bij zo’n activiteiten het ventilatiesysteem dan niet aanpast, ontstaat dus de kans op te hoge binnentemperaturen. Anderzijds merken we wel op dat de temperaturen in de woonkamer dikwijls de ondergrenzen overschrijden (ook al zijn dit maar temperaturen van rond de 18°C). Kouder dan 16°c is het evenwel niet geworden. We mogen immers niet vergeten dat het hier gaat over een woning die geen gebruik maakt van een conventioneel verwarmingssysteem. De koude temperaturen worden dan ook vooral bereikt ’s morgens wanneer er nog niet veel zon is binnengevallen en er nog niet veel warmte geproduceerd is geweest (aanwezigheid van personen). Het ventilatiesysteem is ook uitgeschakeld tussen 9u en 12u. Bij de slaapkamer treden gemiddeld lagere binnentemperaturen op (rond de 18 à 20°C), wat voor een slaapkamer nogal aan de hoge kant ligt. Voor deze ruimte kunnen we de comfortgrenzen uit 1.3 niet echt toepassen, aangezien deze niet dezelfde zijn voor een ruimte waar geleefd/gewerkt wordt.


93

woonkamer 28

26


24

22

20

18

16

14 -5

0

5

10

15

Te,ref (°C)

Figuur 3.3.a: daggemiddelde binnentemperatuur vs Te,ref – woonkamer (8u-22u)

slaapkamer 28

26


24

22

20

18

16

14 -5

0

5

10

15

Te,ref (°C)

Figuur 3.3.b: daggemiddelde binnentemperatuur vs Te,ref – slaapkamer (22u-8u)


94

3.3.2 Binnentemperatuur versus buitentemperatuur Analoog aan wat werd gedaan in paragraaf 2.3.1, wordt hier ook de relatie tussen binnenen buitentemperatuur onderzocht. Het aantal waarden dat beschikbaar was per buitentemperatuurinterval is hetzelfde als voor de analyse in 3.2.2 (tabel 3.2.b).

24 23


22 21 20 19 18 17 16 15 -5

0

5

10

15


slaapkamer

badkamer

Figuur 3.3.c: binnentemperatuur vs buitentemperatuur – daggemiddelden

We zien dat de temperatuur in de drie ruimtes rond de 19°C en 21°C schommelen behalve voor de hogere buitentemperaturen. Deze hoge binnentemperaturen zijn afkomstig uit de laatste week van de meetcampagne (daar werden ook hogere buitentemperaturen bereikt). Deze bevindingen hadden we ook reeds gemaakt in 3.1.3. De slaapkamer is iets minder warm dan de woon- en badkamer. Het linkergedeelte van de grafiek toont een binnentemperatuur die zich redelijk onafhankelijk gedraagt van de buitentemperatuur. Dit komt doordat de lucht behandeld wordt en dus op een bepaalde temperatuur gehandhaafd wordt. In de zomerperiode zullen een goede ventilatie en een goede zonnewering ervoor moeten zorgen dat er geen oververhitting optreedt.


95

3.4 Binnenluchtkwaliteit: IDA-klassen In de woonkamer werd de CO2-concentratie gemeten (om de 10 minuten) tijdens de periode 09/02/2006 en 27/03/2006, voor de slaapkamer zijn de metingen niet gelukt. In figuur 3.4.a werd de opgemeten CO2-concentratie voor de woonkamer uitgezet in functie van de tijd voor één representatieve week.

1400

1000

800

600

400

200

0 20/03

21/03

22/03

23/03

24/03

25/03

26/03

27/03

tijd (dagen)

Figuur 3.4.a: gemeten CO2-concentraties in living tijdens de periode 20 maart t.e.m. 26 maart 2006

1400 1200



1200

1000 800 600

normaal

400 200

min nul

0 21/03

22/03

23/03

tijd (dagen) living

ventilatie

Figuur 3.4.b: gemeten CO2-concentraties in living tijdens 21 en 22 maart met ventilatieschema


96

Uit de CO2-concentratie kunnen we de verblijftijden van een woonruimte afleiden. Wanneer we figuur 3.4.a bekijken, zien we vooral pieken tijdens de avond-ochtend periode. We kunnen daaruit wel afleiden dat de woonkamer vooral ’s avonds en ’s ochtends bezet werd, maar dit verklaart de grote CO2-concentratiewaarden tijdens de nacht niet. CO2 wordt echter ook afgevoerd door ventilatie; daarom is het eens nuttig om te kijken wat de invloed van het ventilatieschema is op de CO2-concentratie. Op figuur 3.4.b werd het ventilatieschema voor twee dagen uitgezet bij de het verloop van de geregistreerde CO2-concentratie.

00u00

nul

15u15 nul

05u15

minimum

17u00 minimum

09u00

nul

22u00 normaal

12u00

minimum

22u30 minimum

14u30

normaal

24u00 nul

14u45

minimum

Tabel 3.4.a: ventilatieschema

Zo merken we bijvoorbeeld dat er tijdens de nacht (0u-5u) niet geventileerd wordt en de lucht dus niet afgevoerd wordt. We merken zelfs een stijging van de CO2-concentratie op, welke zou kunnen te wijten zijn aan CO2 geproduceerd in de slaapkamer. Wegens de zeer goede luchtdichtheid van de woning en gebrek aan ventilatie, zal de vervuilde lucht in de living blijven hangen. Dit verklaart de hoge concentraties tijdens de nacht. Wanneer het ventilatiesysteem om 5u begint te werken (tot 9u), merken we op dat de CO2-concentratie begint te dalen (terwijl er dan aanwezigheid is (ontbijt)). Wanneer het systeem weer uitgeschakeld is (9u-12u), begint de concentratie weer te stijgen. De korte periodes (een halfuur) dat de normaalstand van het ventilatiesysteem werd gebruikt, hebben zo goed als geen invloed op de CO2-concentratie. Dat er tijd nodig is om de concentratie te laten dalen, zien we ook goed bij het aanschakelen van de ventilatie omstreeks 5u. De CO2-concentratie blijft daar gedurende de volledige periode dat het systeem in werking is (tot 9u) gelijkmatig dalen. Op het einde van de avond begint de concentratie behoorlijk te stijgen, ondanks dat het ventilatiesysteem aan ligt. Dit zal te wijten zijn aan de aanwezigheid van beide bewoners: er wordt meer CO2 geproduceerd dan het ventilatiesysteem kan afvoeren (te lage stand), dus neemt de concentratie toe. Deze toename wordt tijdens de nacht niet afgebouwd omdat het ventilatiesysteem dan niet in werking is. In figuur 3.4.c werd de hetzelfde gedaan voor een weekendperiode. We zien opnieuw dezelfde fenomenen: afname van de CO2-concentratie bij het in werking treden van het ventilatiesysteem, geen invloed van de normaalstand, sterke stijging bij aanwezigheid, …Op 26 maart merken we ook een stijging van de concentratie op onder de middag (bezetting). Deze concentratie wordt door het aanschakelen van de ventilatie (12u) sterk afgebouwd. Ook het blijven hangen van de CO2-concentratie na het uitschakelen van het ventilatiesysteem om middernacht, is op deze grafiek waar te nemen.


97

1400


1200 1000 800 600 400 200 0 25/03

26/03

27/03

tijd (dagen) living

ventilatie

Figuur 3.4.c: gemeten CO2-concentraties in living tijdens 25 en 26 maart met ventilatieschema

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

dag (8u-22u)

nacht (22u-8u)

IDA 4

0%

3%

IDA 3

20%

14%

IDA 2

30%

33%

IDA 1

50%

50%

Figuur 3.4.d: percentage van de tijd waarin een ruimte in een zich bepaalde IDA-klasse bevindt (woonkamer – periode 09/02-27/03 2006)

Dit effect zien we ook terugkeren in figuur 3.4.d, waar het percentage van de tijd waarin een kamer zich in een bepaalde IDA-klasse bevindt, werd uitgezet. Deze verdeling werd op dezelfde manier berekend als onder paragraaf 2.4.


98

De gevolgen van het afstaan van het ventilatiesysteem’s nachts, zijn duidelijk zichtbaar: de kwaliteit van de lucht verbeterd ’s nachts (ondanks dat er geen bezetting meer is) niet zoveel ten opzicht van de dagperiode. Dit fenomeen, namelijk dat de luchtkwaliteit van de woonkamer overdag en ’s nachts bijna dezelfde is, deed zich ook voor bij de woningen uit de databank “vocht in daken”. Ook hier speelde onvoldoende ventilatie ’s nachts waarschijnlijk de hoofdrol. Anderzijds zien we dat de woonkamer van het passiefhuis zich overdag maar gedurende ongeveer 50% van de tijd in IDA-klasse 1 (uitstekende luchtkwaliteit) bevindt. IDA klasse 4 (lage luchtkwaliteit) wordt overdag wel niet bereikt, maar 50% van de tijd is de luchtkwaliteit toch matig (IDA 2) of nog juist aanvaardbaar (IDA 3). Vanaf februari was er wel één persoon bijna constant aanwezig (zwangerschapsverlof). Wanneer we vergelijken met de resultaten bekomen uit de database “vocht in daken” (2.4.1), merken we dat de woonkamer van het passiefhuis toch merkelijk slechter scoort dan de drie woningen uit de database (daar werd IDA 1 zelfs in het weekend gedurende 80% van de tijd behaald). Dit kan erop wijzen dat het ventilatiesysteem de bevuilde lucht onvoldoende afvoert (meer ventileren of met een groter debiet (hogere stand) kan dit voorkomen).


99

3.5 Ventilatiesysteem 3.5.1 Werking van het ventilatiesysteem Om een idee te krijgen van hoe de temperatuur doorheen het ventilatiesysteem verandert, werden er ook metingen uitgevoerd bij verschillende onderdelen van het ventilatiesysteem. Op onderstaande figuur wordt geïllustreerd waar deze metingen juist werden uitgevoerd. 1 2 3 4 5,6

buiten einde van de grondbuis, dus juist voordat de aanvoerlucht in de balansventilatie-unit komt pulsie, voor de naverwarmingsbatterij, na de lucht-luchtwarmtewisselaar pulsie in de slaapkamer, dus na de naverwarmingsbatterij af- en aanvoer van de waterleidingen naar de naverwarmingsbatterij

Figuur 3.5.a: schema meetpunten ventilatie

In figuur 3.5.b werden deze metingen (behalve af- en aanvoer naar de naverwarmingsbatterij) uiteengezet voor één representatieve week (20 maart t.e.m. 26 maart). De onderste blauwe lijn stelt de buitentemperatuur voor. De tweede, roze lijn geeft het temperatuursverloop nadat de lucht de grondbuis heeft verlaten. Hierop kunnen we goed het ventilatieschema herkennen (telkens wanneer de temperatuur zakt (naar temperatuur bodem) staat de ventilatie aan). Wanneer het ventilatiesysteem niet aanstaat, zal de logger de temperatuur van zijn omgeving aangeven (dus een hogere temperatuur). Door de grondbuis wordt de lucht op een temperatuur van ongeveer 8°C (de bodemtemperatuur) gebracht. Als we dit vergelijken met de buitentemperatuur, zien we dat de lucht verwarmd wordt wanneer de buitentemperatuur minder dan 8°C bedraagt en gekoeld wanneer ze meer dan 8°C bedraagt. De twee kleine piekjes die elke dag voorkomen (om 14u30 en 22u), gaan gepaard met het moment waarop het ventilatieschema op de stand normaal staat. Er wordt


100

dan een groter debiet aangezogen, waardoor de temperatuur van de lucht nog iets meer daalt. Vervolgens gaat de lucht door de lucht-luchtwarmtewisselaar (groene lijn), die een deel van de warmte van de extractielucht overdraagt op de inkomende lucht. Soms vertoont deze lijn pieken die waarschijnlijk te maken hebben met het feit dat de sensor die de temperatuur meet in de buurt van de naverwarmingsbatterij ligt en als dusdanig diens afgestraalde warmte registreert. Indien nodig wordt de lucht vervolgens nog bijverwarmd door de batterij (rode lijn). We kunnen aan de pieken duidelijk zien wanneer deze batterij in werking is. De temperatuur van de lucht nadat ze de batterij doorlopen heeft, is deze van de lucht die in de ruimtes ingeblazen wordt. Een nadeel van dit systeem is dat in elke kamer dezelfde op temperatuur gebrachte lucht wordt ingeblazen, terwijl ruimtes niet persé dezelfde temperatuurbehoefte hebben (zo mag het in een slaapkamer frisser zijn dat in de woonkamer). De ingeblazen lucht mengt zich vervolgens met de in de kamer reeds aanwezige lucht. Dit resulteert in de paarse curve, die het temperatuursverloop opgemeten in de slaapkamer weergeeft. door batterij

door lucht-lucht warmtewisselaar

35 30

temperatuur (°C)

25 20 15 10 5 0 20/03

21/03

22/03

23/03

24/03

25/03

26/03

27/03

-5

door groter debiet buiten na naverwarmingsbatterij

tijd (dagen)

na grondbuis temperatuur in slaapkamer

door grondbuis na lucht-luchtwarmtewisselaar

Figuur 3.5.b: werking ventilatiesysteem voor de week van 20 maart t.e.m. 26 maart 2006


101

Om de werking van de naverwarmingsbatterij na te gaan, werden in figuur 3.5.c ook de temperatuur van de toevoer- en afvoerwaterleidingen van de batterij (meetpunten 5 en 6 op figuur 3.5.a) uitgezet. Dit water wordt verwarmd door de zonneboiler en de houtpelletkachel. toename luchttemperatuur na batterij en sterke daling temperatuur afvoerwater 65 60 55 50

temperatuur (°C)

45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 20/03 -5

21/03

22/03

23/03

24/03

25/03

26/03

27/03

-10

tijd (dagen) buiten

na naverwarmingsbatterij

afvoer van batterij

toevoer naar batterij

Figuur 3.5.c: werking naverwarmingsbatterij voor de week van 20 maart t.e.m. 26 maart 2006 65 60 55 50 45

temperatuur (°C)

40 35 30 25

normaal

20 15

minimum

10 5 0

nul

20/03 -5

21/03

-10

buiten toevoer naar batterij

tijd (dagen) na naverwarmingsbatterij ventilatie

stand “normaal”

22/03

afvoer van batterij na lucht-luchtwarmtewisselaar

Figuur 3.5.d: werking naverwarmingsbatterij voor 20 en 21 maart 2006, met aanduiding ventilatieschema


102

De paarse lijn toont de temperatuur van het water dat naar de batterij wordt gevoerd. Wanneer de batterij in werking is, zal een deel van deze temperatuur overgedragen worden op de lucht. Dit zal resulteren in een stijging van de luchttemperatuur (rode lijn) en een daling van de temperatuur van het afvoerwater (groene lijn). We zien dat de batterij ongeveer drie periodes per dag werkt. Op 26 maart werkt de batterij niet, waarschijnlijk heeft dit te maken met de hogere buitentemperatuur op die dag (het aanslaan van de batterij wordt immers gestuurd door een temperatuursmeting in de technische ruimte). Ook de temperatuur van het toevoerwater daalt voor deze dag, dit zal te wijten zijn aan het feit dat de bewoners (wegens de hogere temperaturen) de houtpelletkachel niet meer zullen gebruikt hebben. Wanneer we het ventilatieschema erbij zetten (figuur 3.5.d) kunnen we goed de overeenkomsten met het schema opmerken. Tijdens deze twee dagen, werkt de batterij iedere keer wanneer het ventilatiesysteem aanstaat. Ook de korte tijd dat de stand normaal gebruikt wordt, heeft invloed: de temperatuur van het afvoerwater daalt nog iets meer dan bij de stand minimum. Wanneer de batterij in werking is, is er een temperatuurverschil van ongeveer 15°C tussen het toevoer- en afvoerwater bij de stand “minimaal” en nog een tweetal graden meer bij de stand “normaal”. Wanneer de batterij niet in werking is, bedraagt dit temperatuurverschil maar een 4 à 5°C. Als we de temperatuur van de lucht na de lucht-luchtwarmtewisselaar vergelijken met de temperatuur na de verwarmingsbatterij, zien we dat de lucht ongeveer 5°C stijgt door de werking van de batterij. In figuur 3.5.e kunnen we de werking van de batterij vanaf 9 februari tot en met 23 maart zien. De grote pieken van de temperatuur van het aanvoerwater (roze lijn) die meestal ’s avonds merkbaar zijn, worden waarschijnlijk veroorzaakt door de werking van de houtpelletkachel. De eigenaar had ons laten weten dat ze rond de periode van 20 februari nogal krap met houtpelletkorrels zaten, vandaar dat we bij die paar dagen ook een ander patroon van het temperatuurverloop opmerken (de batterij werd dan niet gebruikt). Ook tijdens de periode dat ze op vakantie waren (van 3 tot en met 10 maart) heeft de naverwarmingsbatterij niet gewerkt.


103

Figuur 3.5.e: werking batterij


104

3.5.2 Effectiviteit van de lucht-luchtwarmtewisselaar en grondluchtwarmtewisselaar (grondbuis)

θp1

θp2

θe1

θe2 Figuur 3.5.f: schema effectiviteit

We kunnen de effectiviteit (of rendement) als volgt berekenen:

ε=

θ p 2 − θ p1 θ e 2 − θ p1

(14)

met: ε θp1 θp2 θe1 θe2

de effectiviteit of het rendement (%) temperatuur van de pulsielucht die de warmtewisselaar ingaat (°C) temperatuur van de pulsielucht die de warmtewisselaar verlaat (°C) temperatuur van de extractielucht die de warmtewisselaar verlaat (°C) temperatuur van de extractielucht die de warmtewisselaar ingaat (°C)

We mogen de temperatuur van de extractielucht die de lucht-luchtwarmtewisselaar ingaat, gelijkstellen met het gemiddelde van de binnentemperatuur van woonkamer, slaapkamer en badkamer. Voor de grondbuis geldt in principe de volgende formule:

ε=

θ p 2 − θ p1 θ bodem − θ p1

(15)

met: θbodem temperatuur van de bodem (°C) Aangezien we niet over het temperatuurverloop van de bodem beschikken, wordt de analyse, net zoals bij de lucht-luchtwarmtewisselaar, uitgevoerd met het gemiddelde van de binnentemperaturen van slaap-, woon- en badkamer. Om de effectiviteit te kunnen berekenen moeten we werken met de temperaturen die voorkomen wanneer het ventilatiesysteem in werking is. Omdat we van de week 20 maart


105

t.e.m. 26 maart zeker zijn van het gehanteerde ventilatieschema, werd met de metingen van deze week gerekend. De effectiviteit werd voor de twee gebruikte standen van het ventilatieschema berekend (minimum en normaal). De opgemeten temperaturen werden naar de tijd gesorteerd en gemiddeld over de periodes dat een bepaalde stand werd aangehouden. Voor de kamers werd eerst een gemiddelde binnentemperatuur (woon-, slaap- en badkamer) berekend.

Lucht-luchtwarmtewisselaar θp1 = einde grondbuis θp2 = na lucht-luchtwarmtewisselaar θe2 = gemiddelde binnentemperatuur

MINIMUMSTAND NORMAALSTAND gemiddelde temperatuur (°C) gemiddelde temperatuur (°C) 8,97 / 8,26 20,46 / 20,09 22,03 / 21,07 effectiviteit = 88% / 92%

Grond-luchtwarmtewisselaar (grondbuis) θp1 = buiten θp2 = einde grondbuis θe2 = gemiddelde binnentemperatuur

8,73 / 8,32 20,28 / 19,92 22,26 / 21,46 effectiviteit = 85% / 88%

MINIMUMSTAND NORMAALSTAND gemiddelde temperatuur (°C) gemiddelde temperatuur (°C) 7,86 / 2,51 8,97 / 8,26 22,03 / 21,07 effectiviteit = 8% / 31%

8,24 / 3,16 8,73 / 8,32 22,26 / 21,46 effectiviteit = 4% / 28%

Tabel 3.5.a: effectiviteit voor lucht-luchtwarmtewisselaar en grond-luchtwarmtewisselaar voor de week 20 t.e.m. 26 maart 2006 / 13 t.e.m. 19 maart 2006

Om te kunnen vergelijken werden de berekeningen ook uitgevoerd voor de week ervoor (13 t.e.m. 19 maart); de resultaten staan samen in tabel 3.5.a. We zien dat de effectiviteit van de lucht-luchtwarmtewisselaar rond de 90% schommelt voor de minimumstand en iets lager is voor de normaalstand. Dit komt omdat bij de normaalstand een hoger debiet wordt aangezogen. Voor de grondbuis werd er tijdens de week van 13-19 maart een veel grotere effectiviteit berekend. De grotere variatie van de effectiviteit van de grondbuis heeft te maken met de variatie van de bodem- en buitentemperatuur. De effectiviteit van de luchtluchtwarmtewisselaar schommelt minder.


106

« 4. EINDCONCLUSIES »


107

4.1 Database “vocht in daken” In dit laatste hoofdstuk worden de belangrijkste conclusies nog eens samengevat. Vochtigheid van de binnenlucht Bij het onderzoek “vocht in daken” werd reeds geconstateerd dat gebouwen zich ’s zomers meer in hogere binnenklimaatklassen bevonden dan ’s winters. Dit wees er al op dat de begrenzingen van binnenklimaatklassen niet helemaal meer voldoen voor recent gebouwde woningen. Ook werd er ondervonden dat het classificatiesysteem volgens Hens betere resultaten gaf dan het Europese model (zo wordt een woning wanneer de buitentemperatuur meer dan 20°C bedraagt, automatisch onderverdeeld bij BKK5). Verder zagen we dat middelgrote woningen minder vochtig zijn dan sociale woningen en woningen met zwembad. Dit heeft te maken met het feit dat deze woningen een groter bouwvolume hebben en minder vochtbronnen. Het al dan niet beschikken over een ventilatiesysteem leek op het eerste zicht niet zoveel verschil uit te maken qua vochtigheid, maar wanneer we de zomer- en winterperiode apart bekeken, merkten we voor de winter toch grotere verschillen op (minder vochtig bij ventilatiesysteem). Dit komt omdat men in de zomer meer gaat ventileren waardoor het beschikken over een ventilatiesysteem minder doorweegt (in de winter ventileert men dus minder wanneer men geen systeem heeft). We moeten anderzijds ook wel rekening houden met dat er maar acht van de 39 woningen in de database een ventilatiesysteem volgens de norm hadden en dat dit mogelijk ook niet altijd juist gehanteerd werd. De opdeling middelgrote-sociale woningen leverde grotere verschillen op dan het al dan niet beschikken over een ventilatiesysteem. Wanneer we de rechten van Hens voor de grenzen van de binnenklimaatklassen in 2.2.2 reconstrueerden, viel op dat de 95%- en 50%-lijnen iedere keer lager kwamen te liggen, wat wijst op dat er minder hoge dampdrukverschillen in woningen van nu optreden. Anderzijds zagen we ook de helling van de rechten afnemen (minder snelle afname van de damptoevoer ten opzichte van de buitentemperatuur). Vanaf een daggemiddelde buitentemperatuur van 15°C konden we ook opmerken dat de lijnen voor de damptoevoer een meer constant niveau begonnen aan te houden, i.p.v. nog verder af te nemen met de buitentemperatuur. Dit zou kunnen te wijten zijn aan het feit dat mensen dan hun “limiet” aan ventileren bereikt hebben. Dit plateau werd ook gevonden in de Finse studie evenals het feit dat de begrenzingen, voorgesteld door de Europese normering, een aantal belangrijke verschillen vertoonden ten opzichte van de resultaten. Zo was er geen sprake van een nulpunt bij 20°C en een platform bij minder dan 0°C. De slaapkamer was de minst vochtige ruimte, gevolgd door de woonkamer en de keuken; de badkamer was de meest vochtige. Bij Hens was de dagzone vochtiger dan de badkamer, gevolgd door de nachtzone. Middelgrote woningen kwamen opnieuw uit de bus als de minst vochtige. De 95%-lijn van de sociale woningen lag hoger dan deze van de woningen met zwembad, maar hun 50%-lijn was ongeveer dezelfde. Voor woningen met ventilatiesysteem werd bekomen dat de 95%-


108

lijn iets hoger lag dan voor woningen zonder ventilatiesysteem, maar de 50%-lijn lag wel een stuk lager (minder vochtig). Binnentemperatuur De binnentemperatuur lag bij woningen met ventilatie iets lager dan bij deze zonder (afvoer van warmte). Ook middelgrote woningen scoorden iets beter dan sociale woningen. Wanneer we de relatie van de binnentemperatuur met de buitentemperatuur bekeken, konden we duidelijk zien welke kamers er verwarmd werden en tot wanneer (tot ± 15°C buiten werd er een plateau voor de binnentemperatuur gevonden voor de verwarmde ruimtes). Wanneer het buiten echter warm begon te worden, werden ook hoge binnentemperaturen opgemerkt (28°C). Ook bij de comfortgrenzen van de binnentemperatuur, zagen we dat die het meest overschreden werd wanneer de buitentemperatuur van de afgelopen dagen meer dan 20°C bedroeg. Binnenluchtkwaliteit Qua CO2 konden we duidelijk zien dat de slaapkamers het slecht deden ’s nachts. Vooral de tweepersoonskamer bevond zich ’s nacht amper gedurende een 30% van de tijd in IDA 1, terwijl dit bij de woonkamer rond de 80% draait. De slaapkamer was ook de enige ruimte waar we grote verschillen tussen de kwaliteit van de binnenlucht ’s nachts of overdag opmerkten. Dit is waarschijnlijk te wijten aan het feit dat bewoners de slaapkamer niet verluchten ’s nachts (wanneer er bezetting is), maar wel overdag. De overige ruimtes worden eerder wanneer er aanwezigheid is (overdag), verlucht. Dit zorgt ervoor dat de kwaliteit van de lucht tijdens bezetting beter is en dat wanneer er geen bezetting is, de bezoedelde lucht blijft hangen (geen ventilatie). Een rechtstreeks verband tussen CO2 en vocht, werd er niet gevonden. Dit komt omdat vocht ook geproduceerd kan worden door bronnen die geen CO2 produceren (b.v. douche, …). Een ander aspect is dat vocht, en dit geldt niet voor CO2, een wisselwerking met zijn omgeving aangaat: vocht kan geabsorbeerd worden door zijn omgeving en weer losgelaten worden op een later tijdstip.


109

4.2 Metingen in een passiefhuis Een eerste analyse van de meetresultaten De temperaturen in de ruimtes zijn vrij gelijkaardig doordat in elke ruimte dezelfde lucht wordt ingeblazen. Dit zorgt ervoor dat de temperaturen in de slaapkamer dus wat aan de hoge kant zijn en deze in de woonkamer dan eerder aan de lage kant. Vochtigheid van de binnenlucht De woning bevindt zich vooral in BKK 2, wat op een geringe vochtproductie of behoorlijk ventilatiesysteem wijst. De woonkamer en de slaapkamer doen het merkelijk beter dan deze uit de database “vocht in daken”. Wanneer we het passiefhuis enkel vergelijken met de woningen uit de database die over een ventilatiesysteem beschikken, merken we al minder grote verschillen op. De woonkamer komt eruit als de minst vochtige ruimte, gevolgd door de slaapkamer en de badkamer. Binnentemperatuur Omdat de meetcampagne in de periode januari-maart werd uitgevoerd, werden binnen nog niet al te hoge temperaturen genoteerd. Er worden soms eerder te koude temperaturen genoteerd (vooral ’s ochtends). Dit heeft te maken met het feit dat er dan nog geen warmteproductie is (aanwezigheid, zon) en waarschijnlijk ook met het feit dat het ventilatiesysteem tussen 9u en 12u afstaat. Wanneer er echter veel activiteiten worden uitgevoerd die gepaard gaan met warmteontwikkeling (b.v. brood bakken, mensen op bezoek, …) ontstaat wel de kans op oververhitting. Binnenluchtkwaliteit We beschikten jammer genoeg enkel over CO2-metingen in de woonkamer, zodat de slaapkamer (als meest kritisch bevonden in de database “vocht in daken”) niet onderzocht kon worden. De woonkamer deed het echter wel slechter dan die uit de database: maar 50% van de tijd IDA 1 (t.o.v. 80% voor de woonkamers uit de database). Het ventilatiesysteem voert de CO2 dus onvoldoende af (voor vocht was het wel in orde). De impact van het ventileren is ook duidelijk af te lezen uit de CO2-concentraties. We zagen ook dat de concentraties in de woonkamer ’s nachts bleven hangen omdat er niet geventileerd wordt dan; dit gebrek aan ventilatie tijdens nachtperiode zal er waarschijnlijk voor zorgen dat de CO2-concentraties in de slaapkamer ook aan de hoge kant zullen zijn. Ventilatiesysteem Door de metingen uitgevoerd bij verschillende onderdelen van het ventilatiesysteem, konden we een goed beeld krijgen van het temperatuursverloop doorheen dit systeem (grondbuis, lucht-luchtwarmtewisselaar, naverwarmingsbatterij). De invloed van de korte periodes dat de “normaal”-stand gehanteerd werd, was eerder beperkt (te kort). De lucht-luchtwarmtewisselaar heeft een effectiviteit van rond de 90%; deze van de grondbuis varieert meer.


110

« BIBLIOGRAFIE » Boeken [01]

H. Hens, “Toegepaste bouwfysica 1 : randvoorwaarden en prestatie-eisen”, Acco, Leuven, 1993

[02]

A.C. Van der Linden, “Bouwfysica”, ThiemeMeulenhoff, Utrecht/Zutphen, 2000

Artikels, rapporten en verslagen [03]

N. Heijmans, P. Wouters, F. Dobbels, G. Houvenaghel en B. Vandermarcke, “Setting up a database of indoor climate measeruments in recently built Belgian dwellings”, 25th AIVC conferencie, Praag, 2004, bijlage 14 bij het eindrapport “Vochtproblemen in daken: impact van de actuele randvoorwaarden en bouwtechnieken in België”, WTCB i.s.m. KUL, WenK, UGent, 2002-2004

[04]

N. Heijmans, “Vocht in daken: anlayse de la banque de données CO2”, bijlage 16 bij het eindrapport “Vochtproblemen in daken: impact van de actuele randvoorwaarden en bouwtechnieken in België”, WTCB i.s.m. KUL, WenK, UGent, 2002-2004

[05]

H. Hens, “Indoor Climate Classes”, Intern Rapport IEA-Annex 24 T2-B_92/02 International Energy Agency; Heat, Air and Moisture Transfer through new and retrofitted Insulated Envelope parts (HAMTIE), 1992

[06]

A. Janssens en H. Hens, “Development of indoor climate classes to assess humidity in dwellings”, Proceedings of the 24th AIVC-Conference, Ventilation, humidity control and energy, Washington DC, blz. 41-46, bijlage 15 bij het eindrapport “Vochtproblemen in daken: impact van de actuele randvoorwaarden en bouwtechnieken in België”, WTCB i.s.m. KUL, WenK, UGent, 2002-2004

[07]

A. Janssens, L. Willems, E. Van Londersele, “Jaarverslag 2005, stand van zaken van het onderzoek door UGent-Vakgroep Architectuur en Stedenbouw”, derde technische jaarvergadering, januari 2005-december 2005

[08]

T. Kalamees, J. Vinha en J. Kurnitski, “Indoor humidity loads and moisture production in lightweight timber-frame detached houses”, Journal of Building Physics, vol. 29, no. 3, januari 2006, blz 219-245

[09]

T. Kalamees, J. Vinha en J. Kurnitski, “Indoor temperature, humidity, and moisture production in lightweight timber-framed detached houses”, ASHRAE, 2004


111

[10]

H.M. Künzel, “Raumluftfeuchteverhältnisse in Wohnräumen”, IBP-Mitteilung, 314, 1997

[11]

H.M. Künzel, A. Holm, A. Kaufmann, “Raumluftbedingunen für die Feuchteschutzbeurteilung von Wohngebäuden”, IBP-Mitteilung, 427, 2003

[12]

S. Van Den Eynde, “Zonder verwarming de winter door”, De Financieel Economische Tijd, 7 maart 2006, blz. 15

[13]

A.C. van der Linden, A.C. Boerstra, A.K. Raue, S.R. Kurvers, R.J. de Dear, “Adaptive temperature limits: A new guideline in The Nederlands – A new approach for the assessment of building performance with respect to thermal indoor climate”, Energy and Buildings 38 (2006), blz. 8-17

[14]

KUL, “Rapport Passiefwoning”, bijlage 24 bij het eindrapport “Vochtproblemen in daken: impact van de actuele randvoorwaarden en bouwtechnieken in België”, WTCB i.s.m. KUL, WenK, UGent, 2002-2004

[15]

WTCB i.s.m. KUL, WenK, UGent, eindrapport “Vochtproblemen in daken: impact van de actuele randvoorwaarden en bouwtechnieken in België”, 20022004

[16]

WTCB, “TV 215: Het platte dak: opbouw, materialen, uitvoering, onderhoud”, WTCB, 2000

[17]

WTCB-dossiers, “Ventilatie voor niet-residentiële gebouwen: een nieuwe norm”, WTCB-dossiers, katern nr. 5, 3e trimester 2005, blz 1-5

Cursussen [18]

cursus bouwfysica I, A. Janssens, UGent, academiejaar 2003-2004

Normen [19]

EN ISO 13788, “Hygrothermal Performance of Building Components and Building Elements – Interstitial Surface Temperature to avoid Critical Surface Humidity and Interstitial Condensation – Calculation Methods”, The International Organization for Standardization and European Committee for Standardization, 2001

Websites [20] [21] [22]

www.passiefhuisplatform.be/downloads www.passiefhuis.nl http://atg.citg.tudelft.nl: ISSO, Rapport 58.2, “Thermische behaaglijkheid als gebouwprestatie – Een nieuwe richtlijn voor thermische behaaglijkheid in (kantoor)gebouwen”, Rotterdam: ISSO, 2004


112

« BIJLAGE »

Deze bijlage bevat foto’s en plannen van het passiefhuis besproken in hoofdstuk 3. Opmerking: de badkamer (was nog open ruimte) en keuken (evenwijdig met trap) zijn in realiteit anders uitgevoerd dan op plan

Legende voor de plannen:

Extractie

Pulsie

Datalogger


113

Algemene foto’s

Voorgevel noordkant

Zonnepanelen aan gevel zuid

Gevel zuid

Zuidgevel zicht van binnenuit, glazen vloer nog niet aanwezig


114

Foto’s ventilatiesysteem

Leidingen naar zonneboiler

Geluidsdemper

Waar lucht aangezogen wordt (grondbuis)

Houtpelletkachel

Waar lucht uitgeblazen wordt

Filter grondbuis (voor aanzuigen lucht)


115

Naverwarmer

Temperatuurloggers op leidingen naverwarmer

Ventilatiekast

Circulatiepomp van naverwarmer


116

Fundering/rioleringsplan


117

Gelijkvloers


118

Eerste verdieping


119

Gevels


120

Doorsnede


121

Details uit doorsnede


122


123


124

Analyse van binnenklimaatmetingen in woningen

Recommend Documents