De warmteverliescoëfficiënt van een begane grondvloer bij toepassing van Drowa chips als bodemisolatie in kruipruimtes bij een tussenwoning

Technical Sciences Van Mourik Broekmanweg 6 2628 XE Delft Postbus 49 2600 AA Delft

TNO-rapport

www.tno.nl

060-DTM-2011-02437

De warmteverliescoëfficiënt van een begane grondvloer bij toepassing van Drowa chips als bodemisolatie in kruipruimtes bij een tussenwoning

Datum

29 juni 2011

Auteur(s)

ir. K. van Zundert C.J.J. Castenmiller

Aantal pagina's

15 (incl. bijlagen)

Opdrachtgever

Gebroeders de Vries bv T.a.v. de heer K. de Vries Energieweg 6 9101 PM DOKKUM

Projectnummer

054.01057/01.10.01

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, foto-kopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van TNO. Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor opdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst. Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belang-hebbenden is toegestaan. © 2011 TNO

T +31 88 866 30 00 F +31 88 866 30 10 [email protected]

TNO-rapport | 060-DTM-2011-02437

2 / 15

Inhoudsopgave 1

Inleiding .................................................................................................................... 3

2

Berekeningsmethoden ............................................................................................ 4

3 3.1 3.2

Resultaten................................................................................................................. 6 Warmteverliescoëfficiënt vloer zonder isolatie met chips .......................................... 6 Warmteverliescoëfficiënt vloer met chips op de kruipruimtebodem .......................... 6

4

Samenvatting en conclusies................................................................................... 9

5

Literatuur ................................................................................................................ 10

6

Ondertekening........................................................................................................ 11

7

Bijlage A : rekenmodel uit SBR richtlijn nr. 4 ..................................................... 12


3 / 15

1 Inleiding Het warmteverlies via een begane grondvloer wordt niet alleen bepaald door de warmteweerstand van de begane grondvloer zelf, maar ook door de ondergrond. Zo wordt het warmteverlies bij vloeren boven kruipruimtes onder andere mede bepaald door de mate van ventilatie van de kruipruimte en een eventueel op de bodem van de kruipruimte aangebrachte isolatielaag. Drowa chips is een los te storten materiaal bestaande uit kunststof chips. Deze worden toegepast als bodemisolatie en als dampscherm in de kruipruimte. Door Gebroeders de Vries bv werd aan TNO de opdracht verstrekt de gedeclareerde warmtegeleidingscoëfficiënt van Drowa chips te bepalen. Door Gebroeders de Vries bv werd aan TNO de opdracht verstrekt het effect van de chips op het warmteverlies via de begane grondvloer van een tussenwoning te bepalen. Hierbij diende te worden uitgegaan van een laagdikte van respectievelijk 20 cm, 25 cm, 30 cm, 35 cm, 40 cm, 45 cm en 50 cm chips in combinatie met een ongeïsoleerde begane grondvloer. Een vergelijk diende te worden gemaakt met het warmteverlies via een geïsoleerde begane grondvloer zonder bodemisolatie. Door de opdrachtgever werden diverse monsters voor dit onderzoek aangeleverd. In Figuur 1 is een beeld van de chips weergegeven.

Figuur 1: Beeld chips

De eigenschappen van de chips zijn ontleend aan - TNO rapport 060-DTM-2011-02440 - TNO rapport 99-BT-MK-R0186.


4 / 15

2 Berekeningsmethoden In het normblad NPR 2068:2002 “Thermische isolatie van gebouwen – Vereenvoudigde rekenmethoden” wordt een formule gegeven voor de stationaire warmteverliescoëfficiënt van vloeren boven een kruipruimte. Deze formule luidt als volgt:

⎛ ⎞ Ls = a⎜ AT ;rand ⋅U vl + gr ;rand + AT ;midden ⋅ U vl + gr ;midden + ∑ Pi ⋅ψ gr ;i ⎟ + ∑ Pi (ψ e;i + 180ε ) i ⎝ ⎠ i (1) Hierin is: Ls a AT,rand

Uvl+gr,rand AT,midden Uvl+gr,midden

Pi

Ψ gr,j Ψe,j ε

is de warmteverliescoëfficiënt, in W/K. is een weegfactor, voor woningen en woongebouwen te stellen op 0,6 gedurende het stookseizoen. is de (binnenwerkse) oppervlakte van de vloer, die grenst aan een buitenwand voor zover niet verder verwijderd dan 5 m van de 2 begrenzing, in m . is de warmtedoorgangscoëfficiënt van het samenstel van vloer, 2 kruipruimte en ondergrond, in W/(m .K). is de oppervlakte van het gedeelte van de vloer, dat grenst aan de 2 binnenzijde van de randzone, in m . is de warmtedoorgangscoëfficiënt van het samenstel van de niet in de randzone gelegen vloer, kruipruimte en ondergrond, in 2 W/(m .K). is deel i van de (binnenwerkse) omtrek van de vloer waarover de doorsnede constant blijft en voor zover hij grenst aan een buitenwand, in m. is de lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt naar de grond, te stellen op -0,1 W/(m.K). is de lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt naar de buitenlucht, te stellen op 0,9 W/(m.K). is de oppervlakte van de ventilatieopeningen per meter omtreklengte van de kruipruimte; indien niet bekend geldt ε = 2 0,0012 m /m.

De warmtedoorgangscoëfficiënt van het samenstel van vloer, kruipruimte en ondergrond moet worden berekend met:

U vl + gr = 1 /( Rc;vl + ( D gr − hkr ) / λ gr + hkr / λeq + Rsi ) Hierin is: Uvl+gr Rc;vl Dgr

(2)

is de warmtedoorgangscoëfficiënt van het samenstel van vloer, 2 kruipruimte en ondergrond, in W/(m .K). 2 is de warmteweerstand van de begane grondvloer, in m .K/W is de in rekening te brengen diepte onder het maaiveld, te stellen op 10 m.


hkr λgr λeq Rsi

5 / 15

is de hoogte van de kruipruimte, in m. is de warmtegeleidingscoëfficiënt van de grond, te stellen op 2,0 W/(m.K). is de warmtegeleidingscoëfficiënt van de lucht in de kruipruimte, te stellen op 3,0 W/(m.K). is de warmteovergangsweerstand aan de zijde van de ingaande 2 warmtestroom, in m .K/W.

Opgemerkt wordt dat de waarde 180 is afgeleid door een forfaitaire waarde van 0,6 aan te houden voor de temperatuurverhouding in de kruipruimte. Indien een isolatielaag op de bodem van de kruipruimte is aangebracht, zou de waarde 180 moeten worden vervangen door 300(½ θdk + ½θok – θe)/(θi – θe). Deze waarde zal voor de bodemisolatie met chips worden berekend met het rekenmodel uit SBR richtlijn nr. 4: “Maatregelen in kruipruimten, Thermische en hygrische afscherming”. In dit rekenmodel wordt een warmtebalans en een vochtbalans voor een kruipruimte gegeven. In de warmtebalans wordt rekening gehouden met de warmtetoevoer of -afvoer via de begane grondvloer, de fundering, de bodem en via ventilatie, alsmede door verdamping van vocht of condensatie. In de bijlage A wordt meer informatie gegeven over dit rekenmodel. Voor de uit te voeren berekeningen wordt uitgegaan van een tussenwoning met een diepte van 10 m en een breedte van 5 m. Voor de hoogte van de kruipruimte (zonder chips op de bodem) wordt 0,6 meter gehanteerd. Bij toepassing van bodemisolatie wordt de hoogte van de kruipruimte verminderd met de dikte van het isolatiemateriaal. Vanaf een dikte van 30 cm bodemisolatie wordt de hoogte tussen de bodemisolatie en de onderkant begane grondvloer op 30 cm gehouden.


6 / 15

3 Resultaten 3.1

Warmteverliescoëfficiënt vloer zonder isolatie met chips De warmteverliescoëfficiënt van de begane grondvloer is berekend als functie van de warmteweerstand (Rc) van de begane grondvloer. Voor de gegeven woning kunnen de volgende waarden worden gehanteerd: 2 - AT,rand = 50 m 2 - AT,midden = 0 m - Pi = 10 m In onderstaande tabel 1 zijn de resultaten gegeven. Tabel 1: Warmteverliescoëfficiënt Ls als functie van Rc van de begane grondvloer

Rc vloer 2 (m .K/W) 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3.2

Ls (W/K) 15,50 15,35 15,20 15,06 14,93 14,80 14,69 14,58 14,47 14,37 14,28

Rc vloer 2 (m .K/W) 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0

Ls (W/K) 14,28 14,19 14,10 14,02 13,94 13,87 13,80 13,73 13,66 13,60 13,54

Warmteverliescoëfficiënt vloer met chips op de kruipruimtebodem In eerste instantie is met het rekenmodel uit de SBR richtlijn nr. 4 de temperatuur in de kruipruimte berekend. Uit deze temperaturen is vervolgens de temperatuurverhouding in de kruipruimte berekend ((tkruip-te)/(ti-te)). Uitgegaan is van een binnentemperatuur van 18 °C en een ventilatievoud van de -1 kruipruimte van 0,6 h . Voor de warmteweerstand van de begane grondvloer is 2 uitgegaan van een ongeïsoleerde vloer met Rc = 0,4 m .K/W. Voor de eigenschappen van de chips zijn de volgende rekenwaarden gehanteerd: Rekenwaarde van de warmtegeleidingscoëfficiënt = 0,076 W/(m.K). Vochtweerstandsgetal: μ= 1,6. De warmtegeleidingscoëfficiënt van de chips is ontleend aan TNO rapport 060DTM-2011-02440 en bedraagt 0,063 W/(m.K). Voor de rekenwaarde van de warmtegeleidingscoëfficiënt voor de chips toegepast in een kruipruimte is deze waarde vermenigvuldigd met een correctiefactor van 1,2. Het vochtweerstandsgetal van de chips is ontleend aan TNO rapport 99-BT-MKR0186.


7 / 15

In tabel 2 zijn de maandgemiddelde temperaturen in de kruipruimte gegeven voor de periode september tot en met april voor verschillende laagdiktes met chips. In tabel 3 zijn de hieruit berekende temperatuurverhoudingen in de kruipruimte gegeven voor de periode september tot en met april. Tabel 2: Temperaturen in de kruipruimte bij toepassing van chips

Maand

Buitentemperatuur

Sep Okt Nov Dec Jan Feb Maart April

14,3 10,0 5,9 3,0 1,7 2,0 5,0 8,5

Temperatuur in kruipruimte bij laagdikte chips

20 cm

25 cm

30 cm

35 cm

40 cm

45 cm

50 cm

16,9 16,4 15,9 15,6 15,3 15,3 15,5 15,9

17,0 16,6 16,2 15,8 15,6 15,6 15,8 16,2

17,1 16,8 16,4 16,1 15,9 15,8 16,1 16,4

17,2 16,8 16,4 16,1 16,0 15,9 16,1 16,4

17,2 16,9 16,5 16,2 16,0 16,0 16,2 16,5

17,3 16,9 16,5 16,2 16,0 16,0 16,3 16,6

17,3 16,9 16,5 16,2 16,1 16,1 16,3 16,6

Tabel 3: De temperatuurverhouding in de kruipruimte bij toepassing van chips

Maand

Buitentemperatuur

Temperatuurverhouding bij laagdikte chips

20 cm Sep Okt Nov Dec Jan Feb Maart April

14,3 10,0 5,9 3,0 1,7 2,0 5,0 8,5

0,70 0,80 0,83 0,84 0,83 0,83 0,81 0,78

25 cm

0,73 0,83 0,85 0,85 0,85 0,85 0,83 0,81

30 cm

0,76 0,85 0,87 0,87 0,87 0,86 0,85 0,83

35 cm

0,78 0,85 0,87 0,87 0,88 0,87 0,85 0,83

40 cm

0,78 0,86 0,88 0,88 0,88 0,88 0,86 0,84

45 cm

0,81 0,86 0,88 0,88 0,88 0,88 0,87 0,85

Op basis van deze resultaten dient voor de factor 180 in relatie (1) te worden gehanteerd: voor 20 cm chips: 241 voor 25 cm chips: 248 voor 30 cm chips: 254 voor 35 cm chips: 255 voor 40 cm chips: 257 voor 45 cm chips: 259 voor 50 cm chips: 259

50 cm

0,81 0,86 0,88 0,88 0,88 0,88 0,87 0,85


8 / 15

Berekening van de warmteverliescoëfficiënt van de vloer levert dan op: − voor 20 cm chips: Ls = 14,97 W/K − voor 25 cm chips: Ls = 14,77 W/K − voor 30 cm chips: Ls = 14,61 W/K − voor 35 cm chips: Ls = 14,42 W/K − voor 40 cm chips: Ls = 14,26 W/K − voor 45 cm chips: Ls = 14,12 W/K − voor 50 cm chips: Ls = 13,98 W/K Vergelijken we deze waarden met de warmteverliescoëfficiënt voor een geïsoleerde begane grondvloer zonder chips in de kruipruimte dan blijkt dat: 2 − 20 cm chips gelijkwaardig is met Rc vloer = 1,7 m .K/W 2 − 25 cm chips gelijkwaardig is met Rc vloer = 2,0 m .K/W 2 − 30 cm chips gelijkwaardig is met Rc vloer = 2,3 m .K/W 2 − 35 cm chips gelijkwaardig is met Rc vloer = 2,6 m .K/W 2 − 40 cm chips gelijkwaardig is met Rc vloer = 3,0 m .K/W 2 − 45 cm chips gelijkwaardig is met Rc vloer = 3,3 m .K/W 2 − 50 cm chips gelijkwaardig is met Rc vloer = 3,7 m .K/W


9 / 15

4 Samenvatting en conclusies Berekeningen zijn uitgevoerd voor de warmteverliescoëfficiënt van een begane grondvloer van een tussenwoning boven een kruipruimte. Hierbij is uitgegaan van de formules die gegeven zijn in NPR 2068:2002 “Thermische isolatie van gebouwen – Vereenvoudigde rekenmethoden”. Een vergelijk is gemaakt tussen de warmteverliescoëfficiënt van een geïsoleerde begane grondvloer boven een kruipruimte en een ongeïsoleerde begane grondvloer in combinatie met een laag Drowa chips op de bodem van de kruipruimte. Uit deze berekeningen van de warmteverliescoëfficiënt is gebleken dat: 2 − 20 cm chips gelijkwaardig is met Rc vloer = 1,7 m .K/W 2 − 25 cm chips gelijkwaardig is met Rc vloer = 2,0 m .K/W 2 − 30 cm chips gelijkwaardig is met Rc vloer = 2,3 m .K/W 2 − 35 cm chips gelijkwaardig is met Rc vloer = 2,6 m .K/W 2 − 40 cm chips gelijkwaardig is met Rc vloer = 3,0 m .K/W 2 − 45 cm chips gelijkwaardig is met Rc vloer = 3,3 m .K/W 2 − 50 cm chips gelijkwaardig is met Rc vloer = 3,7 m .K/W


5 Literatuur [1] NEN 1068:2001: Thermische isolatie van gebouwen – Rekenmethoden Nederlands Normalisatie Instituut, Delft. [2] NPR 2068:2002: Thermische isolatie van gebouwen – Vereenvoudigde rekenmethoden Nederlands Normalisatie Instituut, Delft. [3] SBR-richtlijn nr. 4: Maatregelen in kruipruimten. Thermische en hygrische afscherming. Meet- en beoordelingsrichtlijnen. Rotterdam 1993.

10 / 15


6 Ondertekening Delft, 29 juni 2011

ir. K. van Zundert C.J.J. Castenmiller Auteurs

11 / 15


7 Bijlage A : rekenmodel uit SBR richtlijn nr. 4

12 / 15


13 / 15


14 / 15


15 / 15

De warmteverliescoëfficiënt van een begane grondvloer bij toepassing van Drowa chips als bodemisolatie in kruipruimtes bij een tussenwoning

Recommend Documents