Experimentele en numerieke studie naar het vochttransport in strobalenconstructies in een gematigd klimaat

Katholieke Hogeschool Sint-Lieven Departement Industrieel Ingenieur Technologiecampus Gent Gebroeders De Smetstraat 1, 9000 Gent

Opleiding Master in de industriële wetenschappen: Bouwkunde

Experimentele en numerieke studie naar het vochttransport in strobalenconstructies in een gematigd klimaat

Promotor: arch. Alexis Versele & ing. Jelle Langmans Eindverhandeling tot het verkrijgen van de graad van Industrieel Ingenieur en aangeboden door Pieter Linthout en Dieter Maes

Academiejaar 2011-2012

WOORD VOORAF Graag zouden wij enkele personen willen bedanken die ons geholpen hebben bij het realiseren van deze masterproef. Zonder hun bijdrage zou deze masterproef nooit geworden zijn wat het nu is. Enkele mensen verdienen een bijzondere vermelding. In de eerste plaats willen wij de architectengroep Barchi uit Riemst bedanken. De passie voor strobalenbouw van arch. Peter Vos werkte inspirerend voor ons, het is dankzij hem dat we rond dit onderwerp onze masterproef konden maken. Wij willen Barchi ook bedanken voor het ter beschikking stellen van materiaal en ruimte voor het uitvoeren van proeven. Daarnaast willen wij de afdeling bouwfysica van de K.U. Leuven oprecht bedanken voor het ter beschikking stellen van hun laboratoria. Wij danken hierbij in het bijzonder Wim Bertels van deze afdeling voor het uitvoeren van een aantal materiaalproeven. Een grote dank je wel aan de firma’s Ecomat en Tintelijn voor het bezorgen van informatie en proefmateriaal. Ook willen wij onze ouders bedanken die er altijd waren voor steun gedurende deze masterproef en onze studies. Ir. Kristof Van Royen en dr. Manu Mus zouden wij graag bedanken voor de taalkundige tips bij deze masterproef. Tot slot willen wij van harte onze promotor arch. Alexis Versele en copromotor ing. Jelle Langmans bedanken. Alexis Versele voor het helpen opstarten en coördineren van onze masterproef. Jelle Langman niet alleen voor de onmisbare hulp, het nalezen en verbeteren van de masterproef, maar ook voor de goede coördinatie en zijn enthousiasme.

3

Toelating tot bruikleen De auteurs geven de toelating deze masterproef op papier en digitaal voor consultatie beschikbaar te stellen en delen ervan te kopiëren voor eigen gebruik. Elk ander gebruik valt onder de strikte beperkingen van het auteursrecht; in het bijzonder wordt er gewezen op de verplichting de bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit deze masterproef. The authors give permission to make this master dissertation available for consultation and to copy parts of this master dissertation for personal use. In the case of any other use, the limitations of the copyright have to be respected, in particular with regard to the obligation to state expressly the source when quoting results from this master dissertation.

4

ABSTRACT Deze masterproef onderzoekt het gedrag van vocht in een strobalenwoning, gebouwd in een gematigd zeeklimaat. Het onderzoek maakt gebruik van analytische, numerieke en experimentele methoden om het vochttransport in bouwdelen geïsoleerd met strobalen in kaart te brengen. Voor de simulaties werden er materiaalproeven uitgevoerd op de in de praktijk gebruikte materialen, dit om de simulaties zoveel mogelijk te laten overeenstemmen met de praktijk. Volgens de analytische berekeningen zou stro als isolatiemateriaal een slechte oplossing zijn. Het stro zou gedurende de wintermaanden hoge vochtigheidsgehaltes halen. In de praktijk daarentegen blijkt dat het stro, dat als isolatiemateriaal gebruikt wordt, geen problemen ondervindt met zeer hoge vochtgehaltes. De resultaten van de numerieke simulaties bevinden zich tussen de analytische berekeningen en de praktijk. Hierbij werden gedurende de winterperiode hoge vochtigheidsgehaltes in de buitenste centimeters van de strobalen teruggevonden. Uit het onderzoek blijkt dat bij het gebruik van strobalen als isolatiemateriaal in bouwdelen, het belangrijk is het stro te beschermen tegen hoge vochtgehaltes. Dit houdt in dat de dampopenheid van de bouwdelen gerespecteerd blijft en dat de bouwdelen beschermd worden tegen rechtstreekse bevochtiging.

5

Experimentele en numerieke studie naar het vochttransport in strobalenconstructies in een gematigd klimaat Pieter Linthout & Dieter Maes Promotor: arch. Alexis Versele & ing. Jelle Langmans I.

INLEIDING

Deze thesis onderzoekt het vochtgedrag in een strobalenconstructies. Strobalenbouw ontwikkelt zich steeds verder en in het kader van de milieuproblematiek biedt deze bouwmethode wel de mogelijkheid om degelijke en goed geïsoleerde gebouwen te construeren. [3] De typische opbouw van een wand en een dak met strobalen als isolatie is weergegeven in figuren 1 en 2.

A. Hygroscopische curven Een hygroscopische curve geeft het verband weer tussen het vochtgehalte van een hygroscopisch materiaal (zoals stro, leem en traskalk) en de relatieve vochtigheid van de omgeving. Deze materialen zullen waterdamp absorberen vanuit de omgeving en bij elke relatieve vochtigheid een evenwichtsvochtgehalte bereiken in overeenstemming met de dampdruk van de omgeving. De curven worden opgesteld door een serie van evenwichtvochtgehaltes uit te zetten, dit gebeurde in het labo bouwfysica aan de K.U. Leuven. Grafiek 1 geeft de hygroscopische curven van stro, leem en traskalk weer. Echter is het moeilijk om aan de hand van deze grafiek de materialen te vergelijken aangezien deze grafiek geen rekening houdt met de verschillen in massadichtheid.

Figuur 1: Basisopbouw van de strobalenwand

Grafiek 1: hygroscopische curven Figuur 2: Basisopbouw van het strobalendak

Stilaan komen er meer en meer van deze woningen in België. De afkomst van strobalenbouw situeert zich in de droge regio’s van Amerika, daar heerst een heel ander klimaat dan in België. Ondanks moderne technieken, kan men zich terecht afvragen of strobalenbouw wel geschikt is voor een gematigd klimaat. Met als grootste bezorgdheid dat de verhoogde vochtigheidsgraad het stro zou beschadigen in verloop van tijd. [1] Met specifiek onderzoek naar de eigenschappen van stro, leem en traskalk kan de bruikbaarheid van strobalen als bouwmateriaal worden verhoogd. [2] Deze thesis onderzoekt enkele belangrijke eigenschappen van stro, leem en traskalk en probeert via analytische, numerieke en experimentele methoden de vochtprestaties van de strobalenconstructie te beoordelen. II.

Om een idee te krijgen hoe het vocht zich verdeelt in een typische strobalenwand moet men de laagdiktes in rekening brengen (grafiek 2). In de grafiek is te zien dat het stro als vochtbuffer optreedt. De hygroscopische eigenschappen van stro en leem bieden de mogelijkheid de veranderingen in de relatieve vochtigheid te bufferen wat gunstige gevolgen heeft voor het intern milieu van het gebouw.

MATERIAALEIGENSCHAPPEN STRO, LEEM EN TRASKALK

In het kader van deze thesis werden eerst enkele materiaalproeven uitgevoerd om nadien de softwarematige simulaties zoveel mogelijk met de praktijk te laten overeenstemmen.

Grafiek 2: watergehalte per materiaal in een typische strobalenwand

6 B. Waterabsorptie leem en traskalk Capillair vochttransport ontstaat wanneer een poreus bouwmateriaal in contact komt met water. Onder invloed van capillaire zuiging wordt water in de poriën van het materiaal gezogen. De wateropname wordt uitgezet op een grafiek in functie van de vierkantswortel van de tijd. Voor leem was de proef niet mogelijk mits de leembepleistering uit elkaar viel bij contact met water. Met een waterabsorptiecoëfficient van 0,103 kg/m².s0.5 is traskalk een materiaal dat qua wateropname gelegen is tussen een kalkzandsteen en een gewone cementmortel. Figuur 3: Watergehalte in een strobalenwand

C. Diffusieweerstandsgetal Het diffusieweerstandsgetal µ geeft aan hoeveel kleiner de damppermeabiliteit is in vergelijking met die van stilstaande lucht. Onderzoek naar deze waarden voor leem en traskalk werd uitgevoerd in het labo aan de K.U. Leuven. Voor leem werd een µ-waarde van 10,6 teruggevonden en voor traskalk 10,9. De diffusiedikte van leem en traskalk is dan ongeveer 32cm. Hieruit kan besloten worden dat leem en traskalk dampopen materialen zijn. III.

VOCHTVERLOOP IN EEN STROBALENCONSTRUCTIE

Het onderzoek maakt gebruik van analytische, numerieke en experimentele methoden om het vochttransport in bouwdelen geïsoleerd met strobalen in kaart te brengen.

Eerder onderzoek heeft uitgewezen dat bij vochtgehaltes vanaf 25% de biologische activiteit in het stro sterk toeneemt. In de zomerperiode daalt het vochtgehalte in deze kritieke plaatsen tot onder de 10%. C. Experimentele proeven In dit onderzoek werden een aantal experimentele proeven uitgevoerd op reële strobalenconstructies. In vergelijking met de analytische en numerieke proeven werden hierbij geen hoge vochtgehaltes teruggevonden in de strobalenisolatie. Een eerste proef op een plat strobalendak gaf gedurende de hele winterperiode constante vochtgehaltes rond de 11%. In een tweede proef op een strobalenwand met glas als buitenafwerking blijven de vochtgehaltes onder de 10%. Hierbij moet wel opgemerkt worden dat in dit onderzoek geen specifieke experimentele proeven uitgevoerd werden op de volgens de simulaties kritieke plaatsen in de strobalenisolatie.

A. Analytische methode Als inleiding op onze thesis werd met behulp van de analytische methode van Glaser het vochtverloop in de maand januari bepaald in een strobalenwand, een plat strobalendak en een strobalenwand met glas als buitenafwerking. In al deze constructies zou er volgens Glaser condensatie optreden tussen de buitenste laag en de strobalen. In het geval van het plat dak zou de OSB plaat zelfs volledig nat worden. De berekeningen van Glaser geven ons echter een vertekend beeld van het vochtverloop doorheen de constructie. Dit omdat Glaser uitgaat van een aantal vereenvoudigingen B. Simulaties Om een juister beeld te krijgen van het vochtverloop doorheen de strobalenconstructies (strobalenwand, plat strobalendak en strobalenwand met glas als buitenafwerking) werden simulaties uitgevoerd met behulp van het softwareprogramma Delphin 5.0. In de winterperiode gaven de simulaties telkens een sterke stijging aan van het vochtgehalte in het buitenste gedeelte van de strobalenisolatie. Volgens de simulaties zouden rond eind februari pieken in het vochtgehalte van 20 à 25% moeten optreden in de buitenste centimeter van de strobalenisolatie.

IV.

BESLUITEN

Uit het theoretisch onderzoek kan besloten worden dat het belangrijk is om de bouwdelen geïsoleerd met strobalen te beschermen tegen hoge vochtgehaltes. Dit houdt in dat de dampopenheid van de bouwdelen gerespecteerd blijft en dat de bouwdelen beschermd worden tegen rechtstreekse bevochtiging. Experimenteel kunnen er nog geen algemene besluiten gevormd worden, hiervoor is nog extra onderzoek aangewezen. DANKWOORD Wij hadden in het bijzonder willen bedanken onze promotoren: arch. Alexis Versele en ing. Jelle Langmans. Verder gaat onze dank ook uit aan de architectengroep Barchi, met in het bijzonder arch. Peter Vos. REFERENTIES [1]

[2]

[3]

Carfrae Jim, The moisture performance of straw bale construction in a temperate maritime climate, University of Plymouth, 2011. Clynes James, Decay characteristics of different types of straw used in straw bale building, Graduate School of the Environment (Powys); School of Computing and Technology (Londen), 2009. Palmar Christopher, A comparison of moisture content versus thermal conductivity of low impact construction materials: straw and hemp with binders, MSc Architecture, 2010.

7

INHOUDSTAFEL INHOUDSTAFEL ..................................................................................................................... 7 FIGURENLIJST....................................................................................................................... 10 GRAFIEKENLIJST ................................................................................................................. 11 TABELLENLIJST ................................................................................................................... 13 GEBRUIKTE EENHEDEN ..................................................................................................... 14 AFKORTINGEN EN LETTERWOORDEN ........................................................................... 14 1.

Inleiding ............................................................................................................................ 15 1.1 1.2 1.3 1.4

2.

Strobaalwoning ................................................................................................................. 19 2.1 2.2 2.2.1 2.2.1.1 2.2.1.2 2.2.2 2.2.3 2.2.3.1 2.2.3.2 2.2.4 2.3 2.3.1 2.3.2 2.4

3.

Doel masterproef .................................................................................................... 15 Onderzoek naar vocht ............................................................................................ 16 Vocht op droge of natte basis ................................................................................. 17 Uiteenzetting masterproef ...................................................................................... 17

Historiek ................................................................................................................. 19 Opbouw strobaalwoning ........................................................................................ 20 2 soorten manieren om met strobalen te bouwen ................................................... 20 Strobouw met houtskelet........................................................................................ 20 Stapelbouw ............................................................................................................. 21 Wandopbouw met strobalen als isolatie................................................................. 22 Dakopbouw met strobalen als isolatie ................................................................... 24 Hellend dak ............................................................................................................ 24 Plat dak................................................................................................................... 25 Dampopen bouwen ................................................................................................ 26 Materialen .............................................................................................................. 27 Stro ......................................................................................................................... 27 Bepleistering .......................................................................................................... 28 Hygroscopisch gedrag van strobalenbouw volgens glaser .................................... 30

Materiaaleigenschappen van stro, leem en traskalk .......................................................... 34 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.2 3.2.1 3.2.2

Hygroscopisch gedrag van stro .............................................................................. 34 Bestaande hygroscopische curven van stro ............................................................ 36 Opstellen hygroscopische curve van stro, leem en traskalk .................................. 38 Resultaat hygroscopische curve stro, leem en traskalk .......................................... 40 Vergelijking curven ............................................................................................... 43 Hysteresis ............................................................................................................... 46 Capillaire zuiging van leem en traskalk ................................................................. 48 Capillair transport in poreuze bouwmaterialen ...................................................... 48 Wateropname van poreuze bouwmaterialen .......................................................... 48

8

3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.2.6.1 3.2.6.2 3.2.6.3 3.2.6.4 3.2.6.5 3.2.6.6 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 4.

Metingen in situ ................................................................................................................ 67 4.1 4.1.1 4.1.1.1 4.1.1.2 4.1.2 4.1.2.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.3

5.

Gebruikte meettoestellen........................................................................................ 67 Stro- en hooivochtmeter draminski hmm .............................................................. 67 Technische gegevens.............................................................................................. 68 Kalibratie vochtmeter............................................................................................. 68 HOBO vochtmeter ................................................................................................. 70 Technische gegevens.............................................................................................. 71 Vochtigheid in een plat dak met strobalen als isolatie ........................................... 71 Proefopstelling ....................................................................................................... 71 Verloop van de proef ............................................................................................. 72 Resultaten ............................................................................................................... 72 Relatieve vochtigheid in een strobalenwoning ...................................................... 75

Simulaties .......................................................................................................................... 78 5.1 5.2 5.2.1 5.2.1.1 5.2.1.2 5.2.2 5.2.3 5.3 5.4 5.5 5.6

6.

Droging van natte bouwmaterialen ........................................................................ 50 Proeven naar het capilair gedrag van leem en traskalk .......................................... 52 Resultaten van capillair vochttransport in leem ..................................................... 55 Resultaten van capillair vochttransport in traskalk ................................................ 55 Droging .................................................................................................................. 55 Dichtheid ................................................................................................................ 56 Waterabsorptiecoëfficient ...................................................................................... 57 Capillair en maximaal vochtgehalte ....................................................................... 58 Vochtfront .............................................................................................................. 59 Vergelijking met andere materialen ....................................................................... 60 Diffusieweerstandsgetal ......................................................................................... 61 Wet van fick ........................................................................................................... 61 Wet cup - dry cup proef op leem en traskalk ......................................................... 62 Resultaten wet cup – dry cup traskalk ................................................................... 64 Resultaten wet cup – dry cup leem ........................................................................ 65

Delphin ................................................................................................................... 78 Randvoorwaarden .................................................................................................. 79 Buitenklimaat ......................................................................................................... 79 Temperatuur ........................................................................................................... 80 Relatieve vochtigheid ............................................................................................. 80 Binnenklimaat ........................................................................................................ 81 Materiaaleigenschappen ......................................................................................... 81 Vocht in een strobalenwand ................................................................................... 82 Werkelijke – theoretische lambda waarde ............................................................. 88 Vocht in een plat strobalendak ............................................................................... 92 Conclusies .............................................................................................................. 97

Besluiten ........................................................................................................................... 98

9

7.

Aanbevelingen voor verder onderzoek ........................................................................... 100 7.1 7.2 7.2.1 7.2.2 7.3 7.4

De testbox ............................................................................................................ 100 Mogelijke proeven ............................................................................................... 101 Proef 1 .................................................................................................................. 101 Proef 2 .................................................................................................................. 104 Tweedimensionale simulaties .............................................................................. 104 Voorstellen tot verder onderzoek ......................................................................... 105

LITERATUURLIJST ............................................................................................................. 106 BIJLAGEN ............................................................................................................................. 108 Bijlage A: Bepaling van de volumemassa van strobalen (tarwe) ....................................... 108 Bijlage B: Onderzoeksverslag van de Oostenrijkse technische universiteit Wenen van de warmtegeleidbaarheid van strobalen .................................................................................. 112 Bijlage C: Europese technische goedkeuring van thermische en /of akoestische eigenschappen van een isolatiemateriaal gemaakt van stro................................................ 115 Bijlage D: Onderzoeksverslag naar de warmtegeleidbaarheid van strobalen van het Duitse onderzoeksinstituut voor warmtegeleiding in Munchen .................................................... 125 Bijlage E: Technische fiche stroleem ................................................................................. 127 Bijlage F: Technische fiche traskalk .................................................................................. 129 Bijlage G: Verwerkingsmethode buitenafwerking strobalengevel ..................................... 132 Bijlage H: Analytische Glaser berekeningen voor een strobalenwand .............................. 135 Bijlage I: Analytische Glaser berekeningen voor een strobalendak ................................... 137 Bijlage J: Analytische Glaser berekeningen voor een strobalenwand met glas als gevelafwerking ................................................................................................................... 139

10

FIGURENLIJST Figuur 2-1 Het Burke House, Alliance, Nebraska - De oudste nog bestaande strobalenwoning .................................................................................................................................................. 19 Figuur 2-2 Strobalenwoning met houtskelet ........................................................................... 20 Figuur 2-3 Strobalenwoning met stapelbouw ......................................................................... 21 Figuur 2-4 Opbouw strobalenwanden ...................................................................................... 22 Figuur 2-5 Positie baal in de wand .......................................................................................... 23 Figuur 2-6 Opbouw hellende daken met stro als isolatie ......................................................... 24 Figuur 2-7 Plat dak met stro als isolatie ................................................................................... 25 Figuur 3-1 De verschillende fases van water absorptie in een hygroscopisch materiaal (Hens, 2007)......................................................................................................................................... 34 Figuur 3-2 Moleculaire absorptie en capillaire condensatie .................................................... 35 Figuur 3-3 Fases van vocht opslag in stro ................................................................................ 36 Figuur 3-4 Bepalen hygroscopische curve met behulp van dessicator .................................... 39 Figuur 3-5 Stro, leem en traskalk monster ............................................................................... 39 Figuur 3-6 Wateropname in poreus bouwmateriaal (Descamps, 2000) ................................... 48 Figuur 3-7 wateropname in een monster in contact met water (Janssens, 2005) ..................... 49 Figuur 3-8 Vochtfront (Descamps, 2000) ................................................................................ 50 Figuur 3-9 Tweede droogfase (Descamps, 2000) .................................................................... 51 Figuur 3-10 Maken proefstukken ............................................................................................. 52 Figuur 3-11 Drogen van de proefstukken ................................................................................ 53 Figuur 3-12 Proefopstelling capillaire absorptie ...................................................................... 53 Figuur 3-13 Proefopstelling wmax ............................................................................................. 54 Figuur 3-14 Ontstaan van luchtbellen ...................................................................................... 54 Figuur 3-15 Afbrokkelen van de leemproefstukken................................................................. 55 Figuur 3-16 Proefopstelling dry-cup proef............................................................................... 62 Figuur 3-17 Klimaatskast dry - cup proef ................................................................................ 63 Figuur 4-1 Stro- en hooivochtmeter Draminski HMM ............................................................ 67 Figuur 4-2 Meten van vochtigheid in het stro .......................................................................... 68 Figuur 4-3 Meetplaatsen vochtigheid in het stro ...................................................................... 69 Figuur 4-4 HOBO data logger .................................................................................................. 70 Figuur 4-5 Proefopstelling berging Riemst .............................................................................. 71 Figuur 4-6 Meten van vochtigheid in een strobalendak ........................................................... 72 Figuur 4-7 Strobalenwand met enkelvoudig glas ..................................................................... 75 Figuur 4-8 Kans op ziektes in functie van de relatieve vochtigheid ........................................ 77 Figuur 5-1 Opbouw strobalenwand simulatie (3cm leem, 36cm stro en 3cm traskalk) ........... 82 Figuur 5-2 Strobalenwand met glasraam (3cm leem, 36cm stro, 1cm luchtspouw en 0,6cm glas) .......................................................................................................................................... 86 Figuur 5-3 Opbouw strobalenwand simulatie (3cm leem, 36cm stro en 3cm traskalk) ........... 88 Figuur 5-4 Opbouw plat strobalendak (leem, stro, OSB plaat en EPDM afdichting) .............. 92 Figuur 7-1 Schets testbox ....................................................................................................... 100 Figuur 7-2 Opbouw dak testbox (leem, stro, OSB en EPDM) ............................................... 101

11

GRAFIEKENLIJST Grafiek 2-1 Glaser berekening standaard strobalenwand ........................................................ 31 Grafiek 2-2 Glaser berekening plat strobalendak ..................................................................... 31 Grafiek 2-3 Glaser berekening strobalenwand met glas als buitenafwerking .......................... 32 Grafiek 3-1 Bestaande hygroscopische curven ........................................................................ 37 Grafiek 3-2 Hygroscopische curve van stro ............................................................................. 40 Grafiek 3-3 Vergelijking hygroscopische curven K.U. Leuven en Lawrence (2009) ............ 41 Grafiek 3-4 Hygroscopische curve van leem ........................................................................... 41 Grafiek 3-5 Hygroscopische curve van traskalk ...................................................................... 42 Grafiek 3-6 Vergelijking hygroscopische curven traskalk (Evrard 2006) ............................... 42 Grafiek 3-7 Vergelijking hygroscopische curve van stro, leem en traskalk ............................ 43 Grafiek 3-8 Watergehalte in 1m³ stro, leem of traskalk ........................................................... 44 Grafiek 3-9 Watergehalte per materiaal in een typische strobalenwand .................................. 45 Grafiek 3-10 Volledige sorptie en desorptie curve van stro ..................................................... 46 Grafiek 3-11 Hysteresis in stro bij een veranderlijke temperatuur en bij constante RV .......... 47 Grafiek 3-12 Wateropname in functie van t ........................................................................ 57 Grafiek 3-13 Grafische voorstelling van het capillaire en maximaal vochtgehalte van traskalk .................................................................................................................................................. 58 Grafiek 3-14 Vochtfront in functie van t ............................................................................. 59 Grafiek 3-15 Dampdiffusieweerstandsgetal µ van traskalk ..................................................... 64 Grafiek 3-16 Diffusiedikte µd van traskalk.............................................................................. 64 Grafiek 3-17 Dampdiffusieweerstandsgetal µ van leem .......................................................... 65 Grafiek 3-18 Diffusiedikte µd van leem .................................................................................. 66 Grafiek 4-1 Relatieve vochtigheid en temperatuur in berging Riemst ..................................... 73 Grafiek 4-2 Relatieve vochtigheid en temperatuur leefruimte strobalenwoning ..................... 76 Grafiek 5-1 Daggemiddelde temperaturen Leuven 2010 ......................................................... 80 Grafiek 5-2 Relatieve vochtigheid Leuven 2010 ..................................................................... 80 Grafiek 5-3 Jaarsimulatie vochtgehalte in een strobalenwand ................................................. 82 Grafiek 5-4 Watergehalte in de strobalenwand ........................................................................ 83 Grafiek 5-5 Vochthoeveelheid in de buitenste 5cm van het stro van een strobalenwand ........ 83 Grafiek 5-6 Vochthoeveelheid in de buitenste 5cm van het stro gedurende een periode van 4 jaar (start 1 januari 2010) ......................................................................................................... 84 Grafiek 5-7 Jaarsimulatie vochtgehalte in het traskalk van een strobalenwand....................... 84 Grafiek 5-8 Gecumuleerde vochtflux doorheen een strobalenwand, een positieve waarde betekend dat er vochttransport naar buiten toe is ..................................................................... 85 Grafiek 5-9 Overhygroscopisch water in een strobalenwand met een glasraam ..................... 86 Grafiek 5-10 Vochthoeveelheid in de buitenste 5cm stro van een strobalenwand met glas als buitenafwerking gedurende 4 jaar (start 1 januari 2010) ......................................................... 87 Grafiek 5-11 Vochthoeveelheid in het stro van een strobalenwand met glas als buitenafwerking gedurende 4 jaar (start 1 januari 2010) ......................................................... 87 Grafiek 5-12 Temperatuursverloop in een strobalenwand met theoretische lambda ............... 89

12

Grafiek 5-13 Temperatuursverloop in een strobalenwand met lambda waarde van 0,06 W/m.K .................................................................................................................................................. 90 Grafiek 5-14 Strobalenwand met werkelijke lambda waarde van 0,045 W/m.K ..................... 90 Grafiek 5-15 Vochthoeveelheid in de buitenste 5cm van het stro in de dakconstructie .......... 92 Grafiek 5-16 Vochthoeveelheid in de OSB plaat van een plat strobalendak gedurende de winter ........................................................................................................................................ 93 Grafiek 5-17 Overhygroscopisch water in de constructie ........................................................ 94 Grafiek 5-18 Vochthoeveelheid in de buitenste 5cm stro van een plat strobalendak gedurende de 4 jaar .................................................................................................................................... 94 Grafiek 5-19 Vochthoeveelheid in het stro van een plat strobalendak gedurende de winter ... 95 Grafiek 5-20 Vergelijking vochthoeveelheid in een plat dak met strobalen of minerale wol als isolatiemateriaal ....................................................................................................................... 96 Grafiek 7-1 Watergehalte in het dak ...................................................................................... 102 Grafiek 7-2 Overhygroscopisch water in de constructie (condensatie) ................................. 102 Grafiek 7-3 Vochthoeveelheid in de OSB plaat ..................................................................... 103 Grafiek 7-4 Vochthoeveelheid in het stro .............................................................................. 103 Grafiek 7-5 Watergehalte in de strobalenwand ...................................................................... 104

13

TABELLENLIJST Tabel 2-1 Eigenschappen bruinleem Claytec ........................................................................... 29 Tabel 2-2 Binnen- en buitencondities berekening Glaser ........................................................ 30 Tabel 3-1 Zoutenoplossingen met hun overeenkomende relatieve vochtigheid ...................... 40 Tabel 3-2 Droging van proefstuk 1 .......................................................................................... 55 Tabel 3-3 Droging van proefstuk 2 .......................................................................................... 56 Tabel 3-4 Droging van proefstuk 3 .......................................................................................... 56 Tabel 3-5 Dichtheid traskalk .................................................................................................... 56 Tabel 3-6 Waterabsorptiecoëfficiënt A van traskalk................................................................ 57 Tabel 3-7 Capillaire en maximaal vochtgehalte van traskalk .................................................. 58 Tabel 3-8 Waterpenetratiecoëfficiënt B van traskalk ............................................................... 59 Tabel 3-9 Waterabsorptiecoëfficient A en waterpernetratiecoëfficient B van capillaire materialen (Descmaps, 2000) ................................................................................................... 60 Tabel 3-10 µ-waarde van enkele materialen ............................................................................ 62 Tabel 3-11 Monsters dry - cup proef ........................................................................................ 63 Tabel 4-1 Technische gegevens stro- en hooivochtmeter ........................................................ 68 Tabel 4-2 Resultaten stro- en hooivochtmeter ......................................................................... 69 Tabel 4-3 Effectief vochtgehalte van de proefstukken ............................................................. 70 Tabel 4-4 Technische gegevens HOBO data logger ................................................................ 71 Tabel 4-5 Vochtmetingen strobalendak in Riemst ................................................................... 74 Tabel 5-1 Materiaaleigenschappen van leem, stro en traskalk ................................................. 81 Tabel 5-2 Eigenschappen strobalenwand met theoretische lambda waarde van 0,008 W/m.K89 Tabel 5-3 Eigenschappen strobalenwand met werkelijke lambda waarde van 0,06 W/m.K ... 89 Tabel 5-4 Eigenschappen strobalenwand met werkelijke lambda waarde van 0,045 W/m.K . 90

14

GEBRUIKTE EENHEDEN mm m m² m³ l ha ton kg kg/m³ s Pa °C K W/mK W/m²K kg/m²s0.5 N/mm² g/m² m/s s/m m/s0.5 J/kgK

millimeter meter vierkante meter kubieke meter liter hectare (10 000m²) 1000kg (massa) kilogram (massa) kilogram per kubieke meter (dichtheid) seconde (tijd) Pascal (druk) graden Celsius (temperatuur) Kelvin (temperatuur) Watt per meter Kelvin (Thermische geleidbaarheid λ) Watt per vierkante meter Kelvin (U-waarde) eenheid van de waterabsorptiecoëfficiënt Newton per vierkante millimeter (druksterkte) gram per vierkante meter (sorptie) meter per seconde (diffusieweerstand Z) eenheid van waterdampovergangscoëfficiënt βe eenheid van waterpenetratiecoëfficiënt B eenheid van soortelijke warmte

AFKORTINGEN EN LETTERWOORDEN RV RH MC CO2 OSB EPDM WTCB

Relatieve Vochtigheid Relative Humidity Vochtinhoud (Moisture Content) Koolstofdioxide Oriented Strand Board Ethyleen Propyleen Dieenmonomeer Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf

15

1. INLEIDING Het wereldbevolkingsaantal blijft stijgen. Tijdens het schrijven aan deze masterproef werd eind oktober 2011, de kaap van zeven miljard mensen op aarde overschreden. De bevolking is tot op heden grotendeels afhankelijk van energie uit fossiele brandstoffen zoals kolen, gas en olie. Deze energiebronnen zijn niet oneindig voorradig, nu al heeft de olieproductie haar piek bereikt. Het stijgende gebruik van fossiele brandstoffen brengt onherroepelijk een stijgende uitstoot van CO2 met zich mee. Dit verhoogd niveau van CO2 samen met andere broeikasgassen leidt tot de opwarming van de aarde. Wanneer mensen hun gedrag en gewoontes aanpassen is het mogelijk deze uitstoot te beperken en zo de klimaatsverandering te beperken of zelfs terug te draaien. [3] De bouwnijverheid kan een belangrijke rol spelen in het verminderen van de uitstoot van deze gassen. De gebruikte materialen en methoden voor het bouwen van huizen hebben een belangrijk effect op het milieu. In België, en in heel de Europese Unie, zijn er heel wat maatregelen specifiek voor de bouwnijverheid gekomen om de uitstoot tegen te gaan. De focus ligt hier vooral op de energie gebruikt tijdens de levensduur van de (nieuwe) gebouwen en niet op de productie-energie van de materialen gebruikt om deze gebouwen te ontwikkelen. [3] De productie-energie is de hoeveelheid energie die gebruikt wordt om het materiaal van zijn ruwe grondstof tot in zijn afgewerkte staat te krijgen. Hoe minder energie een gebouw gebruikt tijdens zijn levensduur, hoe groter de rol van de gebruikte materialen is in het globale energieverbruik. Hernieuwbare materialen zoals stro, hennep, vlas, riet en jute hebben een lage productie-energie en krijgen meer en meer bekendheid. [3] Strobalenbouw ontwikkelt zich steeds verder maar vindt voorlopig nog geen ingang bij het grote publiek. In het kader van de milieuproblematiek biedt deze bouwmethode wel de mogelijkheid om degelijke en goed geïsoleerde gebouwen te construeren [18]. Het gebruik van stro in gebouwen kan de CO2-voetdruk van een gebouw sterk reduceren, dit doordat stro een lage productie-energie heeft. Tevens heeft stro ook een hoge warmteweerstand, waardoor de primaire energie verliezen van een gebouw ook sterk gereduceerd wordt. [3]

1.1

DOEL MASTERPROEF

Het principe van strobalenbouw wint steeds meer aan populariteit in onze streken. De oorsprong van strobalenbouw situeert zich in de droge regio’s van Amerika. Daar heerst een heel ander klimaat dan het Belgisch gematigd zeeklimaat. Ondanks moderne technieken, kan men zich terecht afvragen of strobalenbouw wel geschikt is voor ons klimaat, met als grootste bezorgdheid dat de verhoogde vochtigheidsgraad het stro zou beschadigen in verloop van tijd. [3] Bij het ontwerpen van een strobalenwoning is het dan ook zeer belangrijk dat er rekening gehouden wordt met het gematigd zeeklimaat.

16

In deze masterproef wordt niet ingegaan op de constructiedetails van een strobalenwoning. Maar worden enkele belangrijke eigenschappen van stro, leem en traskalk onderzocht op gebied van vocht. Tevens worden de vochtprestaties van de strobalenconstructie beoordeeld. Om het vochtgedrag van stro, leem en traskalk te kunnen evalueren zijn in het kader van deze masterproef enkele proeven, simulaties en metingen in situ en in laboratoria uitgevoerd.

1.2

ONDERZOEK NAAR VOCHT

Vocht is de grootste potentiële vijand van een strobalenconstructie. Aantasting door vocht kan leiden tot structurele schade en volledige ontbinding of biologische aantasting van het materiaal [18]. Hierdoor kan de structurele sterkte bedreigd worden [1]. Tevens zal het isolerend vermogen verminderen [6]. Het is daarom belangrijk de woning te beschermen tegen rechtstreeks blootstelling aan vocht. Een goede opbouw, en afwerking vooral aan de fundering en het dak zijn noodzakelijk. [18] Het stro dient verder beschermd te worden tegen regen en vocht door middel van een goede dak oversteek , een goede afwatering etc. Deze masterproef gaat vooral dieper in op het vochttransport. Hieronder volgen enkele belangrijke definities. Diffusie: Damptransport door diffusie is een verplaatsing van watermoleculen veroorzaakt door verschillen in dampdruk in de lucht [2]. Vormt een muur de begrenzing tussen twee ruimten, dan zal waterdamp doorheen de muur diffunderen. De diffusie gaat van hoge naar lage dampdruk. Het gaat hier om een eerder traag proces, waarvan de gevolgen minder snel zichtbaar worden. Is de muur dun en het temperatuurverschil tussen de ruimten (of tussen de gesloten ruimte en de buitenlucht) groot, dan kan de damp in de kern van de muur condenseren. Vocht in een materiaal vermindert de weerstand tegen warmtetransport, de muur wordt kouder wat het condensatieproces nog versneld. Buitenmuren met onvoldoende dikte zijn daarom niet bruikbaar voor bewoonde ruimten. Niet alleen is de thermische weerstand van dergelijke muren onvoldoende, ze worden ook nog vochtig. Men kan de dampdiffusie wijzigen door op de juiste plaats een dampremmende laag (meestal een folie) aan te brengen. In alle gevallen is de juiste plaats te vinden aan de warme kant van de muur. Nadeel van de dampremmende laag is dan, dat het vermogen van het materiaal om overtollig vocht uit de lucht snel te absorberen, dan verloren gaat. [18] Convectie: Damptransport door convectie is de verplaatsing van waterdamp door stroming van vochtige lucht onder invloed van luchtdrukverschillen. [2] Capillair vochttransport: De stroming van water in poreuze materialen ten gevolge van inter-moleculaire krachten tussen water en de poriënwand. [2]

17

1.3

VOCHT OP DROGE OF NATTE BASIS

De vochtinhoud van een materiaal zoals stro, leem of traskalk wordt uitgedrukt als een percentage van de massa van dat materiaal. Het is belangrijk een onderscheid te maken tussen een percentage van de droge massa van het materiaal (op droge basis) en een percentage van de natte massa van het materiaal (op natte basis). Als de vochtinhoud (MC) als een percentage wordt geschreven, is het belangrijk te weten of dit op droge of natte basis is aangezien er een beduidend verschil is. Zo is bijvoorbeeld bij stro een vochtinhoud van 10% op natte basis gelijk aan 11% op droge basis, wat niet zo’n groot verschil is, maar 20% op natte basis is gelijk aan 25% op droge basis, wat wel een belangrijk verschil is. Het is duidelijk dat er verwarring kan ontstaan. In de bouw wordt bijna altijd gewerkt op droge basis In de voedingsindustrie en de landbouwsector vaker op natte basis. Wanneer in de literatuur niet gespecificeerd is op welke basis het percentage vocht is uitgedrukt, dan kan de herkomst een vermoeden geven. Alle vochtinhouden in deze masterproef zijn uitgedrukt op droge basis, tenzij anders vermeld. [3]

1.4

UITEENZETTING MASTERPROEF

Hoofdstuk 2 beschrijft kort de historiek van de strobalenwoningen en verduidelijkt de twee manieren van bouwen met stro. De voornaamste bouwmaterialen worden overlopen en al enkele materiaaleigenschappen worden gegeven. Dit hoofdstuk wordt afgerond met de bespreking van het dampverloop in een strobalenconstructie volgens de analytische methode van Glaser waarbij het verschil met de praktijk wordt aangehaald. In hoofdstuk 3 worden enkele belangrijke materiaaleigenschappen van stro, leem en traskalk besproken. Dit hoofdstuk bestaat grotendeels uit de bespreking van de laboproeven die in het kader van deze masterproef zijn uitgevoerd. Zo worden er hygroscopische curven opgesteld, waaruit belangrijke conclusies kunnen getrokken worden. Tevens worden de proeven naar het capillair gedrag van leem en traskalk uitgebreid besproken en wordt er afgerond met het onderzoek naar het diffusieweerstandsgetal van de materialen. Hoofdstuk 4 gaat dieper in op de metingen in situ. Het vochttransport in een plat strobalendak en in een verticale wand met glas als buitenafwerking wordt nader bestudeerd. Er wordt ook gekeken naar hoe de relatieve vochtigheid en temperatuur in een strobalenwoning evolueert gedurende een dag.

18

Hoofdstuk 5 kijkt naar de simulaties die uitgevoerd werden met behulp van het computerprogramma Delphin. Gebruikmakend van de resultaten uit de laboproeven en de bevindingen van de metingen in situ worden enkele simulaties uitgevoerd en vergeleken met de praktijk. Hoofdstuk 6 somt de voornaamste besluiten uit dit onderzoek op. Tot slot worden in hoofdstuk 7 enkele suggesties voor verder onderzoek gemaakt. Er wordt specifiek ingegaan op de mogelijkheden voor een proefopstelling die zal gebouwd worden aan de KAHO Sint-Lieven te Gent in het academiejaar 2012-2013.

19

2. STROBAALWONING 2.1

HISTORIEK

De eerste strobalenwoningen werden rond het einde van de achttiende eeuw gebouwd in de regio van Nebraska, in de Verenigde Staten. Er waren drie factoren die aanleiding gaven tot de bouw van de eerste strobalenwoning: de uitvinding van de strobalenpers, het tekort aan hout en de weinig draagkrachtige ondergrond. De techniek met strobalen creëerde op een snellere, eenvoudigere en goedkopere manier een woning. Al snel bleek dat deze strobalen de huizen warm hielden tijdens de zeer koude winters en koel tijdens de hete zomers. Strobalen leverden ook een goede geluidswering tegen de huilende wind. De positieve ervaringen met het bouwen van en het wonen in strobalenhuizen leidde tot het bouwen van permanente huizen. Het oudste nog bestaande voorbeeld van deze bouwtechniek is het Burke House in de buurt van Alliance Nebraska uit 1903.

Figuur 2-1 Het Burke House, Alliance, Nebraska - De oudste nog bestaande strobalenwoning [18]

Gedurende verschillende decennia werd de strobalenbouw toegepast. Huizen, scholen zelfs verscheidene kerken. Maar naarmate de transportmogelijkheden zich ontwikkelden ontstond de invoer van andere bouwmaterialen en werd de strobalenbouw meer en meer verdrongen. Rond 1920, heeft de minister van landbouw van Noord-Dakota van de Verenigde Staten een handboek uitgegeven over de constructie van gebouwen met strobalen. Dit initiatief heeft geleid tot de verspreiding van de kennis over deze techniek over de verschillende staten van de Verenigde Staten. Eind jaren 1970 begon de echte heropleving van strobalenbouw. Enkele pioniers ontwikkelden ook nieuwe technieken om de bouwmethode te verbeteren. Er ontstonden verschillende combinaties, onder meer met structuurbouw waarbij de kolommen en balken als draagstructuur dienst doen. Na Amerika volgden Australië, Nieuw-Zeeland, Canada en andere landen. In de jaren 1990 waaide strobalenbouw als nieuwe trendsetter in bio-ecologisch bouwen eindelijk over naar Europa. [3] [4] [14]

20

2.2

OPBOUW STROBAALWONING

2.2.1 2 SOORTEN MANIEREN OM MET STROBALEN TE BOUWEN 2.2.1.1

STROBOUW MET HOUTSKELET

Bij deze methode van wandopbouw wordt er gebruik gemaakt van een houtskelet als dragende constructie, dit houtskelet wordt nadien opgevuld met strobalen. Hierbij hebben de strobalen dus geen dragende functie, maar enkel een isolerende functie. Deze techniek van wandopbouw wordt in België het meeste toegepast.

Figuur 2-2 Strobalenwoning met houtskelet [4]

De strobalen worden baal per baal tussen de spanten gestoken. Met behulp van wilgentakken worden de strobalen verstevigd. Om de drie lagen worden de strobalen samengeperst door een dwarsbalk die horizontaal op de strobalen ligt. Deze balk wordt aangespannen met behulp van spanriemen of een drukpers, na het aanspannen wordt deze balk vast gemaakt aan de spanten van het houtskelet via L-profielen. Zo ontstaat een zeer stabiele en compacte wand – goed voor de stevigheid, een hoge isolatiewaarde en de brandveiligheid. Voordelen van de houtskelet-methode:     

Door het houtskelet zijn er veel expressievere bouwvormen mogelijk; Meerdere verdiepingen mogelijk; Men beschikt snel over een droge werf, werkruimte (skelet en dak) dus kan het stro snel geleverd worden; Het plaatsen van het stro kan door de bouwheer zelf gedaan worden; Door het houtskelet wordt een gezellige sfeer in huis gecreëerd;

Nadelen van de houtskelet-methode:   [4]

Meer hout nodig dan bij stapelbouw, hogere kostprijs; Een vakman is nodig voor het houtskelet;

21

2.2.1.2

STAPELBOUW

De stapelbouwmethode of ook wel de Nebraska stijl genoemd, is een methode van wandopbouw waarbij de constructie zelfdragend is. Dit is de oudste techniek en wordt in de VS nog het meeste toegepast, in Europa wordt deze methode minder toegepast. Bij deze strobouwtechniek is er geen dragend houtskelet, de strobalen vormen de dragende structuur. Hierdoor fungeren ze niet alleen als isolatie materiaal, maar op de eerste plaats als dragend bouwmateriaal. De strobalen worden opgespannen door het gewicht van het dak.

Figuur 2-3 Strobalenwoning met stapelbouw [4]

Voordelen van stapelbouw:    

Eenvoudige manier van bouwen, alles kan door de bouwheer zelf gebeuren; Snelle methode van bouwen; Geen houtskelet nodig, kostenbesparend; Vrije expressieve vormgeving is mogelijk;

Nadelen van de stapelbouw:  Het stro moet droog gehouden worden tijdens het hele bouwproces;  De gevelopeningen moeten beperkt blijven;  Slechts een beperkt aantal verdiepingen zijn mogelijk; [4] [18]

22

2.2.2 WANDOPBOUW MET STROBALEN ALS ISOLATIE De wandopbouw van een strobalenwoning met houtskelet kan op verschillende manieren. figuur 2-4 geeft een aantal opbouwen van wanden die veel toegepast worden bij strobalenbouw met houtskelet.

Figuur 2-4 Opbouw strobalenwanden (Barchi)

Figuur 2-4 optie 1 zal doorheen deze masterproef naar het vochtgedrag verder onderzocht worden. Deze wand bestaat langs de buitenzijde uit een ademende en waterafstotende pleister. Meestal wordt hiervoor een traskalk pleister gebruikt. De traskalk wordt in twee lagen aangebracht. De eerste laag is een grove onderlaag met een minimum dikte van 15mm. Nadien wordt er de tweede laag als afwerking aangebracht met een dikte van ongeveer 10mm. Tussen het houtskelet van de wand bevindt zich stro. Dit stro kan in twee richtingen geplaatst worden. Ofwel plaatst men de strobalen horizontaal, dan heeft de laag een dikte van zo’n 45cm. Ofwel plaatst men de strobalen verticaal ‘op de zijkant’, dan bekomt men een dikte van ongeveer 36cm. Tegenwoordig worden de balen ‘op de zijkant’ geplaatst, dus met de lengterichting van het stro mee (figuur 2-5).

23

Figuur 2-5 Positie baal in de wand [18]

Langs de binnenzijde wordt de strobalenwand meestal afgewerkt met een leembepleistering. Voor de leem kan er gebruik gemaakt worden van leem die ontgonnen wordt in de nabije buurt van de werf. Deze leem wordt dan wel nog aangevuld met zand en stro voor de sterkte. Als er in de buurt van de werf geen leem voorradig is, kan er een bruinleem aangekocht worden. De leembepleistering wordt aangebracht in een eerste basislaag met een dikte van 15 à 20 millimeter, nadien wordt deze basislaag afgewerkt met een leemverf of met een tweede leemlaag van een tiental millimeter. De gemiddelde dikte van de bepleisteringlaag is dus ongeveer 30 millimeter.

24

2.2.3 DAKOPBOUW MET STROBALEN ALS ISOLATIE 2.2.3.1

HELLEND DAK

Het hellend dak van een strobalenwoning met houtskelet kan men ook op verschillende manieren opbouwen, figuur 2-6 toont de verschillende opties.

Figuur 2-6 Opbouw hellende daken met stro als isolatie (Barchi)

Het vochttransport doorheen een hellend dak komt in deze masterproef minder aan bod, omdat dit ongeveer hetzelfde principe is als bij een verticale wand.

25

2.2.3.2

PLAT DAK

Een plat dak wordt in deze masterproef wel in detail besproken, omdat daarin de condities extreem zijn. Dit komt doordat de buitenkant van het dak dampdicht is. Er kan geen vocht van binnen naar buiten en omgekeerd. Figuur 2-7 geeft twee opties om een plat dak op te bouwen afgebeeld.

Figuur 2-7 Plat dak met stro als isolatie (Barchi)

Figuur 2-7 optie 1 is het soort dak dat in deze masterproef verder onderzocht wordt. De opbouw van dit dak bestaat langs de buitenzijde uit een EPDM afdichting die zich op dampopen OSB platen bevindt. Tussen de keperbalken van het plat dak worden er strobalen als isolatie geplaatst. De strobalen worden meetal horizontaal geplaatst waardoor de dikte van de laag ongeveer 36cm is. Om de strobalen tussen de keperbalken te houden, worden er bekistingplanken loodrecht op de keperbalken geslagen. Vroeger werden er OSB platen op de kepers geslagen, maar dit gaf problemen naar vocht. Als afwerking langs de binnenzijde van het plat dak wordt er gebruik gemaakt van een leempleister, deze leempleister kan ook hier eventueel in de buurt van de werf ontgonnen worden. Om ervoor te zorgen dat de leem goed hecht worden er eerst rietmatten op de bekistingplanken bevestigd.

26

2.2.4 DAMPOPEN BOUWEN Men kan twee technieken onderscheiden in de manier waarop men een buitenmuur opgebouwd wordt en handelt met vocht. Een eerste methode is het gebruik van een afwerking aan beide zijden van de muur die ondoordringbaar is, waardoor de muur volledig is afgedicht tegen het indringen van water. Het probleem met deze methode is dat het zeer moeilijk is een muur volledig af te dichten. Eens er vocht is ingedrongen, het moeilijk is dit te laten ontsnappen, wat kan leiden tot vochtproblemen. Een alternatief is dampopen bouwen. De afwerking op de muur hoort luchtdicht maar ook dampopen te zijn. Dit zorgt ervoor dat de waterdamp die in het gebouw wordt geproduceerd kan migreren naar de buitenkant van de muur. Dit heeft voordelen voor de binnenluchtkwaliteit, maar nog belangrijker, het is algemeen erkend dat een dampopen afwerking belangrijk is in het beschermen van organisch materiaal zoals hout en stro. Vocht dat vast komt te zitten in de muur zou namelijk vochtproblemen kunnen veroorzaken. Bij het detailleren van de opbouw van een dergelijke muur is het belangrijk dat de graad van dampdoorlatendheid van de verschillende afwerkingslagen gebalanceerd zijn. In het typisch Belgische klimaat zal de warme binnenlucht meestal meer vocht bevatten met een hogere dampdruk dan de frissere buitenlucht. Het vocht zal van de binnenkant door de muur naar de buitenkant willen migreren. Om condensatie te vermijden is het belangrijk dat de binnenkant van de muur minder dampdoorlatend is dan de buitenste, om zo een stroom van damp naar de buitenkant te bevorderen. In strobalenwoningen is deze dampdoorlatendheid gecreëerd door de leem- en kalkpleisters. Een dampopen afwerking moet afgewogen worden tegen de kans dat vocht (vb. afkomstig van regen) langs buiten in de muur dringt. Hoewel het teveel aan water normaal verdampt aan het oppervlakte van de muur tussen de regenperiodes door, kan er een verhoging zijn in het vochtgehalte in de muur als de cycli van regen de cycli van drogen overschrijdt. Bij hevige regen kan het ingedrongen vocht voor problemen zorgen. Een gebouw in een extreem klimaat heeft extra bescherming nodig door middel van een regenscherm. Door de traditie van een bepleisterende afwerking op een strobalenwand, worden regenschermen niet op grote schaal toegepast. [3]

27

2.3

MATERIALEN

2.3.1 STRO Stro is de verzamelnaam voor de droge stengels van graangewassen en koren. Tarwe, rogge, haver en gerst zijn de voornaamste graansoorten, maar ook rijst en maïs vallen onder deze noemer. Een strobaal is een blok van samengeperst stro van ongeveer 45cm hoog, 36cm breed en 90cm lang. Deze blokken kunnen worden gestapeld om zo een wand in een constructie van een gebouw te vormen. [3] Winterrogge is de meest ideale graansoort om aan strobalenbouw te doen omwille van de lange stengels. Helaas wordt deze graansoort in België zelden verbouwd, om en bij de 724 ha (incl. masteluin). De meest voorkomende graansoort is tarwe (202 870 ha, 2004), deze graansoort is eveneens bruikbaar. Het is ook deze soort die in het kader van deze masterproef verder besproken wordt en waar allerhande proeven worden op uitgevoerd. Het WTCB gebruikt eveneens tarwe voor de bepaling van de volumemassa en de thermische geleidbaarheid. Gerst daarentegen is af te raden, de stengels breken gemakkelijk bij het persen waardoor het isolerende vermogen van de strobaal afneemt. [18] Door de holle kokervorm van de halmen is stro goed thermisch isolerend: principe van isolatie is immers het vasthouden van stilstaand droge lucht. Het heeft bovendien een natuurlijke bescherming tegen vocht door een dunne filmlaag van was. Hiermee is het stro ook beschermd tegen knaagdieren en bacteriën: deze was, die alkanen bevat, is onverteerbaar voor deze dieren. Het stro heeft in principe geen voedingswaarde dit in tegenstelling met hooi dat wel als volwaardig dierenvoeder gebruikt wordt. Gemiddeld kan men stellen dat 1 hectare tarwe ± 4 ton stro opbrengt. [18] De dichtheid van een strobaal varieert van 80 tot 120 kg/m³ en is afhankelijk van de strobalenpers waarmee ze gemaakt wordt. Recent heeft het WTCB de volumemassa van strobalen (tarwe) vastgelegd op 89,513 kg/m³. Het technisch document is terug te vinden in bijlage A. Momenteel lopen er bij het WTCB proeven naar de thermische geleidbaarheid van strobalen. De warmtegeleidingscoëfficiënt λ drukt uit hoeveel energie (in Watt) door een vlak van 1m² gaat bij een dikte van 1m, per graad temperatuurverschil tussen beide zijden van het vlak. De resultaten zijn voorlopig nog niet officieel gekend, maar uit Oostenrijkse en Duitse testen is gebleken dat de wettelijke verplichte waarde voor E-peil berekeningen van λ in België van 0,08 W/m.K beter kan. In werkelijkheid zou dit minder moeten zijn. Zo mag er in Duitsland en Oostenrijk respectievelijk met 0,04 à 0,05 W/m.K gewerkt worden (zie bijlage B en D). Het voorlopige resultaat van het WTCB voor de warmtegeleidingscoëfficiënt van stro evenwijdig met de vezels is 0,0667 W/m.K. Rekeninghoudend met een dikte van 45cm geeft dit een U-waarde van 0,15 W/m².K. Loodrecht op de vezelrichting is λ voorlopig ongeveer 0,0589 W/m.K, wat met een dikte van 35cm overeenkomt met een U-waarde van 0,17 W/m².K.

28

In de literatuur kan men een waarde voor µ, het diffusieweerstandsgetal, terugvinden, meerbepaald 2,5. [18] In de Oostenrijkse normen vind men zelfs een waarde voor µ van 1 terug (zie bijlage C). Men dient op te merken dat het oneerbiedig is stro een afvalproduct of restproduct te noemen. Stro verdient op zijn minst de naam bijproduct. Stro is het product van graanproductie, het graan is het primaire product voor de voedselketen, het secundair product is het stro. Stro is een zeer veelzijdig materiaal en heeft verschillende toepassingen. De toegenomen belangstelling voor stro als bouwmateriaal biedt een ideale kans voor boeren om waarde toe te voegen aan hun oogst. [15]

2.3.2 BEPLEISTERING Als binnenbepleistering wordt veelal een bruinleem gebruikt. Op een strobalen ondergrond kan men de buitenzijde enkel afwerken met een leempleister indien de absolute garantie bestaat dat onder geen enkel beding de bepleistering nat wordt bij regenval. Mengelingen met leem en kalk blijken vaak onstabiel en worden ondermeer door Ecomat cvba (Zoersel) als systeem niet gegarandeerd (zie bijlage G). Vandaar dat Ecomat, een traskalkbepleistering voorstelt als minerale afwerking van zulke gevels. In deze masterproef wordt gewerkt met een Tubag traskalkbepleistering. Deze bepleistering kan manueel worden aangebracht en is een kant- en klare pleister, waar enkel water aan dient te worden toegevoegd. Leem behoort tot de oudste bouwmaterialen in de geschiedenis van de mens. Het bestaat uit zand, klei en silt en is meestal gelig of bruin van kleur. De leem kan, zoals reeds vermeld, eventueel bij het uitgraven van de funderingen gewonnen worden. De leem kan men ook verkrijgen bij verscheidene steenbakkerijen. [18] Kalkpleisters zijn dampdoorlatend en dus ideaal om een strobalenwand te bepleisteren. Ze hebben een hoge elasticiteit en specifieke vochthuishouding waardoor geen krimp zal ontstaan. Kalkpleisters kunnen mixklaar aangekocht worden. [18] Gipspleister is in tegenstelling tot leem- en kalkpleister niet geschikt als buitenpleister. Het kan wel gebuikt worden als binnenpleister in combinatie met een kalkpleister. Een gipspleister heeft een dampopen karakter. [18] Bij het gebruik van een cementpleister moet er gedacht worden aan het mindere dampopen karakter ervan. Bij deze moet rekening gehouden worden met de opbouw van de volledige wand namelijk binnenbepleistering – strobaal – buitenbepleistering, als men werkt met een dampopen binnenbepleistering dan moet de buitenbepleistering minstens even, en beter , meer dampopen zijn. Dit is nodig om het vocht van binnen naar buiten toe te laten emigreren. Wordt er nu gewerkt met een minder dampopen buitenbepleistering dan ontstaat er vochtophoping in de strobaal. Zolang deze regel juist gehanteerd wordt zou er geen vochtprobleem mogen optreden. Bij cementpleister moet er als binnenbepleistering een minder dampopen bepleistering gebruikt worden als die van de cementpleister. [18]

29

Kunstharspleister is een van de recentere pleisters. Ook deze kan gebruikt worden als bepleistering van een strobalen woning maar dan wel op een secundaire drager bijvoorbeeld een houtwolplaat. Bij deze pleister moet er ook rekening gehouden worden met een minder dampopen karakter zoals bij de cementpleister. [18] Het onderzoek in deze masterproef beperkt zich tot de twee pleisters die de architectengroep Barchi laat toepassen, als binnenbepleistering bruinleem en als buitenbepleistering traskalkpleister. De bruinleem, meer bepaald van CLAYTEC, werd aangeboden door Tintelijn (Sint-Amandsberg, Gent). De eigenschappen worden weergegeven in Tabel 2-1. Tabel 2-1 Eigenschappen bruinleem Claytec

Dichtheid [kg/m³] Diffusieweerstand µ [-] Druksterkte [N/mm²] Sorptie [g/m²] Inkrimping [%] Thermische geleidbaarheid λ [W/m.K]

1600 10 1,5 26,8 / 80,3 2,5 0,7

De technische fiche van bruinleem kan teruggevonden worden achteraan bij bijlage E. Ecomat cvba (Zoersel) bood ons traskalkbepleistering TUBAG TKP-L aan. De dichtheid van deze trasklakpleister is ca 1250 kg/m³ (zie bijlage F). Achteraan deze masterproef zijn er handige bijlagen terug te vinden in verband met de traskalkbepleistering (zie bijlage G).

30

2.4

HYGROSCOPISCH GEDRAG VAN STROBALENBOUW VOLGENS GLASER

In deze masterproef wordt onderzoek gevoerd naar het hygroscopisch gedrag van stro als isolatiemateriaal voor wanden en daken. Als inleidend voorbeeld wordt analytisch met behulp van de methode van Glaser het dampverloop in een drietal strobalenconstructies berekend. Het vochtverloop in deze constructietypes wordt tevens behandeld in het hoofdstuk 5 bij de simulaties. De constructies worden bekeken in de slechtste situatie, dit is in de maand januari bij klimaatsklasse 3. In deze maand is theoretisch de dampdruk binnen het grootst en de dampdruk buiten het kleinst. Hierdoor ontstaat er vochttransport van binnen naar buiten. [2] Het eerste constructietype bestaat uit een standaard strobalenwand (Figuur 2-4 optie 1). Een tweede constructietype gaat uit van een platdak dat geïsoleerd is met strobalen en langs de buitenzijde voorzien is van een EPDM afdichting (figuur 2-7 optie 1). Een soortgelijk dak bevindt zich in een bergruimte van architectenbureau Barchi te Riemst, hierop werden een aantal experimentele proeven uitgevoerd (zie paragraaf 4.2). Een laatste constructietype beschrijft een buitenwand van een strobalenwoning die langs de buitenzijde voorzien is van een enkelvoudig glas. Op een soortgelijke wand werden tevens een aantal metingen uitgevoerd (zie paragraaf 4.3). Aan de hand van de analytische berekeningen volgens Glaser, wordt het mogelijk om te voorspellen waar er condensatie gaat optreden in de constructies.

Randvoorwaarden: Tabel 2-2 Binnen- en buitencondities berekening Glaser

Buiten

Binnen

Dampdruk Pv

679 Pa

1284Pa

Temperatuur 

2,05 °C

17,06°C

In Tabel 2-2 worden de randvoorwaarden gegeven voor de analytische berekeningen van Glaser in de maand januari. Grafieken 2-1, 2-2 en 2-3 geven de resultaten van de verschillende constructietypes volgens de analytische berekeningen van Glaser weer. De berekening zijn terug te vinden in de bijlagen H, I en J.

31

Standaard strobalenwand:

Grafiek 2-1 Glaser berekening standaard strobalenwand

Plat strobalendak:

Grafiek 2-2 Glaser berekening plat strobalendak

32

Strobalenwand met enkelvoudig glas als buitenbekleding:

Grafiek 2-3 Glaser berekening strobalenwand met glas als buitenafwerking

Legende:

Psat Pv Pv,correctie Z

Verzadigingsdampdruk, dit is de maximale dampdruk die bereikt kan worden anders treedt er condensatie op [Pa]; Dampdrukverloop in de constructie [Pa]; Gecorrigeerde dampdrukverloop in de constructie [Pa]; Diffusieweerstand in de constructie [m/s];

Besluit: Volgens de analytische berekeningen zou er in alle constructietypes condensatie moeten optreden in de maand januari. Op Grafiek 2-2 en Grafiek 2-3 is dit duidelijk zichtbaar, de dampdruk in de constructie ligt telkens beduidend hoger dan de verzadigingsdampdruk. Op Grafiek 2-1 is dit minder duidelijk, maar er zou volgens de analytische berekening ook kans op condensatie zijn tussen de strobalen en de traskalk bepleistering. In het plat strobalendak zal volgens Glaser condensatie optreden tussen de OSB plaat en de afdichting en tussen de OSB plaat en de strobalen. Op beide plaatsen wordt er een relatieve vochtigheid van 100% bekomen, wat erop neerkomt dat de OSB plaat volledig doordrongen zou zijn met vocht (Grafiek 2-2). In de strobalenwand met glas als gevelafwerking (Grafiek 2-3), zal volgens Glaser condensatie optreden tussen de glaswand en de strobalen.

33

Daar waar er condensatie optreedt in een constructietype, ontstaat een oppervlak met een relatieve vochtigheid van 100% en wordt de dampdruk Pv gelijk aan de verzadigingsdampdruk Psat. Telkens er een condensatievlak ontstaat, moeten alle Pv’s herrekend worden ten opzichte van de dampdruk aan dat condensatievlak. Zo ontstaat een gecorrigeerde dampdrukcurve Pv ,corectie . Wanneer deze resultaten vergeleken worden met metingen uit de praktijk (hoofdstuk 4) en met de simulaties (hoofdstuk 5), blijkt dat er veel gunstigere resultaten verkregen worden. Dit komt doordat de rekenmethode van Glaser uitgaat van enkele vereenvoudigingen:        

Zo wordt verondersteld dat het vochttransport enkel gebeurt via damptransport; Er is geen luchttransport. Damptransport is het gevolg van diffusie; Er wordt ook geen rekening gehouden met capillair vochttransport; Glaser houdt ook geen rekening met de vochtbuffering van stro, leem en traskalk; Wijzigingen van het vochtgehalte in een bepaald punt zijn enkel het gevolg van verdamping of condensatie; Warmtetransport gebeurt enkel door geleiding; Men veronderstelt zowel een hygrische als thermische stationaire toestand; Er wordt uitgegaan van vlakke wanden;

Het kan door deze vereenvoudigingen zijn dat het theoretisch bekomen resultaat verschilt van de praktijk en de simulaties. Dhr Peter Vos van het architecten bureau Barchi heeft tot op heden nog geen problemen ervaren met vocht in strobalenwoningen. [2]

34

3. MATERIAALEIGENSCHAPPEN VAN STRO, LEEM EN TRASKALK In hoofdstuk 3 worden de materiaaleigenschappen van stro, leem en traskalk onderzocht. De eigenschappen van de materialen die onderzocht worden zijn gekozen in functie van de simulaties die besproken worden in hoofdstuk 5. In het labo bouwfysica aan de K.U. Leuven werd een proef uitgevoerd naar het hygroscopische gedrag van stro, leem en traskalk. Tevens werd er door Wim Bertels van de K.U. Leuven een proef gedaan om het diffusieweerstandsgetal van leem en traskalk te bepalen. In het labo bouwfysica aan de KAHO Sint-Lieven te Gent werd een absorptieproef uitgevoerd om de absorptieeigenschappen van traskalk te bepalen.

3.1

HYGROSCOPISCH GEDRAG VAN STRO

Stro is een hygroscopisch materiaal dat vocht uit de lucht absorbeert. Het vochtgehalte in een materiaal in contact met vochtige lucht wordt hoofdzakelijk bepaald door de relatieve vochtigheid van de lucht. Als de relatieve vochtigheid van de lucht verandert, zal het vochtgehalte in het hygroscopisch materiaal naar een nieuw evenwicht tenderen. De manier waarop het vocht zich gedraagt in de interne structuur van het stro bij stijgende relatieve vochtigheid bestaat uit verschillende fasen. Deze fasen worden geïllustreerd in Figuur 3-1 en Figuur 3-2. [2]

Figuur 3-1 De verschillende fases van water absorptie in een hygroscopisch materiaal (Hens, 2007)

35

De hygroscopiciteit van poreuze materialen is het gevolg van inter-moleculaire krachten tussen waterdampmoleculen onderling (cohesie), en tussen waterdampmoleculen en poriënwanden (adhesie). Deze twee processen worden capillaire condensatie en moleculaire adsorptie genoemd (Figuur 3-2). Door de adhesie tussen de watermoleculen en poriënwanden hechten de waterdampmoleculen zich als een dun waterlaagje op het poriënoppervlak, zoals te zien links in Figuur 3-2. Dit proces noemt moleculaire adsorptie en overheerst bij lage luchtvochtigheid en wordt sterk beïnvloed door de poriënverdeling van het materiaal. Aangezien materialen met kleine poriën bij gelijke porositeit een grotere poriënoppervlak hebben dan materialen met grotere poriën, nemen fijnporeuze materialen meer vocht op. [2]

Figuur 3-2 Moleculaire absorptie en capillaire condensatie in een hygroscopisch materiaal

Bij toenemende dikte van de in de poriën geabsorbeerde waterlaagjes worden de fijnste poriën gevuld met water. Dit proces waarbij de waterlaagjes contact maken met elkaar wordt capillaire condensatie genoemd. Ter plaatse van de overgang met nog niet volledig gevulde poriën ontstaan holle watermenisci. Door de grotere resulterende kracht op de watermoleculen boven een hol wateroppervlak, is de dampdruk van de verzadigde lucht kleiner dan de verzadigingsdruk psat die geldt boven een vlak wateroppervlak. De intermoleculaire krachten hebben dus tot gevolg dat vochtige lucht in contact met een watermeniscus in isotherme omstandigheden kan condenseren bij een relatieve vochtigheid kleiner dan 100%. Capillaire condensatie is dus het condenseren van vochtige lucht op een hol wateroppervlak. [2] Deze laatste fase van de sorptie van waterdamp stelt het maximum vochtgehalte van stro vast voordat water condenseert uit de lucht bij relatieve vochtigheid van 100%. Op dit punt zullen waterdruppels gevormd worden rond het stro en zal er vrij water ontstaan in het stro. Figuur 3-3 illustreert de hierboven beschreven processen, deze curve geeft de massa van het geabsorbeerde water bij stijgende relatieve vochtigheid.

36

Figuur 3-3 Fases van vocht opslag in stro

3.1.1 BESTAANDE HYGROSCOPISCHE CURVEN VAN STRO Zoals besproken in vorige paragraaf is er een directe relatie tussen het vochtgehalte van een hygroscopisch materiaal zoals stro, en de relatieve vochtigheid van de omgeving. Deze relatie is een karakteristieke materiaaleigenschap die uitgedrukt wordt in een isotherm [3]. Stro zal waterdamp absorberen vanuit de omgeving en bij elke relatieve vochtigheid een evenwichtsvochtgehalte bereiken in overeenstemming met de dampdruk van de omgeving. Een hygroscopische curve wordt opgesteld door een serie van evenwichtvochtgehaltes uit te zetten en die met een vloeiende lijn te verbinden. Grafiek 3-1 geeft eerder opgestelde hygroscopische curven weer die op verschillende manieren opgesteld zijn. De gebruikte methode voor de hygroscopische curve van Staniforth (1979) is niet gekend. Heldin (1967) gebruikte een dubbelwandig luchtbad en Stromdahl (2000) gebruikte een klimaatkast. Lawrence (2009) gebruikte een verzadigde zoutoplossing om de gewenste relatieve vochtigheden te bereiken. [3]

37

Grafiek 3-1 Bestaande hygroscopische curven

Sain en Broadbent (1975) creëerden een hygroscopische adsorptie curve voor rijststro waarbij de proefstalen werden geslepen zodanig dat ze door een 2mm-zeef pasten. Zwavelzuur werd gebruikt om de relatieve vochtigheden te creëren in een vacuüm dessicator. Deze methode is niet langer ondersteund door de huidige norm (BS EN ISO 12571 (2000a)). Hun curve toont een lager vochtgehalte dan andere gepubliceerde hygroscopische curven (Grafiek 3-1). Dit kan echter liggen aan het feit dat Sain en Broadbent rijststro gebruikt hebben voor hun proefnemingen en geen gewoon stro. [3] De hygroscopische curven gecreëerd in de klimaatkasten van de universiteit van Plymouth zijn de recents gepubliceerde isothermen, 2011, door dr J. Carfrae. De gebruikte methode voor de sorptie en desorptie curven opgesteld door dr. J. Carfrae verschilt van de vorige en wel door volgende punten: -

De Plymouth curven zijn uitgevoerd in een continue reeks van sorptie en desorptie met dezelfde monsters. De Plymouth monsters waren groter. Het stro bleef 300mm lang. Bij alle andere gepubliceerde isothermen werden de monsters gesneden in kleine lengtes opdat dit zou resulteren in een hoger aantal afgesneden uiteinden, wat de sorptie zou beïnvloeden.

Bij het vergelijken van deze curven van stro, met uitzondering van die van Sain en Broadbent, is er een gelijkaardig patroon waar te nemen in de ontwikkeling van het vochtgehalte tot op relatieve vochtigheid van 60% (Grafiek 3-1). Na dit punt variëren de resultaten van Plymouth duidelijk. De resultaten zijn duidelijk lager voor zowel sorptie als desorptie. Het meest uitgesproken verschil is in het gebied tussen 90 en 93% waar de Plymouth – hygroscopische

38

curven ongeveer 15% lager zijn dan de algemene trend. De enige mogelijke verklaring voor deze afwijking is het verschil van uitvoering zoals hierboven besproken. [3] De isothermen van Plymouth (2011), Lawrence (2009) en Hedlin (1967) zijn de enige isothermen die resultaten hebben boven de 95% RV. Hedlin bereikte 47% MC bij 97,5% RV, Lawrence 49,34% MC bij 97,6% RV en in Plymouth werd 37,4% MC bereikt bij 97,5% RV. Deze punten stellen het vezelverzadigingspunt van stro voor, dit is het punt waarbij poriën vol met water zitten maar waar er geen vrij water in stro is. [3] Stromdahl somt volgende voordelen van het gebruik van een klimaatkast op in vergelijking met de verzadigde zouten methode: -

De relatieve vochtigheid is moeilijk te controleren in een dessicator. Klimaatkasten zijn groter en laten toe dat er grotere proefstukken kunnen worden onderzocht. Proefstukken kunnen gewogen worden in de klimaatkast. Temperatuur en relatieve vochtigheid kunnen voortdurend gecontroleerd worden aan de hand van een datalogger.

3.1.2 OPSTELLEN HYGROSCOPISCHE CURVE VAN STRO, LEEM EN TRASKALK In het kader van deze masterproef werd er besloten om een hygroscopische curve van stro, leem en traskalk op te stellen. De huidige Europese norm, BS EN ISO 12571 (2000a) beschrijft twee methoden voor het opstellen van een hygroscopische curve. De eerste methode maakt gebruik van de eigenschappen van zouten om een gekende relatieve vochtigheid in een gesloten vat (dessicator) te bekomen. Deze methode heeft als voordeel dat er meer dan één monster tegelijkertijd getest kan worden bij verschillende relatieve vochtigheden, waardoor dus de uitvoeringstermijn verkort wordt. De tweede methode maakt gebruik van een klimaatkast, waarbij steeds met dezelfde proefmonsters worden gewerkt maar waar de relatieve vochtigheid van de klimaatkast aangepast wordt. Voor het bepalen van onze hygroscopische curven voor stro, leem en traskalk werd er zowel gebruik gemaakt van de eerste als de tweede methode. De bepaling van de hygroscopische curven voor stro, leem en traskalk gebeurde in de laboratoria van de K.U. Leuven.

39

Figuur 3-4 Bepalen hygroscopische curve met behulp van dessicator

De monsters werden gedroogd in de droogoven bij 105°C totdat er geen massaverandering meer waargenomen werd. De ovengedroogde proefstukken werden ofwel in verschillende dessicatoren geplaatst, ofwel in een gecontroleerde klimaatkast. Om de constante temperatuur te controleren werden de dessicatoren opgesteld in een temperatuursgecontroleerde klimaatkamer. Nadat er een evenwicht was bereikt tussen de relatieve vochtigheid van de omgeving en het vochtgehalte van de monsters werden de wegingen gedaan. Als het droge gewicht van stro, leem of traskalk wordt afgetrokken van het natte gewicht van het monster bekomt men de massa van het geabsorbeerde water bij bepaalde relatieve vochtigheid. Hierna kan het percentage water worden vastgesteld. In elke dessicator of klimaatkast werden steeds 3 monsters van elk materiaal voorzien (Figuur 3-5). [17]

Figuur 3-5 Stro, leem en traskalk monster

Tabel 3-1 geeft de gebruikte zoutoplossingen met hun overeenkomende relatieve vochtigheid weer. In de tabel wordt ook aangeven welke proefstukken in een dessicator werden geplaatst en welke in een klimaatskast. De hygroscopische curven zijn ontwikkeld bij een temperatuur van 20°C.

40 Tabel 3-1 Zoutenoplossingen met hun overeenkomende relatieve vochtigheid

Relatieve vochtigheid [%] 12 54 66 75,4 86 94

Klimaatkast of zoutoplossing LiCl Klimaatkast NaNO2 NaNO3 Klimaatkast KNO3

Traskalk

Leem

Stro

x x x x x x

x x x x x x

x x

x x

3.1.3 RESULTAAT HYGROSCOPISCHE CURVE STRO, LEEM EN TRASKALK 1. Hygroscopische curve van stro Grafiek 3-2, gecreëerd aan de K.U. Leuven, toont een lager vochtgehalte dan de andere gepubliceerde hygroscopische curven van stro getoond in Grafiek 3-1 uit de doctoraatsthesis van Carfrae J. (2011) [3]. Er ontwikkelt zich wel een gelijkaardig patroon. Hygroscopische curve stro 0.8

Vochtinhoud MC [kg/kg]

0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

10

20

30

40 50 60 70 Relatieve vochtigheid (RV) [%]

Grafiek 3-2 Hygroscopische curve van stro

80

90

100

41

De curve gecreëerd aan de K.U. Leuven komt beter overeen met de curve van Lawrence M., Healt A., Walker P., 2009 [15]. Grafiek 3-3 geeft beide curven weer, in het begin lopen deze vrijwel samen maar naarmate de relatieve vochtigheid stijgt worden de afwijkingen groter.

Lawrence (2009) K.U. Leuven (2011-2012)

Grafiek 3-3 Vergelijking hygroscopische curven K.U. Leuven en Lawrence (2009)

2. Hygroscopische curve leem Hygroscopische curve leem

Vochtinhoud MC [kg/kg]

0.03 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 0

10

20

30

40 50 60 70 Relative vochtigheid (RV) [%]

Grafiek 3-4 Hygroscopische curve van leem

80

90

100

42

3. Hygroscopische curve traskalk Hygroscopische curve traskalk

Vochtinhoud MC [kg/kg]

0.1 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 0

10

20

30

40 50 60 70 Relatieve vochtigheid (RH) [%]

80

90

Grafiek 3-5 Hygroscopische curve van traskalk

Bij een relatieve vochtigheid van 0% is de traskalk geheel droog, er is dus geen vocht aanwezig. Tussen 0% en 90% RV stijgt de vochtinhoud geleidelijk. Dit is een indicatie dat er een kleine hoeveelheid vocht word opgenomen in de poriën van het materiaal. Wanneer een relatieve vochtigheid van 90% bereikt is, krijgen we een zeer snelle stijging van het vochtgehalte in de traskalk. Dit duidt er op dat de waterdamp is beginnen condenseren in de poriën en capillariteit optreedt. [15] De hygroscopische curve voor traskalk bepaald aan de K.U. Leuven kan ook overlapt worden met een bestaande curve uit de literatuur. Grafiek 3-6 geeft de vergelijking weer tussen de curve die door ons bepaald werd en de curve afkomstig van Evrard 2006. [11]

Grafiek 3-6 Vergelijking hygroscopische curven traskalk (Evrard 2006)

43

3.1.4 VERGELIJKING CURVEN Grafiek 3-7 geeft de hygroscopische curven van stro, leem en traskalk weer. Deze figuur kan echter een vertekend beeld geven, op het eerste zicht krijgt de lezer het idee dat stro meer hygroscopisch is dan de bepleistering. Niets is minder waar, Grafiek 3-7 houdt namelijk geen rekening met de verschillen in dichtheid.

Hygroscopische curven stro - leem - traskalk 50 45

Vochtinhoud MC [%]

40 35

stro

30

leem

25

traskalk

20

meetpunten stro

15

meetpunten leem

10

meetpunten traskalk

5 0 0

20

40

60

80

100

Relatieve vochtigheid (RV) [%] Grafiek 3-7 Vergelijking hygroscopische curve van stro, leem en traskalk

Een eenvoudig rekenvoorbeeld kan ons meer inzicht doen krijgen in hoeveel water er nu juist in het materiaal komt. Een gezond binnenklimaat in een woning wordt gecreëerd door een relatieve vochtigheid tussen 40 à 60%. Voor dit voorbeeld wordt er gewerkt met een relatieve vochtigheid van 50% en wordt er telkens 1m³ van het materiaal bekeken. Stel 1m³ stro met een dichtheid van 90 kg/m³. Uit de hygroscopische curve van stro kan gehaald worden dat bij een relatieve vochtigheid van 50% het stro een vochtgehalte MCstro van 5,79% ofwel 0,0579 kg/kg bezit. De massa water mw is dus gelijk aan 0,0579 . 90 kg/m³ of 5,21 kg/m³. Aangezien 1 liter water 1kg weegt, kan hieruit besloten worden dat 1m³ stro bij een relatieve vochtigheid van 50%, 5,21 liter water bezit. Wanneer hetzelfde gedaan wordt voor 1m³ leem met een dichtheid van 1600 kg/m³ bij relatieve vochtigheid 50%, wordt een vochtgehalte MCleem van 0,0053 kg/kg uit de hygroscopische curve van leem gehaald. Dit kom overeen met 8,49 liter water in 1m³ leem, dit is dus al ruim de helft meer water dan bij stro.

44

Dezelfde werkwijze wordt bij traskalk ook toegepast (dichtheid van 1280 kg/m³, relatieve vochtigheid 50%), daar halen we een vochtgehalte MCtraskalk van 0,0133 kg/kg uit de hygroscopische curve van traskalk. Na omrekening wordt 17,02 liter water per m³ bekomen wat weer een pak meer water is dan bij stro en leem. Grafiek 3-8 houdt wel rekening met de dichtheid van de materialen. Zo is te zien dat traskalk over de hele lijn meer water kan opnemen dan de zelfde hoeveelheid stro of leem. Leem werkt iets meer hygroscopisch dan het stro tussen bij een relatieve vochtigheid tussen de 0 en 96% , vanaf een relatieve vochtigheid van 97% werkt het stro meer hygroscopisch dan leem.

Hoeveelheid water per m³ in functie van de RV stro - leem - traskalk 350

Hoeveelheid water [l/m³]

300 250 stro 200

leem traskalk

150 100 50 0 0

20

40

60

80

100

Relatieve vochtigheid (RV) [%] Grafiek 3-8 Watergehalte in 1m³ stro, leem of traskalk

Bovenstaande redenering geeft ons nog steeds niet het beste beeld over hoe het vocht in de lucht van strobalenwoning zich zal verdelen in een typische strobalenwand. Onderstaand voorbeeld geeft ons een duidelijker beeld van hoe het vocht zich verdeelt in een strobalenwand. Er wordt 1m² wand beschouwd. Voor de strolaag, met een dikte van 35cm, geeft dit een volume van 0,35m³. Wanneer dit vermenigvuldigd wordt met de dichtheid van het stro (90 kg/m³), dan wordt een massa van 31,5kg bekomen. Bij eenzelfde relatieve vochtigheid van 50% zoals in bovenstaand rekenvoorbeeld wordt weer een vochtgehalte MCstro van 5,79 % gevonden. De massa water in deze laag van 1m² wordt dus 0,0579 . 31,5kg ofwel 1,82kg water wat overeenkomt met een 1,82 liter water.

45

Voor de leemlaag aan de binnenzijde wordt dezelfde berekening toegepast. Zo wordt voor één vierkante meter van 3cm dik, met een dichtheid van 1600 kg/m³, bij een relatieve vochtigheid van 50% een vochtgehalte MCleem van 0,53% teruggevonden. Na omrekening wordt een massa water van 0,25kg ofwel 0,25 l/m² bekomen. Het is dus duidelijk dat het stro in een strobalenwand meer water zal opslaan dan het leem. Men kan dus stellen dat het stro als buffer voor vocht optreedt. De hygroscopische eigenschappen van stro en leem bieden de mogelijkheid de veranderingen in de relatieve vochtigheid te bufferen wat volgens May (2005) gunstige gevolgen heeft voor het intern milieu van het gebouw. [15] Voor de traskalklaag wordt deze redenering niet gedaan omdat een deze laag zich aan de buitenzijde bevindt en de relatieve vochtigheid daar sterk varieert. Grafiek 3-9 geeft de hoeveelheid water per vierkante meter per laag in functie van de relatieve vochtigheid weer, hierin wordt traskalk wel weergegeven ter volledigheid.

Hoeveelheid water per m² in functie van de RV stro - leem - traskalk 16

Hoeveelheid water[l/m²]

14 12 10 stro

8

leem

6

traskalk 4 2 0 0

20

40

60

80

100

Relatieve vochtigheid (RV) [%] Grafiek 3-9 Watergehalte per materiaal in een typische strobalenwand

46

3.1.5 HYSTERESIS Onderzoek van Jim Carfrae (2011) heeft aangetoond dat een meting van het vochtgehalte van een monster stro zal worden beïnvloed door het vochtverleden van dat stro. Als het stro reeds een hogere vochtgehalte heeft gehad in het verleden, dan zal het een hoger vochtgehalte weergeven op het moment van meten dan wanneer het eerder minder vocht bevatte. [3]

Grafiek 3-10 Volledige sorptie en desorptie curve van stro

De hygroscopische curven in Grafiek 3-10 geven hysteresis weer. Deze curven voor de verandering in relatieve vochtigheid bij een constante temperatuur tonen dat stro meer vocht bevat bij de desorptie-fase dan bij de sorptie-fase. In plaats van de relatieve vochtigheid te veranderen bij een constante temperatuur is in Grafiek 3-11 op dezelfde monsters de relatieve vochtigheid constant gehouden en de temperatuur veranderlijk. [3]

47

Grafiek 3-11 Hysteresis in stro bij een veranderlijke temperatuur en bij constante RV

Grafiek 3-11 toont het effect van hysteresis in stro door de verandering in temperatuur. De relatieve vochtigheid werd constant gehouden op 70%, de temperatuur werd van 30°C naar 20°C en tot slot naar 10°C verlaagd. Daarna opnieuw verhoogd naar 20°C en dan 30°C. Het vochtgehalte van stro bereikte steeds een evenwicht. Hysteresis blijkt zeer duidelijk uit Grafiek 3-11, het vochtgehalte op het einde van de cyclus is 0,4% hoger bij dezelfde temperatuur. [3]

48

3.2

CAPILLAIRE ZUIGING VAN LEEM EN TRASKALK

3.2.1 CAPILLAIR TRANSPORT IN POREUZE BOUWMATERIALEN Capillair vochttransport wordt mogelijk wanneer een poreus materiaal zoals leem in contact komt met water. Onder invloed van capillaire zuiging wordt water in de poriën van het materiaal gezogen. Het vochtgehalte waarboven water zich gemakkelijk kan verplaatsen, maar waaronder nauwelijks watertransport plaats vindt, wordt het kritisch vochtgehalte wcrit genoemd. Deze wateropname gaat door tot het capillaire vochtgehalte wcap . Capillaire bouwmaterialen zijn materialen waar het vochttransport gemakkelijk optreedt, deze materialen worden gekenmerkt door een groot verschil tussen het capillaire en het kritische vochtgehalte. [2]

3.2.2 WATEROPNAME VAN POREUZE BOUWMATERIALEN Wanneer men een droog poreus bouwmateriaal zoals traskalk in contact brengt met een wateroppervlak kan men experimenteel vaststellen dat het materiaal water opzuigt. In een homogeen materiaal gebeurt deze waterverplaatsing evenwijdig met het wateroppervlak. Het opzuigen van water stopt pas wanneer het vochtfront xF de andere zijde van het materiaal monster bereikt heeft. Het vochtfront is de scheiding tussen het vochtige en het droge (hygroscopisch vochtig ) materiaal. [2]

Figuur 3-6 Wateropname in poreus bouwmateriaal (Descamps, 2000)

49

De opgezogen hoeveelheid water is evenredig met de wortel van de tijd, zie vergelijking 3.1 en Figuur 3-7.

m  A t

(3.1)

Figuur 3-7 wateropname in een monster in contact met water (Janssens, 2005)

Met: m t A

opgezogen hoeveelheid water per eenheidscontactoppervlak [kg/m²] tijd [s] waterabsorptiecoëfficiënt van het materiaal [kg/m².s0.5]

Wanneer het vochtfront de andere zijde van het monster bereikt, is de opgezogen hoeveelheid water gelijk aan het capillaire vochtgehalte wcap [kg/m³]. Zowel A als wcap zijn materiaaleigenschappen. Het zuigend karakter van een poreus bouwmateriaal of de waterabsorptie A van een bouwmateriaal hangt af van een aantal factoren:    

De hoeveelheid poriën; De afmetingen van de poriën; De onderlinge verbondenheid van de poriën; Het open of gesloten zijn van de poriën;

[19]

Om een idee te krijgen van de hoeveelheid poriën in een poreus bouwmateriaal werd het begrip porositeit ingevoerd. De porositeit van een materiaal is de verhouding tussen het volume poriën Vp in het materiaal en het totale volume van het materiaal (poriën + materiaal) V. De porositeit van een materiaal heeft een grote invloed op de wateropname van het materiaal en zal de materiaaleigenschappen zoals thermische isolatie en vorstbestendigheid sterk beïnvloeden.

50

De afmetingen van de poriën bepalen de snelheid waarmee water aan de omgeving wordt onttrokken. Brede kanalen zuigen langzaam, maar nemen een grotere hoeveelheid water op. Dit in tegenstelling tot fijne kanalen die zeer snel opzuigen, maar in hun totaliteit minder water opnemen Het open en of gesloten zijn van de poriën, en het al dan niet verbonden zijn van de poriën met elkaar door kanaaltjes zal eveneens een invloed hebben op wateropname van een poreus bouwmateriaal. Hoe groter de waterabsorptiecoëfficient A van een materiaal, des te sneller de wateropname in het materiaal gebeurt. Hoe groter capillair vochtgehalte wcap des te groter de hoeveelheid water dat het materiaal kan opnemen. De positie van het vochtfront in functie van de tijd, ook wel de penetratiediepte x F genoemd, wordt bepaald zoals in vergelijk 3.2. xF  B  t

(3.2)

Met: B

waterpenetratiecoëfficiënt van het materiaal [m/s0.5]

Figuur 3-8 Vochtfront (Descamps, 2000)

3.2.3 DROGING VAN NATTE BOUWMATERIALEN We beschouwen de droging van een homogene materiaallaag die langs één zijde volledig dampdicht is (vb: droging van natte leemlaag bij plat dak, droging naar buiten toe is niet mogelijk door dampdichte afdekking). De droging van zo een materiaal gebeurt in twee fasen. -

Eerste droogfase (constante droogsnelheid)

We veronderstellen dat het proces isotherm verloopt en dat op t = 0 het watergehalte gelijk is aan het capillaire vochtgehalte wcap . Zolang er voldoende water aan het oppervlak aanwezig is om de verzadigingsdampdruk daar in stand te houden geldt:  v   e ( Psat,s  Pv ) (3.3) m

51

Met:

m v

hoeveelheid verdampte watermassa [Pa.s/m]

e

waterdampovergangscoëfficiënt [s/m]

Psat, s

verzadigingsdampdruk aan het oppervlak [Pa]

Pv

dampdruk van de omgeving [Pa]

Het watergehalte daalt overal geleidelijk en het gemiddelde watergehalte daalt lineair met de tijd. De droging gebeurt via droging aan het oppervlak, en vindt plaats tot wcrit bereikt is (vgl. 3.3). [2] -

Tweede droogfase (afnemende droogsnelheid)

Van zodra het watergehalte aan het oppervlak kritisch is geworden, kan geen water meer naar het oppervlak gezogen worden. Het watergehalte aan het oppervlak daalt dan snel en er ontstaat een vochtfront dat zich in het materiaal terugtrekt. Aan dit vochtfront is het watergehalte kritisch. [2] Voor de droogstroomdichtheid geldt volgende vergelijking (3.4);

m v 

( Psat, x  xF  Pv ,e ) Z e  x  xF

(3.4)

Met: Z e  x  xF

diffusieweerstand tussen het vochtfront en het oppervlak [m/s]

Bij terugtrekkend front neemt Z toe en neemt de droogsnelheid af.

Figuur 3-9 Tweede droogfase (Descamps, 2000)

52

3.2.4 PROEVEN NAAR HET CAPILAIR GEDRAG VAN LEEM EN TRASKALK Aan de hand van een aantal proefnemingen werd geprobeerd het capillair gedrag van leem en traskalk te bepalen. Traskalk wordt gebruikt langs de buitenzijde van een strobalenwand en leem langs de binnenzijde (Figuur 2-4 optie 1). De proeven werden uitgevoerd in het labo bouwfysica op de campus KAHO Sint-Lieven te Gent, bij een relatieve vochtigheid van 47% en een temperatuur van 21°C. De proef die uitgevoerd werd, bestond uit twee metingen. Een eerste meting bepaalde de snelheid van de capillaire zuiging in functie van de tijd. Een tweede meting de penetratiediepte (vochtfront) in functie van de tijd. Beide metingen werden op hetzelfde tijdstip uitgevoerd.

1. Maken van proefstukken Voor het maken van de proefstukken met een grondvlak van 11 op 11cm en een dikte van ongeveer 3cm (gemiddelde laagdikte van leem en traskalk bij plaatsing op een strobaalwand), werden houten mallen gemaakt met een grondvlak van 11 op 11cm en met een hoogte van 3cm. Nadien werden de mallen gevuld met traskalk en leem (Figuur 3-10).

Figuur 3-10 Maken proefstukken

2. Drogen van de proefstukken Na een vijftal dagen drogen, werden deze proefstukken in de droogstoof geplaatst. Volgens de norm NBN EN 771 – 2 (norm voor capillaire zuiging van bakstenen) moeten de proefstukken gedroogd worden in een geventileerde droogstoof bij een temperatuur van 105°C. Om de 24u moet het gewicht gewogen worden en als de verandering van het gewicht niet meer groter is dan 0,1% dan kan men stellen dat de proefstukken droog zijn (Figuur 3-11).

53

Figuur 3-11 Drogen van de proefstukken

3. Bepaling van de absorptiecoëfficiënt en penetratie diepte Voor de opstelling van de proef werd gebruik gemaakt van metalen bak, waarin een rooster geplaatst werd. Dit rooster zorgt er voor dat de proefstukken langs de onderzijde water kunnen opnemen. Nadien werd de metalen bak met water gevuld zodanig dat er ongeveer een tweetal mm water boven het rooster stond. Naast de metalen bak werd een weegschaal geplaatst met een nauwkeurigheid van 0,1g (Figuur 3-12).

Figuur 3-12 Proefopstelling capillaire absorptie

Na het opstellen van de proef, werden de proefstukken uit de droogstoof gehaald en op het rooster geplaatst. Het proces van capillaire zuiging verloopt in het begin zeer sterk en naarmate de proef vordert vertraagt het proces. Uit eerdere proefnemingen is gebleken dat het proces verloopt in functie van de vierkantswortel van de tijd. Daarom werd er ook in het begin van de proef op snellere tijdstippen gewogen dan naar het einde van de proef toe (zie resultaten). Gelijktijdig met elke weging, werd ook de stijghoogte van het stijgfront genoteerd. Deze proef werd gestopt wanneer het vochtfront de bovenzijde van onze proefstukken bereikt heeft, of met andere woorden wcap bereikt is.

54

4. Bepaling van wmax De curve van de waterabsorptiecoëfficient bestaat uit twee delen, een eerste deel werd in de hierboven beschreven proef bepaald. In een tweede deel werd de maximale wateropname wmax bepaald. In dit deel van de proef werden de proefstukken in onderdruk geplaatst. De proefstukken werden volledig onder water gedompeld in een dessicator, die aangesloten werd op een vacuumpomp (Figuur 3-13). De dessicator met de proefstukken werd een vierentwintigtal uur in onderdruk geplaatst, en vervolgens werd wmax bepaald. Tijdens het in onderdruk plaatsen van de proefstukken ontstonden er fijne luchtbelletjes op de proefstukken, dit wijst er op dat nog niet alle capillaire holtes in de proefstukken gevuld waren.

Figuur 3-13 Proefopstelling wmax

Figuur 3-14 Ontstaan van luchtbellen

55

3.2.5 RESULTATEN VAN CAPILLAIR VOCHTTRANSPORT IN LEEM Bij het in contact plaatsen van lemen proefstukken met water, verloren deze vrijwel onmiddellijk materiaal. Hierdoor werd de absorptieproef grondig verstoord. Na enkele minuten begonnen de proefstukken zelfs uit elkaar te vallen (Figuur 3-15). Er werd wel vastgesteld dat leem zeer snel vocht opnam, na een drietal minuten hadden we al een penetratiediepte van 8mm.

Figuur 3-15 Afbrokkelen van de leemproefstukken

Hieruit kan besloten worden dat een leembepleistering zonder speciale behandeling of afscherming van neerslag niet geschikt is als gevelafwerking of afwerking in zeer vochtige ruimtes. Bij het minste contact van water met de leembepleistering, zou de bepleistering beginnen afbrokkelen en wegspoelen. Een oplossing hiervoor is dat de leembepleistering behandeld wordt. Voor een leembepleistering in een vochtige ruimte zoals een badkamer of keuken wordt dikwijls gebruik gemaakt van tadelakt. Dit is een waterafstotende glanspleister op basis van kalk. [13] Bij het gebruik van leem langs de buitenzijde van een woning, wordt op de leem meestal een kaleilaag aangebracht. Dit is een dunne kalkpleisterlaag die met behulp van een blokborstel op de leem aangebracht wordt. [9]

3.2.6 RESULTATEN VAN CAPILLAIR VOCHTTRANSPORT IN TRASKALK 3.2.6.1

DROGING

De proefstukken hadden een drietal dagen nodig om uit te drogen. De resultaten van deze droging voor de verschillende proefstukken worden in tabellen 3-2, 3-3 en 3-4 weergegeven. Tabel 3-2 Droging van proefstuk 1

meting 1 2 3 4

tijd 0:00:00 23:15:00 47:50:00 71:45:00

gewicht [g] 530,9 472,8 472,5 485,4

droging [% kg/kg] 12,36 0,06 0

56 Tabel 3-3 Droging van proefstuk 2

meting 1 2 3 4

tijd 0:00:00 23:15:00 47:50:00 71:45:00

gewicht [g] 552,4 486,3 485,4 485,4

droging [% kg/kg] 13,62 0,19 0

Tabel 3-4 Droging van proefstuk 3

meting 1 2 3 4

3.2.6.2

tijd 0:00:00 23:15:00 47:50:00 71:45:00

gewicht [g] 554,9 483,6 482,8 482,8

droging [% kg/kg] 14,93 0,17 0

DICHTHEID

De dichtheid van de gebruikte traskalk werd ook bepaald, dit is het droog gewicht (nauwkeurigheid 0,1 g) gedeeld door het volume (vgl. 3.5). De hoogte, breedte en lengte van de proefstukken werden telkens op een drietal plaatsen gemeten met behulp van een schuifmaat (nauwkeurigheid 0,1 mm). Het volume van de proefstukken werd dan bepaald aan de hand van de gemiddelde hoogte, lengte en breedte van de proefstukken. Deze dichtheid met het droog gewicht is een essentiële parameter voor de simulaties (zie hoofdstuk 5).



md (3.5) V

Met: md V

Droge massa van het proefstuk [g] Volume van het proefstuk [mm] Tabel 3-5 Dichtheid traskalk

Proefstuk 1 Proefstuk 2 Proefstuk 3 Gemiddelde

dichtheid [kg/m²] 1280,5 1284,2 1267,4 1278,5

57

3.2.6.3

WATERABSORPTIECOËFFICIENT

Het uitvoeren van de proef op traskalk verliep zonder problemen. Grafiek 3-12 geeft

t voor de 3 verschillende

resultaten van de wateropname van traskalk in functie van proefstukken.

Grafiek 3-12 Wateropname in functie van

t

Voor alle drie de proefstukken wordt een functie bekomen die te verwachten valt volgens de theorie. De waterabsorptiecoëfficient wordt bekomen door de helling te nemen van het eerste deel van de functie van de wateropname (Grafiek 3-12). Tabel 3-6 geeft de gemiddelde waterabsorptiecoëfficienten weer van de proefstukken. Deze werden telkens bepaald door de wateropname m van de eerste tiental metingen te delen door de vierkantswortel van de tijd en hiervan het gemiddelde te nemen. Tabel 3-6 Waterabsorptiecoëfficiënt A van traskalk

Proefstuk 1 2 3 Gemiddelde

Waterabsorptiecoëfficiënt A [kg/m².s0.5] 0,105 0,104 0,995 0,103

58

3.2.6.4

CAPILLAIR EN MAXIMAAL VOCHTGEHALTE

Het capillair vochtgehalte wcap (dit is het vochtgehalte wanneer het vochtfront de andere zijde van het proefstuk bereikt heeft) wordt grafisch bepaald. De grafische bepaling gebeurt als volgt, er wordt rechte getekend in het eerste deel van de grafiek en een rechte in het tweede deel. Het snijpunt van beide rechten levert het capillaire vochtgehalte (Grafiek 3-13). Het maximaal vochtgehalte wmax wordt tevens weergegeven op Grafiek 3-13 .

Grafiek 3-13 Grafische voorstelling van het capillaire en maximaal vochtgehalte van traskalk

Door de wateropname te delen door de dikte van de proefstukken wordt wmax en wcap bekomen in tabel 3-7. Tabel 3-7 Capillaire en maximaal vochtgehalte van traskalk

Proefstuk

1 2 3 Gemiddelde

Capillair vochtgehalte wcap [kg/m³] 301 300 299 300

Max. vochtgehalte wmax [kg/m³] 349,6 342,9 336,5 343,0

59

3.2.6.5

VOCHTFRONT

Om een idee te hebben van hoe snel het vocht stijgt in traskalk, werd als bijkomende proef het vochtfront van de proefstukken bepaald (Grafiek 3-14). Het meten van de hoogte van het vochtfront gebeurde op hetzelfde tijdstip als het wegen van de proefstukken. De hoogte van het vochtfront werd telkens op een drietal plaatsen gemeten met behulp van een schuifmaat.

Grafiek 3-14 Vochtfront in functie van

t

Uit de resultaten werd de waterpenetratiecoëfficiënt B van traskalk bepaald, dit gebeurde door het vochtfront te delen door de vierkantwortel van de tijd. Uit de resultaten bleek dat de waarden van de eerste 6 metingen beduidend hoger lagen dan in de rest van de waarden. De eerste 6 waarden werden geschrapt en uit overige waarden werd de waterpenetratiecoëfficiënt B bepaald (tabel 3-8). .

Tabel 3-8 Waterpenetratiecoëfficiënt B van traskalk

Proefstuk 1 2 3 Gemiddelde

Waterpenetratiecoëfficiënt B [mm/s0.5] 0,307 0,315 0,293 0,305

60

3.2.6.6

VERGELIJKING MET ANDERE MATERIALEN

Tabel 3-9 Waterabsorptiecoëfficient A en waterpernetratiecoëfficient B van capillaire materialen (Descmaps, 2000)

materiaal baksteen baksteen grindbeton cellenbeton cementmortel kalkzandsteen traskalk

dichtheid [kg/m³] 1700 1900 2300 700 2100 1900 1250

wmax [kg/m³] 360 280 130 740 210 280 336

wcap [kg/m³] 210 150 130 300 190 230 300

A [kg/m².s0.5] 0,37 0,09 0,03 0,30 0,15 0,05 0,10

B [mm/s0.5] 1,4 0,7 0,2 0,7 0,6 0,3 0,30

Uit Tabel 3-9 blijkt dat traskalk pleister naar wateropname gelegen is tussen een kalkzandsteen en een gewone cementmortel. Eerdere proefnemingen op traskalkpleisters bevestigen de waarden, het CMHC (Canada Mortgage and Housing Corporation) bekwam een waarde van 0,105 kg/m².s0.5 voor de waterabsorptie van traskalk [7].

61

3.3

DIFFUSIEWEERSTANDSGETAL

3.3.1 WET VAN FICK De wiskundige beschrijving van het vochttransport door diffusie verloopt analoog met die van het warmtetransport door geleiding. Experimenteel kon aangetoond worden dat de dampstroomdichtheid doorheen een materiaal evenredig is met de dampdrukgradiënt in het materiaal en met de dampgeleidingscoëfficiënt δp van het materiaal (Wet van Fick): ṁv = - δp

(3.6)

Aangezien diffusie van waterdampmoleculen door een materiaal hoofdzakelijk doorheen het poriënnetwerk plaatsvindt, hangt de dampgeleidingscoëfficiënt δp [s] of dampermeabiliteit sterk af van de porositeit van een materiaal. Hoe poreuzer een materiaal, des te groter de damppermeabiliteit. Vanuit deze logica vormt de damppermeabiliteit van stilstaande lucht (porositeit = 1) de bovenste grens van de damppermeabiliteit van materialen. Om de diffusie-eigenschappen van materialen bevattelijker te maken wordt in plaats van de damppermeabiliteit vaak gebruik gemaakt van het diffusieweerstandsgetal µ dat aangeeft hoeveel kleiner de damppermeabiliteit is in vergelijking met die van stilstaande lucht (3.7): µ=-

(3.7)

Met: δpa = 2 . 10-10 s

[2]

De µ-waarde is een dimensieloos getal dat de verhouding weergeeft van de dampweerstand van het materiaal ten opzichte van de dampweerstand van een laag lucht van dezelfde dikte. De µ-waarde van een materiaal geeft dus aan hoeveel keer de dampdiffusieweerstand van dit materiaal groter is dan die van een luchtlaag met dezelfde dikte. [8] De µ-waarde van een materiaal is dus per definitie groter dan 1. Materialen met een µ-waarde van dezelfde grootteorde als lucht noemt men dampdoorlatend of dampopen, bijvoorbeeld minerale wol en gipspleister. Materialen met een grote µ-waarde zijn dampremmend, bijvoorbeeld verdicht beton, kunststofschuim of dampdicht zoals de niet-poreuze materialen: kunststof, metaal en glas. [2]

62 Tabel 3-10 µ-waarde van enkele materialen

Materiaal Glas Beton Baksteen/hout Minerale wol lucht Stro(baal)

µ ∞ 100 20 <2 1 2,5

Het product µd wordt de diffusiedikte, of equivalente luchtlaagdikte van een materiaallaag genoemd [m]. Dit is de dikte die een laag stilstaande lucht zou moeten hebben om dezelfde diffusieweerstand te realiseren als de materiaallaag. De µd-waarde is het aantal meter lucht dat overeenkomt met het desbetreffende materiaal. [8] De diffusieweerstand Z van een materiaallaag is de verhouding tussen de diffusiedikte van de laag en de dampgeleidingscoëfficiënt van lucht δpa (3.8). Z=

(3.8)

3.3.2 WET CUP - DRY CUP PROEF OP LEEM EN TRASKALK Aan de K.U. Leuven, in het laboratorium van bouwfysica, werd voor ons het diffusieweerstandsgetal µ [-] van leem en traskalk bepaald door middel van de “wet cup - dry cup” methode. Het principe van deze proef is eenvoudig. Monsters van de pleisters worden als deksel op een meetcel geplaatst. De meetcellen zijn zodanig ontworpen dat enkel een eendimensionale dampdiffusie kan optreden.

Figuur 3-16 Proefopstelling dry-cup proef

63

Figuur 3-17 Klimaatskast dry - cup proef

Voor de proef werden negen traskalkproefstukken en negen leemproefstukken gemaakt (Tabel 3-11). De proefstukken werden op dezelfde manier gemaakt als de proefstukken in paragraaf 3.2.4. Tabel 3-11 Monsters dry - cup proef

Traskalk

Leem

Monsters 2a, 2b, 2c 1a, 1b, 1c 3a, 3b, 3c 5a, 5b, 5c 4a, 4b, 4c 6a, 6b, 6c

Vorm rond Dia=10cm 9cm x 9cm 11cm x 11cm rond Dia= 10cm 9cm x 9cm 9cm x 9cm

RV cup 12% 54% 94% 12% 54% 94%

RV klimaatkamer 54% 86% 86% 54% 86% 86%

Tabel 3-11 geeft aan in welke ruimte de meetcellen geplaatst werden. De cellen werden in een klimaatkast geplaatst bij een constante temperatuur en constante relatieve vochtigheid, de meting zelf gebeurt dus onder isotherme omstandigheden. Doordat de dampdruk rond de meetcel verschilde met de dampdruk in de meetcel zelf trad er diffusie op van waterdamp doorheen het materiaal. De massa nam toe bij meetcellen 1, 2 , 4 en 5 en af bij meetcellen 3 en 6. Deze gewichtsverandering werd op geregelde tijdstippen opgemeten. Doordat de hoeveelheid water in de meetcel wijzigde, zou de relatieve vochtigheid en dus ook de dampdruk in de meetcel wijzigen. Dit werd tegengegaan door vooraf een bodem verzadigde zouten in de meetcel te doen. Bij constante relatieve vochtigheid en constante temperatuur verloopt de massa toe- of afname in functie van de tijd lineair en krijgen we een rechte als grafiek. Door middel van lineaire regressie wordt dan de helling van deze rechte de diffusieweerstand. Deze berekeningen zijn in een Excel-werkblad gebeurd. Omdat deze cupmethode onder verschillende randvoorwaarden werd uitgevoerd, kan µ ook uitgezet worden in functie van de relatieve vochtigheid van de omgeving. Vergelijking 3.9 geeft het verband weer tussen de µ-waarde en de relatieve vochtigheid. 1 (3.9)  a  b.e c

64

3.3.3 RESULTATEN WET CUP – DRY CUP TRASKALK Het diffusieweerstandsgetal µ van traskalk wordt weergegeven in grafiek 3-15. De variatie die gemeten werd is eerder afkomstig van meetfouten, dan de variaties in functie van de relatieve vochtigheid van de omgeving. Een gemiddelde waarde voor µ is 10,9. De damppermeabiliteit van de laag traskalk op een strobalen wand is dus ongeveer 11 keer kleiner dan de damppermeabiliteit van lucht. Traskalk

µ 16 14 12 10 µ 8 [-] 6 4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Relatieve vochtigheid (RH) [%] Grafiek 3-15 Dampdiffusieweerstandsgetal µ van traskalk

De equivalente luchtlaagdikte ofwel diffusiedikte voor traskalk is gemiddeld gezien 0,325m. Dit wil dus zeggen om dezelfde diffusieweerstand te realiseren als de traskalklaag op een strobalenwand is er een laag van 32,5cm stilstaande lucht nodig (grafiek 3-16). Traskalk

µd 0.5 0.4 0.3 µd [m] 0.2 0.1 0 0

10

20

30

40 50 60 70 Relatieve vochtigheid (RH) [%]

Grafiek 3-16 Diffusiedikte µd van traskalk

80

90

100

65

Hieruit kan besloten worden dat een traskalkbepleistering dampopen is, zo kan de strobalenwand ademen. Een traskalkbepleistering is meer dampopen dan hout en baksteen, maar minder dan een strobaal of minerale wol.

3.3.4 RESULTATEN WET CUP – DRY CUP LEEM Het diffusieweerstandsgetal µ van leem wordt weergegeven in Grafiek 3-17 in functie van de relatieve vochtigheid van de omgeving. Een gemiddelde waarde voor de µ-waarde van leem is 10,6. De damppermeabiliteit van de leembepleistering op een strobalen wand is dus ongeveer 11 keer kleiner dan de damppermeabiliteit van lucht. Leem

µ 14 12 10 8 µ [-] 6 4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Relatieve vochtigheid (RH) [%] Grafiek 3-17 Dampdiffusieweerstandsgetal µ van leem

De equivalente luchtlaagdikte ofwel diffusiedikte voor leem is gemiddeld gezien 0,318m. Dit wil dus zeggen om dezelfde diffusieweerstand te realiseren als de leemlaag op een strobalenwand is er een laag van 32cm stilstaande lucht nodig.

66

Leem

µd 0.5 0.4 0.3 µd [m] 0.2 0.1 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Relatieve vochtigheid (RH) [%] Grafiek 3-18 Diffusiedikte µd van leem

Voor de dampdoorlatendheid van een leembepleistering kan hetzelfde besluit getrokken worden als bij traskalk. Beide materialen verschillen weinig in hun dampdoorlatendheid. Bij de dampweerstand van een gelaagde constructie zonder dampscherm worden de waarden van µd van de afzonderlijke lagen opgeteld (3.10):

µd constructie   µ i d i (3.10) i

µdconstructie = µdext + µd1 + µd2 + ... + µdn + µdint (3.10) De µd van de overgangen worden meestal weggelaten omdat deze verwaarloosbaar zijn. [8] Voor een typische strobalenwand is de dampweerstand:

µd strobalenwand  11  0,03  2,5  0,35  11  0,03  1,535m Dit wil dus zeggen om dezelfde diffusieweerstand te realiseren als een typische strobalenwand is er een laag van 1,54m stilstaande lucht nodig. Hieruit kan besloten worden dat een strobalenwand dampopen is.

67

4. METINGEN IN SITU In hoofdstuk 4 worden er een aantal praktische proeven beschreven. Een eerste proef bestond uit een onderzoek naar het vochtgedrag in een plat strobalendak. Het dak dat langs de buitenzijde dampdicht is, zorgt ervoor dat de constructie enkel naar binnen toe kan uitdrogen. Deze proef werd uitgevoerd in de winterperiode, wanneer er vochttransport optreedt van binnen naar buiten toe. In een tweede proef werd er gekeken naar het klimaat in een strobalenwoning. Met andere woorden hoe de relatieve vochtigheid en temperatuur in de woning evolueerde gedurende een hele dag. Bijkomend werd er in deze strobalenwoning ook een vochtmeting in een verticale wand met glas als buitenafwerking uitgevoerd. Door het gebruik van dit enkelvoudig glas is er terug maar in één richting vochttransport mogelijk, waardoor de strobalenwand enkel maar naar binnen toe kan uitdrogen.

4.1

GEBRUIKTE MEETTOESTELLEN

Voor het uitvoeren van de vochtmetingen in het stro werd gebruik gemaakt van een stro- en hooivochtmeter Draminski HMM die ons ter beschikking werd gesteld door arch. Peter Vos. Over dit toestel was weinig technische informatie te vinden. Om een idee te krijgen van de nauwkeurigheid van dit toestel werd een calibratie van het toestel gedaan. Voor het meten van de relatieve vochtigheid en temperatuur in de berging, werd gebruik gemaakt van een HOBO data logger.

4.1.1 STRO- EN HOOIVOCHTMETER DRAMINSKI HMM De stro- en hooivochtmeter bestaat uit een metalen pin die in de strobalen geprikt word, in de punt van deze pin zit er een sensor die de vochtigheid en temperatuur in het stro bepaald (zie Figuur 4-1).

Figuur 4-1 Stro- en hooivochtmeter Draminski HMM

68

4.1.1.1

TECHNISCHE GEGEVENS

Tabel 4-1 geeft de technische gegevens van de stro- en hooivochtmeter Draminski HMM weer. Tabel 4-1 Technische gegevens stro- en hooivochtmeter

Meetgegevens Gewicht Lengte sonde Meetbereik Temperatuur Vochtigheid

4.1.1.2

Temperatuur en vochtigheid 740g 56cm 1 – 100°C 10 – 80%

KALIBRATIE VOCHTMETER

Om de nauwkeurigheid van de stro- en hooivochtmeter te bepalen werd een kleine calibratie proef gedaan. 1. Verloop van de proef Een strobaal werd in ongeveer drie gelijke stukken verdeeld, twee van deze stukken werden zodanig samengebonden dat ze ongeveer een densiteit kregen van 90 kg/m³. Wat overeenkomt met de densiteit van de oorspronkelijke strobaal. Een eerst proefstuk werd in een klimaatkast met een relatieve vochtigheid van 86% geplaatst en het tweede proefstuk in een klimaatskast met een relatieve vochtigheid van 54%. De relatieve vochtigheden van de klimaatskasten liggen vrij hoog. Dit omdat bij lagere relatieve vochtigheden het vochtgehalte in de strobalen niet meetbaar is door de stro- en hooivochtmeter (zie paragraaf 3.1.3).

Figuur 4-2 Meten van vochtigheid in het stro

Nadat de proefstukken een zestal weken in de klimaatskasten hadden gelegen, werd op een achttal plaatsen met behulp van de stro- en hooivochtmeter de vochtigheid in het stro gemeten. Om het effectieve vochtgehalte in het stro te kennen, werd het vochtig gewicht en het droog gewicht van het de proefstukken bepaald.

69

2. Metingen Figuur 4-3 geeft de plaatsen weer waar met de stro- en hooivochtmeter gemeten werd in de proefstukken. De vochtmeter werd telkens tot in het midden van het proefstuk gestoken.

Figuur 4-3 Meetplaatsen vochtigheid in het stro

Tabel 4-2 Resultaten stro- en hooivochtmeter

Meting

Proefstuk 1 (54% RV)

Proefstuk 2 (86% RV)

1 2 3 4 5 6 7 8 Gemiddelde Stddiv Minimum Maximum

<10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 -

12,8 12,4 13,6 13,0 13,1 13,8 13,8 14,2 13,3 0,61 12,4 14,2

Bij een relatieve vochtigheid van 54% is het vochtigheidsgehalte in het proefstuk niet meetbaar door de stro- en hooivochtmeter. Dit betekend dat het vochtgehalte in het stro lager is dan 10% (Tabel 4-2). Bij een relatieve vochtigheid van 86% geeft de stro- en hooivochtmeter een gemiddelde vochtigheid van 13,3% weer in het stro (Tabel 4-2). Het effectieve vochtgehalte in de proefstukken wordt bekomen door het verschil van het vochtig en het droog gewicht van stro te delen door het droog gewicht van het stro (4.1). Het vochtig gewicht van de proefstukken werd bepaald onmiddellijk nadat ze uit de klimaatskast genomen werden. Het droog gewicht van de proefstukken werd bepaald nadat de proefstuk een aantal dagen in de droogstoof gelegen hadden. Tabel 4-3 geeft de resultaten weer van de effectieve vochtgehaltes van de proefstukken.

70

Vochtighei d stro 

mv  md (4.1) md

Met:

md

Droog gewicht van het proefstuk [g]

mv

Vochtig gewicht van het proefstuk [g] Tabel 4-3 Effectief vochtgehalte van de proefstukken

Proefstuk 1 (RV 54%)

Proefstuk 2 (RV 86%)

2511,6 2646,5 134,9 5,37

2136 2436 300 14,04

Droog gewicht [gram] Vochtig gewicht [gram] Verschil [gram] Effectief vochtgehalte [%]

3. Besluit Omdat het praktisch niet mogelijk was aan de K.U. Leuven veel grote proefstukken op de juiste relatieve vochtigheid te brengen, is het maar bij een kleine kalibratie proef gebleven. Er kan toch besloten worden dat de stro- en hooivochtmeter vrij nauwkeurig meet voor zijn toepassing binnen een bepaald bereik van relatieve vochtigheid. In de praktijk wordt deze stro- en hooivochtmeter enkel gebruikt om een indicatie te geven van de vochtigheid in het stro voordat de strobalen verwerkt worden in een woning.

4.1.2 HOBO VOCHTMETER Om de relatieve vochtigheid en de temperatuur in de proefruimte te meten maakten we gebruik van een HOBO meettoestel (Figuur 4-4).

Figuur 4-4 HOBO data logger

71

4.1.2.1

TECHNISCHE GEGEVENS

Tabel 4-4 geeft de technische gegevens van de HOBO data logger weer. Tabel 4-4 Technische gegevens HOBO data logger

Temperatuur en relatieve vochtigheid

Meetgegevens Nauwkeurigheid Temperatuur RV Meetbereik Temperatuur RV

4.2

±0,35°C van 0° tot 50°C ±2,5% van 10 tot 90% -20° tot 70°C 5% tot 95%

VOCHTIGHEID IN EEN PLAT DAK MET STROBALEN ALS ISOLATIE

4.2.1 PROEFOPSTELLING De metingen werden uitgevoerd in een kleine berging in architectenbureau Barchi te Riemst. De berging is opgebouwd uit strobaalwanden met leemafwerking langs de binnenzijde (Figuur 2-4 optie 1) en een plat dak met strobalen als isolatie (Figuur 2-7 optie 2). In de proefruimte werden de volgende toestellen geplaatst:    

Een verwarmingstoestel; Een waterbak met een keukenzout (NaCl) oplossing (± 20l); Een HOBO data logger; Een thermometer;

Figuur 4-5 Proefopstelling berging Riemst

Met behulp van het verwarmingstoestel werd de temperatuur in de proefruimte op ongeveer 25°C gehouden. De bedoeling van de zoutbak was om de relatieve vochtigheid in de ruimte op 50% te houden. Deze procedure is gebaseerd op het gebruik van verzadigde zoutoplossingen om de vereiste relatieve vochtigheid in de kamer te verkrijgen.

72

4.2.2 VERLOOP VAN DE PROEF Maandelijks werd een gat geboord in het dak van de berging, zodanig dat de vochtigheid van het stro in het platte dak gemeten kon worden. Het gat doorheen de leembepleistering werd telkens terug gedicht en elke meting werd op een andere plaats uitgevoerd. De metingen van de HOBO data logger werden bij elke meting geanalyseerd.

Figuur 4-6 Meten van vochtigheid in een strobalendak

4.2.3 RESULTATEN Uit de eerste metingen die uitgevoerd werden in de berging bleek al snel dat de relatieve vochtigheid in de ruimte relatief constant bleef tussen de 35% à 40%. Het doel van de proef was om in de ruimte een relatieve vochtigheid van ongeveer 50% te creëren over een lange periode. Deze relatieve vochtigheid werd echter nooit bekomen, zelfs niet na het bijplaatsen van een tweede waterbak en een ventilator in de ruimte. Het bijplaatsen van de tweede waterbak en de ventilator zorgde wel voor een kleine stijging van de relatieve vochtigheid van ongeveer 35% naar 40%. Grafiek 4-1 geeft de resultaten van de metingen van de HOBO data logger vanaf 26 november 2011 tot en met 23 december 2011 weer. De blauwe curve geeft de relatieve vochtigheid weer en de zwarte curve geeft de temperatuur in de berging.

73

Grafiek 4-1 Relatieve vochtigheid en temperatuur in berging Riemst

De eerste 14 dagen van de meting werd de temperatuur in de proefruimte rond de 29°C gehouden. Om te zien hoe de relatieve vochtigheid in een strobalen woning reageert op een temperatuursverlaging, werd de rest van de periode de temperatuur verlaagd tot 20°C. Stro, leem en traskalk zijn hygroscopische materialen, dit betekent dat het materialen zijn die bij een hoge relatieve vochtigheid vocht opnemen en dit later wanneer de relatieve vochtigheid daalt in de ruimte dit terug afgeven. Deze materialen zouden door hun ademende eigenschappen het vocht in de ruimte relatief constant moeten houden. Dit zou betekenen dat er geen grote schommeling van de relatieve vochtigheid mogen optreden bij grote temperatuurschommelingen. [15] Grafiek 4-1 laat zien dat gedurende de eerste 14 dagen waarneer de gemiddelde temperatuur in de proefruimte rond de 29°C was, de gemiddelde relatieve vochtigheid in de berging rond de 29% schommelde. Na de temperatuursdaling begon de relatieve vochtigheid te stijgen tot een gemiddelde relatieve vochtigheid van 35%. Op een temperatuursdaling van een 9°C, stijgt de relatieve vochtigheid slecht met 6%. Om het hygroscopisch gedrag van leem, stro en traskalk te bewijzen, wordt theoretisch het vochtgehalte berekend wanneer de wanden zouden opgebouwd zijn uit niet-hygroscopische materialen zoals minerale wol, glas, … De relatieve vochtigheid zou dan veel sterker stijgen bij een temperatuursdaling van 9°C. Aan de hand van vergelijking 4.2 wordt de theoretische relatieve vochtigheid in de proefruimte berekend. (4.2)

74

Voor de berekening worden dezelfde begin- en eindcondities genomen als in de proefruimte, 29°C en 29% RV als beginsituatie en als eindsituatie 20°C. Na het toepassen van vergelijking 4.2 blijkt dat de relatieve vochtigheid in de ruimte zou stijgen tot 49,7%. Dit komt overeen met een stijging van de relatieve vochtigheid met 20,7%. Hieruit kan besloten worden dat de combinatie van een leem – en strowand een positief effect heeft op de relatieve vochtigheid in een woning. Tabel 4-5 Vochtmetingen strobalendak in Riemst

Meting

Datum

1 2 3 4

25/11/11 23/12/11 26/01/12 09/03/11

Tijd [u, min]

Temperatuur berging °C

RV berging % RV

Vochtigheid stro %

Temperatuur buiten °C

RV buiten %RV

11:00 10:00 13:00 10:00

24 26 24 25

37 33 36 40

11,0 11,2 11,9 11,5

6,9 8,7 8,9 7,9

79 97 99 64

Tabel 4-5 geeft de resultaten van de vochtmetingen metingen op de strobalen van het platte dak in de proefruimte weer. Aanvankelijk was het de bedoeling om een relatieve vochtigheid van 50% te creëren in de proefruimte, deze relatieve vochtigheid werd gedurende de proef niet bereikt. Maar een lagere relatieve vochtigheid sluit wel niet uit dat er in de winter vochttransport ontstaan van binnenuit naar buiten toe. De metingen werden uitgevoerd in een plat dak met EPDM afdichting, dit betekent dat er in de winter vocht in de dakconstructie migreert. Wat tot een stijging van de vochtigheid in de constructie zou moeten leiden (zie voorbeeld Glaser paragraaf 2.4 en simulaties paragraaf 5.5). Gedurende de hele winterperiode bleef de vochtigheid van de strobalen in de dakconstructie relatief constant (Tabel 4-5). Er is was wel een kleine stijging meetbaar van de vochtigheid van de strobalen van ongeveer 11% tot een 12%. Dit komt ongeveer overeen met vochttoename van 0,24 l/m² water in het dak. De stijging van de vochtigheid van de strobalen is verwaarloosbaar in vergelijking met de nauwkeurigheid van de stro- en hooivochtmeter. Ook het telkenmale meten op een andere plaats in het strobalendak kan leiden tot kleine verschillen in het vochtgehalte van het stro. Algemeen kan besloten worden dat een vochtgehalte van 11 à 12% totaal geen probleem vormt voor de biologische activiteit in het stro. Eerdere proeven hebben uitgewezen dat de biologische activiteit of productie van CO2 in stro zeer laag is wanneer het vochtgehalte in het stro onder de 25% blijft. Bij vochtgehaltes vanaf 33% stijgt de biologische activiteiten en productie van CO2 in het stro zeer snel. Het voornaamste onderzoek in dit gebied werd uitgevoerd door Metthew Summers. Uit zijn onderzoeken is gebleken dat ontbinden van stro enkel voorkomt indien er vrij water aanwezig is. De veiligheidslimiet voor de vochtinhoud van het stro in een strobalenmuur is verondersteld rond 25%. Onder dit niveau is er geen risico op (gezondheid)schade. [3]

75

Uit de hygroscopische curve van stro halen we dat een vochtigheid van 25% in het stro bereikt wordt na een langdurige blootstelling aan een relatieve vochtigheid van 95%. We kunnen stellen dat deze situatie in een gewone woning waar de relatieve vochtigheid tussen de 40 à 60% ligt nooit bereikt wordt. Deze hoge vochtgehalten zullen eerder bereikt worden door bijvoorbeeld een gebroken waterleiding of lek in het dak. Bij het plaatsen van de strobalen in de dakconstructie of wanden, moet het stro droog zijn. Zo is het belangrijk dat de boer het stro droog bewaart, en dat er controles op de werf uitgevoerd worden voor men het stro gebruikt. Zo zal arch. Peter Vos voordat het stro tussen de spanten geplaatst wordt controleren met de stro- en hooivochtmeter. Vanaf vochtigheden in het stro groter dan 20% wordt het stro afgekeurd voor gebruik als isolatiemateriaal.

4.3

RELATIEVE VOCHTIGHEID IN EEN STROBALENWONING

Om een idee te krijgen van hoeveelheid vocht dat zich in de winterperiode in een verticale strobalenwand bevindt, werd er een tweede proef in de praktijk uitgevoerd. Deze proef bestond uit een gewone meting in een strobalenwand die langs de buitenzijde voorzien is van enkelvoudig glas (Figuur 4-7). Net zoals bij het platte dak is er geen vochttransport mogelijk naar buiten toe. Volgens de theoretische uitwerking van Glaser zou er condensatie moeten optreden aan de glaswand en zou het stro vochtig moeten zijn (zie paragraaf 2.4).

Figuur 4-7 Strobalenwand met enkelvoudig glas

De metingen in de strobalenwand werden door arch. Alexis Versele en arch. Peter Vos op 8 januari 2012 uitgevoerd. De strobalenwand beschikt langs de binnenzijde onder de leemlaag over wandverwarming. Voordat de meting uitgevoerd werd, bepaalde men met behulp van een warmtecamera de plaats van de leidingen. Uit de meting bleek dat de strobalenwand droog was, de stro- en hooivochtmeter gaf op alle plaatsen een vochtigheid lager dan 10% aan. Hieruit kan besloten worden dat het gebruik van stro als isolator in een wand met een dampdicht materiaal als buitenafwerking geen probleem vormt in een droge ruimte zoals bv. een leefruimte, slaapkamer, …

76

In de strobalenwoning werd niet alleen de vochtigheid in de strobalen gemeten, het klimaat in de woning werd ook bepaald. De bedoeling hiervan was om het verloop van de temperatuur en relatieve vochtigheid gedurende een periode van een 24 uur in een strobalenwoning te meten met behulp van een HOBO data logger (Grafiek 4-2).

Grafiek 4-2 Relatieve vochtigheid en temperatuur leefruimte strobalenwoning

In onderstaande tekst worden de resultaten van de HOBO data logger uit Grafiek 4-2 geanalyseerd. Bij het toekomen in de woning rond 19u is de verwarming ingeschakeld en vanaf 22u is de HOBO data logger beginnen meten. Bij het slapen gaan rond middernacht is de verwarming lager geschakeld en is de temperatuur beginnen dalen. De relatieve vochtigheid in de woning daalt eveneens, dit is het gevolg van het wegvallen van de vochtproductie door menselijke activiteit. Rond 6u30 is men opgestaan en heeft men een douche genomen, koffiegezet en een eitje gekookt. Grafiek 4-2 geeft dit duidelijk weer, er is een plotse piek op de grafiek in de relatieve vochtigheid en temperatuur. Na het koken en douchen, daalt de relatieve vochtigheid terug tot een constante relatieve vochtigheid van 46%. Omstreeks 10u heeft men de woning verlaten, op Grafiek 4-2 is dit te zien aan het constant blijven van de relatieve vochtigheid en het dalen van de temperatuur in de woning. Hieruit blijkt dat de hygroscopische materialen hun werk doen, de relatieve vochtigheid in de ruimte blijft constant bij een dalende temperatuur. Bij niet-hygroscopische materialen zou de relatieve vochtigheid stijgen bij een dalende temperatuur. Dit wijst er op dat de wanden en daken die bestaan uit een stro en leem combinatie, het vocht opslaan tijdens de temperatuursdaling. Omstreeks 20u is men terug toegekomen in de woning, dit is duidelijk te zien op Grafiek 4-2 aan een kleine piek in de relatieve vochtigheid en aan de stijging van de temperatuur. Uit Grafiek 4-2 kan besloten worden dat de combinatie van stro en leem in een wand- en dakopbouw gunstig is voor het vocht in een woning. De relatieve vochtigheid in de woning

77

blijft gedurende de 24 uur altijd rond de 46%, wat overeenkomt met een zeer goed binnenklimaat. Een goed binnenklimaat is zeer belangrijk om ziektes te voorkomen, een relatieve vochtigheid binnenhuis die ligt tussen de 40 à 60% zorgt voor een aangenaam leefklimaat. Een lagere relatieve vochtigheid in een woning zorgt voor een droge huid en kans op luchtwegeninfecties bij de bewoners. Een te hoge relatieve vochtigheid is dan weer de ideale broedplek voor schimmel en zwammen in een woning. [15]

Figuur 4-8 Kans op ziektes in functie van de relatieve vochtigheid

78

5. SIMULATIES Door de snel veranderende bouwpraktijken is het niet mogelijk om alle verschillende bouwmethodes uit te werken in de praktijk. Het zou tevens ook veel tijd in beslag nemen, voor men een duidelijk beeld zou kunnen vormen van de kwaliteit van het materiaal. Om snel en goedkoop een duidelijk beeld te krijgen van hoe bepaalde materialen in een constructie zullen reageren op temperatuur en vochtigheid, zijn er al enkele tientallen jaren simulatie programma’s ter beschikking op de markt. De simulaties programma’s hebben echter ook nadelen, zo bestaat dikwijls onduidelijkheid over de juistheid van de simulatie resultaten. Dit is grotendeels te wijten aan de vereenvoudigingen van de werkelijkheid waar de programma’s van uit gaan. Vooral bij ongekende (nieuwe) materialen is er dikwijls grote onduidelijkheid over de juistheid van de materiaaleigenschappen. Ook van de randvoorwaarden is men dikwijls niet zo zeker van de juistheid. [12] In hoofdstuk 5 zal er aan de hand van simulaties onderzocht worden hoe het vocht zich gedraagt in een strobalen muur of dak. Er worden een viertal simulaties uitgevoerd, die we dan gaan vergelijken met eerdere gevonden theoretische resultaten of resultaten uit de praktijk. Volgende simulaties worden uitgevoerd in dit hoofdstuk.    

Vocht een strobalenwand; Vocht in een plat dak met stro als isolatie; Vocht in een strobalenwand met glas als buitenafwerking; Verschil tussen werkelijke en theoretische lambda waarde;

5.1

DELPHIN

Voor deze masterproef is gebruik gemaakt van het simulatieprogramma Delphin 5.0. Dit is een software programma dat ontwikkeld is door een aantal Europese universiteiten. Delphin 5.0 is een simulatie programma waarbij er gekoppelde simulaties worden uitgevoerd tussen warmte en vochttransport in poreuze bouwmaterialen. Het programma wordt gebruikt in een breed gamma van verschillende toepassingen, hieronder een aantal voorbeelden. 

Ontwerp en engineering o Berekening van de thermische bruggen inclusief evaluatie van hygrothermische probleemgebieden (oppervlakte condensatie, inwendige condensatie); o Ontwerp en evaluatie van binnen isolatiesystemen; o Evaluatie van geventileerde gevelsystemen, geventileerde daken; o Berekening van de jaarlijkse warmte-energie vraag; o Problemen in verband met drogen (kelders, bouwvocht, overstroming, ...);

79

o Berekeningen van schimmelgroei risico's; o …; 

Onderzoek en ontwikkeling o

Materiaal ontwikkeling en optimalisatie; o Onderzoek naar zouttransport en zout gerelateerde schade en de daarbij horende degradatie van bouwmaterialen; o …; Met Delphin 5.0 is het mogelijk om zowel eendimensionale, tweedimensionale als cilindrische constructies uit te rekenen. Binnen onze masterproef beperken we ons tot eendimensionale simulaties van wanden en daken. [12]

5.2

RANDVOORWAARDEN

Bij het uitvoeren van simulaties is het belangrijk om de randvoorwaarden goed te kennen om onzekerheden te beperken. Volgens Geving (1997) zijn er een zestal onzekerheden bij het hygrothermisch beoordelen van bouwdelen aan de hand van computersimulaties: 1) 2) 3) 4) 5) 6)

Het buitenklimaat; Het binnenklimaat gerelateerd aan het gebouwgebruik; De initiële situatie; De geometrie / opbouw; De materiaaleigenschappen; De grenstoestanden;

Het binnen- en buitenklimaat en de materiaaleigenschappen worden in onderstaande puntjes besproken. [12]

5.2.1 BUITENKLIMAAT In de simulaties wordt er telkens gewerkt met dezelfde gemiddelde uurgegevens voor het buitenklimaat. Deze gegevens zijn afkomstig van het weerstation aan de K.U. Leuven in Heverlee, deze gegevens dateren van het jaar 2010. Om vergelijkingen van de simulaties met de proefnemingen in de praktijk mogelijk te maken en omdat vocht het meeste problemen geeft in de winter, laten we de simulaties meestal uitvoeren vanaf 1 oktober tot en met 30 april.

80

5.2.1.1

TEMPERATUUR

Voor de buitentemperaturen bij de simulaties werd er gebruik gemaakt van de temperatuur gegevens van het meetstation op K.U. Leuven. Grafiek 5-1 geeft de daggemiddelde buitentemperaturen in Leuven van 2010 weer.

Grafiek 5-1 Daggemiddelde temperaturen Leuven 2010

5.2.1.2

RELATIEVE VOCHTIGHEID

Voor de relatieve vochtigheid langs de buitenzijde van de strobaalwoningen wordt er eveneens gebruik van de meetgegevens van het meetstation in Leuven. Grafiek 5-2 geeft de daggemiddelde relatieve vochtigheid van in Leuven van 2010 weer.

Grafiek 5-2 Relatieve vochtigheid Leuven 2010

81

5.2.2 BINNENKLIMAAT Het binnenklimaat waarmee gewerkt wordt tijdens de simulaties, gaat uit van een constante temperatuur en een constante relatieve vochtigheid. De simulaties werden uitgevoerd voor een gewone droge ruimte, met geen extreme vochtproductie zoals een leefruimte of slaapkamer. De standaard temperatuur voor deze ruimtes wordt op 21°C genomen. De relatieve vochtigheid in een strobalenwoning is meestal rond de 40 à 50%, voor de simulaties wordt een relatieve vochtigheid van 50% genomen.

5.2.3 MATERIAALEIGENSCHAPPEN Tabel 5-1 geeft de materiaaleigenschappen van de gebruikte materialen weer. De hygroscopische curven voor leem, traskalk en stro die bepaald werden in paragraaf 3.1.3, worden gebruikt in de simulaties. Tabel 5-1 Materiaaleigenschappen van leem, stro en traskalk

Dichtheid Soortelijke warmte Lambda-waarde Open porositeit Effectief verzadigingsvochtgehalte Wateropname A Dampdiffussieweerstand µ

kg   m³ J   kg.K 

W m.K  m³ m³ m³ m³

kg   m². s  

Stroleem

Stro

Traskalk

1600

90

1280

1000

2100

1000

0,73

0,06

0,75

0,408

0,92

0,494

0,407

0,9

0,344

0,176

-

0,103

10,6

2

10,9

In Delphin wordt de dampdiffussieweerstand µ ook ingegeven in functie van de relatieve vochtigheid. Deze curven werden voor leem en traskalk bepaald in paragraaf 3.3.

82

5.3

VOCHT IN EEN STROBALENWAND

Het eerste deel van de simulatie bestaat uit een jaarsimulatie van een standaard strobalenwand. De wand bestaande uit 3cm leem, 36cm stro en 3cm traskalk wordt weergeven in Figuur 5-1. De bedoeling van deze simulatie is om te kijken hoe het vocht zich gedraagt in een strobalenwand. Volgens de theorie van Glaser zou de vochthoeveelheid in de constructie gedurende de winterperiode beduidend hoger moeten liggen dan in de zomerperiode. Dit doordat er in de winter vochttransport ontstaat van binnen naar buiten toe.

Figuur 5-1 Opbouw strobalenwand simulatie (3cm leem, 36cm stro en 3cm traskalk)

Vochtgehalte stro

Vochtgehalte [%]

16

14

12

10

8 0

50

100

150

200 Tijd [dagen]

250

300

350

Grafiek 5-3 Jaarsimulatie vochtgehalte in een strobalenwand

Grafiek 5-3 laat duidelijk zien dat het vochtgehalte in de constructie gedurende de winterperiode hoger ligt dan in de zomerperiode. Vanaf begin maart begint het vochtgehalte in de constructie af te nemen, dit blijft duren tot en met eind juli. Vanaf dan neemt het vochtgehalte in de constructie terug toe.

83

Grafiek 5-4 Watergehalte in de strobalenwand

Vochtgehalte buitenste 5cm stro 22 20

Vochtgehalte [%]

18 16 14 12 10 8 6 0

50

100

150

200

250

300

Tijd [dagen] Grafiek 5-5 Vochthoeveelheid in de buitenste 5cm van het stro van een strobalenwand

350

84

Vochtgehalte buitenste 5cm stro over 4 jaar 24 22

Vochtgehalte [%]

20 18 16 14 12 10 8 6 1

201

401

601

801

1001

1201

1401

Tijd [dagen] Grafiek 5-6 Vochthoeveelheid in de buitenste 5cm van het stro gedurende een periode van 4 jaar (start 1 januari 2010)

Vochtgehalte traskalk 4.5

Vochtgehalte [%]

4 3.5 3 2.5 2 1.5 0

50

100

150

200

250

300

350

Tijd [dagen] Grafiek 5-7 Jaarsimulatie vochtgehalte in het traskalk van een strobalenwand

Grafiek 5-4 geeft de plaats weer waar het vocht zich bevindt. Het valt op dat het gedeelte van het stro dat zich langs de binnenzijde bevindt gedurende het hele jaar relatief droog is. Het gedeelte van het stro dat zich langs de buitenzijde bevindt echter heeft meer last van het wisselend vochtgehalte in de constructie. Gedurende de winterperiode stijgt het vochtgehalte zeer sterk in het buitenste centimeters van de strobalen, met een piek rond eind februari. Het vochtgehalte in % kg/kg wordt bekomen door het watergehalte in m³/m³ te delen door de

85

dichtheid van het materiaal. Grafiek 5-5 geeft de vochthoeveelheid in deze kritieke plaats van de strobalenwand duidelijk weer. Het vochtgehalte in de buitenste 5cm van het stro in de wand piekt tot 21%. Dit vochtgehalte komt gevaarlijk dicht in de buurt van het vochtgehalte waarbij de biologische activiteit in het stro sterk toeneemt (paragraaf 4.3). Het stro dat zich langs de buitenzijde van de strobalenwand bevindt krijgt gedurende de zomerperiode wel de kans om terug uit te drogen (Grafiek 5-6). Het vochtgehalte in de buitenste centimeters van het stro daalt in de zomerperiode tot 8%. Bij Grafiek 5-6 moet er wel opgelet worden met het volgende. Het simulatie programma houdt geen rekening met het hysteresis verschijnsel bij strobalen (paragraaf 3.1.5). Het vochtgehalte in een strobaal wordt beïnvloed door het vochtverleden van de strobaal. Als het stro een hoog vochtgehalte heeft bereikt, dan zal het in een volgende cyclus sneller dit vochtgehalte bereiken. [3] De buitenste centimeters van het stro (Grafiek 5-5) en de traskalklaag (Grafiek 5-7) hebben sterk wisselende vochtgehaltes tussen winter- en zomerperiode. Doordat traskalk hygroscopisch is neemt het relatief snel vocht op bij hoge relatieve vochtigheid en geeft dit terug af bij dalende relatieve vochtigheid, dit is op Grafiek 5-7 duidelijk te zien aan de vele kort op elkaar volgende pieken. Het stro dat tevens een hygroscopisch materiaal is heeft minder last van de sterk variërende relatieve vochtigheid buiten, het heeft geen last van pieken in het vochtgehalte (Grafiek 5-5). Dit komt doordat het stro beschermd wordt door het traskalk dat de sterk variërende relatieve vochtigheid van buiten opvangt.

Grafiek 5-8 Gecumuleerde vochtflux doorheen een strobalenwand, een positieve waarde betekend dat er vochttransport naar buiten toe is

Grafiek 5-8 geeft de gecumuleerde vochtflux doorheen de strobalenwand weer. De vochtflux doorheen het jaar is tegengesteld aan het temperatuursverloop in België (Grafiek 5-1). Dit is logisch want bij lage buitentemperaturen is er vochttransport van binnen naar buiten toe. De blauwe lijn die het vochttransport aan de binnenzijde van de wand weergeeft licht in de

86

winterperiode duidelijk iets hoger dan de rode lijn die het vochttransport langs de buitenzijde van de wand weergeeft. Dit betekent dat er in de winterperiode meer vocht in de constructie migreert dan dat eruit gaat. Dit verklaart het stijgen van het vochtgehalte in de constructie gedurende de winterperiode. In de zomerperiode bij hoge temperaturen is juist het omgekeerde merkbaar. In het tweede deel van de simulatie wordt de dampdoorlatende traskalklaag vervangen door een luchtspouw van 1cm en enkelvoudig glasraam van 6mm (Figuur 5-2). In paragraaf 4.3 werden al metingen uitgevoerd op een dergelijk wand in een bestaande woning. Daaruit bleek dat het stro droog was, dit betekent een vochtigheid in het stro lager dan 10%. Op het glasraam waren echter wel kleine waterdruppels waar te nemen. Grafiek 5-9 bevestigt deze waterdruppels, de piek op de grafiek wijst op condensatie langs de binnenzijde van het raam. Volgens de simulatie zou de condensatie wel iets groter moeten zijn dan een aantal druppels. De condensatie vormt wel geen rechtreeks risico voor het stro mits er nog een kleine luchtspouw is. Daardoor kan het overhygroscopisch water via de binnenzijde van het raam naar beneden lopen.

Figuur 5-2 Strobalenwand met glasraam (3cm leem, 36cm stro, 1cm luchtspouw en 0,6cm glas)

Grafiek 5-9 Overhygroscopisch water in een strobalenwand met een glasraam

Grafiek 5-10 laat de vochthoeveelheid in de buitenste 5cm van het stro zien gedurende een periode van 4 jaar. Het vochtgehalte in het stro stijgt sterk in de winterperiode, rond eind februari wordt telkenmale een piek bereikt rond de 26%. Dit vochtgehalte is nadelig voor het stro, de biologische activiteit in het stro is dan zeer hoog. In de zomerperiode krijgt het stro

87

wel de kans om uit te drogen en daalt het vochtgehalte tot 11%. Het stro zit hier weer een cyclus waardoor het verschijnsel van hysteresis weer kan opduiken.

Vochtgehalte buitenste 5cm stro 28 26 Vochtgehalte [%]

24 22 20 18 16 14 12 10 1

151

301

451

601

751

901

1051

1201

1351

Tijd [dagen] Grafiek 5-10 Vochthoeveelheid in de buitenste 5cm stro van een strobalenwand met glas als buitenafwerking gedurende 4 jaar (start 1 januari 2010)

De meting in de praktijk wees uit dat het stro droog was, deze meting werd uitgevoerd in het begin van de maand januari. Volgens de simulatie is het gemiddelde vochtgehalte in het stro van de strobalenwand in de maand januari 9,3% (Grafiek 5-11). Wat tevens een vochtgehalte onder de 10% is, waardoor het vergelijken met de praktijk moeilijk wordt.

Vochtgehalte strobalen over 4 jaar

Vochtgehalte [%]

12

11

10

9

8 1

151

301

451

601

751

901

1051

1201

1351

Tijd [dagen] Grafiek 5-11 Vochthoeveelheid in het stro van een strobalenwand met glas als buitenafwerking gedurende 4 jaar (start 1 januari 2010)

88

5.4

WERKELIJKE – THEORETISCHE LAMBDA WAARDE

Bij EPB berekeningen in België is men wettelijk verplicht om voor strobalen een lambda waarde van 0,08 W/m.K te gebruiken. Deze waarde is niet realistisch, proeven hebben echter uitgewezen dat de werkelijke lambda waarde van strobalen lager liggen. Uit voorlopige resultaten van metingen van het WTCB blijkt dat de lambda waarde voor strobalen die geplaatst worden loodrecht op de vezelrichting 0,06 W/m.K bedraagt. Proeven in Oostenrijk en Duitsland spreken van nog lager lambda waarden, daar bekwam men waarden van 0,04 W/m.K (Oostenrijk) en 0,045 W/m.K (Duitsland). De strobalen die gebruikt worden in Duitsland of Oostenrijk zijn genormeerde strobalen. Dit betekent dat ze moeten voldoen aan strikte regels voor de afmetingen, dichtheid, bindkracht van de touwen, stabiliteit, … De leverancier van deze strobalen moet zich onderwerpen aan interne en externe controlesystemen. (Zie ook bijlagen B, C en D) Deze simulatie laat het verschil zien tussen wanneer men gebruik maakt strobalenwand met een theoretische lambda waarde voor stro van 0,08 W/m.K en stro met een werkelijke lambda waarde van 0,06 W/m.K (België) en 0,045 W/m.K (Duitsland).

Figuur 5-3 Opbouw strobalenwand simulatie (3cm leem, 36cm stro en 3cm traskalk)

Voor deze simulatie werd er gebruik gemaakt van een constant buitenklimaat (-10°C en 90% RV) en constant binnenklimaat (30°C en 50% RV). De verschillende lambda waardes voor de strobalen worden vergeleken aan de hand van een tabel. In de tabel worden telkens de Uwaarde, de temperatuur tussen het stro en leem en tussen het stro en de traskalk weergegeven. De temperaturen worden uit de simulatie gehaald, per lambda waarde wordt het temperatuursverloop in de constructie weergegeven. De tabel maakt tevens ook een vergelijking in de K-peil en E-peil waarden, bij het gebruik van de verschillende lambda waardes voor strobalen in een EPB berekening. De strobalenwoning die ingevoerd werd in EPB heeft een volume van 691,92m³, een verliesoppervlak van 395,88m² en een compactheid van 1,75m.

89

Strobalenwand met theoretische lambda waarde van 0,08 W/m.K Tabel 5-2 Eigenschappen strobalenwand met theoretische lambda waarde van 0,008 W/m.K

U-waarde

0,21

Temperatuur leem – stro Temperatuur stro - traskalk K-peil E-peil

28,46 -9,22 25 11

[-] [-]

Grafiek 5-12 Temperatuursverloop in een strobalenwand met theoretische lambda

Strobalenwand met theoretische lambda waarde van 0,06 W/m.K Tabel 5-3 Eigenschappen strobalenwand met werkelijke lambda waarde van 0,06 W/m.K

U-waarde

0,16

Temperatuur leem – stro Temperatuur stro - traskalk K-peil E-peil

28,80 -9,38 22 10

[-] [-]

90

Grafiek 5-13 Temperatuursverloop in een strobalenwand met lambda waarde van 0,06 W/m.K

Strobalenwand met werkelijke lambda waarde van 0,045 W/m.K Tabel 5-4 Eigenschappen strobalenwand met werkelijke lambda waarde van 0,045 W/m.K

U-waarde

0,12

Temperatuur leem – stro Temperatuur stro - traskalk K-peil E-peil

29,06 -9,50 21 9

[-] [-]

Grafiek 5-14 Strobalenwand met werkelijke lambda waarde van 0,045 W/m.K

91

Vergelijking van de lambda waardes Een lambda waarde van 0,08 W/m.K wordt sterk afgestraft in EPB. Bij een daling van de lambda waarde naar 0,06 W/m.K zou het K-peil van de voorbeeld woning dalen met 3 punten en het E-peil met 1 punt. Het K-peil van een woning is eigenlijk het percentage van de gemiddelde U-waarde van een woning. Aan de hand van het K-peil en E-peil van een woning wordt het type van de woning bepaald.  



Lage energiewoning: meestal een combinatie van een K-peil lager dan K25, een E-peil lager dan E40 en een goede luchtdichtheid. Passiefwoning: een K-peil tussen de K10 en K20 afhankelijk van het E-peil, het E-peil is moeilijk vast te leggen maar moet voldoende laag zijn. Bij een passiefwoning is de luchtdichtheid ook van groot belang. [16] Nulenergiewoning: Het K-peil en E-peil voor een nulenergiewoning is moeilijk vast te leggen, maar moet voldoende laag zijn. Een nulenergiewoning wordt eigenlijk gelijk gesteld aan een passiefwoning, maar de resterende energievraag voor ruimteverwarming en koeling moet volledig gecompenseerd worden door terplaatse opgewekt hernieuwbare energie.

Uit de vergelijking van de U-waardes van de wanden met verschillende lambda waardes, blijkt dat het praktisch niet mogelijk is om een passiefwoning te bouwen wanneer er stro gebruikt wordt met een lambda waarde van 0,06 W/m.K of 0,08 W/m.K. In de praktijk wordt dit probleem opgelost door bij te isoleren met behulp van houtvezelplaten. Wanneer het in België mogelijk zou zijn om gebruik te maken van gecertificeerde strobalen met een lambda waarde van 0,045 W/m.K, zou het wel mogelijk zijn om een passiefwoning te realiseren zonder extra te moeten bij isoleren. Wanneer er gebruik zou gemaakt worden van deze gecertificeerde strobalen, dan is mogelijk om een strobalenwand met een U-waarde van 0,12 W/m².K te creëren. Het K-peil van de gehele woning moet echter laag genoeg zijn, daarom is het ook noodzakelijk om gebruik te maken van beter geïsoleerde ramen, deuren, … om een passiefwoning te bekomen.

92

5.5

VOCHT IN EEN PLAT STROBALENDAK

Een tweede simulaties geeft het vocht in een plat strobalendak met EPDM afdichting weer (Figuur 2-7 optie 1) in de winterperiode (vanaf 1 november tot en met 31 maart). Een soort gelijk dak hebben we gedurende de hele winter van 2011-2012 bestudeerd (zie paragraaf 4.2), daaruit bleek dat er nauwelijks een vochttoename was in het dak. Dit zelfde dak werd in paragraaf 2.4 met Glaser uitgewerkt, daaruit bleek dat het dak in de winterperiode veel vocht zou opnemen en dat er condensatie zou optreden. Deze condensatie zou optreden tussen de strobalen en de OSB plaat en tussen de OSB plaat en de EPDM afdichting, dit zou betekenen dat de OSB plaat volledig nat is.

Figuur 5-4 Opbouw plat strobalendak (leem, stro, OSB plaat en EPDM afdichting)

Vochtgehalte buitenste 5cm stro 28 26 Vochtgehalte [%]

24 22 20 18 16 14 12 10 1

16

31

46

61

76

91

106

121

136

Tijd [dagen] Grafiek 5-15 Vochthoeveelheid in de buitenste 5cm van het stro in de dakconstructie

151

93

Vochtgehalte OSB-plaat 12

Vochtgehalte [%]

11 10 9 8 7 6 5 1

16

31

46

61

76

91

106

121

136

151

Tijd [dagen] Grafiek 5-16 Vochthoeveelheid in de OSB plaat van een plat strobalendak gedurende de winter

Volgens de berekening van Glaser zou de OSB plaat het meeste last hebben van het vocht, onze simulatie bevestigt dit (Grafiek 5-16). Het vochttransport van binnen naar buiten dat in de winterperiode ontstaat, neemt vocht mee in de constructie. Dit vocht migreert tot in de OSB plaat waar het niet meer verder kan door de EPDM afdichting, al het vocht stapelt zich dus op in de OSB plaat en de buitenste centimeter van het stro. Grafiek 5-15 en Grafiek 5-16 laat dit duidelijk zien, gedurende de winterperiode verdubbeld het vochtgehalte in de OSB plaat en in het stro. De stijging van het vochtgehalte in de buitenste centimeters van het stro is zodanig groot dat er problemen kunnen optreden. Op het einde van de winterperiode piekt het vochtgehalte in het stro tot 25%, dit is de grens waarbij de organische activiteit in het stro sterk toeneemt (zie paragraaf 4.3). In de proef die uitgevoerd werd in Riemst was het praktische niet mogelijk om het vochtgehalte in de OSB plaat te bepalen. Wat het dus niet mogelijk maakt om onze simulatie van de OSB plaat te vergelijken met de praktijk, voor strobalen kunnen we dit wel doen.

94

Grafiek 5-17 Overhygroscopisch water in de constructie

Op Grafiek 5-17 is duidelijk zichtbaar dat de OSB plaat en de buitenste 5cm van het stro last hebben van overhygroscopisch water. De piek op Grafiek 5-17 bevindt zich tussen het stro en de OSB plaat, dit wijst erop dat er condensatie optreedt tussen het stro en OSB plaat. Na de piek daalt de hoeveelheid overhygroscopisch water zachtjes in de OSB plaat met op het einde een zeer sterke daling, deze daling wijst erop dat er ook condensatie optreedt tussen de OSB plaat en de EPDM afdichting. Uit de simulatie kan dezelfde conclusie getrokken worden als uit de berekening van Glaser. Dit in tegenstelling tot de praktijk waar er geen problemen zijn waargenomen met grote hoeveelheden vocht in de constructie.

Vochtgehalte buitenste 5cm stro over 4 jaar 24

Vochtgehale [%]

22 20 18 16 14 12 10 1

151

301

451

601

751

901

1051

1201

1351

Tijd [dagen] Grafiek 5-18 Vochthoeveelheid in de buitenste 5cm stro van een plat strobalendak gedurende de 4 jaar

95

Gedurende de zomerperiode krijgt de constructie wel de kans om uit te drogen. Grafiek 5-18 die de vochthoeveelheid in de buitenste 5cm stro weergeeft over een periode van vier jaar, laat dit duidelijk zien. De vochthoeveelheid in het stro halveert ten opzichte van de winterperiode, elk jaar blijft er wel een kleine hoeveelheid vocht achter in het stro. Op Grafiek 5-18 is dit te zien aan de hoeveelheid vocht in de winterperiode die elk jaar iets hoger ligt.

Vochtgehalte strobalen gedurende de winterperiode 11

Vochtgehalte [%]

10.8 10.6 10.4 10.2 10 1

51

101

151

Tijd [dagen] Grafiek 5-19 Vochthoeveelheid in het stro van een plat strobalendak gedurende de winter

Op Grafiek 5-19 die de gemiddelde hoeveelheid vocht in de strobalen van het platdak weergeeft is eenzelfde trend waar te nemen dan in de praktijk. De vochthoeveelheid in de strobalen stijgt van 3,25 kg/m² (10% vochtigheid) tot 3,48 kg/m² (10,7% vochtigheid), dit is een verwaarloosbare stijging van het vochtgehalte in vergelijking met de OSB plaat. In de praktijk was tevens een stijging van ongeveer 1% in het vochtgehalte van het stro merkbaar gedurende de winterperiode (paragraaf 4.2.3).

96

Grafiek 5-20 Vergelijking vochthoeveelheid in een plat dak met strobalen of minerale wol als isolatiemateriaal

In Grafiek 5-20 wordt een vergelijking gemaakt tussen het vochtverloop in een plat dak met 36cm strobalen als isolatie en een plat dak met 15cm minerale wol als isolatie gedurende de winterperiode. Stro is een hygroscopisch materiaal dat bij een bepaalde relatieve vochtigheid een hoeveelheid vocht bezit. Minerale wol daarentegen is een niet-hygroscopisch materiaal dat geen vocht opslaat. Het verschil tussen beide materialen kunnen we duidelijk zien in de vochthoeveelheid die beide dakconstructies bezitten. De vochthoeveelheid bij het gebruik van minerale wol verdriedubbelt bijna gedurende de winterperiode. Mits minerale wol niet hygroscopisch is en geen vocht kan vasthouden, migreert al het vocht naar de OSB plaat. Dit in tegenstelling bij het gebruik van stro als isolator, waar een deel van het vocht opgeslagen wordt in het stro zelf. Daarom is het plaatsen van een dampscherm noodzakelijk wanneer men werkt met minerale wol als isolator. Het plaatsen van een dampscherm bij een plat dak met stro als isolatie, zou nadelig zijn voor de constructie. Bij het bouwen van een strobalenwoning is het belangrijk om veel aandacht te schenken aan het ademend karakter van stro. Stro is een materiaal dat instaat is vochtige dampen en lucht door te laten. Indien nu stro waterdicht en luchtdicht gemaakt wordt, dan kan het materiaal beginnen rotten door het aanwezige vocht in het stro. [5] [18]

97

5.6

CONCLUSIES

Bij al de simulaties die in dit hoofdstuk uitgevoerd werden, is een vergelijkbaar vochtpatroon in de strobalenisolatie merkbaar. Bij de verschillende jaarsimulaties is in de winterperiode telkens een stijging van de vochthoeveelheid in het stro merkbaar. Dit stro krijgt in de zomerperiode dan wel de kans op het opgenomen vocht terug af te geven aan de omgeving. Het vocht dat gedurende de winterperiode in de constructie trekt, zou volgens de simulaties zich opstapelen in het gedeelte van stro dat zich lang het buitenste gedeelte van de strobalenwand of dak bevindt. Naar het einde van de winterperiode toe zouden er volgens de simulaties vochtgehaltes van rond de 20% à 25% voorkomen in de buitenste centimeters van de strobalen. Er moet wel opgemerkt worden dat tot nu toe in de praktijk nog geen problemen zijn teruggevonden met deze hoge vochtgehaltes in het stro. Hierbij moet wel vermeld worden dat er in dit onderzoek nog geen specifieke experimentele proeven uitgevoerd werden op deze kritieke plaats in de strobalen. Dit onderzoek wordt volgend academiejaar verder gezet, er zullen dan meer specifieke experimentele proeven uitgevoerd worden op strobalenconstructies (zie hoofdstuk 7). Eventuele verschillen tussen de experimentele proeven en de simulaties kunnen verklaard worden aan de hand van het binnenklimaat. In de simulaties wordt er uitgegaan van een constant binnenklimaat van 50% RV en 21°C. In de experimentele proef die in de bergruimte in de woning te Riemst uitgevoerd werd lag de relatieve vochtigheid rond de 40% en de temperatuur rond de 25°C. Dit is echter niet de oorzaak van de verschillen tussen de simulaties en de praktijk, want bij aanpassing van het binnenklimaat in de simulaties naar 40% RV en 25°C worden ongeveer dezelfde vochtgehalte terug gevonden in de constructies. De grootste verschillen tussen de praktijk en de simulaties zouden te verklaren zijn aan de hand van de interactie tussen het binnenklimaat en de constructie. In de praktijk zullen de strobalenwanden of daken een vochtregulerende werking hebben. Dit betekent dat ze bij een stijgende relatieve vochtigheid door het nemen van bv. een douche de wanden vocht zullen bufferen waardoor er dus een lagere relatieve vochtigheid is binnen dan wat er zou verwacht worden. In de praktijk zou de relatieve vochtigheid aan de rand van strobalenwand of dak moeten dalen of stijgen wanneer er geen constante vochtproductie is in de ruimte.

98

6. BESLUITEN In dit onderzoek werd er gebruik gemaakt van analytische, numerieke en experimentele methoden om het vochttransport in bouwdelen geïsoleerd met strobalen in kaart te brengen. Als inleiding werden er een aantal analytische berekeningen uitgevoerd op strobalenconstructies. Via de rekenmethode van Glaser werd het vochtverloop doorheen de constructies in kaart gebracht. Daaruit bleek dat er gedurende de maand januari in elk constructieonderdeel kans op condensatie bestond, wat tot vochtschade kan leiden in de constructies. De grootste kans op condensatie ontstaat in de constructieonderdelen waarbij er geen vochttransport naar buiten toe mogelijk is, bijvoorbeeld een plat dak. Uit ondervindingen in de praktijk bleek al snel dat de analytische berekeningen van Glaser niet echt betrouwbaar waren. Dit omdat Glaser uitgaat van een aantal vereenvoudigingen. Zo houdt Glaser geen rekening met de hygroscopische werking van stro, leem en traskalk. Om een duidelijk beeld te krijgen van het vochtverloop doorheen strobalenconstructies werden in dit onderzoek simulaties uitgevoerd. Om de simulaties zoveel mogelijk te laten overeenstemmen met de praktijk, werden er materiaalproeven uitgevoerd op leem, stro en traskalk. Uit deze proeven komt de hygroscopiciteit van de materialen mooi naar voor. Stro, leem en traskalk hebben de eigenschappen om bij hoge relatieve vochtigheid, vocht op te nemen en dit later bij dalende relatieve vochtigheid terug af te geven. Zo zorgen ze voor een relatief constant klimaat in de ruimte. De materialen beschikken als het ware over een buffercapaciteit voor vocht. Het hygroscopische gedrag van de materialen werd ook aangetoond met een meting in situ. Hierbij werd in een ruimte geïsoleerd met strobalen de temperatuur verlaagd met 9°C. In deze ruimte, die bestaat uit hygroscopische materialen was een stijging van de relatieve vochtigheid van slecht 6% merkbaar. Wanneer deze ruimte geïsoleerd zou worden met niet-hygroscopische materialen zoals glas, minerale wol, … dan zouden we een stijging van de relatieve vochtigheid van 20,7% verwachten. In een tweede materiaalproef werd de waterabsorptie van traskalk bepaald. Met een waterabsorptiecoëfficient A van 0,103 kg/m².s0.5 is traskalk een materiaal dat qua wateropname gelegen is tussen een kalkzandsteen en een gewone cementmortel. In een laatste materiaalproef werden de diffusieweerstandsgetallen van leem en traskalk bepaald via de dry cup - wet cup methode. Voor leem werd een µ-waarde van 10,6 bekomen en voor traskalk een µ-waarde van 10,9. De µ-waarde voor beide materialen zijn dus ongeveer gelijk. Wanneer dit vergeleken wordt met de µ-waarde van bv. beton (µ = 100) kan besloten worden dat leem- en traskalkbepleisteringen dampopen zijn. Van stro werd de µ-waarde niet bepaald, maar in de literatuur was hier een waarde van 2,5 voor terug te vinden. Bij het uitvoeren van de simulaties was ongeveer eenzelfde vochtpatroon merkbaar in elk constructieonderdeel dat gesimuleerd werd. Zo is er gedurende de winterperiode telkens een ophoping van vocht merkbaar in het gedeelte van stro dat zich lang de buitenzijde van de strobalenwand of dak bevindt. Op deze kritieke plaats in de strobalen zouden er volgens de simulaties naar het einde van de winterperiode toe vochtgehaltes van rond de 20% à 25%

99

voorkomen. Het stro dat vochtig wordt in winterperiode krijgt in de zomerperiode wel de kans om uit te drogen. Volgens de simulaties zou het vochtgehalte in de strobalen dan terug dalen tot onder de 10%. Het vochtgehalte in de strobalen zit in een cyclus met een stijging in de winterperiode en een daling in de zomerperiode. Doordat de strobalen in een vochtcyclus zitten kan het verschijnsel van hysteresis opduiken. Onderzoek heeft uitgewezen dat het vochtgehalte in een strobaal wordt beïnvloed door het vochtverleden van de strobaal. Als het stro een hoog vochtgehalte heeft bereikt, dan zal het in een volgende cyclus sneller dit vochtgehalte bereiken. [3] Met dit verschijnsel wordt in de simulaties geen rekening gehouden. In het experimenteel onderzoek dat in deze masterproef uitgevoerd werd, werden de hoge vochtgehaltes niet teruggevonden in de strobalen. Hierbij moet wel vermeld worden dat er in dit onderzoek nog geen specifieke experimentele proeven uitgevoerd werden op deze kritieke plaats in de strobalen. Het onderzoek wordt volgend academiejaar verder gezet, het is de bedoeling dat er dan meer specifieke experimentele proeven uitgevoerd worden op strobalenconstructies. Eventuele verschillen tussen de experimentele proeven en de simulaties kunnen verklaard worden aan de hand van het binnenklimaat. In de simulaties werd er uitgegaan van een constant binnenklimaat van 50% RV en 21°C. In de experimentele proef uitgevoerd in de bergruimte was er geen constant klimaat, gemiddeld gezien lag de relatieve vochtigheid daar rond de 40% en de temperatuur rond de 25°C. Dit is echter niet de oorzaak van de verschillen tussen de simulaties en de praktijk, want bij aanpassing van het binnenklimaat in de simulaties naar 40% RV en 25°C worden ongeveer dezelfde vochtgehalte teruggevonden in de constructies. De grootste verschillen tussen de praktijk en de simulaties zouden te verklaren zijn aan de hand van de interactie tussen het binnenklimaat en de constructie. In de praktijk zullen de strobalenwanden of daken een vochtregulerende werking hebben. Dit betekend dat bij een stijgende relatieve vochtigheid, door bijvoorbeeld het nemen een douche, de wanden vocht zullen bufferen. Waardoor er binnen een lagere relatieve vochtigheid is dan wat er zou verwacht worden. In de praktijk zou de relatieve vochtigheid aan de rand van strobalenwand of dak moeten dalen of stijgen wanneer er geen constante vochtproductie is in de ruimte.

100

7. AANBEVELINGEN VOOR VERDER ONDERZOEK Dit hoofdstuk beschrijft enkele suggesties voor verder onderzoek. Er wordt specifiek ingegaan op de mogelijkheden met een proefopstelling die, in het kader van het verlengde van deze masterproef, zal gebouwd worden aan de KAHO Sint-Lieven te Gent in het academiejaar 2012-2013.

7.1

DE TESTBOX

Oorspronkelijk was voorzien om binnen het kader van deze masterproef een proefopstelling te bouwen. Dit testhuis zou opgetrokken worden met de traditionele wand-, dak- en vloeropbouw om er nadien, onder specifieke randvoorwaarden, enkele metingen op uit te voeren. Het bleek echter niet realistisch dit op een korte termijn te realiseren, vandaar dat het idee ontstond om aan deze masterproef een vervolg te breien. Op deze manier kan de voorbereiding veel vlotter gebeuren en kunnen er meer en specifiekere metingen gedaan worden. Hieronder wordt de testhut beschreven en volgen enkele mogelijke proeven. Bij de start van het volgende academiejaar dient de technische uitvoering besproken te worden met alle betrokken partijen. Architectengroep Barchi uit Riemst onder leiding van arch. Peter Vos heeft al aangegeven hieraan te willen meewerken. Ook Mathias Lootvoet van Het Leemniscaat, Pieter-Jan Jacobs van het Stroburo en vzw Casa Calida kunnen hierbij betrokken worden. Expliciete afspraken rond de technische uitvoering en de mogelijkheden zijn noodzakelijk voor een goed en een vlot verloop. Hoe de testhut er juist zal uitzien hangt af van wat er praktisch mogelijk is en hoe iedereen deze proefopstelling opvat. De definitieve uitvoering laten wij dus open voor volgend jaar, de tekening hieronder kan wel al een idee schetsen.

Figuur 7-1 Schets testbox

101

Een eenvoudige vierkantige opstelling zou voldoende moeten zijn voor heel wat metingen. Een vierkant oppervlakte met zijde 3 à 4 meter en een hoogte van 2.5 meter lijkt ons realistisch. Verder is het de bedoeling om binnenin deze opstelling een buitenconditie op te leggen, bijvoorbeeld 2°C en een relatieve vochtigheid van 95%. Aangezien deze box in een klaslokaal zal opgetrokken worden, is de conditie langs de buitenkant van het huisje dus een binnenconditie. Omdat de binnen- en buitencondities dus zijn omgewisseld, horen de wand-, dak- en vloeropbouw ook omgekeerd te zijn. Alleen zo bekomt men een situatie die vergelijkbaar is met de typische strobalenconstructies. De leemlagen komen dus aan de buitenkant van de muren en de binnenkant wordt afgewerkt met de traskalkbepleistering. De dakopbouw bestaat langs de binnenzijde uit een EPDM afdichting die onder de dampopen OSB platen bevestigd is. Tussen de keperbalken van het platdak worden de strobalen als isolatie geplaatst. De buitenkant wordt afgewerkt met leem.

7.2

MOGELIJKE PROEVEN

De bedoeling van de proeven kan zijn om enkele simulaties met het programma Delphin te vergelijken met deze in de opstelling onder dezelfde condities. De studenten kunnen zelf allerlei situaties bedenken, waarbij ze spelen met de relatieve vochtigheid en dit simuleren met de software.

7.2.1 PROEF 1 Ter wijze van illustratie is hieronder al een simulatie van het dak gebeurd voor een dertiental weken, die eventueel kan nagebootst worden. Binnen in de box wordt de buitenconditie aangelegd, 2°C en 95% RV. Deze RV wordt bereikt met een zoutoplossing van KNO3. De condities van het klaslokaal wordt verondersteld op 21°C en 50% RV. Deze simulatie lijkt sterk op deze in paragraaf 5.5.

c Figuur 7-2 Opbouw dak testbox (leem, stro, OSB en EPDM)

102

Grafiek 7-1 geeft de plaats weer waar het vocht zich bevindt. Er is duidelijk te zien dat er condensatie optreedt tussen het stro en de OSB plaat. Na een dertiental weken is de OSB plaat helemaal nat omdat het vocht niet weg kan door de EPDM afdichting. De studenten kunnen nagaan of dit in de proefopstelling ook zo is.

Grafiek 7-1 Watergehalte in het dak

Grafiek 7-2 Overhygroscopisch water in de constructie (condensatie)

Op Grafiek 7-2 is duidelijke een piek te zien tussen de OSB en het stro. Deze piek wijst op condensatie tussen het stro en de OSB plaat. De vochthoeveelheid in deze OSB plaat is weergegeven in Grafiek 7-3. Grafiek 7-4 geeft de vochthoeveelheid in het stro weer.

103

Vochtgehalte OSB-plaat 11

Vochtgehalte [%]

10 9 8 7 6 5 1

11

21

31

41

51

61

71

81

91

71

81

91

Tijd [dagen] Grafiek 7-3 Vochthoeveelheid in de OSB plaat

Vochtgehalte strobalen 11

Vochtgehalte [%]

10.9 10.8 10.7 10.6 10.5 10.4 1

11

21

31

41

51

61

Tijd [dagen] Grafiek 7-4 Vochthoeveelheid in het stro

104

7.2.2 PROEF 2 In paragraaf 5.3 van vorig hoofdstuk was te zien hoe er een sterke stijging ontstaat in de vochthoeveelheid van het stro juist achter de traskalkbepleistering in een strobalenwand rond de maand februari. De vochthoeveelheid in het stro liep op tot ongeveer 22%. Dit komt gevaarlijk dicht in de buurt van het vochtgehalte waarbij de biologische activiteit in het stro sterk toeneemt [3]. De studenten kunnen de condities van deze periode opleggen voor de testbox en deze vochtophoping controleren.

Grafiek 7-5 Watergehalte in de strobalenwand

De studenten die volgend jaar verder werken aan deze masterproef zullen wellicht nog meer interessante proeven kunnen uitvoeren in overleg met hun promotoren, maar zijn zeker ook zo vrij om deze voorgestelde proeven te wijzigen. Deze proeven zijn louter indicatief en willen een aanzet geven tot verder onderzoek.

7.3

TWEEDIMENSIONALE SIMULATIES

De simulaties binnen deze masterproef zijn beperkt gebleven tot eendimensionale problemen. Met Delphin is het echter mogelijk om zowel eendimensionale, tweedimensionale als cilindrische constructies uit te rekenen. De studenten die volgend jaar de testbox zullen vergelijken met simulaties worden sterk aangeraden ook tweedimensionale simulaties te doen.

105

7.4

VOORSTELLEN TOT VERDER ONDERZOEK

Aangezien er in het WTCB nog proeven naar de warmtegeleiding van strobalen lopen, is er hierover nog niet veel gekend. Het effect van het vochtgehalte op het isolerend vermogen vereist verder onderzoek. In deze masterproef is enkel de klassieke opbouw van wanden en daken onderzocht. Hetzelfde soort onderzoek kan gedaan worden voor andere uitvoeringsprincipes waarbij bijvoorbeeld andere bepleisteringen gebruikt worden. Ook bouwknopen vormen nog een interessant onderwerp om te onderzoeken. Het verschil in de graansoort van het stro kan onderwerp uitmaken van verder onderzoek. Genetisch gemanipuleerd stro dat bestendiger is tegen biologische activiteit kan een gevoelig onderwerp zijn, maar is natuurlijk ook een optie om dieper te bestuderen.

106

LITERATUURLIJST [1]

Bigland-Pritchard, The Assessment of the Viability of Strawbale Wall Construction in Buildings in Maritime Temperate Climates, The University of Sheffield, 2005.

[2]

Breesch Hilde, Gebouwentechniek Bouwfysica 1, Katholieke Hogeschool Sint-Lieven (Gent), 2010.

[3]

Carfrae Jim, The moisture performance of straw bale construction in a temperate maritime climate, University of Plymouth, 2011.

[4]

Casa Calida vzw (2008). Casa Calida vzw Strobouwplatform België. Geraadpleegd op 22 augustus 2011, http://www.casacalida.be/index.php/nl/home

[5]

Claus P., Strobalenbouw in de Benelux, Katholieke Hogeschool Limburg (Diepenbeek), 2003.

[6]

Clynes James, Decay characteristics of different types of straw used in straw bale building, Graduate School of the Environment (Powys); School of Computing and Technology (Londen), 2009.

[7]

CMHC-SCHL (2012). Canada Mortgage and Housing Corporation. Geraadpleegd op 20 april 2012, http://www.cmhc-schl.gc.ca/

[8]

De Vree Joost, Joost De Vree bouwencyclopedie. Geraadpleegd op 31 maart 2012, http://www.joostdevree.nl/shtmls/dampdiffusie.shtml

[9]

D’hoore Stijn, Kalei.be Alle info rond het kaleien van gevels op 1 site. Geraadpleegd op 6 april 2012, http://www.kalei.be/watis.html

[10] Ecomat, Buitenafwerking Strobalengevel met Tubag producte, Ecomat cvba, 2010. [11] Evrard Arnaud, Sorption behaviour of Lime-Hemp Concrete and its relation to indoor comfort and energy demand, Université catholique de Louvain, 2006. [12] Eykens Jonas, Compacte houten platte daken met vocht gestuurde damprem: hygrische optimalisatie van de dakstructuur aan de hand van dynamische computersimulaties, Katholieke Hogeschool Sint-Lieven (Gent), 2011 [13] Het leemniscaat bvba. Het Leemnischaat Bio-ecologische pleisterwerkenstrobalenbouw. Geraadpleegd op 30 oktober 2011, http://www.hetleemniscaat.be/ [14] La Maison en Paille. Geraadpleegd op 16 oktober 2011, http://www.lamaisonenpaille.com/

107

[15] Palmar Christopher, A comparison of moisture content versus thermal conductivity of low impact construction materials: straw and hemp with binders, MSc Architecture, 2010. [16] Passiefhuisplatform. Geraadpleegd op 18 april 2012, http://www.passiefhuisplatform.be/ [17] Roels Staf; Carmeliet Jan; Hens Hugo, Hamstad WP1: Moisture transfer properties and materials characterisation, K.U.Leuven, 2003. [18] Van den Bruel Lies, Stro als bouwmateriaal, Katholieke Hogeschool Kempen, 2005. [19] Wienerberger. Geraadpleegd op 24 november 2011, http://www.wienerberger.be/

108

BIJLAGEN BIJLAGE A: BEPALING VAN DE VOLUMEMASSA VAN STROBALEN (TARWE)

Ajjè-

WETENSCHAPPELIJK EN TECHNISCH CENTRUM VOOR HET BOUWBEDRIJF

Ufc M

INRICHTING ERKEND BIJ TOEPASSING VAN DE BESLUITWET VAN 30 JANUARI 1947

/** OT/*^ V*O 1 V-r

NOTIFICATIE EC-CPD INDENTIFICATIE NR. 1136

~

W * W §4 ^^^kJ^__^H ..._ -reg-r

- Proefstation : B-l 342 Limelette, avenue P. Holoffe, 21 - Kantoren : B- 1932 Sint-Stevens- Woluwe, Lozenberg, 7

Tel : (32) 02 655 77 1 1 Tel : (32) 02 716 42 1 1

Fax : (32) 02 653 07 29 Fax : (32) 02 725 32 12

- Maatschappelijke zetel : B-1000 Brussel, Lombardstraat, 42

Tel : (32) 02 502 66 90

Fax : (32) 02 502 81 80

BTW nr. : BE 0407.695.057

Blz. : 1/3

LABORATORIUM: EDIM Isolatie- en Dichtingsmaterialen AANVRAGER:

PROEFVERSLAG

Nr. DE, AT, RE : Nr. Labo EDIM : Nr. Monster :

DE651xJ020 1 1/331 2011/38/008

EMMANUEL STASSEN Peperstraat 24 BE-3770 MILLEN

Gecontacteerde personen:

- Aanvrager SECO - Dhr. Verbeke J.

- WTCB Mevr. Jamoulle M. Uitgevoerde proeven en referenties: Bepaling van de volumemassa NBN EN 16 02:1997 en van de thermische geleidbaarheid NBN EN 12667:2001 van strobalen (tarwe). Productnorm van referentie

: -

Datum en referentie van de aanvraag Ontvangstdatum van het proefstuk(ken) Datum van de proef Datum opstelling van het verslag

: 01.09.201 1 - Ref: BA-5 10-44:13 van SECO : 16.09.2011 : oktober-november 201 1 : 10.11.2011

Dit proefverslag bevat 3 pagina's, genummerd van 1/3 tot en met 3/3 , en mag s iechts in zijn geheel verveelvoudigd worden. Elk blad van het originele verslag is afgestempeld met de laboratoriumstempel (in het rood) en geparafeerd door het laboratoriumhoofd. De resultaten en waarnemingen zijn slechts geldig voor de beproefde monsters. D Geen monster 0 Monster(s) onderworpen aan destructieve proef D Monster(s) 60 kalenderdagen na het opsturen van het verslag uit onze labore toria verwijderd, behalve bij andersluidende schriftelijke aanvraag Technisch Verantwoordelijke

Opvolging van de proeven

Decraen E.

Charron S.

Technische medewerking : Stroobants R.

— " ' Het Afdelingshoofd

imjyiMartin Y.

EDC/SDE

WETENSCHAPPELIJK EN TECHNISCH CENTRUM VOOR HET BOUWBEDRIJF

DE651xJ020 11/331 Blz. 2/3

Monster Type materiaal: Strobalen Identificatie merking 20

VEJ-SECO01/09/2011

Type product

Strobalen

Afmetingen (mm)

Productiedatum

Monsternemingsnr.

Dossiernr. SECO

800x480x350

01/09/201 1 persmachine type "Claas"

1/(11)

BA-5104423

De monsters werden door SECO gekozen.

2

Conditionering en proeven

2.1

Bepaling van de volumemassa (NBN EN 1602)

Conditionering De monsters worden geconditioneerd bij 23 ± 2°C en 50 ± 5 % relatieve vochtigheid tot er een constante massa wordt bereikt. De proef wordt uitgevoerd op tien strobalen met afmetingen van ± 800 mm x 480 mm x 350 mm. Principe De proefstukken worden gewogen en op basis van de lengte-, breedte- (NBN EN 822) en diktemetingen (NBN EN 823) wordt de volumemassa berekend. Opmerking: een beperkt verlies aan massa kon opgemerkt worden bij d 2 manipulatie van de monsters.

WETENSCHAPPELIJK EN TECHNISCH CENTRUM VOOR HET BOU A/BEDRIJF

DE651xJ020 11/331 Blz. 3/3 Resultaten

Afmetingen (m x m x m)

Proefstuk nr.

Massa (kg)

Volumemassa (kg/m3)

1

0.861

x

0.499

x

0.349

13331

88.907

3

0.853

x

0.486

x

0.354

13435

91.548

7

0.861

x

0.487

x

0.354

13986

94.223

8

0.790

x

0.493

x

0.348

12020

88.685

10

0.821

x

0.493

x

0.353

13.198

92.373

12

0.851

x

0.490

x

0.342

13.314

93.359

13

0.861

x

0.504

x

0.349

13.094

86.460

15

0.833

x

0.500

x

0.363

13.075

86.481

17

0.861

x

0.496

x

0.358

12.438

81.355

18

0.861

x

0.493

x

0.365

14.214

91.743

Gemiddelde

2.2

Bepaling van de thermische geleidbaarheid (NBN EN 12667)

Resultaten Zie het separate proefverslag ENa784 van het laboratorium "Energiekarakteristieken"

89.513

112

BIJLAGE B: ONDERZOEKSVERSLAG VAN DE OOSTENRIJKSE TECHNISCHE UNIVERSITEIT WENEN VAN DE WARMTEGELEIDBAARHEID VAN STROBALEN

115

BIJLAGE C: EUROPESE TECHNISCHE GOEDKEURING VAN THERMISCHE EN AKOESTISCHE EIGENSCHAPPEN VAN EEN ISOLATIEMATERIAAL GEMAAKT VAN STRO

125

BIJLAGE D: ONDERZOEKSVERSLAG NAAR DE WARMTEGELEIDBAARHEID VAN STROBALEN VAN HET DUITSE ONDERZOEKSINSTITUUT VOOR WARMTEGELEIDING IN MUNCHEN

127

BIJLAGE E: TECHNISCHE FICHE STROLEEM

Lehm-Unterputz (Grundputz) 05.001, 05.002 und 10.010

NATUREPLUS zertifiziert No. 0803-0501-042-1 Anwendungsgebiet

Lehmputz nach CLAYTEC Arbeitsblatt 6.1, Aufgemörtelte Dämmplatten nach Arbeitsblatt 3.3 Ein- oder mehrlagiger Unterputz im Innenbereich. Als Hand- oder Maschinenputz auf Mauerwerk, Massivbaustoffen, Leichtlehm, Schilfrohr u.ä. Zum Anmörteln von Dämmplatten im Innenbereich.

Zusammensetzung

Natur-Baulehm bis 5 mm, gemischtkörniger gewaschener Sand 0 -2 mm, Gerstenstroh 30 mm

Herstellungsort

Viersen, Deutschland

Baustoffwerte

Rohdichte ca. 1.600 kg/m3 (0,73 W/mK, µ 5/10), Druckfestigkeit 1,5 N/mm2, Schwindmaß 2,5%, Haftfestigkeit 0,05 N/mm2, Abrieb < 0,5 g, Sorptionsfähigkeit* 26,8 g/m2 / 80,3 g/m2

Lieferformen, Ergiebigkeit

Erdfeucht 05.001 in 1,2 t Big-Bags (ergibt 700 l Putzmörtel) Trocken 05.002 in 1,0 t Big-Bags (erg. 625 l Putzmörtel) Trocken 10.010 in 30 kg Säcken (erg. 20 l Putzmörtel), 42 Sack/Pal.

Lagerung

Trocken lagern. Erdfeuchter Lehm-Unterputz soll spätestens 3 Monate nach der Herstellung verarbeitet werden, bei trockener Ware ist die Lagerung unbegrenzt möglich. Erdfeuchte Ware muss im Winter vor Durchfrieren geschützt gelagert werden, da sonst die Verarbeitbarkeit während des Frostes beeinträchtigt ist.

Mörtelbereitung

Unter Wasserzugabe von ca. 10-15% (erdfeucht) oder ca. 20-23% (trocken) mit handelsüblichen Freifallmischern, Teller- und Trogzwangsmischern, in kleinen Mengen auch mit dem Motorquirl oder von Hand. Hinweise zum Einsatz von Putzmaschinen unter www.claytec.com.

Putzgrund

Lehmputze haften nur mechanisch. Der Untergrund muss daher tragfähig, sauber und ausreichend rau sein. Als Grundierung ist Universalgrundierung Grobkorn (CLAYTEC 13.320-.325) geeignet. Der Untergrund muss frostfrei, trocken und frei von Salzbelastung sein. Ein Vornässen (Sprühnebel) ist nur zum Binden von Oberflächenstaub notwendig. Putzträger wie Rohrgewebe etc. müssen trokken sein. Filmbildende Altanstriche etc. sind unbedingt zu entfernen.

Putzauftrag

Der Mörtel wird mit der Kelle angeworfen bzw. aufgezogen oder mit der Putzmaschine ange-

© CLAYTEC e. K. · 41751 Viersen · Ausgabe 9-2007 · gültig 12 Monate, danach siehe www.claytec.com

spritzt. Die Auftragsstärke soll zwischen 8 und 15 mm liegen, abhängig vom Untergrund bis max. 35 mm. Die Mörtelkonsistenz ist auf die Auftragsstärke abzustimmen. Der Auftrag von CLAYFIX Fein- oder Strukturputz erfordert eine gut abgeriebene, ebene Oberfläche (zusätzlicher, besonderer Arbeitsgang) oder einen dünnen Überzug mit Lehm-Oberputz fein. Verarbeitungsdauer

Da kein chemischer Abbindeprozess stattfindet, ist das Material abgedeckt über mehrere Tage verarbeitungsfähig. Ebenso lange kann es in Putzmaschinen und Schläuchen bleiben.

Trocknung

Nach dem Auftrag muss durch ausreichende Querlüftung (d. h. 24 Stunden pro Tag alle Fenster und Türen geöffnet) oder maschinell für rasche Trocknung gesorgt werden. Bei schlechter Trocknung kann es, wie bei vielen Baustoffen, durch Anhaftung von Baustellenstaub zu nachfolgender temporärer Schimmelbildung kommen. In diesem Fall ist die Trocknung umgehend zu forcieren (z. B. per Kondensat- oder Gebläsetrockner). Zur weiteren Behandlung der betroffenen Flächen geben wir gerne gesondert Auskunft.

05.001 Trockenware 05.002 und 10.010 wird mikrobiologisch praktisch belastungsfrei ausgeliefert. Erdfeuchte Ware 05.001 unterliegt diesbezüglich einer laufenden Kontrolle, die Einhaltung bestimmter Werte kann bei dieser Lieferform jedoch nicht garantiert werden.

Weiterverputz

Der Weiterverputz erfolgt nach vollständiger Trocknung, frühestens nach Abschluss möglicher Schwindrissbildung, gemäß Arbeitsblatt 6.1 Lehmputz, 6.2 CLAYFIX oder 6.9 Kalk-Innenputz

Arbeitsproben

Untergrundeignung und Auftragsstärke sind in jedem Fall anhand einer ausreichend großen Arbeitsprobe zu überprüfen. Reklamationsansprüche, die nicht aus werkseitigen Mischfehlern resultieren, sind ausgeschlossen.

Lehmmörtel (LM) nach 3.9 der „Lehmbau Regeln“ des Dachverband Lehm.

* Nach Prüfung Universität Kassel aus 11-2004. Werte nach 1,5 / 12 Std. Sorptionsfähigeit der Putzoberflächen abhängig von Art und Beschaffenheit nachfolgender Deckputze und Beschichtungen

Produktblatt

129

BIJLAGE F: TECHNISCHE FICHE TRASKALK

Traskalk TK Technische informatie Mortelklasse: Drukvastheid: Massadichtheid: Opslag: Leveringsvorm: Kleur:

zie tabel zie tabel ca. 0,9 kg/dm³ Droog en vakkundig. zak à 25 kg grijs-beige

Product: Hydraulische kalk HL 5 volgens EN 459-1 onder gemeenschappelijke vermaling van rijntras. Minimum trasgehalte ca. 55%. Verwerkbaar zoals aangeleverd. De geprepareerde mortel moet binnen het uur worden verwerkt.

Toepassing: Voor productie van zachte, goed verwerkbare, resistente, stabiele, slagregenbestendige en waterdampspreidende morteltypes voor binnen en buiten: b.v. mortel voor muren, voegen, gevel- en plaveiselwerk, als pleisterwerk voor binnen en buiten. Ter beperking van het risico van kalkuitslag. Ter stabilisering en versteviging van zware grond, voor funderingslagen en ondergrondse oppervlakken en ter versteviging van opvulgrond, aanaardingen en damstortingen.

Verwerking: Aanbevolen mortelmengverhoudingen in volumedelen: Gebruik Traskalk Trascement Muurmortel:

Buitenpleister:

Binnenpleister: Voegen:

Natuurzand

MG I MG II / M 2,5 MG IIa / M 5 MG lla / M 5* Spritslaag Raaplaag P II / GP CS II

1 1 2 1* 1

1 1 -

0-4 mm 4,5 3 8 2,5* 3

0-8 mm 3 -

Afwerklaag P II / GP CS II

1

-

3

-

Sokkellaag P III / GP CS IV

-

1

-

3

1

3 3,5

-

P II / GP CS II 1 MG lII / M 10 1 *) Onderzoek naar geschiktheid verplicht

TI-12.09

-1-

TK

De verse mortel moeten worden beschermd tegen slechte weersomstandigheden (sterk zonlicht, wind, slagregen, vorst enz.). Verwerking niet bij lucht- en ondergrondtemperaturen onder +5 °C.

Bijzondere Richtlijnen: Gebruik uitsluitend toeslagmaterialen / aggregaten volgens EN 13139, 13055 ofwel 12620. De toeslagmaterialen mogen geen schadelijke bestanddelen bevatten. Trashoudende morteltypes verharden taakgewijs trager en verlagen daardoor de spanningen.

Hoeveelheid en Verbruik: Een zak van 25 kg levert ca. 29 liter stortvolume op en moet volgens bijgaande voorbeeldtabel, afhankelijk van mortelgroep en beoogde toepassing, in volumedelen gemeten, gemengd en ingewerkt worden.

Leveringsvorm: Zak à 25 kg.

Opslag: Droog en vakkundig.

Controle: De kwaliteit van traskalk wordt permanent gecontroleerd door in Aken. Daarnaast voert ook het Tubag laboratorium een permanente kwaliteitscontrole uit.

Opmerking: Dit product bevat cement en reageert alkalisch met vocht/water. Daarom huid en ogen beschermen. Bij aanraking grondig met water afspoelen. Bij contact met de ogen onmiddellijk een arts raadplegen. De informatie wordt gegeven op basis van omvangrijke testen en praktische ervaring.Ze is niet op iedere toepassing overdraagbaar. Daarom bevelen we in voorkomend geval aan toepassingstesten uit te voeren. Technische wijzigingen in het kader van de verdere ontwikkeling van het product voorbehouden. Voor het overige gelden onze algemene handelsvoorwaarden.

Stand: december 2009 Verdere informatie: tubag Trass Vertrieb GmbH & Co. KG Postfach 1180, D-56638 Kruft Tel. +49 2652/81-350, Fax +49 2652/81-333 [email protected], www.tubag.nl

TI-12.09

-2-

TK

132

BIJLAGE G: VERWERKINGSMETHODE BUITENAFWERKING STROBALENGEVEL

ilffi M

W

ffi

ffi

C (}M AT ffi W N

tffi rc

Y

EEOL§,fi §EUE M&ï§RIAT*H voos 30uw EN rilTfklEu&

WW

E*

T WE%%WA

LKP

*- ffi A%Y WW^

Twtumg

4nffi

Ondergrond

Produkt Tubag lichte trasskalk-machine pleister is een in de fabriek samengestelde droge mortel van mortelgroep Pll (DlN 18550), gemaakt door toepassing van hydraulische Tubag-trasskalk (DlN 'I 060), geselecteerde met middelgrote korreldikten toeslagstoffen en minerale lichte toevoegingen.

ïoepassing Tubag lichte trasskalk-machine pleister is geschikt als onderbepleistering voor binnen en buiten voor alle minerale bekledingen. De pleister onderscheidt zich door zijn bijzonder gemakkelijke en lichte verwerking en is ideaal bij restauratie van monumentale gebouwen. Kan gebruikt worden"als binnenbepleistering onder behangen en verven evenals pleister in kelders en vochtige ruimten, garages, hallen etc.

Verwerking ïubag lichte trasskalk-machine pleistèr kan met alle gangbare ple ister-mach i nes worden ve rwe rkt. De verschillende werkwijzen van deze machines diehen door middel van de instelling en mengtud te worden aangepast. ïubag lichte trasskalkmachine pleister kan ook met de hand worden ve rwerkt. Aanmaakwate r ën m ortelcon siste ntie instellen, gelijkmatig aanbrengen, recht afrijen, en voor de eindlaag, afhankelijk van de verdere bewerking, glad zetten of opruwen. Pleisterdikte 10 tot 20 mm. Pleisterdikten van meer dan 20 mm in één laag zijn af te raden. Bij een twee-lagige bepleistering dient de eerste laag opgeruwd en bevochtigd te worden vooraleer de tweede laag aangebracht wordt. Droogtijd van de eerste laag is ï dag per mm dikte.

Tubag Iichte trasskalk-machine pleister is geschikt op ieder metsrlwerk; bij voorkeur voor hoog isolerende en historische muren, alsook beton en pleisterdragers. De ondergrond dient schoon, stabiel, droog en vorstvrij te zijn. Sterk zuigende ondergronden dienen te worden voorbehandeld, op betonnen vlakken dient eérst een hechtlaag te worden gezet. Testen van de pleister*ondergrond met in acht neming van DIN I 8350 Pleister en stukwerken en DIN 18550 Pleister, Bouwmaterialen en uitvoering.

Bijzondere aanbevelingen Behalve schoon water mag geen andere stof aan

Tubag lichte trasskalk-machine pleister worden toegevoegd. De vers aangebrachte pleister dient beschermd te worden tegen te snel uitdrogen en vorst. De voor uitvoering maatgevende verwerkingsnormen en voorschriften dienen in acht genomen te worden.

Rehdement en verbruik liter nat volume = ca. 2,2 r*2 pleistervlak bij normale pleisterdil(te. I ton = ca. I 000 liter nat volume . Een 30 kg zak bevat ca. 30

Levering Tubag lichte trasskalk-machine pleister is in meerlagige papieren zakken van 30 kg verkrijgbaar.

Opslag Beschermen tegen vochtighe id. Zo mogelUk op paletten droog opslaan.

Controle De mortel wordt naast de externe doorlopende {ontroles ook continue gecontroleerd door het Tubag-laboratorium volgens DIN I 85 57

fabrieksmortels.

ca.14kgl

Verbruik:

fc0ÍdÀf syha

M

W, ï#ïvïry"eËo

logisch b*uwe n.h*

§ïWnr. B[4]8.7S0^0§J

K&10 l{wikaard I08 § : $8ó 5t. Àntoïriuli-ZoeÍàël tel +13{ö}3 3*É. I g 87 iar r'32{Í})3 385 Ofl 4l

0ndÉrne$rin*silr,: 8E 041&-780-0i2 IBAN: §E§3 68fi3 fi:I9 ]167 51§ifïr 8lC !{Sk:AB[z3

!nÍ*Sec*l*gisehbou**n- be Eankrekening : 88&j305 1 93 t -SI

A€!íísÍrritiÈÍumff€r: 02 I 61

e-mai I :

H.R.

?í

,9Ë6 1

m2

ffi

W

C OM AÏ $ffi

ila

ffiW§T

tr?

EFWffi KK

[

ru

* %T Wffiffi MLWWffiWW ffiL WWT

ECOLOOISCHE MATÉRIALEN VOOR EOUW EN INTERIEUR

-T

í}

W

&ffi

Y

W,*ffi

\T

CT

Wfué

Op een strobalen ondergrond kan men de buitenzijde enkel afi,verken met leempleister indien de absolute garantie bestaat dat onder geen enkel beding de bepleistering nat wordt bij regenval.

Mengelingen met leem en kalk blijken vaak onstabiel en kunnen wij als systeem niet garanderen. Vandaar dat Ecomat, een traskalkbepleistering voorstelt als minerale afiruerking van zulke gevels. De Tubag traskalkbepleistering kan manueel of handmatig worden aangebracht en is een kant-en klare pleister, waar u enkel water aan dient toe te voegen. Deze bepleistering gaat ook sterk bijdragen tot de stevigheid van het geheel. De pleisterlaag wordt in 2 à 3 lagen opgebouwd

\r

Als hechtlaag

:

1

Als 2" laag:

:

TUBAG TKP-L (Lichte Traskalk Pleister

8àl0mm

- vroeger 410) aanbrengen op een dikte van

De TKP-L aanmaken met " te veel" water zodat de mortel eigenlijk te plat is maar zich beter op de ondergrond kan hechten. De mortel moet in de strobalen ingewreven worden en opgeruwd. Deze hechtlaag moet vervolgens 3 weken drogen en in deze periode gaat deze laag meer dan waarschijnlijk scheuren vormen. Na 3 weken moet de hechtlaag zich echter gestabiliseerd hebben.

TKP-L op een dikte van l5 à 20 mm aanbrengen Hierin een wapeningsnet met grove mazen ( QM GWP ) verwerken En vervolgens laten

drogen (l mm drogingldag)

Als afiruerking: 1-een fijne pleisterlaag, de Tubag TKGF Clraskalk Glatt und Fein Putz) aanbrengen in een

diktevan2à3mm

2-de TKGF kaleien met kwast voor een ruw effect 3-de QM Lobakat silicaatgevelverf (1K300), kan zowel op de basislaag (ïKP-L), de afiruerklaag (TKGF)of puur als opfrissing na enkele jaren worden geschilderd

TU

TKP-L

30k9

14kglm2 in een dikte van l5mm TU

TKCF

QM

LK3O0

30kg als pleisterlaag : 6kg I m2 als kalei :8-12:2.5 à 4kglm2 15 liter als gevelverf in 2 lagen : 0.4 liter/m2 als herschilderlaag in 1 laag : 0.3 liter/m2

tel +32{0)3 384 19 07 íax +32{0)3 185 08 4l

8ïW nr^ BE 438.780.092 Ondernemingsnr, : BE 0418-78&092 lBÀN: BE93 8803 g5 1 9 31 67 SWFT: BiC HB(ABE2Z H.R. 272.996

e-nlail:infö@ècologischbouwen.be

Registratienummer:021611

ECOMAT cvba KMO Kwikaard 108 B

www.ec0l ogisch bouwen .bg

,ffi

2980 5r.

Anronius-Zoersel

Bankrekéning : 880-1051 931 -67

135

BIJLAGE H: ANALYTISCHE GLASER BEREKENINGEN VOOR EEN STROBALENWAND

Randvoorwaarden januari (tabel p152 cursus bouwfysica) C(t)= -0.98 Pvi= 1284.4 Pve= 678.6 i  17.06 e  3.6624 q g -2.89609 d (m)  (W/mK)  (-)

Laag

d (m)  d (m)

 Z (m/s)

Z (m/s)

Buiten

0 0

traskalk

0.03

0.75

10.9

0.327

strobalen

0.35

0.08

2.5

0.875

leem

0.03

0.73

10.6

0.318

0 1635000000

0.327

1635000000 4375000000

1.202

6010000000 1590000000

1.52

7600000000

Binnen

 R (m²K/W)  (°C) Pv ,isoth (Pa) R (m²K/W) 678.6 0 3.6624 0.04 678.6 0.04 3.778243686 0.04 808.92671 0.08 3.894087372 4.375 1157.6603 4.455 16.56449053 0.04109589 1284.4 4.49609589 16.68350802 0.13 1284.4 4.62609589 17.06

Psat (Pa)

Condens? 794.4366168 geen condensatie 800.9611839 geen condensatie 807.5329454 condensatie

P v , corectie (Pa) 678.6 678.6 807.5329454

1886.35869 geen condensatie

1157.288748

1900.683947 geen condensatie

1284.4

1946.628433 geen condensatie

1284.4

2000 1800 1600 1400 1200

Pv,isoth Psat Pv,cor

1000 800 600 400 200 0 0

1E+09

2E+09

3E+09

4E+09

5E+09

6E+09

7E+09

8E+09

Z Pv,isoth 0 678.6 1635000000 808.9267105 6010000000 1157.660263 7600000000 1284.4

Psat 800.9611839 807.5329454 1886.35869 1900.683947

Pv, cor 678.6 807.5329454 1157.288748 1284.4

137

BIJLAGE I: ANALYTISCHE GLASER BEREKENINGEN VOOR EEN STROBALENDAK

Randvoorwaarden januari (tabel p152 cursus bouwfysica) C(t)= -0.98 Pvi= 1284.4 Pve= 678.6 i  17.06 e  2.052 q g -3.048024 Laag

 (W/mK)

d (m)

 (-)

d (m)

 d (m) Z (m/s)

Buiten

 Z (m/s) 0

0 EPDM

0.01

0.2

2000

20

OSB

0.02

0.13

7

0.14

Strobalen

0.36

0.08

2.5

0.9

Leem

0.03

0.6

8

0.24

0 1E+11

20

1E+11 7E+08

20.14

1.007E+11 4.5E+09

21.04

1.052E+11 1.2E+09

21.28

1.064E+11

Binnen

 (°C) Pv ,isoth (Pa) R (m²K/W)  R (m²K/W) Psat (Pa) Condensatie? 678.6 0 2.052 708.4666 geen condensatie 0.04 678.6 0.04 2.173921 714.6752 geen condensatie 0.05 1247.9609 0.09 2.326322 722.5034 condensatie 0.1538462 1251.9464 0.243846 2.795249 747.0667 geen condensatie 4.5 1277.5677 4.743846 16.51136 1879.994 geen condensatie 0.05 1284.4 4.793846 16.66376 1898.3 geen condensatie 0.13 1284.4 4.923846 17.06 1946.628 geen condensatie

P v , corectie (Pa) 678.6 678.6

P v , corectie

678.6

678.6

722.5033796 722.5034

722.5033796

747.0667059 747.0667

747.0667059

1277.567669 1179.044

1171.277201

1284.4

1284.4

1284.4

1284.4

1284.4

1284.4

2000 1800 1600 1400 1200

Pv,isoth

1000

Psat

800

Pv,cor

600 400 200 0 0

2E+10

4E+10

6E+10

8E+10

1E+11

Z 0 1E+11 1.01E+11 1.05E+11 1.06E+11

Pv,isoth 678.6 1247.960902 1251.946429 1277.567669 1284.4

(Pa)

Psat Pv, cor 714.6752024 678.6 722.5033796 722.5034 747.0667059 747.0667 1879.993817 1171.277 1898.300083 1284.4

139

BIJLAGE J: ANALYTISCHE GLASER BEREKENINGEN VOOR EEN STROBALENWAND MET GLAS ALS GEVELAFWERKING

Randvoorwaarden januari (tabel p152 cursus bouwfysica) C(t)= -0.98 Pvi= 1284.4 Pve= 678.6 i  17.06 e  3.6624 q g -2.6012 d (m)  (W/mK)  (-)

Laag

d (m)  d (m)

 Z (m/s)

Z (m/s)

Buiten

0 0

glas

0.011

0.0198

5000

55

strobalen

0.35

0.08

2.5

0.875

leem

0.03

0.6

8

0.24

0 2.75E+11

55

2.75E+11 4375000000

55.875

2.79375E+11 1200000000

56.115

2.80575E+11

Binnen

Pv ,isoth (Pa) R (m²K/W) 678.6 0.04 678.6 0.555555556 1272.3628 4.375 1281.809 0.05 1284.4 0.13 1284.4

 R (m²K/W)  (°C) Condens? Psat (Pa) 0 3.6624 794.4366168 geen condensatie 0.04 3.766447805 800.2946611 geen condensatie 0.595555556 5.211556208 885.6856634 condensatie 4.970555556 16.59178488

P v , corectie (Pa) 678.6 678.6 885.6856634

1889.63553 geen condensatie

1198.57808

5.020555556 16.72184463 1905.318471 geen condensatie

1284.4

5.150555556

1284.4

17.06 1946.628433 geen condensatie

2000 1800 1600 1400 1200

Pv,isoth

1000

Psat

800

Pv,cor

600 400 200 0 0

2E+10

4E+10

6E+10

8E+10

1E+11

Z Pv,isoth 0 678.6 2.75E+11 1272.362809 2.79375E+11 1281.809035 2.80575E+11 1284.4

Psat 800.2946611 885.6856634 1889.63553 1905.318471

Pv, cor 678.6 885.6856634 1198.57808 1284.4