Functionele vereisten aan de bouwschil na 2020

Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf – http://www.wtcb.be

info-avond "Niet-perforerende verbindingen en IFD bouwen" 19 oktober 2011 - KampC Westerlo

Functionele vereisten aan de bouwschil na 2020

ir. arch. F. Dobbels Technologische Adviseerdienst « Duurzame Bouwschil » Afdeling Energie & Klimaat WTCB


Inleiding

2003

Klimaattop Kopenhagen 2009 … Cancun 2010 … Durban 2011…


°C

Gemiddelde jaartemperatuur stijgt, ook bij ons…

Ukkel Jaargemiddelde temperatuur, trendlijn 1980–2008

12

12

10

10

8

8

6

6

4

4

2

2

0 1820

1840

1860

1880

1900

1920

1940

1960

1980

2000

2020

0 2040


Op wereldvlak…

4


Problemen met het huidige energieaanbod

Conventionele energievoorraden zijn beperkt (fossiele en nucleaire energie) Milieuimpact - Emissie van vervuilende stoffen (SO2, NOx, roet, CxHy, CO, radioactiviteit, ...) - CO2 uitstoot (t.g.v. verbranding fossiele brandstoffen)

Economische impact voor importlanden -

schommelende prijzen, handelsbalans negatief, bevoorradingsonzekerheid, ...,


Energieverbruik/besparing in gebouwen Consommationinfinale Eindenergiegebruik Belgiëd'énergie en Belgqiue (bron: FOD Economie - 2007)

 65 miljoen ton olie equivalent

14%

36% Industrie Industrie

 ongeveer 6 ton olie equivalent per inwoner

Transport Transport

23% Logement Huishoudens Handel enet diensten Tertiaire agriculture

27%

 40% wordt verbruikt in gebouwen

Source : Service Public Fédéral - Economie (2007)

Consommation d'énergie d'un ménage wallontransport) sans les transports Eindenergiegebruik in gemiddeld gezin (zonder (bron: ICEDD - 2007) 3,9%

~25% in woningen ~15% kantoren, scholen, winkels, …

1,8%

11,8%

Verwarming Chauffage Warm water sanitaire Eau chaude Elektrischeélectriques apparaten Appareils

15,0%

Koken Cuisson

67,5%

Verlichting Eclairage

Source : ICEDD - Bilan énergétique 2007


Het EU-beleid 20-20-20 tegen 2020

Greenhouse gas levels

-20%

Energy consumption

Renewables in energy mix

100%

-20%

+20% 8,5%


Wat kan de bouwsector doen?

Rudy Thomaes, CEO VBO-FEB

KVIV / FABI Energy Forum 10 december 2009


Mogelijke maatregelen

Netto kost!! Netto winst!!


Maatregelen in bouwsector

De bouw is een heel belangrijke sector om economisch verantwoord de CO2-reductiedoelstellingen te realiseren


Energieprestatie van gebouwen - snelle evolutie  Reglementering  

Belangrijke evolutie in de 3 Gewesten Verstrenging van de eisen

 Ontwikkeling en uitbreiding van de energieperformantieconcepten 

Laag energie – zeer laag energie - passiefhuis nulenergiegebouwen

 Demonstratieprogramma‟s  

„Voorbeeldgebouwen‟ in Brussels Bewest „Construire avec l‟Energie‟ in Waals Gewest

 Incentives 

Premies / fiscale aftrek / ...

 Vorming 

Ontwerpers / aannemers


De energieprestatie: een geintegreerde aanpak Transmissieverlies door wanden

Directe zonnewinsten

Infiltratie/ exfiltratie Netto vraag voor verwarming

Interne winsten

Ventilatieverlies Netto vraag voor warm water

Zonnewinsten door collectoren

Hulpenergie

Verliezen van verwarmingsen warmwatersysteem

Koelenergie

Bijdrage zelfgeproduceerde elektriciteit Omzettingsverlies

1. Energievraag maximaal beperken 2. Resterende vraag dekken met hernieuwbare energie voor zover mogelijk 3 - met zo efficiënt mogelijke technieken voor fossiele energie voor de rest

Primair energieverbruik

14


Via de reglementering: van K-peil naar E-peil naar ...

15


Warmteverliezen (MJ/m³)

38% minder verliezen

Maatregelen 1


Warmteverliezen

Isolatie

K30

K15

Warmtewisselaar

Warmtewisselaar

6 m³/h.m²

1 m³/h.m²

Ventilatie

Luchtdichtheid

Maatregelen 1

Maatregelen 2

Maatregelen 2


Naar zeer performante gebouwen...

EPBD Recast - 01/01/2021 Near zero energy building – E20?

17


Warmteverliezen (MJ/m³)



Warmteverliezen

Isolatie

Ventilatie

Luchtdichtheid

Maatregelen 1

Maatregelen 2

90% energiebesparing

Primaire energie (MJ/m³)

Primaire energie

Verbruik

Productie fotovoltaïsche panelen

Maatregelen 1

Maatregelen 2

Maatregelen 3


Gewestelijke regeerakkoorden (juli 2009): EPW  VLAANDEREN: 

E60 in 2012? • « Als het lopend onderzoek de haalbaarheid van het E60-peil aantoont, maken we het E60-peil tegen 2012 verplicht voor alle nieuwbouwwoningen. »

 BRUSSEL: 

E50 in 2015? • « le renforcement des exigences énergétiques pour les bâtiments neufs avec la norme passive (E50) et pour les rénovations lourdes le standard très basse énergie pour 2015 »

 WALLONIE:   

2014: «très basse énergie» ? 2017: «passive» ou équivalente? 2019: «zéro-net» ? • « En ce qui concerne les nouveaux bâtiments, toute construction respectera la norme « très basse énergie » à partir de 2014. Elle respectera la norme « passive » ou équivalente à partir de 2017. A partir de 2019, toutes les nouvelles constructions – en plus de la norme passive - devront respecter au minimum la norme « zéronet » et tendre vers des bâtiments à énergie positive (production d'énergies renouvelables supérieure ou égale à la consommation d'énergie primaire non-renouvelable, sur base annuelle). »


EPBD recast bijna-energieneutraal  

nieuwbouw voor overheid: vanaf 2019 alle nieuwbouw vanaf 2021

zeer lage energiebehoefte + resterend deel hernieuwbare energie 

 concrete definitie door de landen zelf


EPBD recast: definition & art.9  „nearly zero-energy building‟ means a building that has a very high energy performance, as determined in accordance with Annex I. The nearly zero or very low amount of energy required should be covered to a very significant extent by energy from renewable sources, including energy from renewable sources produced on-site or nearby;  «bâtiment dont la consommation d‟énergie est quasi nulle», un bâtiment qui a des performances énergétiques très élevées déterminées conformément à l‟annexe I. La quantité quasi nulle ou très basse d‟énergie requise devrait être couverte dans une très large mesure par de l‟énergie produite à partir de sources renouvelables, notamment l‟énergie produite à partir de sources renouvelables sur place ou à proximité;  „bijna-energieneutraal gebouw”: gebouw met een zeer hoge energieprestatie, zoals vastgesteld volgens bijlage I. De dichtbij nul liggende of zeer lage hoeveelheid energie die is vereist, dient in zeer aanzienlijke mate te worden geleverd uit hernieuwbare bronnen, en dient energie die ter plaatse of dichtbij uit hernieuwbare bronnen wordt geproduceerd te bevatten; 21


… 2017 Passief

…2021 Bijna energie neutraal

BUILD TIGHT VENTILATE RIGHT Zeer luchtdicht bouwen impliciete eis

Energie efficient ventileren wordt essentieel


EPBD Recast

Artikel 9 … de Lidstaten ontwikkelen een beleid en nemen stimulerende maatregelen om gebouwen die gerenoveerd worden te transformeren in bijnaenergieneutrale gebouwen…

23


Nieuwbouw  Renovatie • Nieuwbouw en werken onder bouwaanvraag: • EPB/PEB: geleidelijke verstrenging van de eisen • E100 …  E80 … E60 … • Stimulerende maatregelen • Fiscale aftrekbaarheid, subsidies, leningen, … • Innovatie in technieken en bouwconcepten • Passiefhuizen, energieneutrale wijken, 0energiehuizen, positieve energiehuizen, …  Instrumenten beschikbaar voor beleid • Maar: nieuwbouw = 1 à 1.5 % vernieuwing van gebouwenpark / jaar •

 60 … 100 jaar nodig om alle gebouwen op peil van vandaag te krijgen

• Wat met bestaande gebouwen?


Energierenovatie: DE uitdaging!

25


0%

Aantal woningen met energiebesparende maatregelen 20% 40% 60% 80%

Gemiddelde besparing per gerenoveerde woning

0%

10% 20% 30% 40% 50% 60%

10% 20%

30%

70% 80% 90% 100%

66% 75%

100%




Vlaams Energierenovatieprogramma 2020

Koeling

Ontmoedigen

Weerstandsverwarming

Vervangen weerstandsverwarming

Spouwmuuren vloerisolatie

Aanmoedigen

Buitenisolatie

Verwarming

Beglazing

Dakisolatie

Verplicht in 2020


Van individuele woningen naar ruimtelijke planning...


Building tomorrow?

  

Mechanische weerstand Brandveiligheid …



Thermische isolatie Akoestische isolatie Gezondheid Milieu-impact



Praktisch & betaalbaar

  

LUCHTDICHTHEID

functionele vereisten aan de bouwschil na 2020


Functionele vereisten bouwschil

LUCHTDICHTHEID

NAGESTREEFDE PRESTATIES

EIGENSCHAPPEN BOUWSCHIL

Thermische isolatie Geluidisolatie Geen vochtproblemen Infiltratie Convectie Dampdiffusie Zomercomfort Brandveiligheid Stabiliteit Duurzaamheid Milieu-impact Arbeidsveiligheid Betaalbaar

Isolatiemateriaal: type, dikte, continuïteit Luchtremmende laag: type en detaillering Dakbedekking: type, detaillering Onderdak en dampremmende laag: type, detaillering Dakbeglazing, zonwering, thermisch massa Binnenafwerking Draagstructuur Houtsoort, aanwezigheid spint, houtverduurzaming


Verderzetting “business as usual”? “Traditioneel” bouwen in metselwerk: anno 2050 nog steeds zoals anno2000? • Bouwgrond schaars > grondweerstand beperkter => duurdere funderingen • Minder geschikt voor « optoppen » • Evolutie U-waarde <> beperkingen principe spouwisolatie? • Koudebruggen: volledig vermijdbaar? • Luchtdichtheid: gewenste niveaus haalbaar? • Geluidisolatie: gewenste niveaus haalbaar?


Transitie naar…?

Restauratie: hoe?

 RENOVATIE 

MEER DIVERSITEIT

Renovatie tot LE?

« standaard renovatie »? Grondige renovatie Vervangende nieuwbouw

Kopen & opfrissen Renovatie tot PH-niveau?


Transitie naar…?  NIEUWBOUW 

MEER DIVERSITEIT

houtmassiefbouw

metselwerk in silicaatsteen staalskeletbouw paal- en balkbouw in hout


Evolutie samenstelling buitenwand? - Diversificatie van de gebruikte materialen - Lichter buitenmuren: hout, SIPs, … (thermische isolatie ) - Zwaardere binnewanden: zichtbeton, silicaatsteen, … (thermische inertie) - Toepassing van hybride structuren

(bv. : draagstructuur in beton, buitenwand in lichte houten panelen)

- Buitenwanden opgebouwd uit meerdere lagen: - Een afzonderlijke isolerende laag wordt noodzakelijk (combinatie van dragende en isolerende functie wordt moeilijker) - Een specifieke laag voor lucht- en dampdichtheid wordt meer algemeen (combinatie met andere functies, zoals afwerking, wordt moeilijker) - INNOVATIETRAJECTEN


38


39


Ontwikkeling van nieuwe concepten


Evolutie van bouwsystemen (houtskeletbouw)


Evolutie van bouwsystemen (massiefbouw metselwerk)

[réf. 3dB]


Evolutie van bouwsystemen in hun globaliteit


Evolutie in de uitvoering van de werken - 1. draagstructuur - 2. isolatie & luchtdichtheid - 3. afwerking buiten & binnen


Groene daken en gevels

Verhoogd thermisch comfort

beplanting

Gebruik regenwater

Verhoogd akoestisch comfort Buffer regenwaterafvoer TD DUURZAME BOUWSCHIL


Integratie van zonneënergie-systemen Inbouw

Illustratie: Interelectra, Izen

46


Integratie van zonneënergie-systemen Pan- of leivervangend

Illustratie: Interelectra, Izen

47


Op componentniveau: de bouwschil  Prestatiecriteria

‘ Het bouwvolume is bij voorkeur eenvoudig en compact’


Op componentniveau: de bouwschil  Prestatiecriteria

‘ De isolatielaag moet over de gehele gebouwschil continu doorlopen’


Op componentniveau: de bouwschil

„ Het luchtscherm moet over gehele gebouwschil continu doorlopen‟


Op componentniveau: de bouwschil

„De nodige openingen moeten bewust en correct geïntegreerd worden ‟


Waarom luchtdicht bouwen? thermische isolatie van het gebouw (bonus in EPR, eis bij PH)  vermijden van vochtproblemen (inwendige condensatie)  het effectief functioneren van het ventilatiesysteem  luchtkwaliteit in het gebouw (radon, stof, geuren, …)  vermijden van tochtproblemen  (lucht)geluidisolatie  brandveiligheid 


Nieuw?


Nieuw?

1989

technisch referentiedocument [TV 189 “Daken met pannen in gebakken aarde – WTCB]


Nieuw? Zweden – VSA

1977 <

België

1985 <

Metingen van de luchtdichtheid van gebouwen


Nieuw? 

1970 ...1980: “luchtdichtheid = belangrijk” Vooral akademisch studie-object Praktijk: “evident”.....



Recente ontwikkelingen: Meer gedetailleerd theoretisch inzicht Meer en betere praktische oplossingen beschikbaar Meetinstrumenten toegankelijker voor de praktijk Regelgeving aangescherpt: meer klemtoon op het belang van luchtdichtheid meer aandacht voor de reële prestaties


luchtdicht bouwen en EPB Emax

Egem

Emin

120

E-peil

100 80 60 40 20 0 0

2

4

6

8

10

12

v50 [m³/(h.m²)] benaderend, bij woongebouwen: GEMIDDELD een daling met ruwweg 1 E-punt voor elke verbetering van de luchtdichtheid met 1m³/(h.m²)


luchtdicht bouwen en PH

Certificatiecriteria Passiefhuis: 





Netto energiebehoefte voor verwarming ≤ 15 kWh/m2jaar Luchtdichtheid n50 ≤ 0,6 h-1 Temperatuuroverschrijdingsfrequentie boven 25°C ≤ 5%

rli ez ne w en tto ins br be ten ut ho o be efte ei ho pr ndv efte im e m kar air rbru ax . . k pri ver ik ar m. bru .p v i rim erb k . v rui er k br ui k

P90A

ve

rli ez ne w en tto ins br be ten ut ho o be efte ei ho pr ndv efte im e m kar air rbru ax . . k pri ver ik ar m. bru .p v i rim erb k . v rui er k br ui k

energiestromen (MJ/m³)

200

ve

rli ez ne w en tto ins br be ten ut ho o be efte ei ho pr ndv efte im e m kar air rbru ax . . k pri ver ik ar m. bru .p v i rim erb k r . v ui er k br ui k

ve


luchtdicht bouwen en PH P60A P30

180

160 PV

140 max. kar. prim. verbruik

kar. prim. verbruik

120 (reële of fictieve) koeling

100 ventilatoren

hulpfuncties RV

80 warm tapwater

nuttige zonnewarmtewinsten

60 nuttige int. warmtewinsten

ruimteverwarming

40 transmissieverliezen

20 bewuste ventilatie

in/exfiltratie

0


The future BUILD Tight VENTILATE Right

[ref. AIVC Conferentie 2010]

luchtdicht bouwen voor de toekomst


Hoe wordt luchtdichtheid gemeten?


Luchtdichtheid - Indicaties Nieuw - moeilijk te verwarmen - bijgebouw 35 h-1

Geen speciale aandacht voor luchtdichtheid

9.5 h-1

Gemiddelde van het geheel aan nieuwe huizen in België 8.7 h-1 (1999) Geen speciale aandacht voor luchtdichtheid 4.5 h-1

NBN D 50-001 - Ventilatie D Speciale aandacht voor luchtdichtheid

3 h-1 1.4 h-1

NBN D 50-001 - Ventilatie D + recup. energie 1 h-1 « Passiefhuis » Label 0.6 h-1 Luchtdichtheid van gebouwen - 2011

Halfopen bebouwing!


Luchtscherm in massiefbouw Niet luchtdicht Porositeit van blokken  Voegen gedeeltelijk leeg  Overgangen aansluitingen…  Pleisterwerk en/of verf 


Luchtscherm in lichte bouwsystemen

- luchtdichte folie of beplating (continu) - vaak ook gebruikt als dampscherm  aan warme zijde van balken/stijlen - best beschermen tegen perforaties door extra laag aan binnenzijde (leidingspouw)


Materialen luchtscherm

Plaatmaterialen / folies  

 

OSB spaanplaat houtvezelcementplaat ...

Aandachtspunten: 



“luchtdoorlatendheid bij 50 Pa < 0,1 m³/m².h” variabiliteit productie!


Materialen luchtscherm  Beschikbare materialen



Soepele film • PE – PVC - polyamide Papier • Met of zonder versterking

Foto’s: Pro Clima, Isover, Isoproc




Luchtdoorlatendheid materialen  Diverse bouwmaterialen Grootte-ordes luchtdoorlaatbaarheid van materialen [m³/m².h bij ΔP = 50 Pa]: minerale wol 15 - 150 gebitumineerde houtvezelplaat 1-2 stijve isolatieplaten 0,001 - 1 pleisterwerk (kalk) 0,02 – 0,6 baksteen 0,005 – 0,05 gipskartonplaat 0,002 – 0,03 pleisterwerk (cement) 0,001 – 0,002

 Materialen die als luchtscherm geschikt zijn (“luchtdoorlatendheid bij 50 Pa < 0,1 m³/m².h”) Grootte-ordes luchtdoorlaatbaarheid van luchtschermen [m³/m².h bij ΔP = 50 Pa]: materiaal systeem (geplaatst) labo praktijk PE 0,002 5 ? Papier 0,15 à 5 15 - 25 150 - 500 Platen op basis van 0,001 à 0,2 5 – 50 hout indien voegen afgekleefd: 1 67

Antxwerpen 30.11.06

Luchtdichtheid van lichte constructies


Voegdichtingsmiddelen Geschikte materialen: • Kleefband • Butylrubber / Acrylaat • Enkelzijdig / Dubbelzijdig • Bijzondere types voor bepaalde aansluitingen • Kit (acrylaat / elastische) • Kunstrubber profiel (bv. EPDM) • Kompriband • Kurkrubberpasta • PUR-schuim (flexibel) • … Veelal ongeschikte materialen: • PUR-schuim (star) • silicone • …


Voegdichtingsmiddelen


Voegdichtingsmiddelen


muurvoet


Randen vensters en deuren


Photos: Pro clima, Illbruck, CSTC

Randen vensters en deuren


Nok

Antxwerpen 30.11.06


74


Nok


Nok


Luchtscherm aan de buitenzijde?

[woning B.Vanerwegen, Isoproc (Wilsele)]


Impact luchtlekken: kwantificatie

n50 = 10 h-1

n50 = 3 h-1 n50 = 0.6 h-1

78


Impact luchtlekken: kwantificatie 1 cm²

3 m³/h à 50 Pa


Impact luchtlekken: belang van details 100 nieten = +/- 3 m³/h à 50 Pa


Visuele schatting van het lekdebiet Benadering:  

Visuele identificatie lekken Toekennen van een debiet q50 aan elk type lek

q50 Q50 type1: wanden, vloeren en plafonds metselwerk, bepleisterd metselwerk uit baksteen, onbepleisterd of ongeschilderd metselwerk uit betonblokken, onbepleisterd of ongeschilderd gipskartonplaat (verbinding gepleisterd) gipskartonplaat (verbinding niet gepleisterd) sandwichpanelen (afgewerkte voeg) sandwichpanelen (niet afgewerkte voeg) planchetten met dampscherm (luchtdicht uitgevoerd: voegen gekleefd) planchetten, aaneengesloten zonder dampscherm

lekken3

q50 in m /h per m2

1 3 6 1 3/10/(20) 1,5 3/10/(20) 1,5 3


Resultaten visuele schatting 18000 50% surestimation

Q50 estimation visuelle

16000 Estimation = mesure

14000 12000 10000 8000 6000

50% sous estimation 4000 2000

0 0

2000

4000

6000

8000

10000

Q50 mesuré

12000

14000

16000

18000


Impact luchtlekken: belang van details Diffusie versus convectie

Δp = 2 Pa

-

d=10m

[Ref. ebök, Tübingen]

83


Impact luchtlekken: belang van details



85



86



87


Antxwerpen 30.11.06


88


DREAM Détermination de la performance et de la DuRabilité de l‟Etanchéité à l‟Air des produits, parois et des assemblages : iMpact sur les règles de mise en œuvre. WTCB + ULG 2012-2013 kwantificatie luchtdichtheid van materialen en wanden voor en na veroudering

89


Conclusie

Reusachtige uitdaging voor de bouwsector Nieuwbouw moet op 10 jaar evolueren naar bijna-energieneutrale gebouwen Renovatie belangrijkste uitdaging Bouwschil essentieel, i.h.b. luchtdichtheid Niet-perforerende verbindingen kunnen hierbij een interessante rol spelen Geïntegreerde & pragmatische aanpak noodzakelijk Groot innovatie-potentieel


De toekomst begint vandaag…

"Over vijftien jaar wordt meer elektriciteit verbruikt voor elektrische voertuigen dan voor verlichting.“

Thomas Edison, 1910.

91


Princess Elisabeth Antarctica First « Zero-Emission » scientific station

http://energie.wtcb.be


Meer informatie?

WTCB Technologische Adviseerdienst « Duurzame bouwschil » [email protected] Tel. 02/655 77 11 Fax. 02/653 07 29 www.wtcb.be/go/td-dubo

Functionele vereisten aan de bouwschil na 2020

Recommend Documents