Gebouwluchtdichtheid: Herhaalbaarheid en Reproduceerbaarheid, Seizoensvariatie & Duurzaamheid Wolf Bracke
Promotor: prof. dr. ir. Arnold Janssens Begeleiders: Jelle Laverge, Nathan Van Den Bossche Masterproef ingediend tot het behalen van de academische graad van Master in de ingenieurswetenschappen: architectuur
Vakgroep Architectuur en Stedenbouw Voorzitter: prof. dr. Pieter Uyttenhove Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur Academiejaar 2012-2013
DANKWOORD Deze masterproef kon niet tot stand komen zonder de medewerking van verschillende personen.
In de eerste plaats wil ik mijn promotor, Prof. Dr. Ir. Arch. Arnold Janssens, en begeleiders, Dr. Ir. Arch. Nathan Van Den Bossche en Ir. Arch. Jelle Laverge, bedanken voor hun inbreng in dit werk. Zonder hun aanreiken van interessante onderzoekspistes, hulp bij het vinden van testwoningen, vele tips, mails en begeleidingen was dit onderzoek niet mogelijk geweest. Mijn dank gaat ook uit naar Ir. Arch. Marc Delghust, wiens inbreng als begeleider en aanreiken van testwoningen zeer gewaardeerd wordt.
Verder ben ik de firma's Bostoen en Sibomat erg dankbaar voor het beschikbaar stellen van een kijkwoning waarop uitgebreid onderzoek kon gevoerd worden. In het bijzonder verdienen William Van Den Berghe en Peter Vandepitte een woord van dank voor het vrijmaken van hun tijd en het uitwisselen van vele sleutels. Ook Arch. Christophe Debrabander wil ik bedanken voor zijn hulp bij het zoeken naar testwoningen en het ter beschikking stellen van de originele blowerdoorverslagen van de woningen in Temse en Bredene.
De metingen in deze twee wijken waren niet mogelijk geweest zonder de gastvrijheid van de vele bewoners, en mijn collega-studenten Bram Derudder en Matthias Den Haese, die zo vriendelijk waren hun lijst met contactgegevens van bereidwillige buurtbewoners aan mij ter beschikking te stellen.
TOELATING TOT BRUIKLEEN De auteur geeft de toelating deze masterproef voor consultatie beschikbaar te stellen en delen van de masterproef te kopiëren voor persoonlijk gebruik.
Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting de bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit deze masterproef. Gent, 3 juni 2013 Wolf Bracke
OVERZICHT GEBOUWLUCHTDICHTHEID: HERHAALBAARHEID EN REPRODUCEERBAARHEID, SEIZOENSVARIATIE & DUURZAAMHEID Wolf Bracke
Promotor: prof. dr. ir. Arnold Janssens Begeleiders: Jelle Laverge, Nathan Van Den Bossche
Masterproef ingediend tot het behalen van de academische graad van Master in de ingenieurswetenschappen: architectuur Vakgroep Architectuur en Stedenbouw Voorzitter: prof. dr. Pieter Uyttenhove Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur Academiejaar 2012-2013 SAMENVATTING
Deze masterproef behandelt de betrouwbaarheid van luchtdichtheidsmetingen. Door middel van literatuuronderzoek en experimenteel onderzoek uitgevoerd op passiefwoningen, krijgen we een beeld over de herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid van deze metingen. Hierdoor kunnen evoluties op langere termijn, zoals seizoensvariatie en duurzaamheid beter beoordeeld worden. TREFWOORDEN
Luchtdichtheid, blowerdoor, herhaalbaarheid, reproduceerbaarheid, seizoensvariatie, duurzamheid, passiefwoningen
Building Airtightness: Repeatability and Reproducibility, Seasonal Variation & Durability Wolf Bracke Supervisors: prof. dr. ir. arch. Arnold Janssens, dr. ir. arch. Nathan Van Den Bossche, ir. arch. Jelle Laverge
Abstract This study discusses the reliability of blowerdoor measurements. Through literature and experimental research performed on passive houses, repeatability and reproducibility are studied, as well as the their relation to measurement conditions. This first part of the study serves as a reference to evaluate long-term effects such as seasonal variation and durability. Keywords Airtightness, blowerdoor, repeatability, reproducibility, seasonal variation, durability, passive houses.
I. INTRODUCTION Given Europe’s ambitions to cut down CO2 emissions, all new-built houses are supposed to be net zero energy buildings by the end of 2020. While the public and building industry is well aware of the need for well-insulated buildings, there is still much room for improvement in terms of airtightness. While new standards are emerging and maximum air leakage limits are imposed, the need for a reliable test method and reliable results is growing. Although the European standard EN 13829 describes the preparation of the building and explains in detail how the measurements should be performed, there still is room for interpretation. [1] The growing (financial) consequences following the blowerdoor measurement results, raises the importance to have well-trained test operators, reliable equipment, clear standard regulations and calculation methods. Even if all the above conditions are met, measurement uncertainties will occur due to the effects of wind and temperature. It’s important to be able to estimate and evaluate these uncertainties in order to compare test results and to define maximum wind speeds during the test. It’s also important to study the long-term variation of air leakage. Do blowerdoor test results remain stable during the changing seasons? If not, how big is the variation that occurs? Is this variation uniform for all building methods? What’s the relation to the prevailing climate? Should airtightness parameters be corrected for these seasonal effects to obtain an objective result? Besides seasonal effects, there probably is a degradation of air barriers, causing a rise in the air leakage after some years. It’s essential to evaluate which materials or elements are responsible for this rise in order to build future houses with a more durable airtightness barrier.
II. REPEATABILITY AND REPRODUCIBILITY A. Literature Some available studies give an idea of the expected variation when performing airtightness measurements. A study by Delmotte and Laverge reported a standard deviation of 1,4% and maximum variation of 4,0% for 10 blowerdoor tests under repeatability circumstances (same operator, same test equipment). These numbers increased to 2,7% and 7,9% under reproducibility circumstances (different operators, different test equipment). [2] Persily performed 28 blowerdoor tests on a house during a three-month period and found a 5,5% standard deviation and 19,4% maximum variation. When only retaining the results from relatively calm weather days (< 2,5 m/s wind speed) these statistics decreased to 1,7% and 4,8%, showing the high wind speed impact on the repeatability of blowerdoor results. High wind speeds seem to be correlated with higher leakage results. [3] Kim and Shaw studied the air leakage from a house during a one-week period. They noticed similar results as the previous researches: a standard deviation of 1,7% and maximal variation of 4,2%. The highest air leakages were measured during low wind speeds, in contrary to Persily’s findings. [4] B. Experimental research Similar research was performed on two passive houses in Belgium. These passive houses are currently the only buildings subjected to maximum airtightness levels (ACH50 < 0,6 h-1) and can be regarded as ‘a look in the future’ of the housing market. House 1 is semi-detached house, built in a traditional way using masonry walls. On an average day, measurements showed a standard deviation of 1,1% and a maximum variation of 3,5%. House 2 is a detached house witch a woodframe structure. These statistics rise to 2,7% and 7,7%, probably because of the higher wind influences to which the building is exposed. No relation between wind speed and air leakage could be discovered, but the results on windy days show generally more variation. Wind speeds were derived by online weather observations, which are not always reliable. A mobile weather station would be a much better option to monitor wind speed and direction.
Table 1: Overview air leakage house 1 date day 1 day 2 day 3 day 4 day 5 day 6 day 7 average
17/12/12 7/01/13 29/01/13 19/02/13 11/03/13 9/04/13 29/04/13
50
ACH50
st dev
max var
0,52 0,51 0,54 0,52 0,57 0,58 0,58
1,39% 1,18% 1,13% 1,05% 1,03% 0,92% 0,49%
4,06% 4,32% 3,49% 2,69% 4,35% 1,83% 1,41%
0,54
1,11%
3,46%
[m3/h]
[h-1]
221,7 219,8 229,3 223,2 241,4 246,2 248,7 230,2
A few additional tests were performed, to evaluate decisions in building preparation or test procedure – without neglecting EN 13829. As different pressure differences over the building envelope exist due to wind and temperature effects, the place of the external pressure point might influence the measurement results. Blowerdoor tests were performed on both passive houses, while changing the external pressure tube around the building. Although t-tests showed in most cases no significant difference between different positions of the pressure tube, we can’t conclude that this effect is negligible. Probably the effect is masked by the usual variation in airtightness measurements. This effect is therefore more deeply studied in paragraph V. Norm documents give no clear indication whether doors should be locked during the blowerdoor test, or just closed. As leaks around doors can be almost eliminated by locking the door, this decision can have a significant impact on leakage results. In house 2, not locking the front or back door during a test led to an increase in leakage by 40,2 m3/h and 41,2 m3/h. As passive house’s air leakage is very low, this resulted in a relative increase of 33,4% and 28,9%. Mechanical ventilation systems should be sealed off during the blowerdoor test, as the air supply and exhaust would mean huge leaks in the building envelope. It’s up to the test operator to decide where the ventilation system will be disconnected. This can be anywhere between the external air supply/exhaust and the local air valves in the rooms. Tests on house 1 show that leaks between ventilation ductwork, heat exchanger, ventilation system and silencer are responsible for an additional 43,3 m3/h, or 17,6% of the total leakage when the ventilation system is not sealed off directly after the external air supply/exhaust. Generally, the blowerdoor should be installed in the most airtight opening of the building envelope. As this is difficult to evaluate without performing multiple tests, the test operator will use the front door in most of the cases. But when big leaks occur around the front door, these are of course not included in the measurements. In house 2, measurements were performed on both doors, showing a decrease by 22,3 m3/h (or 15,5%) when de blowerdoor was installed in the back door. These examples show how apparently small decisions can have a big impact on the air leakage. This is especially true for passive houses, which have a very small air leakage and thus will show a huge relative difference when something in the building preparation or test procedure is changed. This makes comparing test results difficult when looking for seasonal variation or durability effects, especially when blowerdoor tests are not performed by the same operator.
III. SEASONAL VARIATION A. Literature Studies reporting seasonal variation are available, but building methods and prevailing climate should be taken in mind when drawing conclusions. Persily performed multiple tests during one year on a house in Princeton. He noticed up to 30% higher air leakage in the summer compared to the lowest measurement results in winter. Air humidity on the contrary, showed peaks in the hot, humid summers and very low values in de the dry, cold winters. Persily claims the moisture in the hot summer air results in a swelling of the wood. When the wood swells, small cracks and gaps disappear resulting in a lower air leakage. [3] Kim and Shaw measured a seasonal variation up to 20% when performing a similar study on two houses in Canada. One of these houses had an air leakage very similar to the air leakage in passive houses. [4] Dickinson and Feustel performed a study on 10 houses in three different climates. Three houses were located in Truckee and showed a clear seasonal variation due to the extreme climate. This variation is very similar for all three houses, although the highest variation occurs in the house with the highest air leakage and vice versa. [5] B. Experimental research During the period December 2012 – April 2013, series of multiple measurements were performed every three weeks on the two passive houses. Measurements show an increase in air leakage in house 1 by 10% when comparing the results of the first four days of measurement to the last three days. This increase is probably the result of a change in the connection between the heat exchanger and a ventilation duct. If a seasonal variation would occur, we would have expected the air leakage to decline when spring emerged, which is not the case.
Figure 1: Seasonal variation house 1
The air leakage results of house 2 show no rising or declining trend. The results fluctuate around the average value. The absence of a seasonal variation due to the swelling of wood elements in house 1 might not be a big surprise. The
house is built with masonry and concrete, windows and doors are made of PVC. The use of wood elements is restricted to the roof construction, where no increase in airtightness is expected. Although house 2 is made of a wood construction and has wooden windows and doors, special care is taken to tape off every joint between wood panels, and around windows. As these joints already are airtight, the swelling of wooden elements can’t make them more airtight. IV. DURABILITY A. Literature Some studies cover groups of buildings, which have been tested and retested after some years to evaluate the durability of airtightness. Due to the variation of building techniques and materials, conclusions are hard to draw. It’s essential to make sure no interventions were performed between both blowerdoor tests that may affect the airtightness. Lux tested a group of 30 relatively airtight (ACH50 < 3,0 h) houses six years after the original tests were carried out. Only five houses were withheld, in which no interventions were performed. The evolution of the air leakage varies greatly, the maximum increase measured was 32% but one of the houses became 9% more airtight. [6] Proskiw and Eng performed tests on a group of 24 houses over a period of three years. The houses were on average five years old at the start of the test. Although the biggest evolution in airtightness is expected the first years after construction, Proskiw and Eng measured a maximum 37% increase and a 30% decrease over this period. A group of houses with a PEairtightness barrier increased on average by 3%, while a group with a drywall airtightness barrier increased by 7%. [7] Reiß and Erhorn compared the air leakage of 52 passive houses after construction and after a two-year period. They reported an average 30% increase, which seems dramatic but corresponds to an increase of the ACH50 by 0,09 h-1. Increases as high as 216% were seen, but a few houses also showed a decrease up to 39%. [8] 1
B. Experimental research Blowerdoor tests were performed on two groups of similar passive houses in Temse and Bredene, Belgium. The results of these tests were compared to the original test reports, generated from blowerdoor test performed one or two years before. Eight houses were tested in Temse, showing an average increase in air leakage by 29%. Some tests were probably not performed using the same building preparation as the original tests. It’s not clear whether all doors were locked during the tests and the sealing of the ventilation system might not be performed in exact the same way as during the first blowerdoor test. As discussed in Paragraph II, these ‘small’ differences can have a serious impact on air leakage. This makes qualifying the individual evolutions in air tightness very difficult. Despite these uncertainties, it seems clear that there is an increase in air leakage over the years. Leaks around doors and roof passages seem responsible for a good part of this increase.
Table 2: Evolution air leakage Temse
#1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 average median stdev max var
ACH501 [h-1]
ACH502 [h-1]
time span [months]
evolution
0,43 0,55 0,56 0,33 0,50 0,59 0,44 0,46
0,56 0,81 0,54 0,43 0,68 0,82 0,56 0,64
19 21 13 13 13 19 13 18
+32% +47% -3% +30% +34% +40% +25% +30%
0,48 0,48 17,7% 53,9%
0,63 0,60 21,5% 61,6%
16,1 -
+29% +31% 15% 50%
Seven tests were performed in Bredene, giving an average increase of 45% in air leakage. A few extreme values are responsible for this high increase. The median of 25% might be a more representative value for the increase in air leakage. The same leakage pattern was detected in Bredene as in Temse. The super isolating doors might suffer from high temperature differences, which cause the door to warp. These slightly warped doors create leaks at the upper and lower parts of the doors. Reinforced doors might tackle this problem. The leaks surrounding roof passages can probably be avoided by using specialized airtight sockets. V. BASELINE PRESSURE Despite well-trained test operators, reliable equipment, clear standard regulations and calculation methods, blowerdoor tests will always show some uncertainty due to changing natural pressure differences around the building. External reference taps and baseline pressure corrections are intended to obtain reliable test results. Figure 2 illustrates how
Figure 2: Pressure correction windward side
corrections based on one external reference point at one side of the building might have a reversed effect at the other sides of a building. As wind fluctuates constantly in speed and direction, natural pressure differences across the building envelope also change. Measurements show that even 30-second averages can greatly differ in a short period of time. Baseline pressures, measured before and after a blowerdoor test, are not per se representative for the natural pressure difference during the test and can lead to false corrections. Experiments show a much more stable natural pressure difference when the external pressure tap is connected to a perforated box because of reduced the wind effects on the pressure tap.
REFERENCES [1]
[2]
[3]
[4]
[5] [6]
[7]
[8]
Belgisch instituut voor normalisatie. (2001). NBN EN 13829: Thermische eigenschappen van gebouwen – Bepaling van de luchtdoorlatendheid van gebouwen – Overdrukmethode. Delmotte, C. & Laverge, J. (2011). Interlaboratory tests for determination of repeatability and reproducibility of buildings airtightness measurements. Belgian Building Research Institute. Persily, A. (1982). Repeatability and Accuracy of Pressurization Testing. Proceedings of the ASHRAE/DOE Conference on Thermal Performance of the Exterior Envelope of Buildings. Kim, A.K. & Shaw, C. Y . (1986). Seasonal variation in airtightness of two detached houses. Measured Air Leakage of Buildings. National Research Council Canada. Dickinson, J.B. & Feustel, H.E. (1986). Seasonal variation in effective leakage area. Lawrence Berkeley Laboratory, University of California. Lux, M.E. (1987). Time Dependent Changes in Air Leakage of Low Energy Houses Having Sealed Vapour Retarders. Internal Report No. 561. National Research Council Canada. Proskiw, G & Eng, P. (1997). Variations in Airtightness of Houses Constructed with Polyethylene and ADA Air Barrier Systems Over a Three-Year Period. Journal of Building Physics 1997; 20; 278. Reiß, J. & Erhorn, H. (2003). Messtechnische Validierung des Energiekonzeptes einer großtechnisch umgesetzten Passivhausentwicklung in Stuttgart-Feuerbach. IBP-Bericht WB 117/2003, Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Stuttgart.
INHOUDSTAFEL 1.
INLEIDING ...............................................................................................................................................................1
2.
BLOWERDOORMETINGEN ................................................................................................................................2 2.1
Algemeen ....................................................................................................................................................2
2.2
Stromingsvergelijking ...........................................................................................................................2
2.3
Verloop van een luchtdichtheidstest................................................................................................3
2.4
Meetcondities ............................................................................................................................................3
2.4.1
Gemeten zone .......................................................................................................................................................... 3
2.4.3
Weersomstandigheden ....................................................................................................................................... 3
2.4.2 2.4.4
Meetprocedure .........................................................................................................................................4
2.5.1
Correctie op het drukverschil .......................................................................................................................... 4
2.5.3
Bepalen van de 𝑉50̇ -waarde............................................................................................................................... 5
2.5
2.5.2
Correcties op de volumestroom ...................................................................................................................... 4
Grootheden afgeleid uit luchtdichtheidstesten ............................................................................6
2.6.1
Infiltratievoud: n50-waarde ............................................................................................................................... 7
2.6.3
Luchtdoorlatendheid: q50-waarde ................................................................................................................. 8
2.6.2 2.6.4
2.7
Onderdruk- en overdrukmeting ..................................................................................................................... 6 Specifiek luchtlekdebiet: 𝒗𝟓𝟎 -waarde .......................................................................................................... 7
Oppervlakteafhankelijke luchtdoorlatendheid : w50-waarde ............................................................ 8
Meetonzekerheid van lekdebiet en afgeleide grootheden .......................................................8
LITERATUURONDERZOEK ............................................................................................................................. 11 3.1 3.1.1
Herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid ................................................................................ 11 Inleiding .................................................................................................................................................................. 11
3.1.2
Seizoensvariatie .................................................................................................................................... 21
3.2.1
Inleiding .................................................................................................................................................................. 21
3.2
Beschikbaar onderzoek ................................................................................................................................... 12
3.2.2
Duurzaamheid ....................................................................................................................................... 28
3.3.1
Inleiding .................................................................................................................................................................. 28
3.3
4.
Voorbereiding van het gebouw ....................................................................................................................... 3
2.5.4
2.6
3.
Tijdstip van de meting ......................................................................................................................................... 3
3.3.2
Beschikbaar onderzoek ................................................................................................................................... 21 Beschikbaar onderzoek ................................................................................................................................... 28
EXPERIMENTEEL ONDERZOEK .................................................................................................................... 34 4.1
Beschrijving testwoningen................................................................................................................ 34
4.1.1
Kijkwoning 1 ......................................................................................................................................................... 34
4.1.3
Wijk Temse ............................................................................................................................................................ 37
4.1.2
Kijkwoning 2 ......................................................................................................................................................... 36
4.1.4
Herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid ................................................................................ 39
4.2.1
Resultaten meetdag 1 ....................................................................................................................................... 39
4.2.3
Afwijkende werkmethode .............................................................................................................................. 46
4.2
4.2.2
Wijk Bredene ........................................................................................................................................................ 38
Overzicht meetdag 1 – meetdag 7 ............................................................................................................... 42
4.3
Seizoensvariatie .................................................................................................................................... 56
4.4
Duurzaamheid ....................................................................................................................................... 60
4.4.1
Temse....................................................................................................................................................................... 60
4.4.3
Kijkwoning 1 ......................................................................................................................................................... 65
4.4.2
Bredene ................................................................................................................................................................... 62
4.4.4
Invloed natuurlijk drukverschil...................................................................................................... 68
4.5.1
Oorzaak natuurlijk drukverschil ................................................................................................................. 68
4.5.3
Variatie natuurlijk drukverschil .................................................................................................................. 73
4.5
4.5.2 4.5.4
Kijkwoning 2 ......................................................................................................................................................... 66 Impact correctie natuurlijk drukverschil ................................................................................................ 71 Weglaten correctie natuurlijk drukverschil ........................................................................................... 77
5.
ALGEMENE CONCLUSIES EN DISCUSSIE..................................................................................................... 81
6.
REFERENTIES ..................................................................................................................................................... 87
1.
INLEIDING
Sinds 1 januari 2006 moeten nieuwe en gerenoveerde gebouwen voldoen aan bepaalde EPB-eisen welke garant staan voor een goed niveau van thermische isolatie, energieprestatie en gezond binnenklimaat. [1]
De invoering van deze energieprestatieregelgeving heeft de bouwwereld beter bewust gemaakt omtrent het nut van voldoende isolatie, energiezuinige verwarmingsinstallaties en doorgedreven ventilatiesystemen. Luchtdichtheid is echter een punt waar in een groot aantal gevallen nog veel verbetering mogelijk is.
Naarmate grotere hoeveelheden isolatie worden toegepast en de transmissieverliezen dalen, stijgt immers het relatieve belang van de ventilatieverliezen. Het beperken van warmteverlies is niet het enige doel van luchtdicht bouwen. Verdere voordelen zijn een verhoogd thermisch comfort, het vermijden van schadegevallen ten gevolge van condensatie, betere akoestische isolatie, beter gedrag in geval van brand,… Ook is een goede luchtdichtheid essentieel voor de optimale werking van het ventilatiesysteem. Voor balansventilatie wordt een luchtdichtheidswaarde n50 = 3 h-1 aangeraden, wanneer er gebruik gemaakt wordt van warmteterugwinning daalt deze richtwaarde naar n50 = 1 h-1.
Het Vlaams Energieagentschap (VEA) onderzocht in 2012 het draagvlak voor het invoeren van algemene minimale luchtdichtheidseisen. [2] Hoewel er in België voorlopig enkel voor passiefhuizen een luchtdichtheidscriterium is (n50 = 0,6 h-1) kan een luchtdichtheidstest in veel gevallen aan te raden zijn. Deze levert meestal een daling van ongeveer 10 punten op voor het E-peil, wat resulteert in een aanzienlijke verhoging van subsidies en een daling van de onroerende voorheffing.
Op 1 januari 2014 daalt het maximum E-peil verder van E70 naar E60, waardoor luchtdichtheidstesten aan belang zullen toenemen. Tegen 2020 wil Europa 20% minder CO2 uitstoten. Woningen – die verantwoordelijk zijn voor 40% van deze uitstoot – zouden tegen dan energieneutraal moet zijn. Het is duidelijk dat passiefbouw de bouwmethode van de toekomst is en hierbij kan het belang van een goede luchtdichtheid niet onderschat worden. Gezien de waarde die gehecht wordt aan de resultaten van een luchtdichtheidsmeting is het belangrijk om na te gaan of deze meting een betrouwbaar resultaat oplevert. Welke factoren kunnen de n50waarde beïnvloeden tijdens de meting en blijft deze luchtdichtheidswaarde gehandhaafd enkele jaren na oplevering?
Deze scriptie begint met een hoofdstuk waarin de lezer vertrouwd gemaakt wordt met luchtdichtheidsmetingen. Fysische achtergrondinformatie, uitvoeringspraktijken, afgeleide grootheden en meetonzekerheden komen aan bod. Hierna volgt een literatuuronderzoek waarin een overzicht gegeven wordt van de belangrijkste studies die uitgevoerd zijn rond invloedsfactoren op luchtdichtheidsmetingen. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen invloeden op korte termijn (herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid), middellange termijn (seizoensvariatie) en lange termijn (duurzaamheid).
Bevindingen uit deze studies leiden tot een experimenteel onderzoek waarin de luchtdichtheid van twee passiefwoningen uitvoerig onderzocht wordt om de invloeden op korte en middellange termijn te bestuderen. De evolutie van de luchtdichtheidswaarde op lange termijn wordt onderzocht door de luchtdichtheid van twee groepen gelijkaardige passiefwoningen te meten, en het resultaat te vergelijken met de originele metingen. Tot slot wordt een reeks metingen en simulaties uitgevoerd m.b.t. de natuurlijke drukverschillen rondom een woning waaruit een invraagstelling van de huidige uitvoeringsvoorschriften van blowerdoortests volgt.
1
2.
BLOWERDOORMETINGEN
2.1
Algemeen
Luchtdichtheidstesten worden in bijna alle gevallen uitgevoerd met een Blowerdoor. Dit toestel bestaat uit een verstelbaar frame zodat het op elke deur gemonteerd kan worden. Rond het frame wordt een zeil gespannen en luchtdicht bevestigd op het deurkader. In het zeil bevindt zich een opening waarin een ventilator geplaatst wordt die lucht in of uit het gebouw kan blazen om zo een over- of onderdruk te creëren. Via een laptop wordt een meettoestel aangesloten op de Blowerdoor die de luchtstroom door de ventilator en het opgewekt drukverschil registreert. Hieruit kunnen de luchtdichtheidsgrootheden berekend worden.
Figuur 1: Opstelling Blowerdoor
2.2
Stromingsvergelijking
De luchtstroom door een opening wordt algemeen beschreven door de volgende vergelijking 2 V̇ = Cd ∙ A ∙ � ∙ ∆p�
waarbij
V̇ Cd A ρ Δp
ρ
= = = = =
1� 2
luchtvolumestroom weerstandsgetal van de opening oppervlakte van de opening massadichtheid lucht drukverschil
[m3 /h]
[m3 /h] [−] [m2 ] [kg/m3 ] [Pa]
Bij een drukproef op een volledig gebouw stroomt de lucht door een combinatie van vele verschillende openingen. Daarom is deze formule niet toepasbaar en gebruikt men in de praktijk de vereenvoudigde formule V̇ = CL ∙ ∆pn
waarbij CL n
2
= =
stromingscoëfficiënt stromingsexponent
[m3 /h]
[m3 /(h ∙ Pan )] [−]
De stromingscoëfficiënt is een constante die afhankelijk is van de geometrie van de openingen en de stromingsexponent beschrijft het stromingsregime door deze openingen. Deze exponent varieert van 0,5 voor een volledig turbulente stroming tot 1,0 voor een volledig laminaire stroming. Beide waarden worden berekend uit de meetwaarden van de luchtvolumestroom en het drukverschil.
2.3
Verloop van een luchtdichtheidstest
In de Europese norm EN 13829 worden de voorwaarden voor een geldige luchtdichtheidstest omschreven. Het is essentieel voor een goede interpretatie van de resultaten dat de test op een correcte manier wordt uitgevoerd. [3]
2.4
Meetcondities
2.4.1
Gemeten zone
De norm bepaalt dat alle ruimtes die bewust geklimatiseerd worden, behoren tot de te meten zone. In een toelichting bij het ministerieel besluit van 30 november 2012, worden bijkomende specificaties voor de meting van de luchtdichtheid van gebouwen in het kader van de EPB-regelgeving opgegeven. Daarin staat dat alle ruimtes moeten gemeten worden die behoren tot het beschermd volume. Dit betekent dat bv. een onverwarmde zolder of garage die wel geïsoleerd is toch zal moeten mee beschouwd worden in de test. Ook een oudere toelichting uit 2007 geeft meer informatie en toont een praktijkvoorbeeld. [4][5][6][7] 2.4.2
Tijdstip van de meting
Een luchtdichtheidstest kan pas uitgevoerd worden wanneer alle werken aan een gebouw zijn uitgevoerd die de luchtdichtheid kunnen beïnvloeden. Wanneer na de test nog doorboringen uitgevoerd worden tijdens bv. elektriciteits- of ventilatiewerken kan het meetresultaat niet meer als betrouwbaar worden beschouwd. 2.4.3
Weersomstandigheden
De invloed van weersomstandigheden zullen in deze masterproef onderzocht worden. De norm raadt af om een test uit te voeren wanneer niet aan de volgende voorwaarden voldaan is. Δθ ∙ h ≤ 500 windsnelheid ≤ 6
[K ∙ m] [m⁄s]
Δθ h
[K] [m]
waarbij
2.4.4
= =
temperatuursverschil tussen binnen en buiten hoogte van het gebouw
Voorbereiding van het gebouw
De norm beschrijft twee meetmethodes voor het uitvoeren van een luchtdichtheidstest. Methode A beschrijft de voorwaarden voor een test van het gebouw in gebruikstoestand terwijl methode B gericht is op het bepalen van de luchtdichtheid van de gebouwschil. Het is methode A die gebruikt wordt voor het bepalen van de gebruikelijke luchtdichtheidsgrootheden.
Hierbij worden alle openingen in de gebouwschil (vensters, deuren, brandkleppen) gesloten, alle interne deuren (met uitzondering van toiletten en ingemaakte kasten) binnen de te meten zone worden geopend zodat het gebouw reageert als één drukgebied. Deuren of zolderluiken naar ruimtes buiten het beschermd volume worden gesloten.
3
Mechanische ventilatieopeningen dienen afgedicht te worden door middel van een ballon of tape. Dit kan het eenvoudigst gebeuren door de buizen aan het ventilatietoestel los te koppelen en af te dichten.
Indien mogelijk worden openingen zoals ventilatieroosters, schouw, dampkap,… gesloten maar deze mogen niet worden afgedicht. Verwarmings-, ventilatie- en airconditioningsystemen worden uitgeschakeld tijdens de test.
2.5
Meetprocedure
Met behulp van de blowerdoor bepalen we de V̇ 50-waarde. Dit is de luchtvolumestroom doorheen de gebouwschil bij een opgelegd drukverschil van 50 Pa. Algemeen wordt aangenomen dat dit drukverschil hoog genoeg is om toevallige weersinvloeden uit te schakelen maar toch laag genoeg is om met de gebruikelijke meettoestellen te bereiken. De procedure die volgt wordt bij het verder uitvoeren van de luchtdichtheidsproeven geautomatiseerd met behulp van het meettoestel DG-700 en de software Tectite Express 3.1. [8][9][10] 2.5.1
Correctie op het drukverschil
Over een gebouwschil heerst altijd een natuurlijk drukverschil ten gevolge van wind en temperatuurverschillen. Voor en na een luchtdichtheidstest worden deze gemeten zodat de tijdens de test opgebouwde drukverschillen hierop gecorrigeerd kunnen worden. Hiervoor wordt een kap op de ventilator in de blowerdoor aangebracht zodat de deur volledig luchtdicht afgesloten is. Gedurende 30 seconden worden de drukverschillen gemeten en hieruit berekent Tectite Express automatisch de volgende gemiddelde waarden Δp01+ Δp01− Δp01 Δp02+ Δp02− Δp02
= = = = = =
gemiddelde positieve waarden aan begin test gemiddelde negatieve waarden aan begin test gemiddelde waarden aan begin test gemiddelde positieve waarden aan einde test gemiddelde negatieve waarden aan einde test gemiddelde waarden aan einde test
[Pa] [Pa] [Pa] [Pa] [Pa] [Pa]
Als één van deze waarden aan het begin van de test meer dan 5 Pa bedraagt mag de proef niet worden uitgevoerd, wanneer dit op het einde van de test het geval is moet de proef opnieuw worden uitgevoerd.
Het geïnduceerd drukverschil wordt berekend door de gemiddelde waarde van deze natuurlijke verschillen af te trekken van de gemeten waarden tijdens de test. Δp = Δpm −
waarbij
Δp Δpm
2.5.2
= =
Δp01 + Δp02 2
geïnduceerd drukverschil gemeten drukverschil
Correcties op de volumestroom
[Pa]
[Pa] [Pa]
Wanneer de meetresultaten manueel worden uitgelezen moeten er enkele correcties worden uitgevoerd om tot een genormeerde volumestroom te komen. Het programma Tectite Express voert deze correcties automatisch uit. De eerste correctie is in functie van het meettoestel en wordt door de fabrikant gegeven. V̇ m = f (V̇ r )
waarbij 4
[m3 /h]
V̇ m V̇ r
= =
afgelezen volumestroom gemeten volumestroom
[m3 /h] [m3 /h]
Vervolgens wordt een temperatuurcorrectie uitgevoerd. Wanneer tijdens een overdrukmeting koude buitenlucht door de blowerdoor in een woning wordt geblazen zal deze opwarmen en uitzetten. Het volume van de opgewarmde lucht die door de gebouwschil ontsnapt zal dus groter zijn dan het volume dat door de ventilator wordt binnengebracht. Voor een onderdrukmeting geldt het omgekeerde. Bij overdruk geldt
ρ V̇ env = V̇ m ∙ � e �
[m3 /h]
ρ V̇ env = V̇ m ∙ � i �
[m3 /h]
V̇ env ρe ρi
[m3 /h] [kg/m3 ] [kg/m3 ]
ρi
Bij onderdruk geldt waarbij
ρe
= = =
lekdebiet door de gebouwschil massadichtheid van de buitenlucht massadichtheid van de binnenlucht
De massadichtheid van lucht kan met de volgende formules berekend worden ρ=
pbar – 0,37802 ∙ pv
pv = ϕ ∙ pvs
pvs = exp(59,484085 −
waarbij
pbar pv θ ϕ pvs
2.5.3
[kg/m3 ]
287,055 ∙ (θ+273,15)
= = = = =
6790,4985 θ+273,15
− 5,02802 ∙ ln( θ + 273,15))
barometrische luchtdruk partiële waterdampdruk temperatuur relatieve vochtigheid saturatiedampdruk
Bepalen van de 𝑽̇𝟓𝟎-waarde
[Pa]
[Pa]
[Pa] [Pa] [°C] [%] [Pa]
In tegenstelling tot een single-point test, waarbij men enkel de volumestroom bij een drukverschil van 50 Pa zou meten, schrijft de norm EN 13829 een multi-point test voor.
Voor individuele woningen moet de volumestroom worden bepaald over een drukinterval van minimaal 10 Pa (of 5 keer het natuurlijk drukverschil) tot minimaal 50 Pa, en bij voorkeur tot 100 Pa. Het drukverschil tussen meetpunten mag maximaal 10 Pa bedragen.
Door gebruik te maken van Tectite Express wordt de druk automatisch opgebouwd van 10 Pa naar 20 Pa, 30 Pa,… tot 100 Pa indien dit gehaald kan worden. Per meetpunt worden 100 metingen uitgevoerd waarvan het gemiddelde wordt bepaald om een nauwkeuriger resultaat te bekomen.
Het lekdebiet wordt voor verschillende geïnduceerde drukverschillen in een logaritmisch diagram uitgezet. Dit levert een regressierechte op die voldoet aan de stromingsvergelijking V̇ env = Cenv ∙ (∆p)n
waarbij
Cenv n
= =
stromingscoëfficiënt van de gebouwschil stromingsexponent van de gebouwschil
[m3 /h]
[m3 /(h ∙ Pan )] [−] 5
De stromingscoëfficiënt en stromingsexponent en hun bijhorend betrouwbaarheidsinterval worden via de kleinstekwadratenmethode bepaald. Om de stromingscoëfficiënt aan te passen naar normomstandigheden (20 ± 1 °C; 1,013 ∙ 105 Pa) voert men de volgende correctie door voor een overdrukmeting ρ
1−n
CL = Cenv ∙ � i � ρ0
analoog voor een onderdrukmeting ρ
1−n
CL = Cenv ∙ � e� ρ0
waarbij
= =
CL ρ0
genormeerde stromingscoëfficiënt massadichtheid van lucht bij normomstandigheden
Het lekdebiet kan nu berekend worden met de formule
[m3 /(h ∙ Pan )] [m3 /(h ∙ Pan )] [m3 /(h ∙ Pan )] [kg/m3 ]
V̇ L = CL ∙ (∆p)n
[m3 /h]
V̇ 50 = CL ∙ (50 Pa)n
[m3 /h]
Voor het referentiedrukverschil van 50 Pa wordt dit 2.5.4
Onderdruk- en overdrukmeting
Hoewel dit geen vereiste is, beveelt de norm aan om twee metingen uit te voeren om tot een betrouwbaarder resultaat te komen: één waarbij een overdruk wordt gecreëerd door lucht in de woning te blazen, en één waarbij lucht uit de woning gezogen wordt om deze in onderdruk te brengen. Deze waarden zullen van dezelfde grootteorde zijn maar kunnen licht variëren. Dit kan verklaard worden door de geometrie en eigenschappen van bepaalde lekopeningen, waardoor deze bij overdruk of onderdruk eerder kunnen open of dicht geduwd kunnen worden. Terugslagroosters van bv. dampkappen zullen bij overdruk opengeduwd worden terwijl deze bij onderdruk toegezogen worden. Omdat in de praktijk een combinatie van onderdruk en overdruk op de gevels zal ontstaan voert men beide metingen uit en neemt men het gemiddelde van de twee meetresultaten
2.6
̇ = 𝑉50
𝑉̇50, 𝑜𝑛𝑑𝑒𝑟𝑑𝑟𝑢𝑘 + 𝑉̇50, 𝑜𝑣𝑒𝑟𝑑𝑟𝑢𝑘 2
Grootheden afgeleid uit luchtdichtheidstesten
[m3 /h]
De V̇ 50 -waarde kan op zich niet gebruikt worden om de luchtdichtheid van gebouwen te beschrijven en onderling te vergelijken, hiervoor moet deze waarde vergeleken worden met een geometrische eigenschap van het gebouw. Als geometrische eigenschappen worden gebouwvolume, gebouwschiloppervlakte en vloeroppervlakte gebruikt waarbij iedere eigenschap voor- en nadelen heeft. De vergelijking met het gebouwvolume kan interessant zijn wanneer conclusies moeten getrokken worden over infiltratie- en ventilatievoud aangezien deze in dezelfde grootheid worden uitgedrukt. De gebouwschiloppervlakte als parameter gebruiken levert uiteraard de beste informatie op over de luchtdichtheid van deze gebouwschil, terwijl de vloeroppervlakte het meest aanleunt bij de werkelijke leefruimte. Volgende afbeelding geeft een verduidelijking van de verder gebruikte geometrische eigenschappen. [11] 1 2 3
6
= = =
buitenafmetingen globale binnenafmetingen binnenafmetingen
Figuur 2: Definitie van gebruikte afmetingen
2.6.1
Infiltratievoud: n50-waarde
De n50-waarde, die reeds in de inleiding aan bod kwam, is een veelgebruikte grootheid om de luchtdichtheid van gebouwen te beschrijven. Het is het infiltratievoud bij een opgelegd drukverschil van 50 Pa, en staat voor het aantal keer dat de lucht verwisseld wordt per uur via spleten en kieren bij dit drukverschil. In de Engelstalige literatuur vinden deze grootheid terug als ACH50, Air Changes per Hour. De n50-waarde wordt als volgt berekend n50 =
waarbij
V=
V̇50 V
binnenvolume van het gebouw
[h-1] [m3 ]
Volgens norm NBN EN 13829 wordt dit binnenvolume bepaald door het netto vloeroppervlak te vermenigvuldigen met de gemiddelde netto plafondhoogte. Het volume van het meubilair wordt niet afgetrokken. Om deze berekening te vereenvoudigen mag volgens het WTCB gebruik gemaakt worden van de globale binnenafmetingen van een gebouw. Op die manier wordt het volume ingenomen door binnenmuren en eventuele vloerplaten bij het binnenvolume gerekend hoewel dit strikt genomen niet de bedoeling is. Aangezien het binnenvolume vergroot zal de n50-waarde dus dalen waardoor een betere luchtdichtheidswaarde wordt verkregen. Hoewel de te meten zone afgebakend wordt door het beschermd volume, mag het binnenvolume in geen geval verward worden met dit beschermd volume. Het beschermd volume, wat gebruikt wordt in de EPB-verslaggeving, is berekend op basis van de buitenafmetingen van een gebouw waardoor buitenmuren en dakpakket foutief zouden meegerekend worden in het binnenvolume. Het spreekt voor zich dat op die manier een lagere, maar onjuiste n50-waarde zal bekomen worden.
Ter vereenvoudiging wordt soms gesteld dat het binnenvolume gelijk is aan 80% van het beschermd volume. Deze grove benadering mag niet toegepast worden en is ook te optimistisch. Volgens berekeningen in de thesis van Nathan Van Den Bossche bleek dit te variëren tussen 64% en 77%. Wegens de grotere isolatiepakketten in passsiefhuizen kan verwacht worden dat deze verhouding verder daalt waardoor nog lagere en foutievere n50-waarden zullen gevonden worden. [12] 2.6.2
Specifiek luchtlekdebiet: 𝒗̇ 𝟓𝟎 -waarde
Hoewel de v̇ 50 -waarde niet vermeld wordt in de norm EN 13829 en internationaal niet veel gebruikt wordt, is deze grootheid toch belangrijk in het kader van de EPB-regelgeving. Het specifiek luchtlekdebiet geeft aan hoeveel lucht er lekt per uur en per vierkante meter testoppervlakte van de gebouwschil bij een drukverschil van 50 Pa. 7
De v̇ 50-waarde wordt als volgt berekend V̇50
v̇ 50 =
Atest
Atest
=
waarbij
testoppervlakte van de gebouwschil
[m3/(h ∙ m2)] [m2 ]
Deze testoppervlakte is dezelfde als de warmteverliesoppervlakte die ook in de E-peil berekening wordt gebruikt waardoor dit het rekenwerk beperkt. De testoppervlakte bekomt men op basis van de buitenafmetingen, gemeenschappelijke muren worden niet in rekening gebracht.
Wanneer men geen blowerdoortest uitvoert bij de oplevering van een woning, geeft men in de EPBsoftware een v̇ 50-waarde van 12 m3/(h ∙ m2) in. Deze stemt overeen met een zeer slechte luchtdichtheid. Het uitvoeren van een luchtdichtheidstest zal dus bijna altijd een veel lagere waarde opleveren waardoor het E-peil 5 tot 10 punten kan zakken. 2.6.3
Luchtdoorlatendheid: q50-waarde
De q50-waarde is een grootheid die, net als de v̇ 50-waarde, gebruikt wordt om de luchtdichtheid van de gebouwschil te beschrijven. De waarde staat voor de hoeveelheid lucht die ontsnapt per vierkante meter gebouwschil bij een opgelegd drukverschil van 50 Pa. In de Engelstalige literatuur vinden deze grootheid terug als MLR, de Minneapolis Leakage Ratio. De q50- waarde wordt bekomen met de volgende formule q50 =
waarbij
V̇50 AE
=
AE
oppervlakte van de gebouwschil
[m3/(h ∙ m2)] [m2 ]
Deze oppervlakte bestaat uit de som de verschillende wanden die de gemeten zone afbakenen, dus ook de gemeenschappelijke muur in het geval van rijwoningen. De oppervlakte wordt berekend door gebruik te maken van de globale binnenafmetingen zoals verduidelijkt in Figuur 2. 2.6.4
Oppervlakteafhankelijke luchtdoorlatendheid : w50-waarde
De w50-waarde van een gebouw wordt gebruik om de luchtdichtheid te beschrijven aan de hand van de vloeroppervlakte. De waarde staat voor de hoeveelheid lucht die ontsnapt per vierkante meter vloeroppervlakte bij een opgelegd drukverschil van 50 Pa. In de Engelstalige literatuur vinden deze grootheid terug als de specific leakage rate. De w50-waarde wordt als volgt berekend w50 =
waarbij AF
V̇50 AF
=
netto vloeroppervlakte
[m3/(h ∙ m2)] [m2 ]
De netto vloeroppervlakte wordt in principe berekend door de oppervlakte van elke kamer apart bij elkaar op te tellen. Uitsparingen in de vloerplaat zoals een trapgat worden niet meegerekend, ook uitsparingen in de muren voor deuren en vensters hoeven niet bijgeteld te worden. Opnieuw mag de berekening vereenvoudigd worden door gebruik te maken van de globale binnenafmetingen.
2.7
Meetonzekerheid van lekdebiet en afgeleide grootheden
Hoewel dit niet vereist is volgens de norm EN 13829, wordt in een blowerdoortestrapport meestal een meetonzekerheid berekend voor het bekomen lekdebiet en de hieruit afgeleide grootheden. 8
Het bekomen resultaat wordt uitgedrukt als een interval (meetwaarde ± meetonzekerheid) waarbinnen de werkelijke waarde zal liggen. Deze intervallen kunnen helpen om gefundeerde uitspraken te doen over de bekomen waarde. Zo kan men bepalen of er significante verschillen waarneembaar zijn tussen metingen om de evolutie van de luchtdichtheid op te volgen, of om verschillende gebouwen onderling te vergelijken.
Het Duitse FLiB (Fachverband Luftdichtheit im Bauwesen) publiceerde een aanvulling op de norm waarin verduidelijkt wordt hoe deze meetonzekerheid berekend kan worden op basis van verschillende parameters. [13] De meetonzekerheid van het lekdebiet wordt berekend met f = √a2 + b 2 + c 2 + d2 + e2
waarbij a
=
Fout op de debietmeting
b
=
Fout op de gebouwdrukmeting
c
Afhankelijk van de precisie van de gebruikte apparatuur, varieert tussen 4% en 7%. In deze masterproef werd gebruik gemaakt van een Minneapolis Blowerdoor Model 4 met DG-700 meettoestel, waarvoor een meetfout van 4% wordt aangehouden. Afhankelijk van het natuurlijk drukverschil, varieert tussen 1% en 5%. Het programma Tectite Express berekent deze meetfout met de volgende formule: 2
1
[%]
50
Fout ten gevolge van de windinvloed
=
Afhankelijk van de windsterkte, de beschuttingsgraad (A: zeer beschut, B: gedeeltelijk beschut, C: niet beschut) en het aantal referentiedrukmeetpunten. In deze masterproef werd gebruikt gemaakt van één referentiedrukmeetpunt aan de zijde van blowerdoor, eventueel kan dit aangevuld worden met bijkomende meetpunten aan de overige gevels van het gebouw. Hierdoor wordt een gemiddeld drukverschil over de gebouwschil bekomen.
[beaufort] 0
windsnelheid
< 0,3
0,3 – 1,5
3
3,5 – 5,4
4 5
maximale meetfout
[m/s]
1 2
=
2
∆𝑝 −∆𝑝 b = 0,65 ∙ �22 + 01 02 ∙
windsterkte
d
[%]
1,6 – 3,4 5,5 – 7,9 > 7,9
A 0 0 1 4 8
15
1 meetpunt
[%]
B
C
A
0
0
0
0 2
0 3
9
11
40
50
24
28
0 0 2 5
10
Tabel 1: Maximale meetfout ten gevolge van windinvloed
4 meetpunten B
C
0
0
0 1 5
20 35
0 2 6
23 40
Fout op de massadichtheidscorrectie In 2.5.2 werd de correctie besproken op de massadichtheid van lucht, dewelke afhankelijk is van temperatuur en luchtdruk. Wanneer deze luchtdruk effectief gemeten wordt en gebruikt is in deze correctie mag een fout van 2% aangehouden 9
e
=
worden, indien de luchtdruk (of bijliggende hoogteligging) niet gekend is geldt een maximale meetfout van 5%.
Fout ten gevolge van enkele drukmeting
Wanneer zowel een onder- als overdrukmeting uitgevoerd wordt, bedraagt deze fout 0%. Wanneer één van beide metingen wordt weggelaten wordt een fout van 7% aangehouden.
Wanneer de luchtdichtheidsgrootheden worden berekend uit het lekverlies, moet men rekening houden met een bijkomende geometrische onzekerheid ten gevolge van fouten tijdens het opmeten. De meetonzekerheid van de luchtdichtheidsgrootheden wordt berekend met h = �f 2 + g 2
waarbij g
10
=
Geometrische onzekerheid Wanneer geometrische eigenschappen van het gebouw nauwkeurig zijn opgemeten mag men een onzekerheid van 3% gebruiken, wanneer deze gebaseerd zijn op plannen loopt dit op tot 6% en wanneer het binnenvolume afgeleid wordt uit het buitenvolume wordt dit 12%.
3.
LITERATUURONDERZOEK
Hoewel het uitvoeren van luchtdichtheidstesten in ons land een relatief nieuwe praktijk is zijn er plaatsen waar men al tientallen jaren vertrouwd is met blowerdoormetingen. Vaak gaat het om gebieden waar een kouder klimaat heerst en een minimale luchtdichtheid in normen is vastgelegd. Gezien de jarenlange ervaring staat men in landen zoals Canada en de Verenigde Staten al een stuk verder in onderzoek naar invloedsfactoren op blowerdoortesten en duurzaamheid van luchtdichting. Resultaten hiervan kunnen niet altijd zomaar geëxtrapoleerd worden naar een ander klimaat en verschillende bouwmethode, maar een overzicht geeft enkele tendensen weer en leidt tot verdere onderzoekspistes.
3.1
Herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid
3.1.1
Inleiding
In het vorige hoofdstuk werd de theorie rond blowerdoormetingen behandeld. Hieruit werd duidelijk dat de V̇ 50 -waarde berekend wordt uit de meetwaarden van de luchtstroom door de blowerdoor en het opgebouwde drukverschil. Beide grootheden variëren voortdurend tijdens de test en zijn onstabiel omwille van invloeden zoals windstoten en temperatuurverschillen. Daarom kan men de gemeten waarde niet beschouwen als de reële waarde, maar enkel als een benadering hiervan. De schatting van de totale meetfout wordt de meetonnauwkeurigheid genoemd. Deze totale meetfout bestaat uit systematische meetfouten (Eng: bias error) en toevallige meetfouten (Eng: precision/random error), zowel bij het meten van de luchtstroom als het drukverschil treden beide fouten op. Aangezien de V̇ 50 -waarde niet eenmalig gemeten wordt bij 50 Pa, maar een extrapolatie is van vele meetwaarden treden er bijkomstig nog modelleerfouten op (Eng: modelisation error). [14]
Volgens ISO 5725-1 is herhaalbaarheid de precisie waarmee onafhankelijke testresultaten behaald worden met dezelfde testmethode, op identieke testobjecten, in hetzelfde laboratorium, door dezelfde operator, met dezelfde testapparatuur binnen een korte tijdspanne. Op die manier kan men resultaten vergelijken en systematische meetfouten uitsluiten, enkel de toevallige meetfouten worden onderzocht. Deze kunnen veroorzaakt worden door de uitvoerder van de blowerdoortest wanneer bijvoorbeeld het zeil niet goed aansluit rond de ventilator. Ook windstoten of plotse variatie in windrichting kunnen en bron van toevallige meetfouten zijn. [15]
Hetzelfde ISO document definieert reproduceerbaarheid als de precisie waarmee onafhankelijke testresultaten behaald worden met dezelfde testmethode, op identieke testobjecten, in verschillende laboratoria, met verschillende operatoren en verschillende testapparatuur. Zo kan men de totale meetfouten onderzoeken. Systematische meetfouten zijn hierbij inbegrepen, toevallige meetfouten kunnen uiteraard nooit uitgesloten worden. Onder systematische meetfouten vallen afwijkingen die bijvoorbeeld te wijten zijn aan de kalibratie van de meettoestellen of veranderde klimatologische omstandigheden. Herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid zijn dus twee extremen van precisie, de eerste beschrijft de minimale en de tweede de maximale variatie in de testresultaten. Beiden worden uitgedrukt als een standaardafwijking. [16] Het resultaat van een meting kunnen we als volgt omschrijven: y = m + B + e
waarbij y
=
meetresultaat 11
m B e
= = =
gemiddelde waarde systematische meetfout toevallige meetfout
De herhaalbaarheidsstandaardafwijking 𝜎𝑟 en de reproduceerbaarheidsstandaardafwijking 𝜎𝑅 zijn als volgt geformuleerd: 𝜎𝑟 = �𝑉(𝑒)
𝜎𝑟 = �𝑉(𝐵) + 𝑉(𝑒)
waarbij
V(e) = V(B) =
3.1.2
variantie van de toevallige meetfout variantie van de systematische meetfout
Beschikbaar onderzoek
Er is nog geen grootschalig onderzoek gebeurd naar de herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid van luchtdichtheidstesten waarbij men zich vooral richt op passiefwoningen. Wel is het mogelijk om uit gerelateerde onderzoeken enkele voorzichtige besluiten te trekken. 3.1.2.1
Onderzoek Delmotte & Laverge
Algemeen Het Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf (WTCB) beschikt over een proefsite in het Waals-Brabantse Limelette waar rond 1980 een kleine woning gebouwd werd die volledig aan proefonderzoek gewijd is. [17]
Figuur 3: Zuidgevel proefwoning Limelette
De woning voldoet, gezien de ouderdom, niet meer aan de hedendaagse normering naar isolatie toe. Ook luchtdichte afwerking was geen prioriteit tijdens het bouwproces. De woning wordt verwarmd met elektrische convectoren en is uitgerust met een balansventilatiesysteem met vier externe ventilatoren. Enkel de gelijkvloerse verdieping wordt onderworpen aan een luchtdichtheidstest, deuren en luiken naar kelder en zolder blijven gesloten tijdens de uitvoering. Standaardafwijking en spreiding meetresultaten
Er werden twee reeksen testen uitgevoerd, één onder herhaalbaarheidsomstandigheden en één onder reproduceerbaarheidsomstandigheden, de woning werd telkens op dezelfde manier voorbereid. Bij de eerste proef werden 10 luchtdichtheidstesten uitgevoerd door dezelfde persoon met dezelfde meetapparatuur, bij de tweede werden 11 testen uitgevoerd door 11 verschillende personen met 11 verschillende meettoestellen. Alle testen werden uitgevoerd tussen 14/06/2011 en 15/07/2011. Volgende tabellen geven een overzicht van de meetwaarden. 12
#1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9
# 10
gemiddelde
mediaan
standaardafwijking maximale variatie
#1 #2
#3 #4 #5 #6 #7 #8 #9
# 10 # 11
gemiddelde
mediaan
standaardafwijking maximale variatie
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
708,5
754,1
731,3
[m3/h] 710,2 736,4 732,1 729,8 724,9 731,0 738,0 705,9 698,6 721,5 727,4
1,98% 5,46%
[m3/h] 733,6 752,4 753,1 733,4 741,1 750,6 737,9 736,3 731,6 742,4 739,5
3,07% 3,03%
Tabel 2: Resultaten herhaalbaarheid
[m3/h] 721,9 744,4 742,6 731,6 733,0 740,8 738,0 721,1 715,1 732,0 732,3
1,36% 4,00%
V̇ 50 , onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
741,1
709,2
725,2
[m3/h] 740,7 715,7 721,5 750,3 740,2 739,5 742,9 772,1 728,9 708,2 736,0 740,2
2,50% 8,68%
[m3/h] 724,1 711,1 742,4 756,1 764,2 704,0 792,8 771,0 747,2 733,3 744,6 742,4
3,71%
11,93%
Tabel 3: Resultaten reproduceerbaarheid
[m3/h] 732,4 713,4 732,0 753,2 752,1 721,8 767,9 771,5 738,1 720,7 740,3 732,4
2,71% 7,85%
In een boxplotdiagram wordt de spreiding van de meetresultaten weergegeven:
13
V50-waarde [m3/h]
810 790 770 750 730 710 690
onderdruk
overdruk
gemiddelde
Figuur 4: Spreiding resultaten herhaalbaarheid 810
V50-waarde [m3/h]
790 770 750 730 710 690
onderdruk
overdruk
gemiddelde
Figuur 5: Spreiding resultaten reproduceerbaarheid
Uit de tabellen en diagrammen blijkt zoals verwacht dat de standaardafwijking en spreiding van de resultaten aanzienlijk groter is bij reproduceerbaarheidsomstandigheden dan bij herhaalbaarheidsomstandigheden. Door gebruik te maken van de gemiddelde V̇ 50 -waarde in plaats van één V̇ 50 -waarde bij onderdruk of overdruk bekomt men resultaten met een minder grote spreiding. Aangezien er onder natuurlijke omstandigheden een combinatie van positieve en negatieve drukverschillen optreden leunt de gemiddelde waarde ook beter aan bij de werkelijke situatie. Standaardafwijking in functie van drukverschil
In deze studie werden ook beide standaardafwijkingen 𝜎𝑟 en 𝜎𝑅 berekend voor de volumestroom bij verschillende drukverschillen. Dit geeft volgende grafieken:
14
4.0% 3.5%
σr
3.0% 2.5% 2.0% 1.5% 1.0% 0.5% 0.0%
0
10
20
30
40
50
60
Drukverschil [Pa]
70
80
90
100
90
100
Figuur 6: Herhaalbaarheidsstandaardafwijking ifv drukverschil 7.0% 6.0%
σR
5.0% 4.0% 3.0% 2.0% 1.0% 0.0%
0
10
20
30
40
50
60
Drukverschil [Pa]
70
80
Figuur 7: Reproduceerbaarheidsstandaardafwijking ifv drukverschil
Uit de grafieken blijkt dat lagere drukverschillen leiden tot minder betrouwbare meetresultaten, dit kan verklaard worden door de relatief grote impact van natuurlijke drukverschillen die de meting kunnen verstoren. Het gebruikelijke drukverschil van 50 Pa leidt tot aanvaardbare afwijkingen. Standaardafwijking in functie van luchtdichtheid
Volgens Murphy et al. zou de luchtdichtheid van de woning een invloed hebben op die variatie van de meetresultaten, een betere luchtdichtheid zou zorgen voor minder afwijkende meetwaarden. [18] Om deze stelling te onderzoeken werd een kleinschalig bijkomend onderzoek opgezet waarbij de luchtdichtheid van het gebouw werd aangepast. Er werd één serie van 10 testen uitgevoerd waarbij de luchtdichtheid verlaagd werd en twee series van 5 testen waarbij deze verhoogd werd, enkel de herhaalbaarheid werd onderzocht. Ter referentie worden de originele waarden ook meegegeven.
15
V̇ 50 [m3/h]
σr, 4 Pa [-]
297
1,7%
284
2,7%
732
1523
3,5% 3,0%
σr, 50 Pa [-]
σr, 100 Pa [-]
-
0,6%
-
1,4% -
Tabel 4: Standaardafwijking i.f.v. luchtdichtheid
0,6% 1,1% 0,4%
Uit de meetresultaten kan geen sterke correlatie gevonden worden tussen de luchtdichtheid van het gebouw en de standaardafwijking van de meetresultaten. Uitgebreid onderzoek is vereist om de stelling van Murphy te bevestigen. 3.1.2.2
Onderzoek Persily
Algemeen A. Persily ontwikkelde samen met D.T. Harrje en A.K. Blomsterberg eind de jaren ’70 de blowerdoor aan de universiteit van Princeton. Omdat er nog weinig experimenteel onderzoek gebeurd was naar de resultaten van de blowerdoortesten voerde hij tussen oktober 1980 en september 1981 meer dan 80 metingen uit om de herhaalbaarheid en betrouwbaarheid hiervan te onderzoeken. Hierbij werd de spreiding van de resultaten zowel op korte termijn als op jaarbasis vergeleken. Dit laatste aspect wordt later besproken in 3.2.2.1, in deze paragraaf komen enkel de meetwaarden aan bod die verzameld zijn in 1980 en wordt er gezocht naar relaties tussen het gemeten lekverlies en de windcondities. De testen zijn uitgevoerd op een houtskeletwoning in Princeton, New Jersey, USA die midden de jaren ’60 gebouwd werd zonder de nadruk te leggen op een luchtdichte afwerking. De woning telt twee verdiepingen en een kelder en wordt verwarmd met hete lucht. Standaardafwijking en spreiding meetresultaten
Gedurende oktober, november en december 1980 werden op 28 verschillende dagen minstens twee luchtdichtheidsmetingen uitgevoerd bij windsnelheden tussen 0 en 25 km/h. De weersomstandigheden werden verzameld in een weerstation op 4 km afstand van de testwoning.
Figuur 8 toont de V̇ 50-waarden in functie van de gemeten windsnelheid. Het is duidelijk dat hogere windsnelheden leiden tot een grotere spreiding in de meetresultaten terwijl windstille dagen relatief betrouwbare meetwaarden opleveren. De trendlijn lijkt aan te tonen dat hogere windsnelheden voor een groter lekdebiet zorgen, maar enkele waarden op de grafiek ontkrachten deze theorie. De oorzaak van de grote spreiding bij hoge windsnelheden kan gezocht worden in de variërende windrichting. Dit aspect werd wel onderzocht door Persily maar er konden geen eenduidige conclusies uit getrokken worden.
16
4400 4300
R² = 0.4089
V50 [m3/h]
4200 4100 4000 3900 3800 3700 3600
0
5
10
15
Windsnelheid [km/h]
20
25
Figuur 8: 𝑉̇50-waarde i.f.v. windsnelheid
In Figuur 9 is het lekdebiet bij een drukverschil van 4 Pa weergegeven in functie van de windsnelheid. Het is duidelijk dat dit drukverschil te klein is om tot betrouwbare meetresultaten te komen. De natuurlijke drukverschillen die optreden ten gevolge van een zwakke wind zorgen voor een interactie met het drukverschil opgebouwd door de blowerdoor waardoor de metingen verstoord worden. 750
725
R² = 0.0252
V4 [m3/h]
700 675 650 625 600 575 550
0
5
10
15
Windsnelheid [km/h]
20
25
Figuur 9: 𝑉̇4-waarde i.f.v. windsnelheid
Tabel 5 vergelijkt de standaardafwijking en maximale variatie van het lekdebiet bij een opgebouwd drukverschil van zowel 50 Pa als 4 Pa. De resultaten worden verder opgesplitst twee categorieën: de eerste kolom omvat alle meetwaarden, in de tweede kolom worden enkel de metingen weerhouden waarbij de windsnelheid lager dan 9 km/h (2,5 m/s) was. Deze tabel toont net als de voorgaande grafieken aan dat de meetwaarden bij een drukverschil van 50 Pa betrouwbaarder zijn dan bij een verschil van 4 Pa. Wanneer bijkomstig een afsplitsing gemaakt voor de metingen die op bijna windstille dagen uitgevoerd zijn, zien we de standaardafwijking en variatie nog verder dalen.
17
drukverschil [Pa]
windsnelheid [km/h]
0 - 25
standaardafwijking
5,5%
lekdebiet
[m3/h]
maximale variatie
50
0-9
0 - 25
1,7%
7,7%
3861
3748
19,4%
4,8%
628
38,5%
4
0-9 633
6,3%
21,9%
Tabel 5: Standaardafwijking en variatie i.f.v. drukverschil en windsnelheid
3.1.2.3
Onderzoek Kim & Shaw
Algemeen A.K. Kim en C.Y. Shaw voerden tussen mei 1982 en juli 1983 een onderzoek uit naar de invloed van seizoenen op het resultaat van luchtdichtheidsmetingen, zoals in 3.2.2.2 besproken wordt. Als referentie werd de herhaalbaarheid van de metingen onderzocht over korte tijdspanne waardoor de klimatologische factoren beperkt zijn. [19]
Deze herhaalbaarheidstest werd uitgevoerd over zeven opeenvolgende dagen op één van de twee woningen die bij het onderzoek betrokken waren. Deze alleenstaande woning bevindt zich in Gloucester, Canada en is uitgevoerd in houtskeletbouw. De woning is onbewoond en maakte deel uit van het toenmalige HUDAC Mark XI Research Project, waarbij onderzoek naar woningen met zonneenergie werd gevoerd. De woning omvat twee verdiepingen en een kelder. Dankzij het polyethyleen dampscherm is er een goede luchtdichtheid verzekerd, voldoende isolatie en driedubbele beglazing maken deze woning zeer energiezuinig.
Standaardafwijking meetresultaten
Hoewel de testen binnen zeven dagen zijn uitgevoerd om de invloed van het klimaat te beperken, traden er over de loop van de week toch verschillende windsnelheden en windrichtingen op. Hierdoor kunnen we eigenlijk niet meer spreken over zuivere herhaalbaarheidsomstandigheden. Enkel op dag 1 en dag 2 was de windsnelheid zo beperkt dat dit wel mogelijk is. Aangezien er op deze dagen meerdere testen werden uitgevoerd, wordt de herhaalbaarheidsstandaardafwijking hiervoor apart berekend.
Tabel 6 toont de meetresultaten van de eerste meetdag, waarop het bijna windstil was. Er werden vier tests uitgevoerd die een identiek resultaat opleverden. dag 1
wind = 1,6 km/h #1 #2 #3 #4
gemiddelde
standaardafwijking
V̇ 50, gemiddeld [m3/h] 1120 1120 1120 1120 1120
0,00%
Tabel 6: Herhaalbaarheidsstandaardafwijking dag 1
In Tabel 7 zien we de meetresultaten van de tweede meetdag, waarop een zwakke wind waaide. De resultaten liggen iets meer gespreid maar lijken toch elkaar goed te benaderen.
18
V̇ 50, gemiddeld
dag 2
wind = 4,8 km/h
[m3/h]
#1
1094
#2
1091
#3
1098
gemiddelde
1094
standaardafwijking
0,33%
Tabel 7: Herhaalbaarheidsstandaardafwijking dag 2
Ondanks het beperkt aantal metingen lijken we te mogen besluiten dat een verhoogde windsnelheid leidt tot een grotere variatie in de meetresultaten. Dit is eenvoudig te verklaren door de schommelende drukverschillen over de woning ten gevolge van windstoten die de meting kunnen verstoren.
Aangezien het in de praktijk onmogelijk is om enkel luchtdichtheidstesten uit te voeren op volledig windstille dagen bekijken we in Tabel 8 ook de standaardafwijking van de resultaten over de zeven dagen. Deze blijkt ondanks de variërende windsnelheid en windrichting toch beperkt. De n50-waarden variëren tussen 2,78 h-1 en 2,90 h-1. windrichting
windsnelheid
V̇ 50, gemiddeld
dag 1
NW
1,6
1120
2,90
dag 3
NW
16,0
1087
2,82
ZW
12,8
ZW
24,0
dag 2 dag 4 dag 5 dag 6 dag 7
gemiddelde
mediaan
standaardafwijking maximale variatie
NW ZW ZW
[km/h] 4,8 9,6
12,8
[m3/h] 1098 1120 1112 1116 1073 1104 1112
1,65% 4,24%
Tabel 8: Herhaalbaarheidsstandaardafwijking dag 1 tot dag 7
n50
[h-1]
2,84 2,90 2,88 2,89 2,78 2,86 2,88
1,65% 4,24%
Figuur 7 toont de V̇ 50-waarde voor de zeven meetdagen in functie van de gemeten windsnelheid. De trendlijn lijkt aan te tonen dat een verhoogde windsnelheid leidt tot een lagere V̇ 50-waarde, maar gezien het beperkt aantal metingen kan dit niet met zekerheid geconcludeerd worden. Bovendien spreekt vergelijking tussen de meetwaarden van dag 2 en dag 4 deze stelling tegen.
19
1130 1120
V50 [m3/h]
1110 1100
R² = 0.5223
1090 1080 1070
0
5
10
15 Windsnelheid [km/h]
Figuur 10: 𝑉̇50-waarde i.f.v. windsnelheid
20
20
25
3.2
Seizoensvariatie 3.2.1
Inleiding
In paragraaf 3.1 werd een overzicht gegeven van de belangrijkste studies omtrent de herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid van luchtdichtheidsmetingen. In deze onderzoeken werden gedurende een korte periode verschillende metingen uitgevoerd. De standaardafwijkingen die hierbij werden bekomen kunnen we nu gebruiken als referentie om te bepalen of andere invloeden significante verschillen opleveren. Een belangrijke factor kan het uitvoeringsmoment van de proef zijn. Wanneer een meting in de zomer een veel positievere of negatievere waarde oplevert als in de winter, kan men zich afvragen of deze waarden niet gecorrigeerd moeten worden om een objectief testresultaat te bekomen. 3.2.2
Beschikbaar onderzoek
Reeds in 1980 werd door P.R. Warren en B.C. Webb verklaard dat er over de loop van het jaar verschillen tot 40% kunnen optreden in de meetwaarden van luchtdichtheidstesten. [20] Bij een vergelijkbaar onderzoek merkte A. Persily in 1982 verschillen tot 25%. [21] Ook J.B. Dickinson en H.E. Feustel kwamen tot gelijkaardige conclusies bij hun onderzoek in 1986. [22]
Gezien de ouderdom van enkele studies moet soms rekening gehouden worden met verouderde bouwmethodes die tot opvallende resultaten kunnen leiden. Het spreekt voor zich dat extremere klimatologische omstandigheden ook tot extremere variatie in de meetresultaten kan leiden. 3.2.2.1
Onderzoek Persily
Algemeen A. Persily onderzocht de evolutie van het lekdebiet van een woning gedurende de periode oktober 1980 tot september 1981. De meetwaarden die verzameld werden tijdens de eerste drie maanden van dit onderzoek kwamen aan bod in 3.1.2.2, waar de relatie tussen de windsnelheid en de herhaalbaarheid van luchtdichtheidsmetingen besproken werd.
De testwoning bevindt zich in Princeton, waar een vochtig continentaal klimaat heerst dat gekenmerkt wordt door koude winters en warme, vochtige zomers. Resultaten
In Figuur 11 zijn de V̇ 50-waarden doorheen het jaar weergegeven. Hiervoor worden enkel de meetresultaten opgenomen van blowerdoortests die uitgevoerd zijn op windstille dagen om de invloed van de windsnelheid en windrichting te minimaliseren. Hoewel er hierdoor voor sommige periodes weinig data beschikbaar is toont de grafiek een duidelijke tendens waarbij er in de winter een veel groter lekdebiet gemeten wordt dan in de zomer.
Volgens de auteur kan dit verschil niet enkel toegeschreven worden aan het uitzetten of inkrimpen van bouwmaterialen ten gevolge van temperatuurverschillen. Daarom werd de jaarlijkse evolutie van de luchtvochtigheid in grafiek gezet en deze leverde een curve op met een omgekeerde vorm in vergelijking met Figuur 11. Gezien de warmere lucht in de zomer veel meer vocht kan bevatten dan de koude winterlucht zal ook de houtconstructie vochtiger worden in de zomer en uitzetten door de ‘werking’ van hout. Op die manier worden kieren en spleten toegeduwd wat zorgt voor een lager lekdebiet. Omgekeerd zal de structuur opnieuw uitdrogen tijdens de winter waardoor de luchtdichtheid opnieuw achteruitgaat.
21
5100 4900
V50 [m3/h]
4700 4500 4300 4100 3900 3700 3500
Oct
Nov
Dec
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Figuur 11: Variatie 𝑉̇50-waarde doorheen het jaar
Sep
In Tabel 9 zien we dat het verschil tussen de hoogste gemeten waarde in de winter en de laagst gemeten waarde in de zomer meer dan 30% bedraagt van het gemiddelde lekdebiet. Ter vergelijking zijn de resultaten hernomen uit Tabel 5, waarbij enkel de meetresultaten van oktober tot december zijn opgenomen. gemiddelde
mediaan
standaardafwijking maximale variatie
3.2.2.2
okt ’80 – sept ‘81
okt ‘80 – dec ‘80
3780
3770
4174
9,21%
32,35%
3748
1,7% 4,8%
Tabel 9: Standaardafwijking en variatie van 𝑉̇50-waarde
Onderzoek Kim & Shaw
Algemeen A.K. Kim en C.Y. Shaw voerden in de loop van 1982 en 1983 een onderzoek uit waarbij de luchtdichtheid van twee testwoningen een 20-tal keer gemeten werd.
Een deel van dit onderzoek werd al besproken in paragraaf 3.1 ‘Herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid’. In 3.1.2.3 werd woning 1 al voorgesteld als een woning waarbij uitdrukkelijk aandacht besteed werd aan een goede isolatie en luchtdichting. Woning 2 bevindt zich in Ottawa, eveneens in Canada, en maakt deel uit van een onderzoeksproject waarbij de woning werd uitgevoerd in wanden met diverse opbouw. Zowel houtskeletbouw als massiefbouw is aanwezig en slechts op enkele plekken is er een dampscherm aangebracht, wat leidt tot een veel minder goede luchtdichting dan bij woning 1. Resultaten
Figuur 12 en Figuur 13 tonen de resultaten van de meetcampagne voor woning 1 en 2. In beide gevallen is er een duidelijk waarneembare tendens aanwezig waarbij na de zomer een maximale luchtdichtheid optreedt terwijl tijdens de winter de omgekeerde situatie zich voordoet.
22
340
V50 [m3/h]
330 320 310 300 290 280
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov Dec
Jan
Feb Mar
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov Dec
Jan
Feb Mar
1250
Apr May
Figuur 12: Variatie 𝑉̇50-waarde woning 1 doorheen het jaar
Jun
Jul
V50 [m3/h]
1200 1150 1100 1050 1000
Apr May
Figuur 13: Variatie 𝑉̇50-waarde woning 2 doorheen het jaar
Jun
Jul
Bij elke meting werd ook de luchtvochtigheid en de vochtigheid van de houtskeletconstructie gemeten. De vochtigheid van de houtskeletconstructie volgt met enige vertraging de luchtvochtigheid en is – net als bij het onderzoek van Persily – omgekeerd evenredig met het lekdebiet. Zo zorgt een hoge luchtvochtigheid voor een hoger vochtgehalte in het constructiehout en voor een lager lekdebiet. Tabel 10 toont enkele statistieken voor de groep meetresultaten van woning 1 en woning 2. Voor meest luchtdichte woning liggen de meetresultaten dichter bij elkaar, zowel de standaardafwijking als de maximale variatie zijn iets lager. Toch werd er nog altijd een verschil van meer dan 18% vastgesteld tussen de maximaal en minimaal gemeten waarden.
23
gemiddelde
mediaan
standaardafwijking maximale variatie
3.2.2.3
woning 1 313 415
4,88%
18,24%
woning 2 1100 1090
6,77%
20,00%
Tabel 10: Vergelijking 𝑉̇50-waarden woning 1 en woning 2
Onderzoek Dickinson & Feustel
Algemeen In 1984 werkten de NPPC (Northwest Power Planning Council) en ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) in de Verenigde Staten voorstellen uit om de lekopeningen in nieuwe gebouwen te beperken. Er werden maximumwaarden opgelegd voor lekopeningen per verschillende klimaatzone om zo de hieruit afgeleide natuurlijke infiltratie te limiteren. J.B. Dickinson en H.E. Feustel, twee onderzoekers aan het Lawrence Berkeley National Laboratory, waren op de hoogte van de resultaten van de twee voorgaande studies, waarbij een aanzienlijke variatie op te merken valt in de luchtdichtheidswaarde die gelinkt wordt aan de seizoenen. Aangezien dit effect niet te verwaarlozen is, kan verder onderzoek interessant zijn voor toekomstige normeringen. Omdat eerdere studies zich slechts op één of twee woningen concentreerden, die overigens in dezelfde omgeving lagen, besloten Dickinson en Feustel om het onderzoek uit te breiden naar diverse klimaten en meerdere woningen. Er werden 10 bewoonde huizen uit drie verschillende klimaatzones getest over een periode van 6 tot 14 maanden om de evolutie van de luchtdichtheid te onderzoeken.
Drie woningen uit het onderzoek bevinden zich in Truckee, een stad gelegen in de Sierra Nevada op een hoogte van 2000 m. De winters zijn er zeer koud en er valt jaarlijks meer dan 5 m sneeuw, de zomers zijn zachter. Er zijn drie woningen getest uit Oakland, gelegen in het noordelijk deel van de baai van San Francisco waar een klimaat heerst met zachte winters en frisse zomers. De laatste vier woningen zijn gelegen in Reno, een stad aan de oostflank van de Sierra Nevada die 1350 m boven zeeniveau ligt. De zomers zijn er warm en droog terwijl het in de winter frisser is en regelmatig regent en sneeuwt.
Alle woningen zijn opgebouwd met een houtskelet maar variëren in binnen- en buitenafwerking. Behalve klassiek pleisterwerk zijn er geen bijkomende voorzieningen getroffen om een goede luchtdichting te verzekeren. De leeftijd van de woningen die deelnemen aan de studie ligt tussen 1 en 70 jaar. Resultaten
In Tabel 11 zijn de resultaten van de meetcampagne samengevat. Ook uit deze studie blijkt dat de luchtdichtheid van woningen varieert doorheen het jaar, maar deze variatie is moeilijk in te schatten of te voorspellen.
24
woning
meetperiode
V̇ 50, gemiddeld
standaardafwijking
maximale variatie
T-1
14
2620
11,22%
33,13%
12
1416
7,16%
19,00%
6
1960
9
582
[maand]
T-2
[m3/h]
14
T-3 S-1
768
7
S-2 S-3
974
7
R-1
10
2408
R-4
11
730
8
11,10%
2,75%
6,17%
3,74%
1960
R-2 R-3
4,32%
8,06%
8,14%
17,61%
8,31%
19,02%
5,39%
832
13,06%
8,50%
20,62%
5,40%
17,78%
Tabel 11: Samenvatting resultaten Dickinson & Feustel
De grootste variatie werd vastgesteld bij woning T-1 in Truckee, wat verklaard kan worden door het extreme klimaat. Ook woning T-3 toont een aanzienlijke variatie terwijl dit bij woning T-2 veel beperkter is. Hoewel er een groot verschil te zien is in de jaarlijkse variatie van het lekdebiet van de drie woningen uit Truckee, zien we wel dat de extreme waarden gedurende dezelfde periodes terugkomen. Tussen december en april worden de laagste waarden gemeten, in tegenstelling tot de resultaten uit voorgaande studies. Dit zou verklaard kunnen worden door de grote hoeveelheden sneeuw op het dak (1 m) en rondom de woning (2 m) die smelt en de houtconstructie vochtiger maakt. De maximale waarden voor het lekdebiet werden voor de drie woningen tijdens de maand augustus gemeten, wanneer het vocht in het constructiehout opnieuw verdampt is. De grafieken (Figuur 14 tot Figuur 16) tonen een opvallend gelijkaardige piek voor de maand mei. Uit de beschikbare gegevens kon geen mogelijke oorzaak worden afgeleid, maar deze stijging zou een gevolg kunnen zijn van een tijdelijke drogere periode. Wanneer we de maximale variatie en standaardafwijking van de woningen in Truckee bekijken, stellen we een positief verband vast tussen de gemeten variatie en het lekdebiet van de woningen. In de relatief luchtdichte woning T-2 blijft de variatie beperkt, terwijl dit voor de meest lekke woning T-1 maximaal wordt. Woning T-3 blijft zowel voor lekdebiet als variatie tussen deze twee uitersten. 3250
V50 [m3/h]
3000
2750
2500
2250
Nov
Dec
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Figuur 14: Variatie 𝑉̇50-waarde T-1 doorheen het jaar
Oct
Nov
Dec
25
825
V50 [m3/h]
800
775
750
725
Nov
1600
Dec
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Apr
May
Jul
Aug
Sep
Oct
Figuur 15: Variatie 𝑉̇50-waarde woning T-2 doorheen het jaar
Nov
Dec
V50 [m3/h]
1500
1400
1300
1200
Nov
Dec
Jan
Feb
Mar
Jun
Jul
Aug
Figuur 16: Variatie 𝑉̇50-waarde woning T-3 doorheen het jaar
Sep
Oct
De lekdebieten van de woningen gelegen in Oakland (S-1, S-2 en S-3) vertonen een minder eenduidig beeld, wat te wijten is aan het gematigde klimaat. De variatie in de resultaten lijkt beperkter, maar omdat deze metingen maar over een periode van een half jaar zijn uitgevoerd is het moeilijk om de vergelijking te maken met de andere klimaatzones.
26
1025
V50 [m3/h]
1000
975
950
925
Nov
Dec
Jan
Feb
Mar
Apr
Figuur 17: Variatie 𝑉̇50-waarde woning S-1 doorheen het jaar
May
Jun
Ook bij de woningen in Reno zijn de resultaten niet zo uniform als in Truckee, dit kan deels verklaard worden door de harde wind in de streek die de metingen verstoort. Door de warme en droge zomers zouden de hoogste V̇ 50-waarden in deze periode verwacht worden, maar dit kwam niet altijd duidelijk naar voor uit de meetcampagne. 800
V50 [m3/h]
750
700
650
600
Oct
Nov
Dec
Jan
Feb
Mar
Apr
May
Jun
Figuur 18: Variatie 𝑉̇50-waarde woning R-4 doorheen het jaar
Jul
Aug
27
3.3
Duurzaamheid 3.3.1
Inleiding
Volgens de EPB-regelgeving in België heeft een bouwheer die een woning gebouwd heeft met een laag E-peil recht op een belastingvoordeel in de vorm van een verminderde onroerende voorheffing. Het uitvoeren van een blowerdoormeting levert in de meeste gevallen een aanzienlijke vermindering op van het E-peil. Het testrapport van deze blowerdoormeting moet deel uitmaken van de EPB-aangifte om recht te hebben op het belastingvoordeel. Deze aangifte moet binnen de 6 maand na ingebruikname van de woning worden ingediend, waardoor de luchtdichtheidstest wordt uitgevoerd kort na de oplevering van het gebouw. Ook voor het verkrijgen van een passiefhuiscertificaat is een luchtdichtheidsmeting vereist na oplevering. Men kan zich de vraag stellen in hoeverre de verkregen n50-waarde na oplevering nog relevant is na 2, 5 of 10 jaar. Herhaaldelijk openen en sluiten van deuren en ramen levert slijtage op aan sluitingsrubbers, dewelke ook kunnen ‘versterven’ onder invloed van licht, lucht en vocht. Ook de veelgebruikte tapes die de luchtdichtheid rondom ramen en over aansluitingsnaden garanderen kunnen degraderen. Gebouwen en funderingen kunnen zicht ‘zetten’ na verloop van tijd waardoor scheuren kunnen optreden, deze zouden ook kunnen ontstaan als gevolg van het krimpen en uitzetten onder invloed van luchtvochtigheid en temperatuur. 3.3.2
Beschikbaar onderzoek
De vraag of de luchtdichting van een gebouw duurzaam is, is natuurlijk niet nieuw. Al sinds vele jaren legt men in andere landen de nadruk op een luchtdichte bouwmethode waarbij ook bijhorende luchtdichtheidstesten worden uitgevoerd. Specifiek onderzoek naar de duurzaamheid van luchtdichtheid bij passiefwoningen is er nog bijna niet gevoerd. Wel ligt de nadruk vaak op lage-energiewoningen waar speciale aandacht is besteed aan een relatief luchtdichte afwerking. 3.3.2.1
Onderzoek Lux
Algemeen M.E. Lux publiceerde in 1987 een rapport over de duurzaamheid van luchtdichtheid [23]. Er werden 30 lage-energiewoningen geselecteerd die allen een n50-waarde onder de 3 h-1 behaalden op de originele blowerdoortest na oplevering.
Deze 30 woningen zijn allen open bebouwingen waarvan de luchtdichtheid verzekerd is door het gebruik van polyethyleen damp- en windschermen. Er zijn zowel houtskelet- als massiefbouwwoningen opgenomen in het onderzoek waarbij diverse isolatieoplossingen zijn gebruikt. De onderzochte woningen zijn allen gebouwd tussen 1979 en 1982 waardoor er gemiddeld 6 jaar verstreken is tussen de originele en de nieuwe meting. Resultaten
In Tabel 12 zien we de resultaten van de originele en hernomen blowerdoortesten voor elk van de 30 woningen. We zien een grote variatie tussen de verschillende woningen waardoor we niet onmiddellijk een conclusie kunnen trekken. Woning # 17 is er het meest op achteruit gegaan met een verhoging van de n50-waarde van 59%, woning # 30 scoort relatief het best met een verlaging van de n50-waarde van 51%.
28
n50, origineel
n50, nieuw
evolutie
#1
1,57
1,28
-18%
#3
0,59
0,40
-32%
#2 #4 #5 #6 #7 #8 #9
# 10 # 11 # 12
# 13 # 14 # 15 # 16 # 17 # 18 # 19 # 20 # 21 # 22 # 23 # 24 # 25 # 26 # 27 # 28 # 29 # 30
gemiddelde
mediaan
standaardafwijking maximale variatie
[h-1]
2,94 0,70 0,57 0,81 1,60 1,63 2,72 1,29 1,24 1,32 1,56 0,94 1,37 1,03 1,18 1,31 1,03 2,06 0,82 1,99 1,01 1,45 1,98 1,15 2,34 1,38 1,62 1,37 1,42 1,35
40,60%
167,02%
[h-1]
2,21
[-]
-25%
0,99
+41%
0,61
-25%
0,74 1,63
+30% +2%
1,91
+17%
1,31
+2%
2,45
-10%
0,99
-20%
1,09
-30%
1,19 0,84 1,38
-10% -11% +1%
1,47
+43%
1,22
-7%
1,88
+59%
1,36
+32%
0,93
+13%
2,79 2,04
+35% +3%
1,48
+47%
1,84
-7%
1,66 1,13 2,14 1,25
+14% -2% -9% -9%
1,39
-14%
1,41
+2%
0,67 1,34
40,01%
169,62%
-51% -4%
26%
110%
Tabel 12: Resultaten originele en hernomen blowerdoortesten
Gemiddeld is de n50-waarde 2% gestegen tegenover de originele meting, waardoor men zou kunnen stellen dat de luchtdichtheid van woningen er niet significant op achteruit gaat na enkele jaren. Echter werd aan iedere huiseigenaar die meewerkte aan het onderzoek een enquête bezorgd waarop kon aangeduid worden of er sinds de originele meting ingrepen aan de woning gebeurd zijn. Hoewel de woningen op het moment van het onderzoek slechts tussen de 8 en 11 jaar oud zijn blijken er bij veel woningen kleine werken en verbouwingen uitgevoerd te zijn. Bij diverse woningen zijn sluitingen van deuren en ramen vervangen, zijn er extra ventilatievoorzieningen geplaatst of bijkomende isolatie aangebracht. Van de 30 woningen die onderzocht zijn, zijn er slechts 5 waarvan de huiseigenaar aangeeft dat er geen enkele ingreep is uitgevoerd die invloed kan hebben op de luchtdichtheid. 29
#7
n50, origineel
n50, nieuw
evolutie
1,6
1,63
+2%
1,03
1,36
+32%
[h-1]
# 10
1,29
# 21
0,82
# 19 # 28
gemiddeld
mediaan
standaardafwijking maximale variatie
1,38 1,22 1,29
24,88% 63,73%
[h-1]
1,31 0,93 1,25
[-]
+2%
+13% -9%
1,30
+8%
19,36%
16%
1,31
54,01%
Tabel 13: Selectie resultaten blowerdoortesten
+2% 41%
In Tabel 13 zien we de resultaten van deze 5 woningen. De gemiddelde stijging van de n50-waarde ligt hier iets hoger, deze bedraagt 8%. Nochtans is er bij woning # 7 en # 10 geen significante stijging waarneembaar, bij woning # 28 is er zelfs een daling van 9%.
Wegens de kleine testgroep van 5 woningen, waarbinnen de resultaten aanzienlijk variëren, is het moeilijk om conclusies te trekken uit dit onderzoek, al lijkt de achteruitgang van de luchtdichtheid aanvaardbaar te zijn. Een groepering van de 30 woningen per bouwmethode levert ook geen opvallende resultaten op. [23] 3.3.2.2
Onderzoek Proskiw & Eng
Algemeen G. Proskiw en W. Eng onderzochten de evolutie van de luchtdichtheid van 24 nieuwe woningen in Canada over een periode van 3 jaar. In 1997 publiceerde ze hun resultaten in het Journal of Building Physics. [24]
Deze woningen zijn gelijkaardig in ontwerp en zijn gebouwd tussen 1985 en 1989 in opdracht van een projectontwikkelaar. Het betreft een groep vrijstaande bungalows met een kelderverdieping, er is overal elektronische verwarming voorzien. Als luchtdichting werd voor één deel van de woningen voor een polyethyleenscherm gekozen, in het ander deel werd gebruik gemaakt van gipskarton (Attached Drywall Approach). Resultaten
In Tabel 14 en Tabel 15 zien we de resultaten van de testgroepen met gispkarton luchtdichting en polyethyleen luchtdichting. Gemiddeld gezien gaat de luchtdichtheid over deze 3 jaar respectievelijk 7% en 3% op achteruit, alhoewel er binnen de testgroepen grote verschillen waarneembaar zijn.
30
n50, begin
n50, einde
#1
1,67
1,45
#3
1,51
1,50
#2 #4 #5 #6 #7 #8
# 11 # 12 # 13 # 14 # 19 # 20
gemiddeld
mediaan
standaardafwijking maximale variatie
[h-1]
1,05 1,46 1,19 1,21 1,17 1,59 0,89 1,12 0,84 1,14 0,81 0,71 1,17 1,16
25,72% 82,15%
[h-1]
evolutie [-]
-13%
1,18
+12%
1,47
+1%
-1%
1,03
-13%
1,42
+21%
1,07
+20%
0,89
+6%
1,23 1,11 1,25
+2%
-30%
+12%
1,32
+16%
0,87
+23%
1,11 1,21 1,21
17,17% 52,19%
+37% +7% +9% 18% 67%
Tabel 14: Resultaten woningen gipskarton luchtdichting n50, begin
n50, einde
evolutie
#9
1,62
1,78
+10%
# 15
1,33
1,19
# 10 # 16 # 17 # 18 # 21 # 22 # 23 # 24
gemiddeld
mediaan
standaardafwijking maximale variatie
[h-1]
1,28 1,29 0,36 0,42 1,83 0,96 1,43 1,39 1,19 1,31
40,21%
123,43%
[h-1]
1,19
[-]
-7%
-11%
1,50
+16%
0,44
+5%
0,40 1,84
+11% +1%
1,14
+19%
1,29
-7%
1,34
-6%
1,21
+3%
39,73%
11%
1,24
118,91%
+3% 29%
Tabel 15: Resultaten woningen polyethyleen luchtdichting
Bij de groep woningen met gipskarton luchtdichting zijn er aanzienlijke verschillen in de evolutie van de luchtdichtheid te merken, in het slechtste geval stijgt de n50-waarde met 37%, in het beste geval daalt deze met 30%. De groep woningen met polyethyleen luchtdichting toont een uniformere evolutie, er is een maximale achteruitgang van de luchtdichtheid van 19% en een maximale verbetering van 11%. 31
3.3.2.3 Onderzoek Reiß & Erhorn Algemeen Reiß & Erhorn onderzochten de luchtdichtheid van een groep gelijkaardige passiefwoningen in Stuttgart. Deze wijk telt 52 woningen waarvan de luchtdichtheid gemeten werd na oplevering door het Fraunhofer-Institut für Bauphysik. Twee jaar later werden 31 van deze woningen opnieuw gemeten, beide testresultaten alsook evolutie zijn te vinden in volgende tabel. Om onduidelijke redenen zijn de n50-waarden van deze tweede meetcampagne afgerond tot op 0,05 h-1. [25][26] n50, origineel
n50, nieuw
evolutie
#4
0,19
0,60
+216%
#8
0,30
0,40
+33%
#6 # 10 # 11 # 12 # 14 # 16 # 17 # 18 # 19 # 21 # 22 # 23 # 24 # 25 # 26 # 27 # 29 # 30 # 31 # 36 # 37 # 40 # 42 # 44 # 45 # 46 # 50 # 51 # 52
gemiddeld
mediaan
standaardafwijking maximale variatie
[h-1]
0,30
0,32 0,43 0,40
0,37 0,53 0,56 0,35 0,28 0,24 0,43 0,42 0,35 0,23 0,32 0,37 0,32 0,24 0,24 0,38 0,39 0,49 0,51 0,43 0,45 0,45 0,43 0,39 0,46 0,37 0,38
25,13% 85,74%
[h-1]
0,40 0,40 0,50 0,40
[-]
+33% +25% +16% +0%
0,60
+62%
0,50
-11%
0,80
+51%
0,40
+14%
0,30
+25%
0,65
+55%
0,35
+52%
0,85
+130%
0,60
+150%
0,45
+18%
0,30
-39%
0,25 0,45 0,30 0,50
0,45 0,25 0,35
-11% +5%
-14%
+56% +41% +4%
-10%
0,70
+37%
0,40
-11%
0,90 0,30 0,30 0,30 0,40
109% -33% -30% -23% -13%
0,46
+30%
37,62%
57%
0,40
140,42%
+18% 255%
Figuur 19: Resultaten passiefwoningen Stuttgart
32
Hoewel er gemiddeld gezien een stijging van het lekdebiet optreedt van 30%, zien we enorme onderlinge variatie tussen de verschillende woningen. Woning # 4 kent de grootste stijging, namelijk 216%, maar we zien dat bij de originele meting een uitzonderlijk lage luchtdichtheidswaarde verkregen werd die in vraag gesteld kan worden. Diverse woningen behalen een betere waarde bij de hernomen test. Mogelijk is dit een gevolg van een verdere afwerking van de woningen, of is dit te wijten aan de meetonzekerheid die optreedt bij luchtdichtheidsmetingen.
De gemiddelde stijging van 30% lijkt enorm, en wordt grotendeels veroorzaak door enkele extreme waarden, waarbij mogelijks kleine meetfouten zijn gemaakt. De mediaan van de gemiddelde stijging bedraagt slechts 18%, wat een realistischer beeld weergeeft. Door de kleine lekdebieten bij passiefwoningen kan een beperkte absolute stijging een grote relatieve stijging tot gevolg hebben. Wanneer we kijken naar de evolutie in de gemiddelde n50-waarden, zien we een stijging van slechts 0,09 h-1.
33
4.
EXPERIMENTEEL ONDERZOEK
In het literatuuronderzoek komen enkele duidelijke tendensen naar voor m.b.t. luchtdichtheidsmetingen. Meetwaarden kunnen variëren doorheen het jaar, achteruitgaan na verloop van tijd, ... Dikwijls gaat het over gedateerde onderzoeken waarbij men zich kan afvragen of de bevindingen nog geldig zijn voor de huidige woningbouwmarkt. Ook is het soms moeilijk te bepalen of bepaalde onderzoeksresultaten gelden voor het Belgisch klimaat en de Belgische bouwmethodes. Er werd beslist een nieuwe meetcampagne op te zetten waarbij een groot aantal luchtdichtheidsmetingen worden uitgevoerd op een groep passiefwoningen. Deze woningen zijn uitgevoerd met de recentste technieken op vlak van o.a. isolatie, luchtdichting en ventilatie waardoor zij het overgrote deel van nieuwbouwwoningen ver achter zich laten op technologisch vlak.
Gezien de inspanningen van de Europese Unie om tegen 2020 om alle nieuwbouwwoningen energieneutraal te maken, worden steeds strengere EPB-eisen opgelegd door de overheid. Passiefwoningen die nu gebouwd worden voldoen reeds aan deze toekomstige normen waardoor deze een blik bieden in de toekomst. Het lijkt dan ook interessant om op deze groep woningen onderzoek uit te voeren.
Doorheen de periode december 2012 en april 2013 werden regelmatig luchtdichtheidsmetingen uitgevoerd op twee passiefwoningen die door twee bouwfirma’s gebruikt worden als kijkwoning en dus niet bewoond zijn. Kijkwoning 1 is in massiefbouw uitgevoerd, kijkwoning 2 betreft een houtskeletwoning. Verder werden ook blowerdoortesten uitgevoerd op twee groepen passiefwoningen die reeds enkele jaren bewoond zijn.
4.1
Beschrijving testwoningen
4.1.1
Kijkwoning 1
Kijkwoning 1 betreft een halfopen bebouwing uit Eke die werd opgeleverd in 2009. De woning omvat twee bouwlagen en een zadeldak, er is een garage voorzien die enkel extern toegankelijk is en geen deel uitmaakt van het beschermd volume. Op 11 september 2009 werd een blowerdoortest uitgevoerd ter hoogte van de keukendeur. Deze leverde een lekdebiet van 235 m3/h op, wat overeenkomt met een n50-waarde van 0,55 h-1.
De woning is op een klassieke manier opgebouwd met een binnenspouwblad bestaand uit snelbouwstenen, 20 cm isolatieplaten, een spouw en buitenspouwblad opgebouwd met gevelstenen. Raam- en deurkaders zijn uitgevoerd in PVC. De luchtdichtheid van de woning wordt gegarandeerd door het pleisterwerk van het binnenspouwblad. Bij het hellend dak wordt het dampscherm luchtdicht afgewerkt door de naden en doorboringen af te kleven.
Op de zolder, die wel deel uitmaakt van het beschermd volume, bevinden zich de technische installaties. Op het ventilatiesysteem is een lucht-water warmtewisselaar aangesloten, waarmee de lucht kan voorverwarmd worden via een elektrische boiler. In de leefruimte bevinden zich twee elektrische verwarmingstoestellen waarmee kan worden bijverwarmd indien nodig. Om hiervoor de nodige stroom op te wekken zijn er zonnepanelen geplaatst aan de zuidkant van het dak.
34
Figuur 20: Kijkwoning 1
Figuur 21: Geïsoleerde raamkaders + luchtdichting
Op Figuur 22 zijn de technische installaties van de woning te zien. Het ventilatiesysteem is luchtdicht afgesloten met twee ballonnen, één rechtstreeks in de luchtafvoer, en één na de warmtewisselaar waarlangs verse lucht wordt toegevoerd.
Figuur 22: Technische installaties kijkwoning 1
35
Figuur 23: Plaatsing blowerdoor kijkwoning 1
4.1.2
Kijkwoning 2
Kijkwoning 2 betreft een open bebouwing in Oostakker met twee bouwlagen en een plat dak. Er is geen garage, zolder of kelder aanwezig. De woning is, net als kijkwoning 1, opgeleverd in 2009. Op 17 september 2009 werd er een luchtdichtheidstest uitgevoerd aan de voordeur. Daarbij werd een lekdebiet van 96 m3/h gemeten, wat resulteerde in een n50-waarde van 0,21 h-1.
Achter de gevelsteen schuilt een houtskeletstructuur die opgevuld is met 12 cm glaswol. Bijkomend zijn er 10 cm isolerende platen aangebracht in de spouw en 6 cm isolatie in de leidingspouw. De luchtdichtheid wordt verzekerd door het afplakken van de naden van de OSB-panelen aan de binnenzijde van de houtskeletstructuur.
De technische installaties bevinden zich in de bergruimte. We zien in Figuur 25 het ventilatietoestel waarvan de lucht wordt toegevoerd via een aardwarmtewissellaar om de lucht voor te verwarmen of af te koelen. Op het dak bevinden zich 10 m2 zonnecollectoren die gebruikt worden om een groot geïsoleerd buffervat op te warmen. Wanneer de zonnecollectoren niet aan de warmtebehoefte kunnen voldoen wordt het buffervat elektrisch bijverwarmd. Het warm water uit dit vat wordt gebruikt om de voorverwarmde lucht uit de aardwarmtewisselaar indien nodig verder op te warmen d.m.v. twee warmwaterbatterijen. Het sanitair water wordt opgewarmd via een spiraalvormige warmtewisselaar die door het buffervat loopt. In de badkamer bevindt zich een klein elektrisch verwarmingstoestel. De blowerdoor wordt tijdens het overgrote deel van de tests ter hoogte van de voordeur geplaatst. Dankzij een vlak, houten kader rondom de deuropening en een dorpel uit blauwe hardsteen kan de het kader van de blowerdoor gemakkelijk geplaatst worden zonder het risico op luchtlekken rondom.
36
Figuur 24: Kijkwoning 2
Figuur 25: Technische installaties kijkwoning 2
4.1.3
Figuur 26: Plaatsing blowerdoor kijkwoning 2
Wijk Temse
In een nieuwbouwwijk in Temse werden in de loop van 2010-2011 een reeks passiefwoningen gebouwd. Het betreffen gelijkaardige woningen die op dezelfde manier en met dezelfde technieken zijn opgebouwd. Er zijn telkens twee bouwlagen en een zolder die – net als de ingebouwde garage – tot het beschermd volume behoort. De woningen zijn uitgevoerd in groepen van twee of van vier woningen. Er zijn luchtdichtheidstesten uitgevoerd op acht woningen, waarvan zeven halfopen bebouwingen en één gesloten bebouwing.
37
Qua opbouw en technieken zijn de woningen zeer gelijkaardig aan kijkwoning 1, aangezien deze door dezelfde bouwfirma geplaatst zijn. Er zijn wel kleine verschillen naar gelang de wensen van de verschillende klanten van de firma, zo beschikken sommige woningen over zonnepanelen, zonnecollectoren of een warmtepomp. De blowerdoor wordt telkens geplaatst in de voordeur, wat niet altijd evident is door het smalle kader rondom.
Net als de wijk in Bredene, is deze wijk het onderwerp van een uitgebreide analyse van het passiefhuisconcept. Deze analyse kadert in een masterproef uitgevoerd door twee collega-studenten. [27] 4.1.4
Wijk Bredene
De wijk in Bredene is in opbouw en technieken gelijkaardig aan de wijk in Temse, de woningen zijn opnieuw door dezelfde firma gebouwd in clusters van vier of zes, waartussen kleine verschillen bestaan. De eerste woningen in de wijk werden eind 2010 opgeleverd, de meeste woningen worden bewoond sinds 2011 en enkele woningen pas sinds eind 2012.
Zeven eigenaars waren bereid hun woning ter beschikking te stellen voor een blowerdoortest, drie woningen hiervan zijn halfopen bebouwingen, de overige vier zijn gesloten bebouwingen.
Bij vijf woningen is er een garage voorzien binnen het beschermd volume, de twee overige woningen beschikken over een carport voor de woning.
Net als in Temse wordt de blowerdoor aan de voordeur ingebouwd. Het is moeilijk het kader volledig luchtdicht te bevestigen in de deuropening door de smalle strook waarop dit moet gebeuren, bovendien verbreedt deze strook naar buiten toe waardoor het uitschuifbare kader onvermijdbaar voor kleine lekken zorgt. In Figuur 27 is te zien hoe het onderste deel van het kader goed aansluit op deze strook, maar het bovenste uitschuifbare deel zich meer naar achter bevindt, waardoor een kleine spleet onstaat.
Figuur 27: Luchtlek rond blowerdoor
38
Figuur 28: Technische installaties woning Bredene
4.2
Herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid
Als start van het experimenteel onderzoek werden telkens op de eerste meetdag verschillende luchtdichtheidstests uitgevoerd op de kijkwoningen. De standaardafwijking en variatie in deze meetresultaten dient als referentie om later invloeden zoals veranderende seizoenen of weersomstandigheden te beoordelen.
Er wordt een overzicht gegeven van de meetresultaten op de verschillende meetdagen en de bijhorende statistische gegevens. Er wordt gezocht naar relaties met meetcondities zoals windsnelheid en windrichting. Verder wordt onderzocht welke invloed uitvoeringsbeslissingen – binnen de normvoorschriften – kunnen hebben op de meetwaarden. Ook worden er enkele tests uitgevoerd waarbij bewust fouten gemaakt worden om de impact op het meetresultaat hiervan te onderzoeken. 4.2.1
Resultaten meetdag 1
Kijkwoning 1 Op 17 december 2012 werden, tussen 12u en 17u, tien blowerdoortests uitgevoerd. De buitentemperatuur varieerde tussen 7 °C en 10 °C, een lichte bries kwam uit het WZW waarvan de windsnelheid schommelde tussen 5 km/h en 10 km/h met uitschieters tot 15 km/h.
Tabel 16 toont een overzicht van de metingen, alsook gemiddelde, mediaan, standaardafwijking en maximale variatie. Het valt op dat de gemiddelde V̇ 50-waarde minder varieert dan wanneer er enkel rekening gehouden wordt met een onderdruk- of overdrukmeting. Deze gemiddelde V̇ 50-waarde en afgeleide n50-waarde leveren stabiele meetwaarden op. meting # 1 meting # 2 meting # 3 meting # 4 meting # 5 meting # 6 meting # 7 meting # 8 meting # 9
meting # 10 gemiddelde
mediaan
standaardafwijking maximale variatie
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
235
221
228
0,53
224
0,52
[m3/h] 212 212 214 211 211 214 216 212 212
[m3/h] 227 235 226 240 227 226 228 226 228
[m3/h] 220 220 226 219 220 222 219 220
214,9
228,4
221,7
3,37%
2,33%
1,39%
212,0
11,17%
227,0
8,32%
220,0
4,06%
Tabel 16: Resultaten herhaalbaarheid kijkwoning 1
n50
[h-1]
0,51 0,52 0,53 0,51 0,52 0,52 0,51 0,52 0,52 0,52
1,39% 4,06%
Kijkwoning 2 Op 18 december 2012 werden, tussen 11u en 16u, 10 blowerdoortesten uitgevoerd. De buitentemperatuur varieerde tussen 7 °C en 11 °C, de wind waaide zwak uit het ZW met snelheden tussen 5 km/h en 10 km/h.
In Tabel 17 is er een overzicht te zien van de metingen en enkele bijhorende statistieken. De luchtdichtheidswaarden zijn iets minder stabiel dan deze gemeten bij de massiefbouw kijkwoning, wat 39
voor een groot deel te wijten is aan de afwijkende waarde van onderdrukmeting # 8. Het weglaten van deze meting leidt tot een daling van de standaardafwijking en maximale variatie tot respectievelijk 3,04% en 8,61%.
De stelling dat het nemen van een gemiddelde V̇ 50-waarde zorgt voor een vermindering van de variatie is hier niet geldig. meting # 5 meting # 6 meting # 7 meting # 8 meting # 9
meting # 10 meting # 11 meting # 12 meting # 13 meting # 14
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
194
164
179
0,40
177
0,39
[m3/h] 197 195 168 197 192 192 192 199 203
[m3/h] 160 159 159 161 160 170 178 179 180
[m3/h] 179 164 179 176 181 185 189 192
gemiddelde
192,9
167,0
179,9
standaardafwijking
4,89%
5,33%
4,31%
mediaan
maximale variatie
194,5
18,14%
162,5
12,57%
179,0
15,56%
Tabel 17: Resultaten herhaalbaarheid kijkwoning 2
n50
[h-1]
0,39 0,36 0,40 0,39 0,40 0,41 0,42 0,42 0,40 0,40
4,31%
15,56%
De afwijkende meetwaarde kan niet worden toegeschreven aan een slordige uitvoering aangezien dit zou zorgen voor een verhoogd lekdebiet. De lekkagecurve (Figuur 29) is zeer uniform waardoor de afwijking ook niet kan verklaard worden door grote schommelingen in windsnelheid of windrichting.
Op de curve is wel te zien dat meetwaarden bij lage drukverschillen minder betrouwbaar zijn, het lijkt immers onmogelijk dat een verhoogd drukverschil tot een lagere volumestroom zou leiden. Toch kan dit de lage V̇ 50-waarde niet verklaren, het weglaten van de meetpunten bij 10 Pa en 20 Pa drukverschil zorgt zelfs voor een lichte daling van het lekdebiet naar 167 m3/h.
Als referentie is de lekkagecurve van onderdrukmeting # 10 weergegeven in Figuur 30. Hoewel hiervoor een gemiddeld lekverlies wordt gemeten, komt dezelfde onregelmatigheid bij de lage drukverschillen naar voren. Een vergelijking tussen de twee figuren toont dat de volumestroom bij meting # 8 voor alle drukverschillen lager ligt dan bij meting # 10.
40
Figuur 29: Lekkagecurve onderdrukmeting # 8
Figuur 30: Lekkagecurve onderdrukmeting # 10
41
4.2.2
Overzicht meetdag 1 – meetdag 7
Kijkwoning 1 Tabel 18 toont een overzicht van de resultaten van alle meetdagen. De evolutie van het lekdebiet doorheen het jaar wordt in paragraaf Error! Reference source not found. besproken, in deze paragraaf wordt ingegaan op de (herhaalbaarheids)standaardafwijking en maximale variatie, en worden verbanden gezocht met de heersende windcondities. datum
windrichting
windsnelheid
aantal metingen
dag 1
17/12/12
WZW
10
10
dag 3
29/01/13
ZW
25
6
dag 5
11/03/13
dag 2 dag 4 dag 6 dag 7
gemiddelde
7/01/13
19/02/13 9/04/13
29/04/13
ZW
NW
[km/h] 15 5
W
15
ZW
10
-
2
12 6 5 3 6
n50
standaardafwijking
maximale variatie
221,7
0,52
1,39%
4,06%
229,3
0,54
1,13%
3,49%
V̇ 50
[m3/h] 219,8 223,2 241,4 246,2 248,7 230,2
Tabel 18: Overzicht meetwaarden kijkwoning 1
[h-1]
0,51 0,52 0,57 0,58 0,58 0,54
1,18% 1,05% 1,03% 0,92% 0,49% 1,11%
4,32% 2,69% 4,35% 1,83% 1,41% 3,46%
Op meetdag 1 werd tussen twee metingen telkens de windsnelheid en temperatuur gemeten met een mobiele thermo-hygro-anemometer (Model: AZ-8918). Gedurende een minuut werd de gemiddelde en maximale snelheid gemeten, alsook de buitentemperatuur. Al snel werd duidelijk dat een meting van één minuut niet representatief is voor de windsnelheid gedurende de blowerdoortest, die ongeveer 30 minuten in beslag neemt voor een onder- en overdrukmeting. Daarom werd gebruik gemaakt van waarnemingen van het KMI [28] en MeteoBelgië [29] om de windsnelheid te bepalen. Deze meetgegevens zijn afkomstig van weerstations in de omgeving van de kijkwoning, maar moeten voorzichtig geïnterpreteerd worden. Aangezien windsnelheid en –richting nooit stabiel zijn gedurende lange tijd kunnen deze cijfers nooit volledig correct zijn. Om sluitende verbanden te leggen zou er een weerstation vlakbij de woning opgesteld moeten worden die tijdens de blowerdoortests continu windsnelheid en windrichting registreert. De blowerdoor werd telkens ingebouwd aan de voordeur, deze is gelegen aan de noordkant van de woning. Aan de oostkant van de woning is een straat en weide gelegen en heeft de wind vrij spel, langs de zuidkant ligt een tuintje die grenst aan een perceel met een halfopen bebouwing. Gezien de woning een halfopen bebouwing betreft, bevindt zich aan de westkant – de voornaamste windrichting – een gemene muur. Het kadastraal plan op Figuur 31 toont de omliggende bebouwing van kijkwoning 1 en de positie van de blowerdoor om windinvloeden beter te kunnen beoordelen.
Per meetdag wordt ook het aantal uitgevoerde metingen opgegeven. De eerste meetdag werd een reeks identieke tests uitgevoerd zoals in 4.2.1 besproken. De tweede meetdag werd de invloed van de positie van het extern drukpunt onderzocht (zie 4.2.3.1), omdat hier geen significant verschil meetbaar was worden alle 12 de meetwaarden samengevoegd. Op latere tijdstippen werden telkens eerst enkele metingen uitgevoerd op identieke wijze zoals tijdens de eerste twee meetdagen, waarna enkele factoren werden aangepast om hiervan het effect te onderzoeken. Het spreekt voor zich dat wanneer er minder metingen worden uitgevoerd, de kans op extreme waarden kleiner is waardoor de maximale variatie meestal ook kleiner zal zijn.
42
Figuur 31: Kadastraal plan kijkwoning 1
Gezien de benaderde gegevens voor windsnelheid en –richting is het moeilijk om verbanden te leggen met de standaardafwijking en maximale variatie. Algemeen kan wel gesteld worden dat de maximale variatie op alle meetdagen beperkt blijft. De meetonzekerheid, zoals die berekend wordt volgens de formules in paragraaf 2.7, lijkt een stuk hoger te zijn dan waargenomen variatie. Wanneer we in Tabel 1 de meetonzekerheid ten gevolge van wind opzoeken voor meetdag 2 vinden we een onzekerheid van 11% (windkracht 2, onbeschut gebouw, één extern drukpunt), voor meetdag 3 loopt dit zelfs op tot 28% (windkracht 3) terwijl de gemeten waarden een maximale variatie van minder dan 5% vertonen.
In Figuur 32 en Figuur 33 is het verband weergegeven tussen enerzijds de windsnelheid en anderzijds de standaardafwijking en maximale variatie. De standaardafwijking is redelijk stabiel voor zowel hoge als lage windsnelheden. Er lijkt een sterkere relatie te bestaan tussen de maximale variatie en de windsnelheid, wat de trendlijn ook weergeeft, maar enkele meetpunten weerleggen deze stelling. Gezien het beperkte aantal meetdagen en de meetonzekerheid op de windsnelheid kunnen we geen sluitende conclusies trekken.
Er is geen verband vastgesteld tussen de windsnelheid en het lekdebiet. Ook het effect van de windrichting is moeilijk te beoordelen omdat de wind meestal uit het zuidwesten waaide. Op meetdag 4 kwam de wind uit het noordwesten, terwijl de blowerdoor aan de noordkant is ingebouwd. Dit zorgde niet voor een verhoogde standaardafwijking of variatie, maar de windsnelheid was dan ook zeer beperkt. Er werd die dag een lekdebiet gemeten dat aan de lage kant lag – des te meer wanneer we eventuele seizoenseffecten in rekening nemen – maar daar kunnen geen besluiten uit getrokken worden.
43
1.5% R² = 0.0586 standaardafwijking
1.0%
0.5%
0.0%
0
5
10
15
20
Windsnelheid [km/h]
25
Figuur 32: Relatie windsnelheid - standaardafwijking kijkwoning 1 5%
R² = 0.2929
maximale variatie
4% 3% 2% 1% 0%
0
5
10
15
Windsnelheid [km/h]
20
25
Figuur 33: Relatie windsnelheid - maximale variatie kijkwoning 1
Kijkwoning 2 De resultaten van de verschillende meetdagen zijn in Tabel 19 weergegeven. De cijfers van meetdag 3 zijn weggelaten omdat er op die dag een wind uit het zuidwesten waaide die snelheden tot 30km/h haalde en de metingen onmogelijk maakte omdat de blowerdoor aan de westkant was opgesteld. Die dag werden er metingen uitgevoerd op de achterdeur die in 4.2.3.2 besproken worden.
Op meetdag 6 moest de blowerdoor na twee metingen afgebroken worden wegens een onverwacht bezoek van een verkoper van de bouwfirma en een potentiële klant. Hoewel de waarden van deze twee metingen zeer stabiel zijn, geven de lage standaardafwijking en maximale variatie een vertekend beeld en zijn deze daarom weggelaten uit het overzicht.
44
datum
windrichting
windsnelheid
aantal metingen
dag 1
18/12/12
ZW
10
10
dag 4
20/02/13
NO
10
6
dag 6
10/04/13
dag 2 dag 5 dag 7
gemiddelde
9/01/13
ZW
15/03/13
ZW
30/04/13
N
W
[km/h] 15 10 10 10
12 5 2 9
n50
standaardafwijking
maximale variatie
139,6
0,31
4,31%
15,56%
142,5
0,31
3,14%
7,02%
V̇ 50
[m3/h] 142,6 148,0 141,0 148,1 143,7
Tabel 19: Overzicht meetwaarden kijkwoning 2
[h-1]
0,31 0,33 0,31 0,33 0,32
1,62% 2,56% -
1,61% 2,65%
4,56% 6,42% -
4,73% 7,66%
De oplettende lezer heeft gemerkt dat de waarden die voor meetdag 1 terug te vinden zijn in de bovenstaande tabel, lager liggen dan deze besproken in 4.2.1. Op meetdag 1 werden de blowerdoortests uitgevoerd terwijl de achterdeur dicht was, maar niet op slot. Dit veroorzaakte een aanzienlijk luchtlek wat mede verantwoordelijk kan zijn voor de grote maximale variatie op die dag. Er werd beslist verdere tests uit te voeren met de achterdeur op slot en een correctie uit te voeren op het resultaat zoals besproken in 4.2.3.2. Het kadastraal plan in Figuur 34 toont de nabije omgeving van de woning en maakt duidelijk dat kijkwoning 2 allerminst beschut is. Ten noorden ligt een klein pleintje en in de overige windrichtingen bevinden zich woningen die op een aanzienlijke afstand liggen waardoor de wind rondom de woning vrij spel heeft.
De ruimte rondom de woning verklaart waarschijnlijk de hogere standaardafwijking en variatie binnen dezelfde meetdag in vergelijking met kijkwoning 1, welke een halfopen bebouwing betreft.
Aangezien de windsnelheid op de meeste meetdagen in dezelfde grootteorde lag, kunnen er geen relaties gelegd worden met standaardafwijking, maximale variatie of lekdebiet. Wanneer we de resultaten van meetdag 2 en 5 vergelijken – waarop de wind uit dezelfde windrichting kwam – zien we dat de maximale variatie op meetdag 5 groter is dan deze op dag 2, hoewel volgens weerwaarnemingen de wind harder waaide op meetdag 2 en er die dag meer metingen werden uitgevoerd. Er kan geen verband vastgesteld worden tussen de windrichting en de meetresultaten.
Figuur 34: Kadastraal plan kijkwoning 2
45
4.2.3 4.2.3.1
Afwijkende werkmethode Verplaatsen meetpunt buitendruk
De externe luchtdruk wordt gemeten via een slang die aangesloten wordt op een ventiel van de blowerdoor. De norm vermeldt niet op welk punt deze luchtdruk gemeten moet worden en is dus voor interpretatie vatbaar. Nochtans varieert deze luchtdruk langs de verschillende zijden van de woning. Aan de windzijde is een positieve druk te verwachten, terwijl de wind luwe zijde een negatieve druk zal opleveren. Er wordt voor beide kijkwoningen onderzocht of de verplaatsing van dit meetpunt een verandering in de meetwaarden zal opleveren. Kijkwoning 1
Op 7 januari 2013 werd een reeks metingen uitgevoerd op kijkwoning 1. Aangezien dit een halfopen bebouwing betreft werd het meetpunt zowel aan de voorgevel (noordkant), zijgevel (oostkant) als achtergevel (zuidkant) geplaatst. De buis werd op de grond gelegd met de opening van de woning weg gericht. Er werden telkens drie metingen afgenomen waarvan de gemiddelde waarden berekend worden. De wind waaide zwak uit het zuidwesten. meting # 1 meting # 2 meting # 3
gemiddelde
meting # 4 meting # 5 meting # 6
gemiddelde
meting # 10 meting # 11 meting # 12 gemiddelde
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
212
240
226
0,53
220
0,52
[m3/h] 214 214
[m3/h] 229 226
[m3/h] 222
n50
[h-1]
0,52
213,3
231,7
222,5
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
210
223
217
0,51
220
0,51
Tabel 20: Meetpunt oostkant kijkwoning 1
[m3/h] 215 212
[m3/h] 231 227
[m3/h] 223
0,52 n50
[h-1]
0,52
212,3
227,0
219,7
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
212
227
220
0,51
218
0,51
Tabel 21: Meetpunt zuidkant kijkwoning 1
[m3/h] 211 211
211,3
[m3/h] 225 225
225,7
[m3/h] 218 218,5
Tabel 22: Meetpunt noordkant kijkwoning 1
0,51 n50
[h-1]
0,51 0,51
In Tabel 20, Tabel 21 en Tabel 22 zijn de resultaten weergeven van deze metingen. Er zijn geen grote verschillen waarneembaar. Wanneer we in Tabel 23 alle meetwaarden onderzoeken zien we een vergelijkbare standaardafwijking en spreiding als in Tabel 16, waar de resultaten van het herhaalbaarheidsonderzoek op meetdag 1 te zien zijn.
46
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
212
240
226
0,53
220
0,52
[m3/h]
meting # 1 meting # 2
[m3/h]
214
meting # 3
229
214
meting # 4
223
215
meting # 6
meting # 11 gemiddelde
standaardafwijking
0,51
220,2
2,21%
2,35%
0,51
218
228,1
0,78%
maximale variatie
0,51
218
225
212,3
0,51
220
225
211
0,52
220
227
211
meting # 12
0,51
223
227
212
0,52
1,32%
7,45%
n50
[h-1]
0,52
217
231
212
meting # 10
222
226
210
meting # 5
[m3/h]
1,32%
4,31%
Tabel 23: Combinatie meetpunten kijkwoning 1
4,31%
We maken gebruik van de t-toets om te bepalen of er significante verschillen waarneembaar zijn tussen de lekdebieten bij de drie verschillende externe drukmeetpunten. We kiezen voor een ongepaarde, tweezijdige t-toets waarbij beide testgroepen een gelijke variantie vertonen. Onderstaande tabel toont de P-waarde voor de verschillende combinaties van windrichtingen. noord oost
zuid
noord
oost
zuid
9,93%
-
-
-
-
58,07%
-
33,76%
-
Tabel 24: T-toets verplaatst meetpunt buitendruk kijkwoning 1
We stellen vast dat de P-waarde voor elke combinatie duidelijk boven het significantieniveau van 5% ligt en er dus geen significante verschillen meetbaar zijn door het extern drukpunt te verplaatsen rond de woning. Kijkwoning 2
9 januari 2013 werd een vergelijkbaar onderzoek gedaan op kijkwoning 2. Gezien dit een open bebouwing is werden er testen afgenomen aan de vier zijden van de woning. Opnieuw waaide er een zwakke wind uit het zuidwesten. meting # 1 meting # 2 meting # 3
gemiddelde
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
136
146
141
0,33
143
0,33
[m3/h] 145 141
140,7
[m3/h] 146 145
145,7
[m3/h] 146 143,2
Tabel 25: Meetpunt westkant kijkwoning 2
n50
[h-1]
0,34 0,34
47
meting # 7 meting # 8 meting # 9
gemiddelde
meting # 10 meting # 11 meting # 12 gemiddelde
meting # 13 meting # 14 meting # 15 gemiddelde
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
142
149
146
0,34
144
0,34
[m3/h] 139 141
[m3/h] 151 147
[m3/h] 145
n50
[h-1]
0,34
140,7
149,0
144,8
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
138
140
139
0,33
144
0,34
Tabel 26: Meetpunt noordkant kijkwoning 2
[m3/h] 142 139
[m3/h] 141 149
[m3/h] 142
0,34 n50
[h-1]
0,33
139,7
143,3
141,5
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
139
146
143
0,33
141
0,33
Tabel 27: Meetpunt zuidkant kijkwoning 2
[m3/h] 133 135
135,7
[m3/h] 145 147
146,0
[m3/h] 139 140,8
Tabel 28: Meetpunt oostkant kijkwoning 2
0,33 n50
[h-1]
0,33 0,33
In Tabel 25 tot Tabel 28 zijn de resultaten zichtbaar van de metingen. Er zijn geen opvallende verschillen merkbaar wanneer we het meetpunt van de buitendruk verplaatsen. De 12 metingen uit de vier bovenstaande tabellen zijn samengevoegd en gebruikt om de waarden voor meetdag 2 te bepalen in Tabel 19. Zowel de standaardafwijking als maximale afwijking zijn die dag lager dan gemiddeld waardoor we kunnen besluiten dat de meetwaarden stabiel gebleven zijn ondanks het verplaatste drukpunt. We maken opnieuw gebruik van de t-toets om te controleren of significante verschillen gemeten zijn. noord
oost
zuid
west
oost
2,24%
-
-
-
west
29,20%
noord zuid
-
9,18%
-
72,47% 23,02%
-
43,95%
-
Tabel 29: T-toets verplaatst meetpunt buitendruk kijkwoning 2
Enkel de vergelijking tussen de resultaten van de metingen aan de noord- en oostkant levert een significantieniveau lager dan 5% op. Toch kunnen we besluiten dat het verplaatsen van het extern drukpunt een beperkte invloed heeft op het meetresultaat. 4.2.3.2
Vergrendelen van deuren
Achterdeur kijkwoning 2 Volgens norm EN 13829 moeten deuren gesloten worden tijdens de test, en mogen er geen maatregelen getroffen worden om de luchtdichtheid hiervan te verhogen. Er wordt nergens expliciet vermeld dat hiermee bedoeld wordt dat de deuren vergrendeld moeten worden. Volgens de 48
toelichtingen bij de norm staat dat buitendeuren gesloten dienen te worden, ‘bij voorkeur met een sleutel’. In het verduidelijkend document van het FLiB vinden we ‘Außentüren: Tür zu, evtl. abschließen’. De uitvoerder van de luchtdichtheidstest mag dus zelf bepalen of de buitendeuren al dan niet vergrendeld worden. [3] [7] [13]
In kijkwoning 2 bevindt zich een aanzienlijk luchtlek aan de achterdeur. Het schrijnwerk is licht krom getrokken waardoor de deur niet goed meer aansluit in het kader. De kier die hierdoor ontstaat, treedt enkel op wanneer de deur niet vergrendeld is. Wanneer deze wel gesloten wordt, wordt de deur in het kader getrokken door de driepuntssluiting met de telescopische pinnen die in de deur schuiven waardoor een beter luchtdichtheidswaarde verkregen wordt.
Op 9 januari leverden de 12 metingen uit 4.2.3.1 een gemiddelde n50-waarde van 0,33 h-1. Er werden diezelfde dag 6 bijkomende metingen uitgevoerd waarbij de deur niet op slot gedaan werd. Dit zorgde voor een verhoging het lekdebiet met 41,2 m3/h wat overeenkomt met een stijging van de n50-waarde met 0,09 h-1. De deur niet vergrendelen maar gewoon in het slot laten, zorgt dus voor een relatieve stijging van het lekdebiet – en de n50-waarde – van 28,9%. Gezien de aard van het lek zal de kier tussen de deur en het deurkader verder opengetrokken worden tijdens een onderdrukmeting, terwijl deze iets meer sluit wanneer een overdruk wordt aangebracht in de woning. Daarom merken we bij de onderdrukmetingen een toename van gemiddeld 61,0 m3/h – ofwel 43,8% – terwijl er dit voor de overdrukmetingen 21,3 m3/h is, wat overeenkomt met relatief aandeel van 14,6%. meting # 4 meting # 5 meting # 6
meting # 16 meting # 17 meting # 18
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
200
169
185
0,43
182
0,43
[m3/h] 198 198 203 200 202
[m3/h] 163 165 163 168 176
[m3/h] 181 183 184 189
gemiddelde
200,2
167,3
183,8
stijging
43,8%
14,6%
28,9%
stijging
61,0
21,3
41,2
Tabel 30: Achterdeur niet op slot kijkwoning 2
n50
[h-1]
0,42 0,43 0,43 0,44 0,43 0,09
28,9%
Op meetdag 1 werden de metingen uitgevoerd terwijl de achterdeur niet vergrendeld was. De bekomen lekdebieten voor onderdruk (192,9 m3/h) en onderdruk (167,0 m3/h) werden op de volgende manier gecorrigeerd: V̇ 50, onder, cor = V̇ 50, onder / 1,438 = 134,1 V̇ 50, over, cor = V̇ 50, over / 1,146 = 145,7 V̇ 50, cor = (V̇ 50, over , cor + V̇ 50, onder, cor )/ 2 = 139,9
Voordeur kijkwoning 2
[m3 /h] [m3 /h] [m3 /h]
Op meetdag 3 waaide er een westenwind waardoor het onmogelijk was om correcte metingen uit te voeren waarbij de blowerdoor aan voordeur was ingebouwd. Aan de achterdeur was dit wel mogelijk en werd onderzocht of hetzelfde effect ook aanwezig was bij de voordeur. Er werden eerst vijf metingen afgenomen waarbij de voordeur op slot was, en vervolgens vijf metingen waarbij deze in het slot stond, maar niet vergrendeld was.
49
meting # 1
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
125
116
121
0,27
125
0,27
[m3/h]
meting # 2
131
meting # 3
133
meting # 4 meting # 5
gemiddelde
meting # 1
125 129
111 116 117 111
[m3/h] 121 121 120
0,27 0,27 0,26
114,2
121,4
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
198
142
170
0,38
160
0,35
Tabel 31: Voordeur op slot kijkwoning 2
[m3/h] 188
meting # 3
183
meting # 4
187 186
[m3/h] 137 136 134 129
[m3/h] 163 161 158
gemiddelde
188,4
135,6
162,0
stijging
46,5%
18,7%
33,4%
stijging
n50
[h-1]
128,6
meting # 2 meting # 5
[m3/h]
59,8
21,4
40,6
Tabel 32: Voordeur niet op slot kijkwoning 2
0,27 n50
[h-1]
0,36 0,35 0,35 0,36 0,09
33,4%
Wanneer we de voordeur niet vergrendelen zien we opnieuw een aanzienlijke stijging van het lekdebiet. Deze stijging ligt in dezelfde grootteorde als waargenomen bij de analoge test uitgevoerd op de achterdeur. 4.2.3.3
Niet afsluiten sifons
Bij kijkwoning 2 bevindt zich in de bergruimte een ongebruikte waterafvoervoorziening die bedoeld is om een wasmachine aan te sluiten. Er is ook een leiding met trechter aanwezig die bedoeld is om de regenput bij te vullen in droge periodes. Omdat de kijkwoning onbewoond is, worden beide voorzieningen niet gebruikt waardoor de sifons in de afvoerleidingen droog staan. Voordat de 10 tests van meetdag 1 werden afgenomen – waarvan het resultaat te vinden is in Tabel 17 – werden vier metingen uitgevoerd zonder deze leegstaande sifons met water te vullen om luchtlekken te voorkomen. Tabel 33 toont de resultaten van deze metingen en leert ons dat deze kleine fout in de voorbereiding van de woning een verhoging van het lekdebiet met 15,7 m3/h oplevert. Voor de n50waarde betekent dit een stijging van 0,03 h-1 of 7,5%.
50
Figuur 35: Droogstaande sifons kijkwoning 2
meting # 1 meting # 2 meting # 3 meting # 4
gemiddelde
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
212
182
197
0,43
194
0,43
[m3/h] 213 210 210
211,3
[m3/h] 181 178 179
180,0
[m3/h] 197 195
195,6
n50
[h-1]
0,43 0,43 0,43
Tabel 33: Resultaten metingen met open sifon kijkwoning 2
4.2.3.4
Verkeerd afsluiten dekzeil blowerdoor
Figuur 36 toont hoe het dekzeil van de blowerdoor niet zorgvuldig bevestigd is rondom de ventilator bij een meting van kijkwoning 1 en zo een aanzienlijk luchtlek vormt. In Tabel 16 vinden we een gemiddelde n50-waarde van 0,52 h-1 over de eerste 10 metingen. Meting # 11 werd uitgevoerd met een klein luchtlek rond de ventilator dat verantwoordelijk bleek voor een bijkomend lekverlies van 12,9 m3/h. Dit betekent een toename in het lekdebiet van 5,8% en levert een verhoging van de n50-waarde met 0,03 h-1.
Figuur 36: Verkeerd afsluiten dekzeil blowerdoor kijkwoning 1
51
4.2.3.5
Loskoppelen ventilatiesysteem
Norm EN 13829 schrijft voor dat de luchtroosters van mechanische ventilatiesystemen moeten afgedicht worden voor de test uitgevoerd wordt. In de praktijk kan dit gebeuren door ofwel in elke ruimte de toe- of afvoerventielen af te dichten, ofwel ter hoogte van de externe toe- en afvoer van verse en vervuilde lucht, ofwel ergens tussenin.
De eerste situatie is tijdrovend en onpraktisch, maar zal ook de hoogste lekdebieten veroorzaken. Alle aansluitingen tussen externe toe- en afvoer en de ventilatieroosters kunnen immers kleine lekken met zich meebrengen. De beste meetwaarde zal verkregen worden door de externe kanalen onmiddellijk af te sluiten – bijvoorbeeld na/voor de dakdoorvoer. In sommige gevallen is dit onmogelijk zonder beschadigingen aan te brengen aan de kanalen of is dit geen optie wegens plaatsgebrek. De kanalen kunnen in dit geval bijvoorbeeld losgekoppeld worden na het ventilatietoestel (maar voor de ventilatieroosters), waardoor mogelijke luchtlekken in de aansluiting van ventilatietoestel, warmtewisselaar of ventilatiekanalen voor een verhoogd lekdebiet zorgt. In de praktijk blijken sommige ventilatiesystemen aangesloten te zijn met een opeenvolging van bochten en stukken kanalen die dikwijls niet of onvoldoende zijn afgetaped waardoor aanzienlijke luchtlekken kunnen ontstaan.
Bij kijkwoning 1 werd op de eerste meetdag beslist om de luchtafvoer rechtstreeks af te sluiten ter hoogte van de dakdoorvoer (rode ballon in Figuur 37). Bij de toevoer was dit niet evident en werd een ballon na de warmtewisselaar geplaatst. Wanneer op een latere meetdag lekken opgespoord werden door het gebouw in onderdruk te brengen bleek een aanzienlijk luchtlek te bestaan tussen de dakdoorvoer en de warmtewisselaar. Om de variatie van meetresultaten doorheen het jaar te kunnen beoordelen werd het ventilatietoestel op volgende meetdagen op dezelfde manier afgesloten. In kijkwoning 2 lag het voor de hand de ventilatie rechtsreeks af te sluiten na de aardwarmtewisselaar en voor de afvoer zoals weergegeven in Figuur 38. Lekken zijn hierbij uitgesloten.
Figuur 37: Loskoppelen kijkwoning 1
Figuur 38: Loskoppelen kijkwoning 2
Op meetdag 6 werden eerst drie referentiemetingen uitgevoerd in kijkwoning 1 waarbij het ventilatietoestel op de gebruikelijke manier werd afgesloten (zie Figuur 37). De gemiddelde waarden van deze metingen zijn gebruikt in Tabel 18. Vervolgens werden drie metingen uitgevoerd waarbij de luchttoevoer ook rechtstreeks ter hoogte van de dakdoorvoer werd afgesloten. Tot slot werden drie tests uitgevoerd waarbij de aan- en afvoer werden afgesloten ter hoogte van de verzamelpunten van de verschillende aan- en afvoerkanalen. Figuur 39 verduidelijkt de posities waar de kanalen d.m.v. een ballon werden afgesloten.
52
Figuur 39: Afsluitposities ventilatiesysteem
Volgende tabellen geven de resultaten weer van de drie verschillende uitvoeringswijzen. meting # 1 meting # 2 meting # 3
gemiddelde
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
243
249
246
0,58
244
0,57
[m3/h] 245 235
[m3/h] 252 253
[m3/h] 249
n50
[h-1]
0,58
241,0
251,3
246,2
0,58
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
226
242
234
0,55
236
0,55
Tabel 34: Resultaten afsluiten dakdoorvoer luchtafvoer - na warmtewisselaar
meting # 4 meting # 5 meting # 6
gemiddelde
[m3/h] 226 228
[m3/h] 249 244
[m3/h] 238
n50
[h-1]
0,56
226,7
245,0
235,8
0,55
V̇ 50, onderdruk
V̇ 50, overdruk
V̇ 50, gemiddeld
270
278
274
0,64
284
0,67
Tabel 35: Resultaten afsluiten dakdoorvoer luchtafvoer – dakdoorvoer luchttoevoer
meting # 7 meting # 8 meting # 9
gemiddelde
[m3/h] 268 275
271,0
[m3/h] 291 293
287,3
[m3/h] 280 279,2
n50
[h-1]
0,65 0,65
Tabel 36: Resultaten afsluiten verzamelpunt luchtafvoer – verzamelpunt luchttoevoer
Uit de vergelijking tussen de eerste en tweede reeks testen blijkt dat het lek tussen het luchttoevoerkanaal en de warmtewisselaar verantwoordelijk is voor een lekverlies van 10,3 m3/h.
Wanneer de leidingen worden afgesloten ter hoogte van de verzamelpunten, worden alle lekken tussen de dakdoorvoer en deze verzamelpunten meegerekend. Deze kunnen voorkomen bij de aansluiting van bochten, warmtewisselaar, ventilatietoestel of geluidsdemper. Op die manier wordt een bijkomend lekdebiet van 33,0 m3/h gemeten t.o.v. de referentiemetingen.
53
Wanneer we de beste situatie – afsluiting aan dakdoorvoeren – vergelijken met deze laatste uitvoeringsmethode zien we een toename in lekdebiet van 43,4 m3/h, wat overeenkomt met een relatief aandeel van 17,6%. In de tabellen zien we dat het verschil in uitvoeringswijze kan bepalen of de passiefhuisgrens voor de n50-waarde (0,60 h-1) al dan niet gehaald wordt. Om de debietafstelling van de toe- en afvoerventielen in de woonvertrekken niet te verstoren, werd het ventilatiesysteem niet ter hoogte van deze ventielen losgekoppeld. Mocht dit wel gebeurd zijn zou er wellicht een nog iets hoger lekdebiet gemeten worden omwille van bijkomende lekken tussen het verzamelpunt en de ventielen. Lekdichtheid van leidingen
Norm NBN EN 12237 definieert vier luchtdichtheidsklassen voor ventilatieleidingen met bijhorend maximaal lekdebiet. [30] luchtdichtheidsklasse
fmax
[m3/(s·m2)]
[m3/h]
0,009 · p 0,65 · 10-3
3,09
A
0,027 ·
C
0,003· p 0,65 · 10-3
B
D
V̇ 50,max
0,001 ·
p 0,65 p 0,65
· ·
10-3 10-3
9,27 1,03 0,34
Tabel 37: Luchtdichtheidsklassen ventilatieleidingen
Deze klassen gelden strikt genomen voor ronde, dunwandige, metalen ventilatieleidingen, terwijl er in kijkwoning 1 gebruik gemaakt wordt van ventilatieleidingen gemaakt uit isolatiemateriaal.
De diameter van de leidingen bedraagt 20 cm, de totale lengte van de ventilatiebuizen op zolder wordt op 12 m geschat, waardoor we een kanaaloppervlakte van 7,5 m2 vinden. Tabel 37 toont het overeenkomstig maximaal lekdebiet voor een aangebracht drukverschil van 50 Pa. Uit de metingen bleek dat de leidingen een lekdebiet van 43,4 m3/h vertonen, wat meer dan het viervoud is van de maximale waarde voor de laagste luchtdichtheidsklasse. 4.2.3.6
Positie blowerdoor
In norm EN 13829 vinden we het volgende omtrent de positie van de blowerdoor:
“In een luchtdicht gebouw is het mogelijk dat de deur, het venster of de opening die tijdens de proef gebruikt wordt voor het doorvoeren van de lucht, de grootste luchtlekken veroorzaakt. Er dient dan gelet te worden op de keuze van de positie van de luchtverplaatsingsapparatuur en/of op de manier waarop de proefresultaten geïnterpreteerd worden.”
Het ligt voor de hand dat de beste luchtdichtheidswaarde zal verkregen worden wanneer de blowerdoor wordt ingebouwd in de meest lekke deuropening. Twee voorbeelden tonen kort deze invloed. Kijkwoning 2
In 4.2.3.2 werden de metingen besproken waarbij de blowerdoor in de achterdeur was ingebouwd, we vonden hiervoor een V̇ 50–waarde van 121,4 m3/h. Er konden op die dag geen metingen worden uitgevoerd aan de voordeur, maar omdat de luchtdichtheidswaarden van kijkwoning 2 zeer constant zijn (zie Tabel 19) gebruiken we de gemiddelde waarde van 143,7 m3/h. Wanneer de blowerdoor geïnstalleerd wordt ter plaatse van de achterdeur i.p.v. aan de voordeur, daalt het lekdebiet met 22,3 m3/h, wat overeenkomt met een relatief aandeel van 15,5%.
54
Woning Temse Tijdens een meting van één van de woningen in Temse vertelde een bewoner over een tochtgevoel aan de voordeur – waar de blowerdoor was ingebouwd. Aan de achterdeur waren recent herstellingswerken uitgevoerd om luchtlekken te dichten. Er werd een tweede blowerdoortest uitgevoerd aan de achterdeur om het verschil in luchtdichtheid tussen de twee deuren te onderzoeken.
De meting waarbij de blowerdoor aan de voordeur was geplaatst leverde een lekdebiet van 233,5 m3/h op. Bij de meting aan de achterdeur steeg dit tot 270,5 m3/h, een verhoging van 37,0 m3/h, ofwel 15,8%. 4.2.3.7
Plaatsing blowerdoor en afsluiten ventilatie
De blowerdoor werd iedere meetdag opgebouwd bij aankomst, en afgebroken bij vertrek. Tussen de verschillende metingen in werd het kader niet telkens opnieuw opgebouwd.
Hierdoor wordt de meetonzekerheid die gepaard gaat met het plaatsen van de blowerdoor beperkt tussen de verschillende metingen op één dag. Deze meetonzekerheid is wel aanwezig als we de resultaten tussen verschillende meetdagen vergelijken. In principe zou het kader de ene dag perfect kunnen geplaatst worden, terwijl er de andere dag een klein luchtlek rondom aanwezig is. De kaders rondom de voordeur van beide kijkwoningen zijn zeer geschikt zijn om de blowerdoor luchtdicht te bevestigen. Na het opstellen van de blowerdoor en het loskoppelen van de ventilatie, werd het gebouw telkens in onderdruk gebracht. Vervolgens werden luchtlekken rondom het kader van de blowerdoor en rond de ballonnen in de ventilatiekanalen opgespoord en eventueel verholpen voordat de metingen gestart werden. Op meetdag 7 werd in kijkwoning 1 een kleinschalige test uitgevoerd om te bevestigen dat de plaatsing van de blowerdoor en het afsluiten van de ventilatiekanalen op een betrouwbare manier gebeurd is. Na de eerste drie testen werd de blowerdoor volledig afgebroken en weer opgebouwd, werden de ballonnen in de ventilatiekanalen vervangen en werden drie nieuwe metingen uitgevoerd. V̇ 50
meting # 1 en # 4 meting # 2 en # 5 meting # 3 en # 6 gemiddelde
standaardafwijking maximale variatie
V̇ 50
[m3/h]
[m3/h]
248
251
248 249
248,0
0,20% 0,40%
249 249
249,3
0,58% 1,00%
Tabel 38: Meetresultaten plaatsing blowerdoor
In Tabel 38 zijn de resultaten van de twee reeksen metingen getoond. De eerste drie metingen waren uitzonderlijk stabiel, wat interessant is voor deze test. Ook de drie volgende metingen zijn zeer stabiel. De gemiddelde stijging in het lekdebiet van 1,3 m3/h is te verwaarlozen.
We voeren een ongepaarde, tweezijdige t-toets uit en vinden een P-waarde van 20,1%, wat ruim boven het significantieniveau van 5% ligt. We kunnen dus besluiten dat eventuele verschillen tussen het lekdebiet op verschillende meetdagen geen gevolg zijn van de gebouwvoorbereiding.
55
4.3
Seizoensvariatie
Gedurende de periode december 2012 – april 2013 werd om de drie weken een reeks luchtdichtheidsmetingen uitgevoerd op de twee kijkwoningen om een eventuele evolutie in de meetresultaten te onderzoeken. De resultaten van de verschillende meetdagen werden reeds aangehaald in 4.2.2, waar mogelijke verbanden werden gezocht met de windcondities. Gezien de meetonzekerheid die bij luchtdichtheidsmetingen optreedt, de (on)betrouwbaarheid van de weerwaarnemingen en het beperkte aantal metingen, kunnen geen sluitende conclusies getrokken worden die het mogelijk maken om correcties uit te voeren op meetresultaten van bepaalde meetdagen.
Er werd ook aangetoond dat kleine uitvoeringsverschillen een grote relatieve afwijking met zich kunnen meebrengen. Dit alles maakt het moeilijk om de evolutie van de resultaten van verschillende meetdagen te beoordelen. Wanneer een variatie in de meetresultaten van verschillende meetdagen naar voor komt, hoeft dit dus niet noodzakelijk een gevolg te zijn van een seizoensverandering – of afgeleid vochtgehalte in de constructie. Kijkwoning 1
In Tabel 39 staan alle meetwaarden van de verschillende meetdagen opgelijst die gebruikt werden om de jaarlijkse variatie te onderzoeken. Hierbij werd geprobeerd de woning op een eenduidige manier voor te bereiden om zoveel mogelijk invloedsfactoren uit te schakelen. Het ventilatiesysteem werd losgekoppeld d.m.v. twee ballonnen, één rechtstreeks in de luchtafvoer, en één na de warmtewisselaar. dag 1
dag 2
dag 3
dag 4
dag 5
dag 6
17/12/12
7/01/13
29/01/13
19/02/13
11/03/13
9/04/13
29/04/13
228
226
226
228
244
246
248
[m3/h] 220 224 220 226 219 220 222 219 220
[m3/h] 222 220 217 223 220 219
[m3/h] 234 229 229 229 230
[m3/h] 224 224 222 222 222
[m3/h] 245 245 235
[m3/h] 249 244
239
[m3/h] 248 249 249 251 249
219 219 220 218 218
gemiddelde
221,7
219,8
229,3
223,2
241,4
246,2
248,7
standaardafwijking
1,39%
1,18%
1,13%
1,05%
1,95%
0,92%
0,49%
mediaan
maximale variatie
220,0
4,06%
219,0
4,32%
229,0
3,49%
222,5
2,69%
244,0
4,35%
Tabel 39: Overzicht meetresultaten kijkwoning 1
246,0
1,83%
De evolutie van de gemiddelde waarden worden visueel weergegeven in Figuur 40.
56
dag 7
248,5
1,41%
250
V50 [m3/h]
240
230
220
210
Dec
Jan
Feb
Mar
Figuur 40: Evolutie 𝑉̇50-waarde kijkwoning 1
Apr
May
De eerste vier metingen zijn vrij stabiel, we zien een maximale variatie in het meetresultaat die onder de 5% blijft. Deze variatie kan het gevolg zijn van de meetonzekerheden die gepaard gaan met luchtdichtheidsmetingen, zoals besproken in paragraaf 2.7.
De metingen uitgevoerd op 11 maart 2013 tonen een aanzienlijke stijging in het lekdebiet tegenover de eerste vier meetdagen. Uit de literatuurstudie blijkt echter dat er eerder een omgekeerde tendens verwacht wordt rond dit jaargetijde als gevolg van de stijgende luchtvochtigheid. De metingen werden uitgevoerd na enkele weken vrieskou met aanzienlijke sneeuwval, maar aangezien er op de twee laatste meetdagen - zonder sneeuw en vorst - gelijkaardige lekdebieten werden gemeten, kan de evolutie niet hieraan toegeschreven worden. Op het eind van de vierde meetdag werd voor het eerst een kleine test gedaan waarbij een ballon rechtstreeks in de luchttoevoer geplaatst werd i.p.v. na de warmtewissellaar. Het is mogelijk dat de aansluiting tussen toevoerkanaal en warmtewisselaar na deze test een groter lek vertoonde waardoor de volgende meetdagen een hoger lekdebiet gemeten werd. Uit diverse praktijkvoorbeelden werd duidelijk dat kleine fouten in de gebouwvoorbereiding gelijkaardige stijgingen in het lekdebiet kunnen veroorzaken.
Het verschil in lekdebiet tussen de eerste en de laatste meetdag bedraagt 21,7 m3/h, dit betekent een stijging van 12,2%. Hoewel er dus een duidelijke evolutie merkbaar is, werden t-toetsen uitgevoerd op de resultaten van de verschillende meetdagen om te onderzoeken wanneer er significante verschillen optreden. dag 1
dag 2
dag 3
dag 4
dag 5
dag 6
dag 7
dag 2
14,03%
-
-
-
-
-
-
dag 4
31,85%
dag 6
0,00%
dag 1 dag 3 dag 5 dag 7
-
-
0,02%
0,00%
0,00%
0,00%
0,00%
-
1,65%
0,16%
0,00%
0,00%
0,00%
-
0,04%
0,00%
0,00%
0,00%
0,00%
-
15,90% 0,51%
Tabel 40: T-toets invloed seizoenen kijkwoning 1
-
6,04%
-
57
De P-waarden in Tabel 40 tonen dat de meetwaarden op sommige dagen zeer sterk overeenkomen, zoals dag 1 – dag 2 en dag 1 – dag 4.
Het significantieniveau van 5% is wellicht te streng om resultaten van blowerdoortests te vergelijken. Zo krijgen we een P-waarde van 1,65% voor de vergelijking van de meetwaarden van dag 2 en dag 4. Nochtans ligt de V̇ 50–waarde gemeten op dag 4 slechts 3,4 m3/h hoger dan op dag 2. Dit komt overeen met een stijging van de n50-waarde met 0,008 h-1. Analoog vinden we voor dag 3 – dag 4 een P-waarde van 0,16%, terwijl er slechts een gemiddeld verschil in lekdebiet van 6,1 m3/h gemeten is. Voor de n50-waarde betekent dit een verschil van 0,014 h-1.
Kijkwoning 2
Tabel 41 toont een overzicht van alle metingen in kijkwoning 2. De evolutie van het lekdebiet is weergegeven in Figuur 41.
Zoals reeds besproken was de achterdeur op meetdag 1 niet op slot, in tegenstelling tot de andere meetdagen. Op de resultaten van deze eerste meetdag werd een correctie uitgevoerd zoals besproken in 4.2.3.2. De resultaten van meetdag 3 ontbreken aangezien er die dag konden geen geldige metingen uitgevoerd worden ter hoogte van de voordeur. dag 1
dag 4
dag 5
dag 6
dag 7
17/12/12
7/01/13
19/02/13
11/03/13
9/04/13
29/04/13
139
141
143
151
140
145
[m3/h] 138
[m3/h] 146
137
143
127
146
139
145
137
144
140
139
144
[m3/h] 148 148 138 138 141
[m3/h] 148 142
[m3/h] 143
148
147 145 150 148 151 152
144
149
[m3/h]
149
152
142
147
149
143 139 141
gemiddelde
139,6
142,6
142,5
148,0
141,0
148,1
standaardafwijking
4,31%
1,62%
3,14%
2,56%
-
1,61%
mediaan
maximale variatie
58
dag 2
138,9
142,8
15,56%
4,56%
141,8
7,02%
148,0
6,42%
Tabel 41: Overzicht meetresultaten kijkwoning 2
-
148,5
4,73%
V50 [m3/h]
160
150
140
130
Dec
Jan
Feb
Mar
Figuur 41: Evolutie 𝑉̇50-waarde kijkwoning 2
Apr
May
We zien dat de V̇ 50–waarden schommelden rond 145 m3/h doorheen de meetcampagne. Er kan geen tendens of afwijkend resultaat worden vastgesteld. De maximale variatie tussen de gemiddelde waarden per meetdag bedraagt 7,7%. Dit komt overeen met een verschil in lekdebiet van 8,5 m3/h, of een verschil van in n50-waarde van 0,019 h_1.
Ook de resultaten van de t-toetsen tonen aan dat de resultaten uniformer zijn dan bij kijkwoning 1. In veel gevallen wordt zelfs het 5% significantieniveau gehaald. dag 1
dag 2
dag 4
dag 5
dag 6
dag 7
dag 2
12,97%
-
-
-
-
-
dag 5
1,45%
dag 1 dag 4 dag 6 dag 7
-
-
32,83%
95,85%
76,22%
38,49%
0,11%
0,24% 0,00%
-
5,80%
67,52% 0,77%
-
6,35%
97,35%
Tabel 42: T-toets invloed seizoenen kijkwoning 2
-
0,41%
-
59
4.4
Duurzaamheid
In een wijk in Temse en een wijk in Bredene wordt telkens een luchtdichtheidstest uitgevoerd op een groep gelijkaardige passiefwoningen. De resultaten worden vergeleken met de originele blowerdoortesten die uitgevoerd werden na oplevering om een beeld te krijgen van de evolutie van de n50-waarde in de tijd. Ook voor de twee kijkwoningen worden de originele meetwaarden vergeleken met de verkregen meetwaarden doorheen de meetcampagne. 4.4.1
Temse
Tussen 18 en 26 januari werden 8 acht passiefwoningen getest. Het gaat om een groep woning die gelijkaardig zijn in opbouw en afmetingen, er bevinden zich zeven halfopen bebouwingen en één gesloten bebouwing in de testgroep. Alle woningen beschikken over een garage die tot het beschermd volume behoort.
Tabel 43 toont de evolutie van de luchtdichtheid van de woningen. Behalve bij woning # 3 gaat de luchtdichtheid er aanzienlijk op achteruit in vergelijking met de originele metingen. Gemiddeld is er een toename van 29% merkbaar in het lekverlies. Voor elke woning wordt vermeld welke tijdspanne zich bevindt tussen de originele en de hernomen blowerdoortest. n50,origineel
n50,huidig
tijdspanne
woning # 1
0,43
0,56
19
woning # 3
0,56
0,54
woning # 2 woning # 4 woning # 5 woning # 6 woning # 7 woning # 8
gemiddelde
mediaan
standaardafwijking maximale variatie
[h-1]
0,55 0,33 0,50 0,59 0,44 0,46 0,48 0,48
17,7% 53,9%
[h-1]
0,81 0,43 0,68 0,82 0,56 0,64
stijging
overdruk
gemiddeld
21
38%
55%
47%
13
30% 2%
35% -9%
32% -3%
13
26%
34%
30%
19
38%
42%
40%
13 13 18
16,1
21,5%
-
61,6%
stijging
onderdruk
0,63 0,60
stijging
[maand]
-
33% 23% 30% 28% 30% 11% 36%
Tabel 43: Evolutie n50-waarden Temse
36% 27% 30% 31% 35% 18% 64%
34% 25% 30% 29% 31% 15% 50%
Bij de metingen in Temse werd niet duidelijk geregistreerd op welke plaats de ventilatiekanalen werden afgesloten, de invloed hiervan was nog niet bekend wanneer deze tests werden uitgevoerd. In de originele blowerdoorverslagen vinden we terug dat dit voor alle woningen rechtstreeks ter hoogte van de toe- en afvoerkanalen gebeurde. In veel gevallen was dit bij de nieuwe metingen niet mogelijk, waardoor lekken in de aansluiting van bochten, ventilatietoestel, warmtewisselaar,… voor een aanzienlijk deel van de stijging verantwoordelijk kunnen zijn zoals werd aangetoond in 4.2.3.5. Dit maakt het moeilijk om de resultaten van iedere woning te beoordelen. Zoals reeds vermeld in 4.1.3, kon de blowerdoor niet perfect luchtdicht worden geïnstalleerd in de voordeur. Het is mogelijk dat deze kleine lekken tijdens de originele luchtdichtheidstest werden afgetaped waardoor een lager lekdebiet werd gemeten.
Een ander aspect dat een rol kan spelen is het al dan niet vergrendelen van achterdeuren. Er werd niet gecontroleerd of alle deuren op slot waren, terwijl dit in bepaalde gevallen een aanzienlijke rol kan spelen, zoals besproken in 4.2.3.2. 60
De daling van het lekdebiet bij woning # 3 is toe te schrijven aan een recente herstelling van de luchtdichting rondom de achterdeur. Merk op dat de laagste lekdebieten, zowel bij de originele als nieuwe metingen, bij woning # 4 gemeten worden, dit is de enigste gesloten bebouwing die getest werd. De planopbouw, afmetingen, materialen en technische installaties zijn identiek voor beide typologieën. Het enige onderscheid zijn de bijkomende, openklapbare ramen in de zijgevels van de halfopen bebouwingen, welke verantwoordelijk blijken voor een bijkomend lekverlies.
Figuur 42: Plan gesloten - halfopen bebouwing Temse
De evolutie van zowel de onder- als overdrukmeting werd onderzocht om de aard van de lekken te onderzoeken. Wanneer het lekdebiet van de onderdrukmeting veel sterker zou gestegen zijn dan het lekdebiet van de overdrukmeting, zou men kunnen vermoeden dat dit het gevolg is van kieren die zijn ontstaan langs ramen en deuren – een probleem waar veel bewoners melding van maakten. Het verschil tussen de evolutie van beide lekdebieten is echter beperkt.
Het valt te verwachten dat de achteruitgang van de luchtdichtheid van een woning gecorreleerd is aan de ouderdom van de woning. Hoewel het aantal geteste woningen beperkt is, en de originele blowerdoortest bij de helft van de woningen op dezelfde dag afgenomen is, lijkt de trendlijn dit toch aan te tonen in Figuur 43. Wanneer we echter het punt van woning # 3 – waar recent herstellingen aan de luchtdichting zijn uitgevoerd – zouden weglaten, zou de trendlijn bijna een horizontale rechte worden.
61
procentuele stijging
75%
R² = 0.397
50% 25% 0% -25%
0
5
10
15
20
tijdsspanne [maand]
25
Figuur 43: Procentuele stijging i.f.v. tijdspanne Temse
4.4.2
Bredene
In Bredene werden tussen 13 en 27 maart 2013 zeven woningen getest. Woning # 1, # 6 en # 7 zijn halfopen bebouwingen, de rest zijn gesloten bebouwingen. Woning # 4 en # 6 zijn de enige woningen zonder garage. In Tabel 44 zien we dat er een gemiddelde stijging van 45% werd vastgesteld voor het lekdebiet. Deze extreme stijging is vooral toe te schrijven aan de resultaten van woning # 4 en # 6. n50,origineel
n50,huidig
tijdspanne
woning # 1
0,41
0,51
5
woning # 3
0,59
0,69
14
0,64
15
0,73
27
woning # 2 woning # 4 woning # 5 woning # 6 woning # 7
gemiddelde
mediaan
standaardafwijking maximale variatie
[h-1]
0,58 0,41 0,50 0,34 0,60 0,49 0,50
21,3% 53,1%
[h-1]
0,68 0,75
stijging
stijging
stijging
[maand]
onderdruk
overdruk
gemiddeld
3
14%
24%
19%
43% 23%
10% 10%
17%
9
115%
19
127%
114%
120%
0,68
13,1
52%
38%
45%
12,44%
-
0,75 0,69
53,06%
-
21% 21% 23% 48%
113%
Tabel 44: Evolutie n50-waarden Temse
56%
25%
32% 21% 24% 37%
104%
86% 27% 21% 25% 41%
103%
Net zoals in Temse werd er niet gecontroleerd of de achterdeuren vergrendeld waren. Er werd wel telkens bijgehouden waar de ventilatiekanalen afgesloten werden, dit maakt het mogelijk om de evolutie beter te beoordelen. Bij de originele metingen gebeurde dit opnieuw telkens aan de dakdoorvoeren. Woning # 1
De luchttoevoer werd afgesloten voor de warmtewissellaar, de afvoer rechtstreeks in de dakdoorvoer. Aan deze laatste dakdoorvoer is de tape losgekomen, waarschijnlijk omdat deze minder dan 1 cm 62
overlapte met het dampscherm. Het gebruik van speciaal hiervoor ontwikkelde luchtdichte moffen kan zulke problemen wellicht vermijden. De rode pijlen in de linker figuur tonen waar de ballonnen zich bevinden.
Figuur 44: Afsluiten ventilatiekanalen woning # 1 Bredene
Woning # 2 De luchttoevoer kon bij woning # 2 niet rechtstreeks aan de dakdoorvoer worden afgesloten omdat er niet genoeg ruimte was tussen de warmtewisselaar en het dak. Er werd een ballon na de warmtewisselaar geplaatst. Aan de dakdoorvoor van de luchtaanvoer is de tape losgekomen waardoor er een lek ontstaat. De luchtafvoer kon wel ter hoogte van de dakdoorvoer afgesloten worden.
Figuur 45: Afsluiten ventilatiekanalen woning # 2 Bredene
Woning # 3 De ballonnen werden rechtstreeks in de dakdoorvoeren geplaatst. Woning # 4
De externe toe- en afvoerkanalen zijn vastgetaped aan het ventilatietoestel, ook over de naden van koppelstukken is tape bevestigd. Hierdoor konden deze niet onmiddellijk na de dakdoorvoer losgekoppeld worden. Op die manier zullen de lekken ook beperkt blijven, alhoewel er aan de dakdoorvoeren toch een aanzienlijke luchtstroom te voelen is wanneer de woning in onderdruk gebracht wordt. Er werden twee ballonnen geplaatst aan het ventilatietoestel ter hoogte van de interne aan- en afvoer. Er is een stijging ten opzichte van de originele meting van 115% voor het onderdrukdebiet, voor de overdrukmeting blijft dit beperkt tot 56%. De ervaring uit 4.2.3.2 doet vermoeden dat dit te maken
63
heeft met een achterdeur die niet op slot was tijdens de meting, waardoor de meetwaarden niet als betrouwbaar kunnen beschouwd worden.
Figuur 46: Afsluiten ventilatiekanalen woning # 4 Bredene
Woning # 5 Bij woning 5 zijn de koppelstukken niet afgetaped, hierdoor konden de ballonnen rechtstreeks in de dakdoorvoer geplaatst worden. Er werd een stijging van 27% gemeten in het lekdebiet, maar de kans is groot dat deze stijging hoger zou liggen wanneer de blowerdoor aan de achterdeur geplaatst zou zijn. Er bevinden zich namelijk voelbare lekken aan de voordeur die de bewoners hebben proberen dichten door een tochtstrip rondom de deur de kleven.
Figuur 47: Afsluiten ventilatiekanalen + tochtstrip voordeur woning # 5 Bredene
Woning # 6 Bij woning 6 zijn de naden tussen de ventilatiekanalen afgetaped. De luchttoevoer werd losgekoppeld na de warmtewisselaar. Er is een voelbaar lek aanwezig voor de warmtewisselaar, we zien in Figuur 51 dat deze aansluiting oorspronkelijk ook afgetaped was, maar deze is verwijderd om onbekende reden. De luchtafvoer kon niet rechtstreeks in de dakdoorvoer losgekoppeld worden, dit gebeurde ter hoogte van het ventilatietoestel. De buis tussen de dakdoorvoer en de ballon is echter goed afgetaped waardoor geen bijkomende lekverliezen verwacht worden.
64
Figuur 48: Afsluiten ventilatiekanalen woning # 6 Bredene
Woning # 7 De ventilatiekanalen werden rechtstreeks ter hoogte van de dakdoorvoeren afgesloten. Hoewel deze woning als eerste gebouwd werd in deze serie passiefwoningen, is de achteruitgang van de luchtdichtheid ten opzichte van de oorspronkelijke meting beperkt. Dit is wellicht te wijten aan de recent vernieuwde luchtdichtingen aan de garagepoort, voordeur en achterdeur.
Bij de woningen in Temse kon geen correlatie gevonden worden tussen de tijdspanne tussen de twee blowerdoortests en de stijging van het lekdebiet. 125%
procentuele stijging
100% 75%
R² = 0.0223
50% 25% 0% -25%
0
5
10 15 tijdspanne [maand]
20
25
30
Figuur 49: Procentuele stijging i.f.v. tijdspanne Temse
4.4.3
Kijkwoning 1
Tijdens de originele meting op 11 september 2011, werd ter hoogte van de achterdeur een lekdebiet van 235 m3/h gemeten, dit komt overeen met een n50-waarde van 0,55 h-1. Er heerste die dag een buitentemperatuur van 22 °C en er werden windsnelheden van 2 Beaufort gemeten.
Deze waarde ligt heel dicht bij de gemiddeld waarde van 230,2 m3/h die tijdens de eigen meetcampagne gemeten werd. Zoals besproken in paragraaf Error! Reference source not found. lagen de meetwaarden tijdens de eerste vier meetdagen onder, en de laatste drie meetdagen boven dit gemiddelde. 65
Er zijn twee belangrijke verschillen in uitvoeringswijze tussen de originele en nieuwe metingen. De hernomen metingen werden uitgevoerd aan de voordeur in tegenstelling tot de originele blowerdoortests. Als gevolg van eventueel aanwezige lekken rond deze deuren werden bij andere passiefwoningen verschillen in lekdebiet tot 15% gemeten (zie 4.2.3.6), afhankelijk van de plaatsing van de blowerdoor. Er werden lekken opgespoord door de blowerdoor aan de voordeur te installeren en het gebouw in onderdruk te brengen. In dit geval bleken geen grote lekken voelbaar ter hoogte van de achterdeur. De omgekeerde situatie werd niet getest, waardoor we niet weten of er wel lekken bestaan rondom de voordeur.
Een ander verschil ligt in de loskoppeling van het ventilatiesysteem. Bij de originele meting gebeurde dit voor zowel toevoer- als afvoerkanaal rechtstreeks ter hoogte van de dakdoorvoer, terwijl tijdens de eigen meetcampagne de luchttoevoer na de warmtewisselaar werd losgekoppeld. De impact van deze uitvoeringsbeslissing werd besproken in 4.2.3.5, waaruit blijkt dat het lekdebiet meer dan 4% daalt wanneer de luchttoevoer onmiddellijk na de dakdoorvoer wordt afgesloten i.p.v. na de warmtewisselaar. Het is duidelijk dat kleine uitvoeringsbeslissingen een grote impact kunnen hebben op het lekdebiet van passiefwoningen. Hoewel de invloed van seizoenen niet duidelijk naar voor kwam in deze meetcampagne, valt het niet uit te sluiten dat er toch verschillen optreden in lekdebiet doorheen het jaar. De originele meting werd in september uitgevoerd, terwijl de eigen metingen tussen december en april doorgingen. Dit alles maakt het moeilijk om conclusies te trekken uit de vergelijking tussen de oorspronkelijke en nieuwe meetwaarden. We kunnen wel besluiten dat er geen drastische achteruitgang te merken valt in de luchtdichtheid. 4.4.4
Kijkwoning 2
De originele meting werd voor kijkwoning 2 uitgevoerd op 17 september 2009. Er waaide die dag een wind met snelheden tussen 2 en 3 Beaufort, de buitentemperatuur bedroeg 18 °C. Deze meting leverde een lekdebiet op van 96 m3/h, wat omgerekend een n50-waarde van 0,21 h-1 geeft.
Tijdens de nieuwe metingen werd gemiddeld een lekdebiet van 143,7 m3/h gemeten, ofwel een n50waarde van 0,32 h-1. Gedurende de meetperiode van december tot april schommelde de waarde rond dit gemiddelde, er werden geen grote verschillen vastgesteld. Dit betekent een toename van 50% in het lekdebiet na ongeveer 3,5 jaar.
Grote verschillen in uitvoering konden niet worden vastgesteld. De blowerdoor werd in alle gevallen ter hoogte van de voordeur ingebouwd, en het ligt voor de hand om de ventilatiekanalen rechtstreeks af te sluiten waar deze de bergruimte binnenkomen. In het originele verslag zien we wel dat de uitvoerder van de blowerdoortest de naden tussen de verschillende afsluitringen van de ventilator heeft afgetaped. Alhoewel dit niet getest is, zal dit vermoedelijk tot een iets lagere, maar onjuiste lekdebiet leiden. De ventilator is immers zodanig gekalibreerd dat er rekening gehouden wordt met de lucht die de woning binnendringt via deze naden.
66
Figuur 50: Naden afgetaped tijdens originele meting
De toename van het lekdebiet kan grotendeels toegeschreven worden aan het kromgetrokken schrijnwerk. Ook wanneer de deur met een driepuntsluiting gesloten wordt (zie 4.2.3.2), is er duidelijk een luchtstroom voelbaar rond de deur wanneer het gebouw in onderdruk gebracht wordt. Ook rond een terrasdeur op de eerste verdieping is een gelijkaardig lek aanwezig.
Het kromtrekken van schrijnwerk is een probleem dat ook bij de metingen in Temse en Bredene regelmatig naar voor kwam. Dit zou te maken kunnen hebben met de grote temperatuurverschillen tussen binnen- en buitenvlak dankzij de goede isolatiewaarden die aan passiefschrijnwerk opgelegd worden. Bepaalde fabrikanten van passiefschrijnwerk verwerken aluminium trekstangen om dit effect tegen te gaan.
67
4.5
Invloed natuurlijk drukverschil
In 4.2.3.1 werd reeds kort het effect besproken van het verplaatsen van het extern drukpunt. Deze paragraaf gaat dieper in op de variatie van het natuurlijk drukverschil over de woningschil en de invloed hiervan op de resultaten van de blowerdoortesten. 4.5.1
Oorzaak natuurlijk drukverschil
Wind Wind is uiteraard de belangrijkste oorzaak van drukverschillen over de gebouwschil. De stuwdruk van de wind kan berekend worden met de volgende formule zoals beschreven in de norm NBN B 03-002-1. [31] q=
waarbij q ρ v
1 2
∙ ρ ∙ v2 = = =
[Pa] [kg/m3 ] [m/s]
stuwdruk massadichtheid lucht windsnelheid
Wegens het kwadratisch verband tussen de windsnelheid en de stuwdruk, zal deze laatste snel stijgen bij toenemende windsnelheid. Dit levert voor de verschillende windsterktes de volgende stuwdrukken op. windsterkte [beaufort] 0
windsnelheid
winddruk
[m/s]
[Pa]
< 0,3
< 0,06
1
0,3 – 1,5
0,06 – 1,4
3
3,5 – 5,4
7,5 – 17,9
2 4 5
1,6 – 3,4 5,5 – 7,9 > 7,9
1,6 – 7,1
18,5 – 38,3
Tabel 45: Winddrukken
> 38,3
Wanneer er een voorwerp of gebouw in een luchtstroom geplaatst wordt, zal deze luchtstroom op bepaalde plaatsen groter of kleiner worden dan de ongestoorde luchtstroom waardoor respectievelijk over- en onderdrukken zullen ontstaan rondom het voorwerp.
Figuur 51: Drukverschillen tgv wind
Typisch zien we aan de loefzijde een positieve druk, terwijl er aan de langszijden en lijzijde een negatieve druk ontstaat. Scherpe randen veroorzaken turbulente stromingen die moeilijk te voorspellen zijn. Figuur 52 toont de stromingen rondom een eenvoudige kubus. 68
Figuur 52: Windstroming rondom een kubus [32]
Door middel van een windtunneltest kan men winddrukcoëfficiënten bepalen die vermenigvuldigd worden met de stuwdruk, om zo de werkelijke winddruk op een zijde van het voorwerp te berekenen. met
w = cpe ∙ q
we cpe
q
= =
=
winddruk op buitenvlak coëfficiënt van uitwendige druk
stuwdruk
[Pa] [−]
[Pa]
In Figuur 53 zijn deze coëfficiënten getoond voor een hoog gebouw met rechthoekig grondplan (links) en een laag gebouw met vierkant grondplan (rechts). Bovenaan is een aanzicht weergegeven, onder een grondplan. Deze coëfficiënten zijn enkel geldig wanneer het gebouw in een vrije omgeving staat en de windstroom dus niet beïnvloed wordt door omliggende bebouwing of begroeiing.
De meeste woningen vertonen veel complexere geometrieën dan de aangehaalde voorbeelden. Aangebouwde garages, overdekte voordeuren, dakkapellen en schoorstenen zorgen voor een onvoorspelbare drukverdeling over de gebouwschil. Zonder te diep in te gaan op verdere aerodynamische aspecten geven de figuren toch een ruw idee over de winddrukken die optreden rondom een woning.
69
Figuur 53: Winddrukcoëfficiënten
Schoorsteeneffect Het schoorsteeneffect (Eng: Stack Effect) speelt vooral een grote rol bij hoge gebouwen en wordt daarom hier niet uitgebreid besproken. Wanneer een gebouw verwarmd wordt, zal de warme lucht opstijgen waardoor een overdruk ontstaat bovenin het gebouw en een onderdruk beneden in het gebouw. Wanneer de buitentemperatuur hoger ligt dan de temperatuur in het gebouw, zien we het omgekeerde effect.
Figuur 54: Drukverschillen t.g.v. het schoorsteeneffect
70
4.5.2
Impact correctie natuurlijk drukverschil
In 2.5.1 werd reeds besproken hoe de drukverschillen, gemeten tijdens de blowerdoortest, gecorrigeerd worden. Men trekt het natuurlijk drukverschil af van het gemeten drukverschil, om zo het geïnduceerd drukverschil te berekenen.
Gewoonlijk wordt bij een blowerdoortest de referentiedruk gemeten op één punt, namelijk enkele meters voor de blowerdoor. De kans is echter klein dat deze plaatselijke referentiedruk representatief is voor de volledige gebouwschil, waardoor een onjuiste correctie uitgevoerd wordt. Volgend fictief voorbeeld toont hoe de druk verdeeld zou kunnen zijn over een woning. De wind waait van links naar rechts, waardoor links een positieve en rechts een negatieve winddruk op de gevels inwerkt. We onderzoeken welke invloed de plaats van de referentiedrukmeting heeft op het lekdebiet.
In het eerste geval (zie Figuur 55) wordt de referentiedrukmeting aan de loefzijde van het gebouw uitgevoerd, het natuurlijk drukverschil is hier +3 Pa. Om voor de overdrukmeting een drukverschil van 50 Pa te bekomen, moet de druk in het gebouw dus verhoogd worden tot 53 Pa. Dit betekent echter dat er aan de lijzijde van het gebouw een drukverschil van 55 Pa optreedt over de gevel, waardoor het lekdebiet hier hoger zal liggen dan bij het correcte drukverschil van 50 Pa. Voor de onderdrukmeting geldt het omgekeerde, er treedt slechts een drukverschil van -45 Pa op, waardoor het lekverlies onderschat zal worden.
Figuur 55: Correctie natuurlijk drukverschil loefzijde
Wanneer de referentiedruk gemeten wordt aan de lijzijde van het gebouw zal dit analoog leiden tot een onderschatting van het lekdebiet bij de overdrukmeting, en een overschatting bij de onderdrukmeting, zoals aangetoond in Figuur 56.
Figuur 56: Correctie natuurlijk drukverschil lijzijde
Door het drukverschil te proberen corrigeren aan de ene zijde van het gebouw, creëren we dus een nog grotere fout aan de andere zijde van het gebouw. Wanneer we het drukverschil niet zouden corrigeren krijgen we volgende situatie waarbij er aan beide kanten van het gebouw een kleinere fout ontstaat. 71
Figuur 57: Geen correctie natuurlijk drukverschil
Een goede praktijk bestaat er wellicht in om meer dan één extern drukpunt te installeren en het gemiddelde drukverschil te gebruiken. Figuur 58 toont de situatie waarbij één drukpunt aan de loefzijde en één drukpunt aan de lijzijde geïnstalleerd wordt. Er wordt een gemiddelde waarde van +0,5 Pa gemeten als natuurlijk drukverschil.
We zien dat er in deze situatie over beide gevels een foutief drukverschil aangebracht wordt. Aan de ene kant wordt dit 2,5 Pa hoger dan 50 Pa, aan de andere kant is dit 2,5 Pa lager. Dit is wellicht een betere praktijk dan de situaties met slechts één drukpunt, waarbij het drukverschil aan de ene gevel precies 50 Pa bedraagt, maar dit aan de andere gevel 5 Pa hoger of lager ligt. Merk op dat deze situatie niet veel afwijkt van de situatie besproken in Figuur 57.
Figuur 58: Correctie natuurlijk drukverschil loef- en lijzijde
Zoals besproken in 2.7 daalt de meetonzekerheid van blowerdoortests aanzienlijk door gebruik te maken van meerdere referentiedrukpunten over de verschillende gevels van het gebouw. Niet alleen verkrijgt men een betrouwbaarder natuurlijk drukverschil, ook de opgebouwde drukverschillen tijdens de blowerdoormeting worden correcter. Het FLiB adviseert om een referentiedrukpunt in het midden van iedere gevel te verbinden met een centraal meetpunt door middel van drukbuizen met een gelijke lengte. [13] Op die manier wordt – net als in bovenstaand voorbeeld – een lineair gemiddelde genomen van de drukverschillen over de gevels. Modera en Wilson stellen vast dat op deze manier een stabieler meetresultaat bekomen wordt, de maximale variatie in een reeks metingen daalde van 6,5% naar 3% door gebruik te maken van de extra referentiedrukpunten. [33]
De auteurs merken wel op dat de methode waarop de gemiddeld drukverschillen gemeten wordt niet volledig correct is. De lekstroom die optreedt door een gevel als gevolg van een drukverschil, is immers niet recht evenredig met het aanwezige drukverschil maar wordt uitgedrukt door een 72
machtsfunctie zoals weergegeven in 2.2 waarvan de stromingsexponent typisch tussen 0,6 en 0,7 bedraagt.
Een betere methode bestaat erin om de drukverschillen over iedere gevel apart te meten en de bijhorende stromingsexponent te bepalen. Op die manier kan de bijdrage aan het totale lekdebiet berekend worden en het gewogen gemiddelde bepaald worden. Volgend voorbeeld verduidelijkt deze werkwijze met de berekening van een gewogen gemiddelde van de natuurlijke drukverschillen uit voorgaande voorbeelden waarbij een stromingsexponent van 0,65 verondersteld wordt. Lineair gemiddelde:
∆p = 0,5 ∙ 3 + 0,5 ∙ (−2) = 0,5
Gewogen gemiddelde 30,65
30,65 +20,65 20,65 30,65 +20,65
[Pa]
= 0,565 = 0,435
∆p = 0,565 ∙ 3 + 0,435 ∙ (−2) = 0,825
[Pa]
Het verschil tussen deze twee meetmethodes is het grootst voor de natuurlijke drukverschillen en de lagere opgebouwde drukverschillen. Volgend voorbeeld illustreert dat het effect beperkt blijft voor een overdruk van 50 Pa. Opnieuw gaan we uit van een overdruk van 3 Pa aan de loefzijde van het gebouw, en een onderdruk van -2 Pa aan de lijzijde. Lineair gemiddelde:
∆p = 0,5 ∙ 47 + 0,5 ∙ (52) = 49,5
Gewogen gemiddelde 470,65
470,65 +520,65 20,65 30,65 +20,65
0,484
= 0,516
∆p = 0,484 ∙ 47 + 0,516 ∙ (52) = 49,582
4.5.3
[Pa]
Variatie natuurlijk drukverschil
[Pa]
Op 29 april werd bij kijkwoning 1 de variatie in de natuurlijke drukverschillen uitgebreid onderzocht. Er was eerder al een kleine test uitgevoerd waarbij de impact werd onderzocht van de plaats van het extern drukpunt op het lekdebiet. In tegenstelling tot de test besproken in 4.2.3.1, worden nu geen volledige blowerdoortests uitgevoerd, maar wordt enkel de gemiddelde referentiedruk gemeten over een periode van 30 seconden, om zo sneller data te kunnen verzamelen.
Volgens het KMI waaide er die dag een zuidwestenwind die schommelde rond snelheden van 10 km/h. Uiteraard varieerde zowel de snelheid als de richting van de wind gedurende de metingen. De windcondities konden echter niet per meting afzonderlijk geregistreerd worden. Variatie drukverschillen rondom woning
Als eerste test werd er aan iedere gevel van het gebouw een reeks referentiedrukmetingen uitgevoerd. De rode kruisjes op Figuur 59 tonen waar het extern drukpunt geplaatst werd.
73
Figuur 59: Posities extern drukpunt kijkwoning 1
In Tabel 46 zien we de resultaten van de metingen rondom de woning. Hoewel deze meetwaarden de gemiddelde drukverschillen voorstellen over een halve minuut, en deze metingen elkaar vrijwel onmiddellijk opvolgden, zien we dat er toch een aanzienlijke variatie optreedt. De waarden gemeten aan de noordgevel zijn vrij constant. Ten oosten van het gebouw werd iets meer variatie vastgesteld, maar de opvallendste resultaten werden aan de zuidkant gemeten. Gezien de wind uit het zuidwesten kwam, zouden we hier positieve drukverschillen verwachten, maar dit is niet het geval. Dit zou het gevolg kunnen zijn van een tijdelijke windvlaag uit een andere windrichting. Een andere verklaring zouden de drukvariaties kunnen zijn die ontstaan rond complexe geometrieën zoals dit ingesloten terras. De drukverschillen bij meting # 5 en # 6 vertonen de extreemste waarden, maar gezien deze meer dan 5 Pa bedragen, kunnen ze niet als geldig beschouwd worden voor een blowerdoortest.
Het verschil tussen meting # 7 en # 8 is ook opvallend, hoewel deze onmiddellijk na elkaar werden uitgevoerd. Het gebruik van een drukreferentiewaarde van -3,7 Pa of 1,3 Pa zal uiteraard een invloed hebben op het meetresultaat, dit werd besproken in de vorige paragraaf.
74
meting # 1 meting # 2 meting # 3 meting # 4 meting # 5
noord
oost
zuid
-0,1
0,8
-2,2
[Pa] -0,5 -0,5 -0,4 0,2
meting # 6
-0,6
meting # 8
-0,6
meting # 7 meting # 9
meting # 10 gemiddelde
mediaan
standaardafwijking maximale variatie
[Pa] 0,5 0,9 0,4 1,3 0,6
[Pa] -3,0 -2,3 -2,2 -5,6 -6,9
-1,0
-0,5
-0,8
-0,8
-0,8
0,1
-2,8
-1,1 -0,5 -0,6 0,4 1,3
-0,7 -1,2 0,5 0,9 2,5
-3,7 1,3
-2,6 -2,5 2,3 8,2
Tabel 46: Natuurlijke drukverschillen kijkwoning 1
Beperken windeffecten Om de effecten van windstoten in de drukbuis te beperken werden drukmetingen uitgevoerd aan de zuidkant van de woning waarbij een T-stuk of een geperforeerde kartonnen doos op de drukbuis werd aangesloten. Omdat de windinvloeden snel kunnen variëren werden eerst 10 nieuwe drukmetingen uitgevoerd ten zuiden van de woning zoals in de vorige test. De resultaten zijn daarbij iets constanter als deze vermeld in Tabel 46.
Figuur 60: T-stuk en geperforeerde doos
We zien dat de aansluiting van het T-stuk niet het gehoopte resultaat met zich meebrengt. Er worden extremere waarden gemeten dan bij de referentietest met de open drukbuis, al zal dit wellicht vooral met toevallige windcondities te maken hebben. De test met de geperforeerde doos leverde veel stabielere resultaten op, deze test werd herhaald en opnieuw zien we veel minder variatie in de resultaten.
75
meting # 1 meting # 2 meting # 3
referentie
T-stuk
doos
doos
-0,6
0,4
0,2
0,5
[Pa] -0,1
[Pa] 2,0
-0,4
-1,8
-1,2
0,2
-0,9
meting # 5
-2,1
-2,0
meting # 7
-0,4
meting # 4 meting # 6 meting # 8 meting # 9
meting # 10 gemiddelde
mediaan
standaardafwijking maximale variatie
0,3
-0,3 -4,5
[Pa]
-4,2 0,9 1,1
-0,8
-1,0
-2,2
-1,2 1,7 0,4
-0,3
-1,8
-1,5
-0,4
-0,6
1,9
1,8
-0,5 4,8
0,4 0,1 6,2
0,6
-1,3
-4,2 -3,5
[Pa]
-1,0 -1,0 1,1 3,5
-2,1 -0,7 -0,5 -0,5 -2,6 -2,5 -1,1 -0,8 1,2 3,2
Tabel 47: Invloed T-stuk en geperforeerde doos op referentiedruk
Invloed tweede referentiedrukmeetpunt In paragraaf 2.7 werd de meetonzekerheid besproken die gepaard gaat met blowerdoormetingen. Voor de meetonzekerheid ten gevolge van windinvloeden wordt een onderscheid gemaakt tussen proeven uitgevoerd met één extern drukpunt en proeven met vier externe drukpunten. Uit Tabel 1 blijkt dat de meetonzekerheid veel beperkter verondersteld wordt wanneer meerdere externe drukpunten worden gebruikt.
Het extern drukpunt werd opnieuw ter hoogte van de voordeur geplaatst – aan de noordkant – maar er werd een tweede referentiedrukpunt aangesloten door middel van het T-stuk. Een meetsonde die door deur- en raamsluitingen kan geïnstalleerd worden geplaatst aan de achterdeur – de zuidkant – zoals getoond in Figuur 50. De afstand tussen het meettoestel en de voordeur is 2 m, terwijl de afstand tussen meettoestel en achterdeur ongeveer 10 m bedraagt.
Figuur 61: Aansluiting 2de referentiedrukmeetpunt
Er werden zes reeksen metingen uitgevoerd, waarbij de natuurlijke drukverschillen 10 keer gedurende 30 seconde gemeten werden. Tabel 48 toont de resultaten van deze test.
Bij de eerste reeks testen werden beide meetpunten gebruikt. Met een standaardafwijking van 0,6 Pa en een maximale variatie van 1,9 Pa leverde dit zeer stabiele resultaten op in vergelijking met de vorige testen. 76
Om te controleren of deze stabiele waarden het gevolg zijn van een windstil moment werden kort na de eerste metingen, twee reeks metingen uitgevoerd waarbij slechts één drukpunt gebruikt werd, eerst aan de noordkant, en vervolgens aan de zuidkant. Hierbij werd een grotere standaardafwijking en maximale variatie gemeten, al zijn deze vooral het gevolg van enkele extreme meetwaarden – in het vet werden aangeduid in de tabel. Vervolgens werden drie nieuwe reeksen van 10 metingen uitgevoerd waarbij beide externe drukpunten werden aangesloten. Er werd onderzocht of er opnieuw extreme waarden gemeten worden zoals bij de vorige twee reeksen het geval was. De meetresultaten zijn hierbij echter verrassend constant. N-Z
meting # 1
meting # 2 meting # 3 meting # 4
N
Z
N-Z
[Pa]
[Pa]
[Pa]
[Pa]
[Pa]
-0,7
0,6
-3,4
-1,1
-0,6
-0,8
-0,8 -1,5
0,2
-3,0 -3,3
-0,8
-0,6
1,4 -6,3
-3,2
-0,9
0,2
0,9
-2,0
meting # 10
-0,4
standaardafwijking
0,6
2,5
meting # 8 meting # 9
gemiddelde
maximale variatie
-0,5 -0,1 -0,5
-4,2
-0,5
0,2
meting # 7
-1,0
0,5
-1,1
meting # 6
N-Z
[Pa]
0,3
meting # 5
N-Z
0,4
-4,4
-3,3
-0,5
-1,2 -0,8
-3,2
1,9
7,7
-2,5 -2,9 1,0 3,6
-1,0 -0,7 -0,6 -0,8 -0,6 -0,8 0,2 0,6
Tabel 48: Invloed tweede meetpunt op referentiedruk
-1,0 -0,5 -0,7 -1,0 -1,0 -0,8 -0,6 -1,1 -0,9 -0,8 0,2 0,6
-0,7 -1,3 -0,9 -1,0 -0,6 -0,8 -0,8 -0,6 -0,7 -0,8 0,2 0,7
We merken dat de natuurlijke drukverschillen beperkt blijven wanneer een bijkomend extern drukpunt aangesloten wordt. De impact van de correctie zal dus ook beperkt blijven zoals Figuur 58 illustreert. 4.5.4
Weglaten correctie natuurlijk drukverschil
Uit vorige paragrafen bleek dat de natuurlijk drukverschillen rondom een woning op korte tijd aanzienlijk kunnen variëren. Men kan zich afvragen of de gemiddelde waarde, die bekomen wordt door voor en na de blowerdoortest een referentiedrukmeting uit te voeren, wel representatief is voor de natuurlijke drukverschillen die tijdens de test optreden.
Bij de luchtdichtheidstesten die werden uitgevoerd om de evolutie van het lekdebiet doorheen het jaar te bestuderen, werd telkens gebruik gemaakt van een extern drukpunt aan één van de gevels van de woning om de referentiedruk te bepalen. Er werd aangetoond dat de correctie die hieruit voortvloeit, leidt tot grotere fouten aan de andere gevels van de woning, waardoor de zin van deze referentiedrukmetingen in vraag gesteld kan worden.
De twee voorgaande bedenkingen worden verder onderzocht aan de hand van de meetresultaten van meetdag 4 (19 februari 2013) op kijkwoning 1. De meetfiles van Tectite Express, worden ingeladen in een rekenblad in Excel dat bedoeld is om officiële testrapporten te genereren. Hieruit kunnen onder andere de resultaten van de originele referentiedrukmetingen teruggevonden worden.
77
p01
meting 1 meting 2 meting 3 meting 4 meting 5 meting 6
gemiddelde
onderdruk p02
V̇ 50
[Pa]
[Pa]
[m3/h]
-1,2
-2,5
216,6
-2,3 -1,4 -0,7 -1,4 -1,2
-2,5 -1,4 -1,5 -2,1
-2,0
standaardafwijking
218,1 217,3 213,1 217,5 216,4 216,5
p01
[Pa] -1,4
-1,6 -1,5 -1,8 -1,5 -0,5
overdruk p02
V̇ 50
[Pa]
[m3/h]
[m3/h]
-1,0
231,1
223,9
-1,0 -0,5 -0,5 -0,4 -1,1
0,82%
maximale variatie
V̇ 50
gemiddeld
236,5 231,9 230,5 225,8 225,7 230,3
1,77%
2,31%
Tabel 49: Originele natuurlijke drukverschillen
4,69%
227,3 224,6 221,8 221,6 221,1 223,4
1,06% 2,78%
Bij deze zes metingen werd in totaal 24 keer het natuurlijk drukverschil gemeten, de gemiddelde waarde bedraagt -1,4 Pa. We onderzoeken wat er gebeurt met het lekdebiet, de standaardafwijking en de maximale variatie wanneer we deze gemiddelde waarde invullen voor alle natuurlijke drukverschillen in de Excelfile. p01
meting 1 meting 2 meting 3 meting 4 meting 5 meting 6
gemiddelde
standaardafwijking maximale variatie
onderdruk p02
V̇ 50
[Pa]
[Pa]
[m3/h]
-1,4
-1,4
215,0
-1,4 -1,4 -1,4 -1,4 -1,4
-1,4 -1,4 -1,4 -1,4 -1,4
214,2 217,2 214,1 216,1 215,6 215,4
p01
[Pa] -1,4
-1,4 -1,4 -1,4 -1,4 -1,4
overdruk p02
V̇ 50
[Pa]
[m3/h]
[m3/h]
-1,4
230,5
222,8
-1,4 -1,4 -1,4 -1,4 -1,4
0,55% 1,44%
V̇ 50
gemiddeld
Tabel 50: Gemiddelde natuurlijke drukverschillen
236,4 230,6 229,8 224,3 224,0 229,3
2,02% 5,41%
225,3 223,9 222,0 220,2 219,8 222,3
0,96% 2,47%
We zien dat het lekdebiet daalt met 1,1 m3/h, voor zowel de onderdruk- als overdrukmeting is dit het geval. De standaardafwijking en maximale variatie zijn licht gedaald, de resultaten zijn dus constanter.
Tabel 51 verklaart waarom beide lekdebieten een daling vertonen. Na onderdruktesten werd een beduidend negatiever drukverschil gemeten dan na overdruktesten. Zoals eerder geïllustreerd zorgt een stijging in het natuurlijk drukverschil voor onderdrukmetingen voor een daling van het lekdebiet. Analoog zorgt een daling van het natuurlijk drukverschil voor overdrukmetingen ook voor een daling in het lekdebiet. Wellicht is het correcter om na een luchtdichtheidstest wat langer te wachten alvorens het natuurlijk drukverschil te meten, zodat alle aangebrachte drukverschillen verdwenen zijn.
78
meting 1 meting 2 meting 3 meting 4 meting 5 meting 6
gemiddelde gemiddelde
p01_onder
p02_onder
p01_over
p02_over
-2,3
-2,5
-1,6
-1,0
[Pa]
[Pa]
-1,2
-2,5
-1,4
gemiddelde
-0,5
-1,5
-2,0 -1,7
-0,5
-1,8
-2,1
-1,2
-1,0
-1,5
-1,5
-1,4
[Pa]
-1,4
-1,4
-0,7 -1,4
[Pa]
-0,4
-0,5
-2,0
-1,1
-1,4
-1,1
-1,4
-0,8
Tabel 51: Natuurlijke drukverschillen meetdag 1 kijkwoning 2
Wanneer we voor alle natuurlijke drukverschillen 0 Pa invullen in de Excelfile krijgen we volgende resultaten. p01
meting 1 meting 2 meting 3 meting 4 meting 5 meting 6
gemiddelde
standaardafwijking maximale variatie
onderdruk p02
V̇ 50
p01
overdruk p02
V̇ 50
gemiddeld V̇ 50
[Pa]
[Pa]
[m3/h]
[Pa]
[Pa]
[m3/h]
[m3/h]
0
0
210,1
0
0
235,2
222,7
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
209,2 212,5 209,2 211,0 210,9 210,5
0 0 0 0 0
0,60% 1,57%
Tabel 52: Natuurlijke drukverschil 0 Pa
0 0 0 0 0
241,0 235,3 234,1 228,9 228,5 233,8
1,99% 5,35%
225,1 223,9 221,7 220,0 219,7 222,2
0,96% 2,43%
De gemiddelde lekdebieten zijn ongeveer gelijk gebleven tegenover Tabel 50. De aparte onder- en overdrukmetingen vertonen wel een evolutie. Deze evolutie kan eenvoudig verklaard worden aan de hand van de figuren uit 4.5.2, waar uitgelegd wordt welke impact een correctie van het natuurlijk drukverschil heeft op het lekdebiet. Omdat de lekdebieten bij de onderdruk- en overdrukmetingen ongeveer even groot zijn, heffen deze evoluties elkaar bijna op.
Het weglaten van de correctie op de natuurlijke drukverschillen zorgt op deze meetdag voor een daling van het lekdebiet van minder dan 0,5 %. In vergelijking met de meetonzekerheid die optreedt bij blowerdoormetingen is dit verwaarloosbaar.
Omdat extreme waarden van de gemeten natuurlijke drukverschillen – die daarom niet representatief zijn voor de natuurlijke drukverschillen tijdens de bijhorende blowerdoortest – weggelaten worden, worden de foutieve correcties beperkt. Hierdoor is er een daling in de standaardafwijking en maximale variatie op te merken.
We onderzoeken of het weglaten van de natuurlijke drukverschillen ook een stabieler resultaat zal opleveren doorheen het jaar. Bovenstaande correctie werd toegepast op de resultaten van alle meetdagen bij beide kijkwoningen.
79
V50-waarde [m3/h]
250
240
230
220
210
ongecorrigeerd Dec
Jan
Feb
Mar
Apr
Figuur 62: Correctie natuurlijk drukverschil kijkwoning 1
gecorrigeerd
May
Het weglaten van de natuurlijke drukverschillen levert geen stabieler resultaat op. We zien een daling in het lekdebiet op elke meetdag, deze bedraagt gemiddeld 1,5 m3/h wat overeenkomt met 0,7 % van het gemiddelde lekdebiet. Wanneer grote natuurlijke drukverschillen gemeten werden – zoals op 11 maart 2013 – zien we dat de daling het grootst is.
V50-waarde [m3/h]
160
150
140 ongecorrigeerd 130
Dec
Jan
Feb
Mar
Apr
Figuur 63: Correctie natuurlijk drukverschil kijkwoning 2
gecorrigeerd
May
Ook bij kijkwoning 2 levert het weglaten van de natuurlijke drukverschillen niet het verhoopte resultaat op – stabielere lekdebieten – maar zorgt dit voor een uniforme daling van het lekdebiet. Dit kan verklaard worden doordat de natuurlijke drukverschillen gemeten bij een onderdrukmeting op elke meetdag lager (negatiever) zijn dan deze gemeten bij de overdrukmeting.
80
5.
ALGEMENE CONCLUSIES EN DISCUSSIE
Gezien de ambities van Europa om tegen 2020 alle nieuwbouwwoningen energieneutraal te maken, de toekomstige verdere daling van het maximale E-peil en het groeiend energiebewustzijn in de bouwwereld, zal luchtdicht bouwen in de toekomst alleen maar aan belang winnen. Om de luchtdichtheid van gebouwen te kwantificeren werden toestellen zoals de Blowerdoor ontwikkeld. In normvoorschriften zijn procedures vastgelegd die gevolgd moeten worden om met deze toestellen tot een betrouwbare luchtdichtheidswaarde te komen.
Dit laatste is van belang wegens de toenemende gevolgen die aan de luchtdichtheidswaarden gekoppeld worden. Hoewel het Vlaams Energieagentschap onderzoek voert naar de mogelijkheden en gevolgen van een algemene luchtdichtheidseis, wordt er voorlopig in België enkel een maximale waarde (n50 = 0,6 h-1) opgelegd aan woningen waarvoor de bouwheer een passiefhuiscertificaat wil ontvangen. Er bestaan richtlijnen voor woningen met balansventilatie (n50 = 3 h-1) en balansventilatie met warmteterugwinning (n50 = 1 h-1), maar aan het overschrijden van deze waarden zijn geen gevolgen gekoppeld.
Het behalen van een goede luchtdichtheidswaarde zorgt wel voor een verlaging van het E-peil, wat een financieel voordeel kan opleveren in de vorm van een verlaagde onroerende voorheffing, subsidies van netbeheerders en het vermijden van eventuele boetes.
Wanneer financiële gevolgen – positief of negatief – gekoppeld worden aan het resultaat van een luchtdichtheidstest, kan men verwachten dat dit zal leiden tot situaties waar verkregen luchtdichtheidswaarden ter discussie gesteld worden. Daarom is het belangrijk te beschikken over goed opgeleide testpersonen, betrouwbare apparatuur, normvoorschriften die niet voor interpretatie vatbaar zijn en duidelijke rekenmethoden om gebouwoppervlakten en –volume te bepalen.
Indien aan de bovenstaande voorwaarden voldaan is, zullen desondanks toch meetonzekerheden optreden ten gevolge van windinvloeden en temperatuurverschillen. Het is belangrijk deze te kunnen inschatten en beoordelen om maximale windsnelheden te definiëren. Een ander belangrijk punt is de mogelijke relatie tussen de jaargetijden en de verkregen luchtdichtheidswaarde. Variëren deze waarden doorheen het jaar? Hoe groot is deze seizoensvariatie? Is deze variatie en de grootte ervan uniform voor verschillende woningen? Is er een relatie tussen de gebruikte bouwmaterialen en de variatie die optreedt? Hoe variëren de luchtdichtheidswaarden in verschillende klimaatzones? Kunnen er eventueel correctiefactoren opgesteld worden die het toelaten metingen uitgevoerd in een ander jaargetijde en klimaatzone met elkaar te vergelijken?
Verder kan men zich afvragen hoe de luchtdichtheidswaarden evolueren na verloop van tijd. Blijven deze gehandhaafd of gaan deze achteruit na enkele jaren? Welke materialen of bouwelementen veroorzaken deze mogelijke achteruitgang? Mag men een passiefwoning nog een passiefwoning noemen wanneer na verloop van tijd een n50-waarde hoger dan 0,6 h-1 gemeten wordt? Wordt de werking van ventilatiesystemen – al dan niet met warmteterugwinning – niet verstoord wanneer bijkomende lekken ontstaan in de gebouwschil? Herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid
In de literatuur zijn enkele studies beschikbaar die een idee geven van de variatie die optreedt bij luchtdichtheidsmetingen.
Het onderzoek van Delmotte en Laverge leverde voor 10 metingen op korte termijn een standaardafwijking van 1,36% en maximale variatie van 4,00% op onder herhaalbaarheidsomstandigheden. Onder reproduceerbaarheidsomstandigheden werd dit voor 11 metingen respectievelijk 2,71% en 7,85%. Kleine verschillen in uitvoeringswijze, 81
gebouwvoorbereiding en kalibratie van de gebruikte meettoestellen zijn verantwoordelijk voor deze stijging t.o.v. de proef onder herhaalbaarheidsomstandigheden. De lekdebieten bij lage drukverschillen bleken onder invloed van de natuurlijke drukverschillen een grotere standaardafwijking en variatie te tonen. Voor een drukverschil van 50 Pa blijft de variatie beperkt.
Persily voerde, over een periode van drie maand, 28 metingen uit op een woning. Hierbij waaide de wind tussen 0 en 25 km/h en bedroeg de standaardafwijking 5,5% en de maximale variatie 19,4%. Wanneer enkel de meetresultaten van dagen met een maximum windsnelheid van 9 km/h worden weerhouden, wordt dit 1,7% en 4,8%, wat in dezelfde grootteorde ligt als de resultaten van de vorige studie. Het is duidelijk dat hogere windsnelheden voor onbetrouwbare metingen zorgen. Er lijken hogere lekdebieten gemeten te worden op dagen met hoge windsnelheden.
Kim en Shaw voerden metingen uit op een woning gedurende zeven dagen. De onderzoekers bekwamen een standaardafwijking van 1,65% en maximale variatie van 4,24%, wat opnieuw zeer gelijkaardig is aan vorige studies. Bij deze studie werden de hoogste lekdebieten gemeten bij lage windsnelheden, in tegenstelling tot de bevindingen van Persily. Vermoedelijk heeft dit te maken met de plaats van het drukreferentiepunt t.o.v. de heersende windrichting. De bevindingen uit de literatuurstudie werden getest op twee passieve kijkwoningen, waarvan één massiefbouwwoning en één houtskeletbouwwoning. Gezien het toekomstig belang van deze woningen en de maximale luchtdichtheidswaarde die ervoor opgelegd wordt, is het interessant om te onderzoeken of de vaststellingen uit deze studies ook van toepassing zijn op dit – voorlopig zeer beperkt – deel van de woningmarkt.
Voor kijkwoning 1 werd er op een gemiddelde meetdag, een standaardafwijking van 1,11% en een maximale variatie van 3,46% gemeten. Bij kijkwoning 2 lagen deze cijfers iets hoger, namelijk 2,65% en 7,66%. Vermoedelijk is dit verschil te verklaren door het verschil in typologie en beschuttingsgraad, bij een open bebouwing zullen windinvloeden voor een grotere meetonzekerheid leiden.
Er kon geen verband vastgesteld worden tussen de windsnelheid en het lekdebiet, wel leek een hogere windsnelheid meer variatie in de meetresultaten op te leveren. De invloed van windrichtingen kon niet worden vastgesteld. Windsnelheiden en -richtingen zijn afgeleid uit waarnemingen in de omgeving van de kijkwoningen. Om sluitende uitspraken te doen is een mobiel weerstation vereist dat nabij de woning kan opgesteld worden en waarvan de resultaten per blowerdoormetingen kunnen uitgelezen worden.
Het verplaatsen van het extern drukpunt rondom de kijkwoningen leverde geen spectaculaire verschillen in lekdebiet op. T-testen tussen de groepen meetwaarden toonden aan dat er geen significante verschillen optreden. Resultaten van luchtdichtheidsmetingen vertonen natuurlijk altijd variatie, waardoor het moeilijk is te kwantificeren welk deel van deze variatie te wijten is aan het verplaatste drukpunt. Omdat luchtdichtheidsmetingen enige tijd in beslag nemen, en de windomstandigheden nooit stabiel zijn over enkele uren, is het moeilijk om sluitende conclusies te trekken m.b.t. de invloed van de plaats van het drukpunt. Daarom werd beslist om in een verder hoofdstuk dieper in te gaan op het verband tussen de gemeten natuurlijke drukverschillen en het lekdebiet. Data over deze natuurlijke drukverschillen kan veel sneller verzameld worden, waardoor de invloed van veranderende windcondities beperkter blijft. Er werden verschillende bijkomende proeven uitgevoerd waarbij de impact van een kleine wijziging in gebouwvoorbereiding of uitvoeringsmethode op het lekdebiet wordt onderzocht.
Lekken aan voor- en achterdeur van kijkwoning 2, zorgen voor een toename van respectievelijk 33,4% en 28,9% voor het lekdebiet wanneer deze deuren niet vergrendeld worden tijdens de test. Twee droogstaande sifons waren verantwoordelijk voor een toename van 7,5% in het lekdebiet van kijkwoning 2. Een kleine aansluitingsfout van het dekzeil kan verantwoordelijk zijn voor een stijging 82
van 5,8%. In kijkwoning 1 werd een variatie van 17,6% in het lekverlies gemeten afhankelijk van de plaats waar het ventilatiesysteem wordt losgekoppeld. Afhankelijk van de deur waar de blowerdoor wordt ingebouwd, werden verschillen van 15,5% en 15,8% gemeten ten gevolge van lekken rond deze deuren. Voorgaande situaties maken duidelijk dat kleine uitvoeringsbeslissingen of -fouten verantwoordelijk kunnen zijn voor een aanzienlijke stijging of daling in het lekdebiet voor passiefwoningen. Dit maakt het moeilijk om resultaten van blowerdoormetingen te vergelijken, des te meer wanneer deze niet door dezelfde testpersoon zijn uitgevoerd zoals het geval is in het onderzoek naar de duurzaamheid van luchtdichtheid. Hoewel deze variatie in het lekdebiet soms verwaarloosbaar kan lijken en beperkt blijft in absolute waarde, kan deze toch bepalen of een grenswaarde zoals 0,60 h-1 al dan niet gehaald wordt, met alle gevolgen van dien. Seizoensvariatie
Opnieuw is het interessant om enkele literatuurstudies als referentie te gebruiken. Gezien dit veelal oudere studies zijn uit het buitenland is het belangrijk stil te staan bij de verschillen in bouwmethode en heersend klimaat. Persily onderzocht de evolutie van het lekdebiet van een houtskeletwoning in Princeton. Hij stelde vast dat de maximaal gemeten waarde in de winter meer dan 30% hoger lag dan de laagste waarde in de zomer. Volgens de auteur is dit een gevolg van de hogere luchtvochtigheid in de zomer, die de houten elementen van de woning doet uitzetten wegens de ‘werking van hout’ waardoor kleine kieren dichtgeduwd worden. Kim & Shaw voerden een gelijkaardige studie uit op twee woningen in Canada waar een gelijkaardig klimaat heerst. De onderzoekers kwamen tot dezelfde conclusie als Persily en stelden variaties in het lekdebiet tot 20% vast. Belangrijk hierbij is dat één van de twee woningen is gebouwd met technieken die een goede luchtdichtheid verzekeren, waardoor het lekdebiet in de grootteorde ligt van de passiefwoningen die in het eigen onderzoek getest werden.
Dickinson & Feustel onderzochten de luchtdichtheid van 10 woningen in drie verschillende klimaatzones gedurende een periode van een half jaar tot een jaar. Drie woningen in Truckee werden gedurende een volledig jaar gemeten, deze toonden een onderling zeer gelijkaardige schommeling doorheen het jaar. De hoogste variatie (33%) werd vastgesteld bij de woning met het hoogste lekdebiet en vice versa. Gezien de kortere meetperiode en mildere klimaatcondities, werden bij de overige woningen minder eenduidige tendensen vastgesteld. Toch werden verschillen tussen 6% en 20% gemeten.
Uit het eigen experimenteel onderzoek kan geen grote seizoensvariatie opgemerkt worden. Gedurende de periode december 2012 – april 2013 werden in beide kijkwoningen driewekelijks verschillende luchtdichtheidsmetingen uitgevoerd.
Bij kijkwoning 1 is er een verschil van ongeveer 10% te zien tussen de resultaten van de eerste vier meetdagen en de laatste drie. Alhoewel in Figuur 40, met wat goede wil, een stijgende lijn kan vastgesteld worden, is deze evolutie waarschijnlijk het gevolg van een aanpassing aan een koppeling tussen warmtewisselaar en een ventilatiekanaal en niet van de opkomende lente. Deze zou immers wegens de stijgende luchtvochtigheid een omgekeerd effect hebben op het lekdebiet.
Het ontbreken van een seizoensvariatie is eigenlijk niet verwonderlijk. Deze woning is uit metselwerk en beton opgebouwd, deuren en raamkaders bestaan uit PVC waardoor het gebruik van houten elementen beperkt blijft tot de dakconstructie. De ‘werking van hout’ ten gevolge van een variërende luchtvochtigheid blijft dus ook achterwege.
83
Voor kijkwoning 2 blijft de maximale variatie beperkt tot 7,7%. De waarden schommelen rond de gemiddelde waarde zonder dat er een trend kan worden vastgesteld.
Hoewel deze woning opgebouwd is uit een houtskelet en er houten raamkaders geplaatst zijn, zal de uitzetting ten gevolge van een toenemende luchtvochtigheid weinig positief effect hebben. Alle naden tussen houten panelen zijn immers luchtdicht afgetaped, net als de aansluitingen rond de raamkaders, waardoor deze niet ‘nog luchtdichter’ kunnen worden na uitzetting van de houten elementen. Duurzaamheid
Er zijn enkele studies beschikbaar in de literatuur waarin de luchtdichtheid van een groep woningen na een aantal jaar opnieuw getest wordt om de achteruitgang van de luchtdichting te onderzoeken. Het probleem hierbij is dat de testgroep meestal zodanig gevarieerd is in gebruikte bouwmaterialen en technieken dat het moeilijk is om conclusies te trekken uit deze onderzoeken. Ook is het belangrijk om te weten welke ingrepen er in de tussentijd aan de woningen uitgevoerd zijn die de luchtdichtheid kunnen beïnvloeden. Kleine aanpassingen zoals bijkomend pleisterwerk of isolatie kunnen de woning luchtdichter maken, doorboringen voor leidingen kunnen extra lekken veroorzaken.
Lux voerde na een periode van ongeveer zes jaar, nieuwe metingen uit op een groep van 30 woningen. Hoewel deze woningen allemaal een beperkte n50-waarde van maximaal 3 h-1 hebben zijn er grote verschillen in opbouw. Wanneer enkel de vijf woningen weerhouden worden waarop in de tussentijd geen enkele ingrepen gebeurd zijn, constateren we een beperkte toename van het lekdebiet van gemiddeld 8%. De evolutie is alles behalve uniform, in het slechtste geval gaat de stijgt het debiet met 32%, in het beste geval daalt dit met 9%.
Het onderzoek van Proskiw en Eng onderzocht gedurende drie jaar de evolutie in het lekdebiet van 24 woningen. Een deel van deze woningen was uitgevoerd met een gipskarton luchtdichting, hierbij was de gemiddelde achteruitgang 7%. Voor de testgroep met een polyethyleen luchtdichting bleef dit beperkt tot 3%. Belangrijk hierbij is op te merken dat de woningen gemiddeld vijf jaar oud waren bij aanvang van het onderzoek, het valt immers te verwachten dat de sterkste achteruitgang in luchtdichtheid plaatsvindt de eerste jaren na de oplevering van het gebouw. Toch vertoonden sommige woningen over de periode van drie jaar een stijging in het lekdebiet tot 37%, bij een andere woning daalde dit met 30%.
Reiß en Erhorn vergeleken de luchtdichtheidswaarden van 52 gelijkaardige passiefwoningen na oplevering met deze waarde na een periode van twee jaar. Gemiddeld stelden ze een stijging van 30% vast in het lekdebiet, dit varieerde tussen een toename van 216% en een afname van 39%. Hoewel deze cijfers dramatisch lijken, komt dit overeen met een gemiddelde stijging in de n50-waarde van 0,09 h-1. Voor het eigen experimenteel onderzoek werd een gelijkaardige studie uitgevoerd op twee groepen uniforme passiefwoningen in Temse en Bredene, deze werden opnieuw getest één à twee jaar na oplevering. Ook de evolutie van de luchtdichtheid van de twee kijkwoningen werd onderzocht.
In Temse werden acht woningen getest. Deze vertoonde gemiddeld een stijging van het lekdebiet van 29%. Behalve één extreme stijging van 47% en een daling van 3% – als gevolg van herstellingswerken – lijkt de stijging redelijk uniform. Hierbij moet opgemerkt worden dat het gebouw mogelijk niet altijd op identieke wijze is voorbereid. De loskoppeling van ventilatiekanalen kon niet altijd op dezelfde wijze gebeuren zoals in de originele test, ook is het mogelijk dat niet alle achterdeuren vergrendeld waren tijdens de test. In het onderzoek naar herhaalbaarheid van luchtdichtheidsmetingen kwam al naar voor dat zulke uitvoeringsbeslissingen of –fouten een grote impact kunnen hebben op de n50waarde van passiefwoningen.
84
Toch lijkt het duidelijk dat de luchtdichtheidswaarde achteruitgaat na enkele jaren. Vooral kieren tussen deuren lijken hiervoor verantwoordelijk, in enkele gevallen zijn ook lekken ontstaan rond de dakdoorvoeren van het ventilatiesysteem. Er leek geen correlatie te bestaan tussen de tijdspanne tussen beide metingen en de gemeten achteruitgang van de luchtdichtheid.
Bij de zeven woningen in Bredene werden gelijkaardige lekken aangetroffen. Hier werd een gemiddelde stijging van 45% in het lekdebiet gemeten, wat deels te wijten is aan twee extreme waarden. De mediaan van 25% nuanceert deze gemiddelde stijging. Er kon geen verband worden vastgesteld tussen de tijdspanne tussen de metingen, en de toename in het lekdebiet. Dit kan een aanwijzing zijn dat de achteruitgang in de luchtdichtheid geen gevolg is van een algemene graduele versterving van tapes en luchtdichtingen. Deze stijging van het lekdebiet is over het algemeen te verklaren door de plaatselijke problemen zoals kromgetrokken deuren en onzorgvuldig aangebrachte dakdoorvoeren. Mogelijk kan het gebruik van verstevigd schrijnwerk en speciaal ontwikkelde luchtdichte moffen voor dakdoorvoeren deze problemen grotendeels verhelpen.
In kijkwoning 1 werd geen achteruitgang van het lekdebiet opgemerkt in vergelijking met de originele meting na oplevering. Hierbij moet opgemerkt worden dat de meting op de voor- i.p.v. de achterdeur werd uitgevoerd en dat het ventilatiesysteem op een licht verschillende wijze werd losgekoppeld. Deze maken het moeilijker om de evolutie te beoordelen. Aangezien dit kijkwoning betreft, wordt deze woning maar af en toe bezocht door de bouwfirma met potentiële klanten. Mogelijk is de achteruitgang – of het gebrek hieraan – van de luchtdichting niet representatief voor een bewoonde woning.
Bij kijkwoning 2 was wel een duidelijke stijging te merken in het lekdebiet. De originele n50-waarde steeg van 0,21 h-1 naar 0,32 h-1 op een periode van drie jaar. Hoewel het bijkomend lekdebiet in absolute waarde beperkt blijft – 48 m3/h – resulteert dit in een stijging van 50%. Lekken rond kromgetrokken deuren worden verantwoordelijk geacht voor het overgrote deel van dit lekdebiet. Natuurlijk drukverschil
Wanneer normvoorschriften en opleidingen voor testpersonen ervoor zorgen dat luchtdichtheidsproeven op een eenduidige manier uitgevoerd worden, zullen de variaties in de resultaten beperkt blijven. Nochtans kan de meetonzekerheid ten gevolge van windinvloeden nooit uitgesloten worden, zeker voor hogere windsnelheden wordt dit een belangrijk probleem. Externe drukmeetpunten en correcties op het natuurlijk drukverschil zijn bedoeld om deze meetonzekerheid te beperken. Drukvariaties rondom het gebouw zorgen er echter voor dat deze correcties een omgekeerd effect kunnen hebben wanneer de buitendruk slecht op één punt gemeten wordt.
Er werd aangetoond dat deze natuurlijke drukverschillen, zelfs wanneer de gemiddelde waarde over een periode van 30 seconden berekend wordt, enorm kunnen variëren op korte tijd. Dit kan ervoor zorgen dat foute correcties worden uitgevoerd die verantwoordelijk kunnen zijn voor sterk afwijkende meetresultaten. Door het extern meetpunt te verbinden met een eenvoudige geperforeerde kartonnen doos werden veel constantere drukwaarden gemeten omdat windeffecten beperkter blijven.
Het gebruiken van meerdere externe drukpunten is aan te bevelen om een realistischer beeld te krijgen van de natuurlijke drukverschillen over de gebouwschil. De meest correcte methode bestaat erin om voor iedere gevel apart een meettoestel te voorzien, i.p.v. de verschillende drukpunten te verbinden met één centraal meettoestel.
Er werd onderzocht of het weglaten van de natuurlijke drukverschillen zou leiden tot minder variatie in het lekdebiet. Voor sommige meetdagen was dit inderdaad het geval, maar over het algemeen leidde dit enkel tot een uniforme daling van het lekdebiet. Dit kan verklaard worden doordat de natuurlijke drukverschillen na een onderdrukmeting negatiever waren dan na een overdrukmeting omdat deze te 85
kort na de blowerdoortest werden uitgevoerd. Dit zorgt ervoor dat het weglaten van de natuurlijke drukverschillen niet goed beoordeeld kan worden.
86
6.
REFERENTIES
[1]
http://www.energiesparen.be
[3]
Belgisch instituut voor normalisatie. (2001). NBN EN 13829: Thermische eigenschappen van gebouwen – Bepaling van de luchtdoorlatendheid van gebouwen – Overdrukmethode.
[2]
[4] [5]
[6]
[7]
[8]
[9]
Vlaams Energie Agentschap. (2012). Onderzoek naar een draagvlak voor het invoeren van minimale luchtdichtheidseisen: Eindverslag. Vlaams Energie Agentschap. (2012). Bijkomende specificaties voor de meting van de luchtdichtheid van gebouwen in het kader van de EPB-regelgeving, VEA Nieuwsbrief 2012, nr. 13, Toelichting bij het ministriëel besluit van 30 november 2012, 2-4.
Vlaams Energie Agentschap. (2008). Verantwoording van de bijkomende specificaties voor de meting van de luchtdichtheid van gebouwen in het kader van de EPB-regelgeving: Bijlage B.
Vlaams Energie Agentschap. (2009). Nota beschermd volume, verliesoppervlakten en andere oppervlakten in het kader van energieprestatieregelgeving.
Delmotte, C. (2007). Luchtdichtheidsmeting van gebouwen volgens de norm NBN EN 13829 : enkele toelichtingen. WTCB-Dossiers – Nr. 1/2007 – Katern nr. 6.
The Energy Conservatory. (2007). Minneapolis Blower Door : Operation Manual for Model 3 and Model 4 Systems.
The Energy Conservatory. (2007). Operating Instructions for the DG-700: Pressure and Flow Gauge.
[10]
The Energy Conservatory. (2004). TECTITE Express (Building Airtightness Test Analysis Program): Software User’s Guide.
[12]
Van Den Bossche, N. (2005). Luchtdichtheid: schattingsmethodes bij woningen. Universiteit Gent.
[11]
[13]
[14] [15]
[16]
[17]
[18]
Delmotte, C. (2007). Luchtdichtheidsmeting van gebouwen volgens de norm NBN EN13829: enkele toelichtingen. WTCB-Dossiers, Nr.1/2007 – Katern nr.6, 1-4. Experimenteel
onderzoek
naar
Fachverband Luftdichtheit im Bauwesen e.V. (2008). Beiblatt zur DIN EN 13829. Kassel: FliB e.V.
Sherman, M.H. & Palmiter, L.E. (1994). Uncertainties in Fan Pressurization Measurements, Special Technical Publication of ASTM, Air Flow Performance of Building Envelopes, Components and Systems, LBL-32115.
ISO 5725-1. (1994). Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results.
Horie, K., Tsutsumi, Y, Takao, Y. & Suzuki, T. (2011). Calculation of repeatability and reproducability for qualitative data. Tokyo University of Science.
Delmotte, C. & Laverge, J. (2011). Interlaboratory tests for determination of repeatability and reproducibility of buildings airtightness measurements. Belgian Building Research Institute.
Murphy, W. E., Colliver, D. G., Piercy, L. R., Shipman, A. S., Penman, J. & Sun, W. (1990). A Round Robin Test of Fan Pressurization Devices. Final report to Ashrae on research project 594-RP, University of Kentucky.
87
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24] [25] [26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32] [33]
88
Kim, A.K. & Shaw, C. Y . (1986). Seasonal variation in airtightness of two detached houses. Measured Air Leakage of Buildings. National Research Council Canada.
Warren, P.R. & WEBB, B.C. (1980). Ventilation measurements in housing. Proceedings of the CIBS Symposium on Natural Ventilation by Design. December, 1980, London, CIBS, 22-34.
Persily, A. (1982). Repeatability and Accuracy of Pressurization Testing. Proceedings of the ASHRAE/DOE Conference on Thermal Performance of the Exterior Envelope of Buildings.
Dickinson, J.B. & Feustel, H.E. (1986). Seasonal variation in effective leakage area. Lawrence Berkeley Laboratory, University of California.
Lux, M.E. (1987). Time Dependent Changes in Air Leakage of Low Energy Houses Having Sealed Vapour Retarders. Internal Report No. 561. National Research Council Canada.
Proskiw, G & Eng, P. (1997). Variations in Airtightness of Houses Constructed with Polyethylene and ADA Air Barrier Systems Over a Three-Year Period. Journal of Building Physics 1997; 20; 278.
Reiß, J. & Erhorn, H. (2003). Messtechnische Validierung des Energiekonzeptes einer großtechnisch umgesetzten Passivhausentwicklung in Stuttgart-Feuerbach. IBP-Bericht WB 117/2003, Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Stuttgart.
Erhorn-Kluttig, H. (2009). Airtightness requirements for high performance building envelopes. AIVC 30th Conference, 1-2 October 2009, Berlin, Germany.
Derudder, B. & Den Haese, M. (2013). In-situ analyse van het passiefhuisconcept. Universiteit Gent.
http://www.meteo.be
http://www.meteobelgie.be
Belgisch instituut voor normalisatie. (2003). NBN EN 12237 - Ventilatie van gebouwen Luchtleidingen - Sterkte en lekdichtheid van ronde dunwandige metalen leidingen.
Belgisch instituut voor normalisatie. (1988). NBN B 03-002-1 : Windbelasting op bouwwerken.
Modi, V.J. & Deshpande, V.S. (2001). Fluid dynamics of a cubic structure as affected by momentum injection and height. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. Volume 89, Issue 5, April 2001, 445–470.
Modera, P. & Wilson, D. (1990). The effects of wind on residential building leakage measurements. Air change rate and air tightness in buildings, ASTM STP 106, 132-145. American Society for Testing and Materials.
