Gevelisolatie in monumentale gebouwen energetisch of esthetisch?

Séminaire Bruxelles Environnement - Leefmilieu Brussel Seminarie

15/10/2009

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

Seminarie

Verbeteren van de energieprestatie van historische gebouwen 15 oktober 2009 Brussel

Gevelisolatie in monumentale gebouwen energetisch of esthetisch?

Olivier Lesage, ir.-architect

|

|

WTCB

ENERGIELAAG BOUWEN


1


15/10/2009


CHARTE DE VENISE (1964) article 1 “La notion de monument historique comprend la création architecturale isolée aussi bien que le site urbain ou rural qui porte témoignage d’une civilisation particulière, d’une évolution significative ou d’un événement historique. Elle s’étend non seulement aux grandes créations mais aussi aux oeuvres modestes qui ont acquis avec le temps une significaton culturelle”


CHARTE DE VENISE (1964) article 9: “La restauration est une opération qui doit garder un caractère exceptionnel. Elle a pour but de conserver et de révéler les valeurs esthétiques et historiques des monuments et se fonde sur le respect de la substance ancienne et de documents authentiques. Elle s’arrête là où commence l’hypothèse, sur le plan des reconstitutions conjecturales, où travail de complément reconnu indispensable pour raisons esthétiques ou techniques relève de la composition architecturale et portera la marque de notre temps. La restauration sera toujours précédée et accompagnée d’une étude archéologique et historique du monuments”

2


15/10/2009



“De cleene Buerse” Brugge, 1300 / 1985 • gevel in Scheldegotiek • maximaal respect voor de oudste structuur bij restauratie • oude delen gereconstrueerd, nieuwe toevoegingen duidelijk alsdusdanig voorgesteld

3


15/10/2009


gevelisolatie?


Inhoud

Gevelisolatie in monumentale gebouwen… 1. 2. 3. 4.

Waarom? Hoe? Welke mogelijkheden? Binnenisolatie: principes Keuze isolatiemateriaal 1. 2.

“Traditionele” isolatiematerialen (met ATG) “Innovatieve” isolatiematerialen (zonder ATG)

5. Synthese: voornaamste aandachtspunten

4


15/10/2009


Waarom isoleren Energiebesparing ISOLER UN MUR PLEIN DE 30 CM 25

Si chauffage constant à 14,0 +/- 20°C 12 L 12,0

20 cm 10,0 15 8,0

10

6,0

5L

10 cm 4L

4,0

5

litres de mazout par m2 de mur, par an

20

2L

5 cm

2,0

1L 3 cm 0 cm

0,0

0 épaisseur d'isolant


Waarom isoleren Energiebesparing PERTES DE CHAUFFAGE POUR DIFFERENTS VITRAGES 45

40

39 L

35

30

25

21 L 20

15

12 L 10 L

10

8L 5L

5

0 simple vitrage

double vitrage ordinaire double vitrage HR 1,7 à double vitrage HR 1,3 à 1,8 1,5

double vitrage HR 1,1

triple vitrage

5


15/10/2009


Waarom isoleren Comfort

‘s winters • verwarmen om comfort te verzekeren • warmteverliezen van binnen naar buiten • isoleren om de warmteverliezen te beperken ‘s zomers • te hoge binnentemperaturen moeten vermeden worden • beperken van de zonne-winsten • thermische isolatie van de schil (bij voorkeur zonder de capaciteit te niet te doen) • •

nachtventilatie eventueel koeling


isolatie : achtergrond wat als we niet isoleren?

groot energieverbruik om gebouw te verwarmen/koelen (economische en milieu impact) comfortproblemen (te lage oppervlaktetemperaturen, te lage kamertemperatuur) oppervlaktecondensatie en schimmelproblemen

bewaring van kunstvoorwerpen !

6


15/10/2009


Reglementair kader EPB… Afwijking op EPB-eisen:

Beschermde monumenten, landschap, stads- of dorpsgezicht

EPB-eisen gelden enkel op herbouw of uitbreiding Mogelijke vrijstelling van één of meer EPB-eisen: Gebouwen voor erediensten en religieuze activiteiten: kerken… (mogelijk) geen EPB-eisen


Gevelisolatie ?

Energiebesparing Comfort Regelgeving ?

Esthetische, historische & artistieke waarde Problemen met isolatietechnieken

7


15/10/2009


Inhoud






Technieken van na-isoleren Drie mogelijke technieken zonder afbraak

buitenisolatie

8


15/10/2009


technieken van na-isoleren drie mogelijke technieken zonder afbraak

buitenisolatie binnenisolatie



buitenisolatie binnenisolatie na-isolatie van spouwmuren

9


15/10/2009



buitenisolatie binnenisolatie na-isolatie van spouwmuren

techniek met afbraak

slopen van bestaande spouwmuur en heropbouw buitenblad


Wat met monumentale gebouwen?

???

??

!?

buitenisolatie

spouwisolatie

binnenisolatie

10


15/10/2009


Buitenisolatie ?

zelden…


Na isolatie van spouwmuren?

gebouw met spouwmuren ?…

11


15/10/2009


Binnenisolatie ?

Mogelijk maar

aanpassing van de binnenafwerking technische problemen (zie verder)


Box in box

Plaatselijke isolatie “box in box” Ook akoestisch interessant

12


15/10/2009


Box in box

Groot Vleeshuis Gent (15de eeuw) Aanpassing 2000 – 2002 door Coussée & Goris


Inhoud





13


15/10/2009


Uitvoeringswijzen in de praktijk

ambachtelijk

isolatie tussen stijl-en regelwerk

industrieel

prefab-platen isolatie + gipskarton verkleefd op muur


hygrothermische toetsen Impact binnenisolatie op temperatuurverloop in de muur thermisch niet stationair gedrag

verlies aan capaciteit zomercomfort ↓ • andere binnenwanden • ventilatie / zonwering

hygrische spanningen en vervormingen

spanningen tgv ∆θ vorst baksteen + leidingen nat hygrische vervormingen

14


15/10/2009


hygrothermische toetsen

vochthuishouding : regenwering regendichting moet regendoorslag vermijden

water komt voorbij het buitenvlak of de buitenlaag nat worden van een laag, waarvan de functie eist dat ze droog is redenen:

- capillariteit - zwaartekracht - winddruk - waterdruk


binnenisolatie : hygrothermische toetsen vochthuishouding : regenwering

•massieve muur voldoende dik •capillaire snede

enkel toepassen indien geen problemen met originele wand

15


15/10/2009


GEVOLGEN: • droogvlekken aan binnenoppervlak • grotere kans op schimmelvorming, huiszwam,… • droging verhoogt de stookkosten • evt. transport van zouten in de materialen


hygrothermische toetsen opletten bij gescheurd metselwerk vooraf reeds correcte regenwering hoger vochtgehalte in winter vorstschade, algen

16


15/10/2009



inwendige condensatie

gemeten inwendige condensatie, steense muur in metselwerk met of zonder binnenisolatie. winterse condities (θe=0.4°C,p e=520 Pa, binnenklimaat klasse 4 (θi= 23.8°C, p i= 2125 Pa)



vochthuishouding : inwendige condensatie

jaarlijkse resulterende condens vermijden

jaarlijks maximum condens beperken

gebruik verduurzaamd hout voor stijlen en regels, zoniet strengere eisen.

17


15/10/2009


hygrothermische toetsen waterdamptransmissie – inwendige condensatie

Dampdichtheid laag warme zijde isolatie > dampdichtheid laag koude zijde isolatie dampscherm (tevens luchtscherm) aangeraden


binnenisolatie : hygrothermische toetsen biklimaat

isolatie

dampremmende laag

klasse

type isolatiemateriaal – type wand alle alle

1

2

3

4

industrieel

houten stijlen regelwerk

capillair

capillair

beton

andere

beton

MW

D1

-

-

>0.1m

Andere -

EPS PUR

-

-

-

-

-

XPS

-

-

--

-

-

MW

D1

D2

-

D2

D1

EPS PUR

D1

D1

-

D1

-

XPS

-

-

-

D2

MW

D2

D2

D1

D2

EPS PUR

D2

D2

-

D2

-

XPS

-

-

-

-

-

nooit binnenisolatie toepassen

18


15/10/2009



Luchtdichtheid

liefst luchtdichte basisconstructie (wind) geen spleten tussen wand en isolatie, tussen isolatie en vloer/plafond zoniet luchtrotatie Bij stijlen regelwerk: zwelstrips plaatsen tussen onderregel – vloer tussen bovenregel - plafond


hygrothermische toetsen isolatiekwaliteit

19


15/10/2009


ontwerp en uitvoering


Foto : Georg Haag


Koudebruggen

extra energieverliezen lagere oppervlaktetemperaturen • hogere kans op oppervlaktecondensatie • hogere kans op schimmelvorming vervuiling

20


15/10/2009

Foto : Georg Haag



koudebruggen : (quasi) onvermijdelijk • • •

vloeropleg aansluiting met binnenwanden let op bij raamaansluitingen

Goed


hygrothermische toetsen koudebruggen

binnenisolatie

21


15/10/2009



! binnenisolatie



22


15/10/2009



!



Plaatselijke isolatie “box in box” Koudebruggen makkelijker te vermijden

23


15/10/2009


Koudebruggen

[ref. PHI – Protokollband nr. 32 Faktor 4 auch bei sensiblen Altbauten: Passivhauskomponenten + Innendämmung


Koudebruggen

24


15/10/2009


Koudebruggen


Koudebruggen

25


15/10/2009


Koudebruggen


Koudebruggen

26


15/10/2009


Koudebruggen


Foto : Georg Haag


vochthuishouding : schimmelvorming

gezondheidsaspecten luchtkwaliteit esthetische aspecten

Ref.: Klaus Sedlbauer

27



15/10/2009

Foto : Georg Haag

Conclusies: ontwerp & uitvoering van binnenisolatie systeem met heel wat nadelen verlies aan binnenruimte lager zomercomfort sterke koudebrugwerking onmogelijk om zeer laag energieverbruik te bekomen delicate vochthuishouding delicate uitvoering geen leidingen in de massieve wand opletten met vorstgevoelige materialen in gevel verduurzaamd hout gebruiken zorgvuldig afwerken van alle voegen tegen vloeren en plafonds (luchtdicht!) neggen, lateien, dorpels: isolatielaag continu (tot thermische snede raamprofielen) + luchtdicht afwerken


Inhoud





28


15/10/2009


Hoe een isolatiemateriaal kiezen? voornaamste selectiecriteria:

warmtegeleidingscoëfficient (λ-waarde) kostprijs duurzaamheid brandveiligheid verwerkbaarheid akoestische isolatie waterdampdiffusie (µ-waarde) milieu-belasting mechanische weerstand


Overzicht isolatiematerialen Overzicht gecertifieerde isolatiematerialen (ATG-H)

Gecertifieerde Conductivité matériaux warmtematerialen thermique certifiés geleidingscoëfficient matériaux Niet-gecertifieerde λ Ui materialen non certifiés [W/m.K] Minimale dikte [mm] voor U = 4 W/m²K Epaisseur minimale [mm] pour k=0,4 W/m².K luchtopenheid

Perméabilité à l’air

Dampdoorlaatbaarheid

Perméabilité à la vapeur

PUR

PIR

XPS

EPS

PF

MW

CG

EPB

0,028

0,028

0,034

0,040

0,025

0,041

0,048

0,055

0,035

0,035

0,040

0,045

0,035 0,045

0,045

0,055

0,060

80

80

90

100

80 100

100

125

135

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

+ cellulose (Homatherm ATG 07/H835, 08.08.07) NBN B62-002 (2008)

Andere materialen gebruikt als isolatiemateriaal: kurk (ICB), wol, vlas, hennep, …

29


15/10/2009


Andere isolatiematerialen uit nagroeibare grondstoffen


Inhoud





30


15/10/2009


INNOVATIEVE ISOLATIESYSTEMEN • Vacuüm-isolatie Microporeus materiaal (op basis van silica) in vacuüm verpakking (meervoudig membraan, brandveilig) Voordelen extreem lage lambda-waarde (λ = ca. 0,005 W/mK) Nadelen:

Randen platen = koudebruggen (alu-folie) Perforatie leidt tot terugval lambda-waarde (naar ca.0.021 W/mK) relatief duur

Mogelijke toepassingen

Panelen in deuren of vliesgevels Vloeren Wanden Daken Renovatie & restauratie


INNOVATIEVE ISOLATIESYSTEMEN • Vacuüm-isolatie: voorbeelden van toepassingen

31


15/10/2009


INNOVATIEVE ISOLATIESYSTEMEN •

Vacuüm-isolatie: voorbeelden van toepassingen in restauratie [ref. HiPTI – High Performance Thermal Insulation – IEA/ECBCS Annex 39 / meer info beschikbaar op www.vip-bau.de]

BINNENISOLATIE • • • • • • • • •

Kerk Wernfeld (Duitsland), geklasseerd monument Restauratie 2003, nieuwe functie Massieve muren in natuursteen Toepassing muurverwarming gewenst (in combinatie met luchtverwarming) conventionele isolatie niet mogelijk (te dikke lagen) Toepassing 20 mm VIP gekleefd op 10 mm EPS (panelen 0,5 x 1 m²); tussen deze panelen stroken PUR 30 mm dik en 50 mm breed; alle voegen afgekleefd Doorheen de PUR werden platen OSB van 15 mm dik op de muur bevestigd; op de OSB werden koperen muurverwarmingsbuizen geplaatst, in leempleister U-waarde VIP–platen (dikte 20 mm)= ca. 0,42 W/m²K (vergelijkbaar met 90 mm MW) Dak, vloer en vensters werden op conventionele manier geïsoleerd



Vacuüm-isolatie: voorbeelden van toepassingen in restauratie [ref. HiPTI – High Performance Thermal Insulation – IEA/ECBCS Annex 39]

Kerk Wernfeld (Duitsland), geklasseerd monument

32


15/10/2009


INNOVATIEVE ISOLATIESYSTEMEN



Vacuüm-isolatie: voorbeelden van toepassingen in restauratie [ref. HiPTI – High Performance Thermal Insulation – IEA/ECBCS Annex 39 ]

BUITENISOLATIE •

Geklasseerd woning Nürnberg

•

meer info beschikbaar op o.a. www.vip-bau.de

33


15/10/2009


DUNNE REFLECTERENDE FOLIES

= •

bij een optimale plaatsing (tussen twee ongeventileerde luchtspouwen van 2 cm dik) varieert de totale warmteweerstand (intrinsieke warmteweerstand van het DRP en warmteweerstand van de twee luchtspouwen), afhankelijk van het type en de richting van de warmtestroom, tussen 1,0 en 1,7 m²K/W.


DUNNE REFLECTERENDE FOLIES besluiten dunne reflecterende folies de ideale condities kunnen nooit vervuld worden door

degradatie in de tijd van de intrensieke eigenschappen van het product, meerbepaald de emissiviteit van het oppervlak (vervuiling, oxidatie) de ideale plaatsing is niet realiseerbaar : niet-geventileerde spouw met constante dikte

de in de studie vastgestelde resultaten gaan uit van het ideaal geval. in de praktijk en in functie van de tijd zullen de thermische prestaties lager liggen.

34


15/10/2009


Inhoud






Synthese Gevelisolatie van monumentale gebouwen kan soms nodig zijn om het gebouw aan te passen aan een nieuwe functie; Als isolatie echt noodzakelijk is, denk goed na over de positie van de isolatielaag; binnenisolatie is vaak de enige mogelijkheid; Binnenisolatie is echter delicaat: een grondige studie vooraf en een zeer zorgvuldige uitvoering zijn noodzakelijk om bouwpathologieën te voorkomen; een goede detaillering is essentieel; De visuele en ruimtelijke impact van de isolatie op het monument kan beperkt worden door de keuze van een gepast isolatiemateriaal (lage λwaarde); bepaalde innovatieve materialen bieden interessante perspectieven; Thermische isolatie van monumenten dient steeds in een ruimer kader beschouwd te worden; de algemene context mag nooit uit het oog verloren worden; hou - ook bij het aanbrengen van gevelisolatie - rekening met de basisprincipes van de actuele restauratie-filosofie: hedendaagse toevoegingen moeten degelijk en omkeerbaar zijn zodat de betekenis en de waarde van het monument ook door latere generaties ervaren en genoten kan worden; restaureren is bruggen bouwen tussen verleden en toekomst…

35


15/10/2009


TD ‘ECOBOUWEN EN DUURZAME ONTWIKKELING’ IN HET BRUSSELS GEWEST (2008 – 2010)

Subsidiërende Instantie

• Brussels Hoofdstedelijk Gewest (via IWOIB) Bevoorrechte doelgroepen • Alle brusselse constructie-ondernemingen

(hoofdzakelijk KMO’s / ambachtslui met weinig onderzoeksmiddelen) en geheel van voorafgaandelijke medespelers

Concurentiekracht van de ondernemingen verbeteren Ondersteuning van : • kwaliteit van de tussenkomsten • technologisch niveau • Scholing en informatie-overdracht over nieuwe technologiëen


TD ‘ECOBOUWEN EN DUURZAME ONTWIKKELING’ IN HET BRUSSELS GEWEST (2008 – 2010)

Hoofdonderwerpen •

Verbetering van de energetische performantie van gebouwen

•

Rationeel omgaan met water

•

Akoestich comfort

•

Gevelrenovatie

Contact http://www.cstc.be/go/gt-batimentdurable

36


15/10/2009


DANK VOOR UW AANDACHT !

37

Gevelisolatie in monumentale gebouwen energetisch of esthetisch?

Recommend Documents