Isolatie en renovatie : laatste nieuwe ontwikkelingen!

Isolatie en renovatie : laatste nieuwe ontwikkelingen! Leefmilieu Brussel

Naar een goed doordachte muurisolatie Arnaud EVRARD UCL – Architecture et Climat

Doelstellingen van de presentatie ●

●

Toelichting bij tools om de overdracht en opslag van warmte en vocht in wanden te evalueren ●

WUFI

●

ISOLIN

Begrijpen wat er zich afspeelt en een strategie ontwikkelen om de er mee gelinkte vochtproblemen te vermijden

2

Overzicht

●

Inleiding

●

Software WUFI

●

Tool ISOLIN

●

Conclusie

3

Inleiding ●

Om de energieverbruiken te beperken kan men op meerdere niveaus ingrijpen…

●

Voor de bouwschil richt men zich nog te vaak enkel op het evalueren van de thermische verliezen in een statisch regime

© Architecture et Climat

4

Inleiding ●

Nochtans is er naast de overdracht van warmte ook een overdracht van lucht, damp en soms zelf water

HOE ONTSTAAN DEZE STROMEN?

Temperatuurverschil

FLUX ?

Warmte

Drukverschil

Lucht

Verschil in relatieve vochtigheid

Vocht

Dampdrukverschil

Damp

Verschil in capillaire druk

Water


5

Inleiding ●

Deze overdrachten, die aanleiding geven tot een evolutie van temperatuur en watergehalte in de binnenkant van materialen, zijn voornamelijk gelinkt met de poreusheid en aard van de materialen.

© Insulation materials, éd. Détails

© A. Evrard

6

Inleiding ●

De thermische geleidbaarheid van materialen is uiteraard van belang, maar daarnaast zijn er nog andere parameters die moeten bekeken worden.

© Kingspan

7

Inleiding ●

Voor sommige materialen is de aanwezigheid van vocht niet zomaar verwaarloosbaar, gezien dit andere parameters kan beïnvloeden

© A. Evrard, PhD UCL, 2008

8

Inleiding ●

De absorptiecurve van materialen moet dus gekend zijn wmax

wf

w95

9

© Fraunhofer-IBP

Inleiding ●

Idealiter moeten zelfs de absorptiecoëfficiënt en deze van de redistributie van vloeibaar water gekend zijn… Absorption

Redistribution

10

© Fraunhofer-IBP

Inleiding ●

Sommige materiaalparameters zijn onmisbaar om berekeningen onder dynamische condities van temperatuur en vochtigheid in de wand uit te voeren:  densiteit (ρ)  porositeit (ε)

 specifieke warmte (c)  thermische geleidbaarheid (λ)  dampdiffusieweerstandsfactor (µ)  vochtigheidsgraad bij 80 % RL  vochtigheidsgraad bij capillaire saturatie (w f)  absorptiecoëfficiënt (A)

11

Software WUFI www.wufi-pro.com

© A. Evrard, PhD UCL, 2008 © Fraunhofer-IBP

12

Software WUFI ●

Wufi Pro Materiaaleigenschappen

Constructie

, c,

,

w = f( ) Dw = f(w)

Oriëntatie Helling

Klimaatcondities

w Begincondities

t

(bv. Vochtigheid van de constructie)

H T

T t

D T

psat

p

hv

p

psat

temp, RL, bezonning, regen, snelheid en windrichting

Dynamische profielen van temp en vochtigheid Warmte- en vochtstromen 13

© Fraunhofer-IBP

Software WUFI ●

Transitiegedrag – Vergelijking van wanden B

A

U = 0,44 W.m-2.K-1

D

C

F

E

G U = 0,135 W.m-2.K-1 14


Software WUFI ●

Verbruikte energie bij thermische shock

G ~170KJ/m²

A ~120KJ/m²

U = 0,44 W.m-2.K-1 U = 0,135 W.m-2.K-1


15

Software WUFI ●

MBV – Moisture Buffer Value « Vochtopslagcapaciteit »

16

© C. Rode et al., 2005

Software WUFI ●

Oppervlaktetemperatuur en latente warmte

17


Software WUFI ●

Oppervlaktetemperatuur?

18


Software WUFI ●

Ventilatie en luchtdichtheid?

© CSTC – WTCB – BBRI 19

Software WUFI

© WUFI Plus, Fraunhofer-IBP

20

Software WUFI ●

Onderzoek aPROpaille, 2011-2013

Research partners:

Funded by:

© S. Dubois, ULg, 2012

© A. Louis, ULg, 2012 21

Software WUFI ●

Modellering systeem Stro-Tech

S (STRAW)

22

© A. Evrard, UCL, 2013

Software WUFI ●

Vergelijking met twee andere wanden C

(CONCRETE BLOCK INSIDE)

X (XPS INSIDE)


23

Software WUFI ●

3D-model in WUFI Plus Zone 1

© google, 2013


24

Software WUFI ●

Resultaten mbt binnenklimaat en oppervlakten Straw

XPS

Concrete

Summer:

Winter:

25


Software WUFI Thermische inertie en regeling van vochtigheid binnen

CASE 1

NO VENTILATION NO HEATING SYSTEM

CASE 2 NO VENTILATION 5 X 1 kW HEATERS

CASE 3 VENTILATION: 30m³/pers.h 5 X 1 kW HEATERS

Concrete

XPS

Straw

Concrete

XPS

Straw

Concrete

XPS

Straw

Concrete

XPS

CASE 4 Straw

●

VENTILATION: 30m³/pers.h HEAT RECOVERY (85%) 5kW HEATER

26


Tool ISOLIN ●

Onderzoek ISOLIN – Fase III, 2008-2011 ISOLIN GIDS A. Branders / A. Evrard / A . De Herde

(.pdf of papier in het Frans)

Tool ISOLIN A. Evrard / C. Hermand / A. De Herde (DVD in English)

http://energie.wallonie.be/fr/isolation-thermique-par-l-interieur-des-murs-existants-en-briquespleines.html?IDD=41922&IDC=6078 (Of « Isolation thermique par l'intérieur » in Google)

27

Tool ISOLIN ●

Uitgangspunten Massieve muren ~ 18de tot 20ste eeuw

Volle muren in baksteen ~ eind 19de – begin 20ste eeuw

Spouwmuren – eerste generatie ~ tussen de twee WO

Verdeling van de woningen volgens bouwjaar

Spouwmuren – tweede generatie ~ jaren 70

Geïsoleerde spouwmuren ~ vanaf de jaren 80

28


Tool ISOLIN ●

Bestaande bakstenen muur isoleren?

●

Isolatie van de spouw: J Voordelen

− Binnen- en buitenafwerking bewaard

− Geen breekwerken − Eenvoudige techniek

L Nadelen − Enkel mogelijk indien spouw breed genoeg is (min. 4 cm) en regelmatig: voorafgaand onderzoek van de

− Lage kost

spouw noodzakelijk (endoscopie) − Niet mogelijk indien buitenmuur geverfd of geëmailleerd :

− Zonder stedenbouwkundige vergunning

dichte laag verhindert dampafvoer − Beperkte isolatiedikte − Risico dat bestaande thermische bruggen worden geaccentueerd bij onderbrekingen in de spouw − Afkoeling buitenmuur: droogpotentieel vermindert, risico op © Architecture etvorst Climat

29

Tool ISOLIN ●


●

Isolatie langs de buitenzijde J Voordelen

−− Continuïteit van de isolatie: verkleint risico's op plaatselijke thermische bruggen

L Nadelen −− Buitenaanzicht wordt gewijzigd en bij rijwoningen ook de geveluitlijning: meestal stedenbouwkundige vergunning vereist

−− Venster- en deurinslagen moeten worden geïsoleerd, dorpels vervangen, … (vermindert evtl −− Verbetert de dichtheid van de gevel de beglaasde oppervlakte) −− Verplaatsen/vervangen/aanpassen van −− Beschermt muur tegen vorst en vocht. regenafvoer, goten, … −− Verbetert buitenaspect bij muren in slechte staat −− Vereist de tussenkomst van een gespecialiseerde of niet-homogene firma −− Thermische massa en binnenafwerking bewaard - Hogere kostprijs −− Geen verlies aan bewoonbare opp binnen

30


Tool ISOLIN ●


●

Isolatie langs de binnenzijde J Voordelen

−− Buitenaanzicht behouden

−− Realisatie zonder nood aan steigers

−− Grote keuzediversiteit aan isolatiematerialen

L Nadelen −− Verkleining bewoonbaar oppervlakte −− Binnenafwerking te verplaatsen of te vervangen (en evtl ook elektrische leidingen, radiatoren, …) −− Verhoogt kans op hygrothermische problemen in de muur: risico op interne condensatie, vorst, barsten in het metselwerk, zoutuitstoot

−− Werken uitgevoerd zonder last van −− Thermische bruggen moeilijk oplosbaar: risico op weersomstandigheden schimmel, oppervlaktecondens −− Realisatie deel per deel uitvoerbaar: fasering van de −− Vermindert de thermische inertie: risico op werf en kosten oververhitting −− Lagere kostprijs −− Zonder stedenbouwkundige vergunning

31


Tool ISOLIN ●

Grote risico’s verbonden aan isolatie langs binnen: 1.

Oppervlaktecondensatie en schimmel

2.

Interne condensatie door diffusie –

Primair risico

–

Secundair risico

3.

Interne condensatie door convectie

4.

Vorst en scheuren in het metselwerk

5.

Uitstoot van zouten

6.

Vermindert de thermische inertie en verhoogte risico op oververhitting

32


Tool ISOLIN ●

Interne condensatie – Enthalpiediagram

33


Tool ISOLIN ●

Glasermethode (statisch, zonder regen, zonder zon)

http://www.energieplus-lesite.be > Interne condensatie…

34


Tool ISOLIN ●

Glasermethode (statisch, zonder regen, zonder zon)

http://www.energieplus-lesite.be > Interne condensatie…

35


Tool ISOLIN ●

Andere methodes van hetzelfde type • Glasta (Physibel) software

• BS 5250:2002 (GB) – « 5 voor 1 » regel • DIN 4108:2001 (DE) 36


Tool ISOLIN ●

De strijd tegen interne condensatie - WINTER

Dampscherm of Dampremmer 37


Tool ISOLIN ●

De strijd tegen interne condensatie - ZOMER

« Intelligent » dampscherm of dampremmer (of « met variabele mu)

38


Tool ISOLIN ●

Droogpotentieel van de muur maximaliseren

VOOR

NA

39


Tool ISOLIN ●

Problemen 2D of 3D ?

40


Tool ISOLIN ●

Strategie om een isolatiesysteem te realiseren

41


Tool ISOLIN ●

7000 simulaties WUFI Pro !

Type metselwerk Buiten klimaat

Isolatie type Dikte isolatie

Binnen klimaat

Dampremmend membraan

Buiten bekleding Vroegere binnen bekleding

42


Tool ISOLIN ●

Tool ISOLIN (Excel)

43


Tool ISOLIN ●

Tool ISOLIN (Excel)

44


Tool ISOLIN ●

Analysecriteria: Aanbevolen beperkingen en grens

45


Tool ISOLIN

●

Resultaatvoorbeelden

46


Tool ISOLIN ●

Alle simulatieresultaten zijn beschikbaar ►

Warmtestroom aan de oppervlakte

►

Vochtstroom aan de oppervlakte

►

Relatieve luchtvochtigheid binnen in de wand

►

Watergehalte binnen in de wand

►

…

47

Tool ISOLIN ●

Impact van de oriëntatie en het binnenklimaat?

48


Tool ISOLIN ●

Impact bekleding op het zuidwesten?

49


Tool ISOLIN ●

Impact van het binnenklimaat en het membraan ?

50


Conclusie 1/3 ●

Er bestaat software om de doorvoer en opslag van warmte en vocht in geïsoleerde muren dynamisch te modelleren, maar de materiaalparameters moeten gekend zijn

●

Om de comfortcondities en de energieverbruiken te evalueren mag de rol van de ventilatie (en de luchtdichtheid) en de thermische inertie niet verwaarloosd worden

51

Conclusie 2/3 ●

Isolatie langs de binnenzijde van bestaande muren is vaak de enig mogelijke, maar tevens de meest risicovolle

●

Kies indien mogelijk voor de isolatie van de spouw of de buitenmuur

●

Probeer op lange termijn de drie oplossingen te combineren

52

Conclusie 3/3 ●

Als men ervoor kiest om langs binnen te isoleren… ►

De Glasermethode is zwaar/streng

►

Software WUFI is krachtig maar complex

►

Tool ISOLIN maakt een validatie van sommige keuzes mogelijk

►

Blootstelling aan weersomstandigheden is kritisch

►

Bij blootgestelde muren is de toepassing van een performante waterwerende laag efficiënt

►

Vochtopstapeling in een muur is gelinkt met een te dampdichte buitenbekleding

►

De toepassing van een aangepast membraan wordt aanbevolen, zeker bij vochtige binnenklimaatomstandigheden

►

Membranen met variabele mu behouden het droogpotentieel van de muren

53

Nuttige linken 

http://energie.wallonie.be/servlet/Repository/guide_isolin_oct2010_web.pdf?ID=16 005



http://www.wufi.de/index_f.html



http://energie.wallonie.be/fr/isolation-thermique-par-l-interieur-des-murs-existantsen-briques-pleines.html?IDD=41922&IDC=6078

54

Contact Arnaud Evrard Dr. Ir. Arch. – Chargé de recherche à l’UCL Coordonnées 

: 010/47.21.60

E-mail : [email protected]

55

Isolatie en renovatie : laatste nieuwe ontwikkelingen!

Recommend Documents