Opleiding Duurzaam Gebouw:
Isolatiematerialen: hoe kiezen? Leefmilieu Brussel TERUGKOPPELING VAN HET TERREIN: KEUZE VAN ISOLATIEMATERIAAL VOOR EEN VOORBEELDGEBOUW Gérard Bedoret architect
PROJECT Passiefhuis Sint-Jobberg 35 In Ukkel Voorbeeldgebouw 2007
2
Mijn privéwoning gebouwd tussen 2008 en 2010. “Laboratorium”-project waarvoor de “big five” van de subsidies werd toegekend (gewestelijke en gemeentelijke premies, voorbeeldgebouw, belastingvermindering voor passieve en nulenergiegebouwen) 2
PROGRAMMA
3
benedenverdieping + 2 + bewoonbare kelder bruto-oppervlakte 200 m² Netto-oppervlakte 156 m² 3
ONDERDELEN:
Houten skelet behalve gemene scheidingsmuren Natuurlijke materialen Aardwarmtewisselaar Dubbelstroomventilatie Fotovoltaïsche modules Zonneboiler Regenwaterput Groendak Natuurlijke lichtinval Moduleerbare open ruimten Garage voor tweewielers … 4
KEUZE VAN ISOLATIEMATERIALEN: MILIEUCRITERIA
Levenscyclus Grijze energie Gezondheid Recyclage …
Natuurlijke isolatiematerialen zijn in het voordeel, hoewel ze vaak duurder of minder performant zijn dan de klassieke isolatiematerialen.
5
5
KEUZE VAN ISOLATIEMATERIALEN: TECHNISCHE CRITERIA Thermisch geleidingsvermogen Drukweerstand Gedrag bij vuur Hygroscopiciteit Waterdampweerstand Faseverschuiving Technische goedkeuringen Levensduur Schadebestendigheid Bestendigheid tegen parasieten of knaagdieren Onbederfelijk
De vereisten betreffende de technische kenmerken variëren naargelang van de toepassing: -
-
6
6
Drukweerstand voor vloerisolatie of platte daken, enz. Waterbestendigheid voor wanden die blootgesteld zijn aan risico’s van overstromingen of die in contact zijn met de bodem Waterdampdoorlatendheid voor isolatie die moet worden bepleisterd op houtskelet, enz.
KEUZE VAN ISOLATIEMATERIALEN: FINANCIËLE CRITERIA
Aankoopprijs Uitvoeringskosten Uitvoeringstijd Energiebesparing Premies
7
7
De prijsverschillen tussen verschillende isolatiematerialen, voor eenzelfde R-waarde, kunnen hoog oplopen. De keuze van een ecologisch of zeer performant materiaal kan het bouwbudget aanzienlijk doen stijgen. Ook moet worden gelet op de weerslag op de kosten van de andere bouwonderdelen. Bijvoorbeeld: een minder performant isolatiemateriaal voor een vloerplaat vereist dikte, en dus meer grondwerk en metselwerk.
KEUZE VAN ISOLATIEMATERIALEN: PRAKTISCHE CRITERIA Verpakking Stockage Beheer van resten Gemakkelijke versnijding en uitvoering Gebruikscomfort Ondersteuning en bevestiging Afwerking Aanpassing aan doorvoer van technieken Beheer van thermische bruggen (aansluitingen) Toegankelijkheid Zelfbouw Uitzicht
8
8
Voorbeeld van hoe de verpakking/vorm de keuze beïnvloedt: -
-
-
Platen zijn makkelijk zelf te plaatsen, wat niet het geval is voor isolatie in bulk die moet worden ingeblazen. Harde isolatieplaten kunnen direct worden bepleisterd Gespoten isolatie omhult leidingen en vermindert thermische bruggen …
KEUZE VAN ISOLATIEMATERIALEN: ARCHITECTURALE CRITERIA Invloed van het geleidingsvermogen op de dikte en dus op de bewoonbare oppervlakte … (1 bewoonbare m² = € 2.500)
Het gebruik van een natuurlijker maar minder performant isolatiemateriaal kan, voor een gelijke R-waarde, het bewoonbare volume verminderen met ettelijke m² voor een woning in zijn geheel. Dit kan “pijn doen”, als we weten dat 1 bewoonbare m² minstens 2.500 euro kost …
9
9
KEUZE VAN ISOLATIEMATERIALEN: “RUWE” CATEGORIEËN Natuurlijk, ecologisch
In het huis aan de Sint-Jobberg werden verschillende types van isolatiemateriaal gebruikt. Het zijn niet altijd materialen die als “ecologisch” worden beschouwd, voor zover verschillende categorieën kunnen worden ingedeeld.
Mineraal, maar minder ecologisch
Synthetisch, helemaal niet ecologisch 10
10
cellulosewatten houtvezelmatten houtvezelplaten hennep kurk cellenbeton
polyurethaanschuim fenolschuim geëxtrudeerd polystyreen
7,02
73°N EDACAF = EUR TNE MENGILA
200- vin sissâh c iuppa
dnof alp tnavius r ennoitisop à sissâhc eca f su os m c 6 .2 sissâhc ud tuah ocietS ser tuop e rueir éfni
6,262-VIN
siob u o er ialullec not éb colb ssalg maof no italosi
11
11
cellulosewatten houtvezelmatten houtvezelplaten hennep kurk cellenbeton
polyurethaanschuim fenolschuim geëxtrudeerd polystyreen
Uitvergroting van een detail geeft het gebruik van isolatiematerialen weer die in dit geval zijn voorbehouden voor kleine onderdelen.
12
12
cellulosewatten Omdat voor houtskeletbouw werd gekozen, moesten cellulosevlokken worden ingeblazen. (Ook ingeblazen houtvezels waren een mogelijkheid), De kostprijs van dit systeem is heel interessant.
Opgelet! Voorzichtig met de compacte daken en vloeren van de gelijkvloerse verdieping
13
13
cellulosewatten: matten
Cellulosematten werden gebruikt voor volumes die onmogelijk kunnen worden gevuld met vlokken in bulk.
14
14
cellulosewatten
Het procedé brengt heel weinig verlies mee. Het isolatiemateriaal dat op de vloer valt, kan worden hergebruikt (opgelet dat u geen schroeven of ander afval mee opveegt),
15
15
cellulosewatten
Het inblazen houdt een aantal structurele beperkingen in, zoals de afmetingen en de bereikbaarheid van de caissons, het gebruik van geschikte onderdakplaten, de voorafgaande belatting van dampremmen, enz.
16
16
cellulosewatten
17
17
houtvezelmatten
Houtvezelmatten werden gebruikt voor isolatie van de voorzetwanden (kruipruimte) of geluidsisolatie van de binnenwanden.
18
18
houtvezelmatten
19
19
houtvezelplaten
Harde houtvezelplaten werden gebruikt als onderdak of als regenscherm.
20
20
houtvezelplaten
21
21
Restjes van de houtvezelplaten werden gebruikt om de thermische brug tussen de dakpanlatten en de liggers te verminderen.
hennep
Hennep in bulk is geschikt voor isolatie van onregelmatig gevormde resterende ruimten en om spleten op te vullen
22
22
hennep
… een natuurlijk alternatief voor gespoten PU-schuim
23
23
hennep
Bovenkant van het metselwerk van de gevelmuur
24
24
kurk
Kurk zit als thermische onderbreking in de houten raamprofielen
25
25
kurk
26
26
cellenbeton
Cellenbeton werd gebruikt voor het dragend metselwerk van de gevelmuur om zijn isolerende kwaliteiten. Nadelen: niet zo sterk, moeilijk er iets in te bevestigen
27
27
cellenbeton
De gevelmuur werd ontworpen voor een optimale isolatie in afwachting van de bouw van de aanpalende woning. Om die reden werd cellenbeton gebruikt.
28
28
polyurethaanschuim
De keuze voor polyurethaan werd ingegeven door de nood aan plaatswinst, aangezien dit materiaal minder dikte vereist voor de gewenste R-waarde.
29
29
polyurethaanschuim
De bevestigingshaken die de twee helften van de gevelmuur verbinden (cellenbeton en gebakken aarde), werden in aanmerking genomen in de berekening.
30
30
polyurethaanschuim in spuitbussen
Om de gaten op te spuiten van bevestigingen doorheen PU-platen of rioolbuizen doorheen isolatieplaten in de vloer.
31
31
Zeer efficiënt en gebruiksvriendelijk Opgelet dat u geen aangebroken patronen verspilt.
polyurethaanschuim in spuitbussen
32
32
fenolschuim (Resol)
Zeer performant isolatiemateriaal. Gekozen voor de isolatie van de vloerplaat
33
33
fenolschuim (Resol)
34
34
VERGELIJKING VAN 3 SYSTEMEN VOOR ISOLATIE VAN DE VLOERPLAAT Kostprijs en dikte voor een gelijke U-waarde.
Opgelet: deze berekening werd naderhand, in 2012, gemaakt “uit de losse pols”, en eerder ter illustratie dan om antwoorden aan te reiken!!!
35
35
8 35 55
A gespoten polyurethaan + ondervloer
B
8 32 53
platen in fenolschuim + ondervloer
C balken in houtcomposiet + cellulose + OSBplaten 36
36
2
47 67
A
B
Foto: isoproject.be
37
37
C
Berekening volgens PHPP voor een U-waarde van 0,085 W (m²K)
A GESPOTEN POLYURETHAAN A
VLOER OP GROND + GESPOTEN PUR-SCHUIM + ONDERVLOER
Wand nr.. Beschrijving van de wand
sectie 2 (optioneel)
oppervlaktesterkte [m²K/W] binnen Rsi:
0,17
buiten Rse:
0,00
Sectie 1
l [W/(mK)]
ondervloer beton
1,050
l [W/(mK)]
sectie 3 (optioneel)
l [W/(mK)]
80
PUR-SCHUIM
0,023
262
betonplaat
1,700
200
Percentage oppervlakte van sectie 2
Dikte [mm]
Percentage oppervlakte van sectie 3 Totaal
54,2 U-waarde:
38
38
0,085
W/(m²K)
Berekening volgens PHPP voor een U-waarde van 0,085 W(m²K)
B FENOLSCHUIM (PLATEN) B
VLOER OP GROND + FENOLSCHUIM (KINGSPAN) + ONDERVLOER
Wand nr.. Beschrijving van de wand
sectie 2 (optioneel)
oppervlaktesterkte [m²K/W] binnen Rsi:
0,17
buiten Rse:
0,00
Sectie 1
l [W/(mK)]
ondervloer beton
1,050
l [W/(mK)]
sectie 3 (optioneel)
l [W/(mK)]
80
fenolschuim
0,021
240
betonplaat
1,700
200
Percentage oppervlakte van sectie 2
Dikte [mm]
Percentage oppervlakte van sectie 3 Totaal
52,0 U-waarde:
39
39
0,085
W/(m²K)
Berekening volgens PHPP voor een U-waarde van 0,085 W(m²K)
BALK C +HOUTEN CELLULOSE C
BETONPLAAT + BALKEN COMPOSIETHOUT + CELLULOSE + OSB
Wand nr.. Beschrijving van de wand
Sectie 1
l [W/(mK)]
OSB
0,140
CELLULOSE + HOUTSKELET
0,038
betonplaat
1,700
oppervlaktesterkte [m²K/W] binnen Rsi:
0,17
buiten Rse:
0,00
sectie 2 (optioneel)
l [W/(mK)]
sectie 3 (optioneel)
l [W/(mK)]
18 Balken Steicojoist 400 + opspieïng 45/45
0,130
450 200
Percentage oppervlakte van sectie 2
Percentage oppervlakte van sectie 3 Totaal
66,8
2,0% U-waarde:
40
40
Dikte [mm]
0,085
W/(m²K)
A GESPOTEN POLYURETHAAN GROND- METSEL BETONWERKEN WERK PLAAT
DICHT- STRUCT HEID
ISOLATIE
ISOLUCHT- ONDER- PLATEN LATIE DICHT- VLOER GATENHEID VULLER
TOTAAL BEHALVE GRONDWERKEN
TYPE
Materiaal Merk Ref.
neen
PUschuim
zandcementVisqueen vezels
gespoten spuitschuim bussen
Verpakking
DIKTE
200
Prijs excl. btw Prijs leveringen per m² Uitvoeringstijd
262
Totale prijs per m² excl. btw 41
542
80
cm
2,00 € 1 dag bescherm ing
2,00 €
Prijs plaatsing per m²
41
PUschuim
5,00 €
4,00 €
6,00 €
35,00 €
3,00 €
103 € /m2
B PLATEN FENOLSCHUIM GROND METSE BETON DICHTH STRUC ISO- ISOLATI LUCHT ONDER PLATE WERKE LWERK PLAAT EID T LATIE E DICHTH VLOER N N GATEN- EID VULLE R
Totaal
SUPPL% SUPPL% PU PU
TYPE Visquee n
Materiaal Merk Ref.
Verpakking
DIKTE mm
-22
200
PRIJS excl. btw prijs levering per m²
240
520 cm
80
-22 0,50 €
40,00 € 3 dagen 2 pers.
5,00 €
0,50 €
5,00 €
40,00 €
4,00 €
5,00 €
5,50 €
80,00 €
9,00 €
5,50 € 35,00 €
uitvoeringstijd prijs plaatsing per m²
Totale prijs per m² excl. btw
zandFenol- PU Visquee cementschuim spuitbus n vezels Kingspa n Koolther m K3 Platen 80 mm dik in drie lagen
-0,88 €
-1,78 €
bescher ming
3,00 €
138 € /m2 35,00 €
42
Prijs zelfbouw per m² excl. btw 42
0,50 €
40,00 €
5,00 €
0,50 € 35,00 €
3,00 €
134%
84 € /m2 -19,00 €
82%
C BALKLAAG + CELLULOSE GROND METSE BETON DICHTH STRUC ISOLATI ISOLATI LUCHT ONDER PLATE WERKE LWERK PLAAT EID T E E DICHTH VLOER N N GATEN EID VULLE N
TOTAAL
SUPPL% SUPPL% PU PU
TYPE
Balken Steico 400 mm + Ingeblaz Visquee vastzetti en n ng cellulose neen
Materiaal
tape tussen platen OSB
nee
Merk Ref.
zakken
Verpakking
DIKTE mm
148
200
450
18
668
cm 148
PRIJS excl. btw prijs levering per m²
Uitvoeringstijd prijs plaatsing per m2
Totale prijs per m² excl. btw
5,92 € 11,99 €
0,50 € 0,50 € 27,50 € 13,00 € 3 dagen 3 pers. 5,00 € 60,00 € 30,00 €
2,00 €
6,00 €
1,00 €
15,00 €
5,50 € 87,50 € 40,50 €
3,00 €
21,00 €
175 € /m2 72,41 €
43
Prijs zelfbouw per m² excl. btw 43
5,92 € 11,99 €
0,50 € 27,50 € 13,00 €
2,00 €
6,00 €
170%
67 € /m2 -71,09 €
48%
44
44
REKENING HOUDEN MET DE GRIJZE ENERGIE Polyurethaan versus cellulose voor een constante dikte van 24 cm
Opgelet: deze berekening werd naderhand, in 2012, gemaakt “uit de losse pols”, en eerder ter illustratie dan om antwoorden aan te reiken!!!
Poging om in te schatten hoeveel tijd nodig is om de bijkomende grijze energie van de optie polyurethaan te compenseren door besparingen op het verbruik doordat de prestaties verbeteren.
45
45
Vergelijking grijze energie polyurethaan / cellulose voor constante dikte 24 cm VLOER OP GROND MET ISOLATIE IN GESPOTEN POLYURETHAAN
A
Wand nr.. Beschrijving van de wand
sectie 1 ondervloer beton GESPOTEN POLYURETHAANSCHUIM betonplaat
oppervlaktesterkte [m²K/W] binnen Rsi:
0,17
buiten Rse:
0,00
sectie 2 l [W/(mK)] (optioneel) 1,050 0,023 1,700
sectie 3 l [W/(mK)] (optioneel)
l [W/(mK)]
Percentage oppervlakte van sectie 3
Dikte [mm] 80 240 200
Totaal 52,0
U0,093 waarde Verwarmingsbehoefte: jaarlijkse methode Grijze energie polyurethaan Oppervlakte Dikte Volume Totale grijze energie polyurethaan Grijze energie ondervloer Oppervlakte Dikte Volume Totale grijze energie ondervloer
TOTALE GRIJZE ENERGIE POLYURETHAAN + ONDERVLOER
46
46
14,7
kWh/m2.an
1000 50 0,24 12 12000 300 50 0,08 4 1200
kWh/m3 m2 m m3 kWh kWh/m3 m2 m m3 kWh
VOOR 50 M²
W /(m²K)
13200 kWh
Vergelijking grijze energie polyurethaan / cellulose voor constante dikte 24 cm VLOER OP GROND MET CELLULOSE-ISOLATIE
C
Wand nr.. Beschrijving van de wand oppervlaktesterkte [m²K/W] binnen Rsi: buiten Rse:
sectie 2 l [W/(mK)] (optioneel) 0,140 balken 0,038 Steicojoist 240 1,700
sectie 1 OSB CELLULOSE + SKELET betonplaat
0,17
0,00
sectie 3 l [W/(mK)] (optioneel)
l [W/(mK)]
0,374
240 200 Percentage oppervlakte van sectie 3
2,0%
Verwarmingsbehoefte: jaarlijkse methode
15,7
Grijze energie cellulose Oppervlakte Dikte Volume Totale grijze energie cellulose Grijze energie houten balken per m² indien 38/240 mm CLS om de 60 cm oppervlakte
6 50 0,24 12 72 300
per m²
Totale grijze energie structuur Grijze energie OSB-platen per m² indien 38/240 mm CLS om de 60 cm Oppervlakte 0,018 m3 Totale grijze energie OSB
47
Totale grijze energie CELLULOSE+ HOUTSKELET 47
per m²
50 0,76 228 2000
0,169
W/(m²K)
kWh/m2.an kWh/m3 m m3 kWh kWh/m3
kWh kWh/m3
50 0,9 1800
Totaal 45,8
U-waarde:
0,0152 m3
Dikte [mm] 18
kWh
VOOR 50 M²
4100 kWh
SUPPLEMENTAIR VERBRUIK OPTIE CELLULOSE d.w.z. SUPPLEMENTAIRE GRIJZE ENERGIE GESPOTEN POLYURETHAAN “COMPENSATIETIJD” (berekening te bevestigen op basis van het rendement van het verwarmingssysteem)
Vraag: levensduur???
48
48
1 150 9100 60,667
kWh/m².jaar kWh/jaar voor 150 M² kWh jaar
CONCLUSIES
In de praktijk wordt het isolatiemateriaal voor elke toepassing apart gekozen naargelang van de prioriteiten van de bouwheer die zeer veel criteria in overweging neemt (gezondheid, budget, zelfbouw). Deze keuzes zijn vooral bepalend in een passieve constructie met zeer grote isolatievolumes. Het gebruik van natuurlijke isolatiematerialen is niet altijd mogelijk om redenen die te maken hebben met budget, plaatsinname, drukweerstand, blootstelling aan water. (vloer op grond, platte daken, …). De keuze van een isolatiemateriaal is vervlochten met het bouwsysteem in zijn geheel.
49
49
Ik dank u voor uw aandacht!
CONTACT
Gérard Bedoret architect +32 475 36 13 21
[email protected] _______________________________________________ Atelier d’architecture Gérard Bedoret www.gbedoret.be Bureau: Boondaalsesteenweg 6, bus 13,1050 Brussel Admin: Sint-Jobberg 35,1180 Brussel
50
50
