Toolkit Energieduurzaamheid voor Historische bebouwing

Toolkit Energieduurzaamheid voor Historische bebouwing

Uitgangspunten en toelichting

© O.O.M. Advies

Tasmanstraat 141 2518 VM Den Haag

06 46181588 / 06 60243450

KvK Haaglanden 27292618

Algemene uitgangspunten Behoud gaat voor vernieuwen. De historische bouwmaterialen, structuren en constructiewijzen vertegenwoordigen een belangrijke monumentale en historische waarde. Deze waarde dient zoveel mogelijk te worden gerespecteerd, zodat de geschiedenis en ontwikkeling van het ambachtelijke bouwen alsmede het dagelijks gebruik van een monument afleesbaar blijven. Door vervanging gaat deze afleesbaarheid voorgoed verloren. Bouwhistorie eerbiedigen. Het transformatieproces, door verandering van het gebruik of functie, dat een gebouw door de tijd heen ondergaat, heeft een grote historische waarde. Een monument ontleent veelal zijn waarde aan de bouwgeschiedenis. Latere wijzigingen of toevoegingen kunnen van groot belang zijn omdat de bouwgeschiedenis van een gebouw daaraan afleesbaar is. Door reconstructie wordt deze afleesbaarheid verstoord. In een reconstructie wordt weliswaar getracht een historisch beeld op te roepen, maar daarvoor moeten vaak historisch waardevolle onderdelen uit een latere tijdsperiode wijken. Toevoegingen en veranderingen aan monumenten moeten reversibel zijn. De verandering moet in beginsel een toevoeging zijn die weer ongedaan kan worden gemaakt, zonder de monumentale waarden aan te tasten. Nieuw toe te passen materialen moeten verenigbaar zijn. Historische materiaaltoepassingen en/of constructiewijzen zijn niet altijd verenigbaar met de hedendaagse bouwmaterialen of constructiewijzen. Zij kunnen fysische en/of chemische reacties veroorzaken die schade toebrengen aan het monument. De toe te passen technieken mogen geen mechanische, fysische of chemische schade toebrengen aan een monument. Noviteiten mogen niet zonder meer toegepast worden in of bij een monument. Materialen of technieken moeten hun toepasbaarheid door attest of ervaring aantonen. In geval van twijfel kan een materiaal of techniek geweigerd worden.

2

Toelichting per onderdeel 001

a.1.a.1.c

002

a.1.a.2 a.2.a.3 a.3.a.2 c.1.a.4 c.2.a.4

003

a.1.a.2 a.2.a.3 a.3.a.2

004

a.1.b.1 a.2.b.1 a.3.b.1 c.1.b.1 c.2.b.1 a.1.b.2 a.2.b.2 a.3.b.2 c.1.b.2 c.2.b.2 a.1.c a.1.d a.2.c a.2.d a.3.c a.3.d c.1.c.2 c.1.d.2 c.2.c.2 c.2.d.2

005

006

Bij de plaatsing van de tochtstrip moet rekening gehouden worden met de draairichting van het raam of de deuren om ‘opstropen’ te voorkomen. De flap van de strip dient naar binnen te wijzen. In Nederland wordt doorgaans neerbuigend gedaan over binnenvoorzetramen, terwijl het in bijvoorbeeld Scandinavische landen en Zwitserland een veelvuldig toegepast systeem is. Veel hangt af van de uitvoering en de deugdelijkheid van het binnenvoorzetraam. Vaak is de afdichting tussen het nieuwe raamkozijn en de muur onvoldoende en kan warme binnenlucht (dat meer water kan bevatten) infiltreren in de ruimte tussen het bestaande buitenraam en het nieuwe binnenvoorzetraam. De lucht koelt hier vervolgens af waardoor er condensatie optreedt. Een correct geplaatst volwaardig binnenvoorzetraam is echter een zeer hoogwaardige oplossing. Natuurlijke ventilatie voor het binnenklimaat kan bij een binnenvoorzetraam niet via de luchtspouw tussen de ramen plaats vinden. De ventilatie zal plaats moeten vinden via ventilatiekanalen of muurventilatieroosters. Voor aanwijzingen zie hoofdstuk b. Ventilatie. Omwille van de uniformiteit moet worden aangesloten bij de te handhaven monumentale ramen.

Aangezien de vervanging van ramen leidt tot dezelfde situatie als bij draairamen en deuren die van belang zijn voor de beeldkwaliteit zonder materiële waarde, is een exacte kopie hier niet als uitgangspunt genomen. Vanuit monumentaal oogpunt is het vervangen van het raam acceptabel, vanuit duurzaamheidsoogpunt is behoud echter wenselijk. Met het vervangen gaat weliswaar geen monumentaal onderdeel verloren maar een nog deugdelijk raam vervangen voor een nieuw is niet duurzaam.

3

007

a.2.a.2.a

Detail van een bestaand schuifraam met enkele kierdichting: ter hoogte van de wisseldorpel en de onderdorpel van het raam kunnen rubberen afdichtingsstrips worden aangebracht. Deze strips worden dichtgedrukt onder het eigen gewicht van het raam. De dichting aan de zijkant van het schuifraam vindt plaats via de knellat die verstelbaar wordt gemaakt door middel van een scharnier en een hendel Bron: Vincent Smulders Architect BNA

008

a.3.a.1

Stalen raam met ingeplakte tochtstrip:

009

a.3.b.1 c.2.b.1

010

a.3.b.2 c.2.b.2

Koud gewalste stalen profielen zoals stoeltjesprofielen zijn nog steeds in de handel verkrijgbaar. Smeedijzeren ramen zijn bij plaatselijke roest vaak door een smederij eenvoudig te herstellen en hoeven niet integraal te worden vervangen. Bij een stalen kozijn vormt zich bij het profiel standaard een koudebrug. Bij de plaatsing van isolerende beglazing zal hierdoor bij de ramen sneller condensvorming optreden. Moderne metalen kozijnen hebben om dit te voorkomen in het profiel een koudebrugonderbreking opgenomen. Het profiel is hierbij onderbroken door een materiaal dat minder goed koude geleidt. 4

011

a.4.a

012

a.4.c

013

b.1.a.1.a b.1.b.1.a b.1.c.1.a

014

b.1.a.1.b

Traditioneel worden kozijnen eerst gesteld waarna het opgaande werk wordt gemetseld. Omdat er tegen het kozijn aan wordt gemetseld is er in de regel geen open verbinding tussen binnen en buiten. Bij een spouw en de bijbehorende spouwlat waar tegen het kozijn is bevestigd, is de kans op naden nog kleiner. Verzakkingen kunnen er echter voor zorgen dat er tussen het kozijn en de buitengevel toch naden ontstaan. Kozijnen die later zijn ingebracht, in het verleden vervangen kozijnen, later ingebrachte kozijnen of in sommige gevallen stalen kozijnen, kunnen wel een naad tussen het muurwerk en het kozijn hebben. Voorbeeld van een plint met afdichting bij de vloer: De grijze vlakken zijn afdichtingsband.

Het kan zijn dat de monumentale waarde van een gevel geen ventilatievoorzieningen toelaat. Gaten maken in de ramen, deuren of gevel om een ventilatievoorziening aan te brengen behoren dan niet tot de mogelijkheden. Vaak is dan ventilatie via het dak een uitkomst. Oude rookkanalen bijvoorbeeld die niet meer in gebruik zijn of leidingkokers kunnen dienst doen als ventilatieschacht. In de praktijk is dan een mechanische ondersteuning noodzakelijk. Zie b.1.d en b.2.b.3. In de bovendorpel van het raam of bovenlicht kan een ventilatievoorziening worden aangebracht in de vorm van een sleuf met een schuifrooster.

5

015

b.1.a.1.a.2 b.1.a.2.a.2

Voorbeeld van een sleuf bij het bovenraam met daarachter een suskast

016

b.1.a.2.a.2

Wisseldorpel van een schuifraam met een ventilatierooster: Het rooster kan zowel aan de binnenzijde als bovenop het raam komen.

6

017

b.1.c.1.b

Open stootvoegen ten behoeve van een ventilatievoorziening in metselwerkband van een pand uit de jaren ’20

018

b.1.c.1.b

Afbeelding gietijzeren rooster (afbeelding niet rechtenvrij).

019

b.1.d

Voorbeeld van een ventilatiepan (afbeelding niet rechtenvrij).

7

020

b.3 h.1.b

De combinatie van kierdichting en gebalanceerde ventilatie met WTW geeft in verhouding een grote besparing in het energieverbruik en heeft in vergelijking met andere maatregelen het grootste effect. Zonder voldoende onderhoud kan balansventilatie echter gezondheidsproblemen veroorzaken door de groeiende bacteriën en schimmels in de luchtfilters waardoor de luchtverversingscapaciteit achteruit gaat. Voor het noodzakelijk onderhoud kan een servicecontract worden afgesloten met de installateur. Een openhaard of kachel vraagt om erg veel zuurstof voor de verbranding. De aanvoer van zuurstof bij een gebalanceerd ventilatiesysteem is onvoldoende voor een open haard. Het gevaar bestaat dan ook dat het ventilatiesysteem de verbrandingsgassen van haard of kachel in de woning terug zuigt. Om problemen te voorkomen moet buitenlucht rechtstreeks via een luchtkanaal naar de haard of kachel aangevoerd worden.

021

c.1.a c.1.a.1 c.1.a.2 c.1.a.3 c.1.b.2 c.1.c.2 c.2.a c.2.a.1 c.2.a.2 c.2.a.3

De benodigde Sponningdiepte (S) is tot een Glasdikte (G) van 15 mm, de Glasdikte (G) plus 10 mm. De benodigde Sponningdiepte (S) is vanaf een Glasdikte (G) van 16 mm, de Glasdikte (G) plus 12 mm.

8

022

c.1.a.1 c.1.a.2 c.1.a.3 c.1.a.4 c.2.a.1 c.2.a.2 c.2.a.3 c.2.a.4

Overzicht van het rendement van de verschillende glassoorten: De onderstaande tabel laat de warmteweerstand (U in W/m²K) van de afzonderlijke glassoorten zien. Naarmate de U waarde lager is, is de isolatiewaarde hoger. Verder wordt de potentiële verbetering van de isolatiewaarde aangegeven t.o.v. enkel glas. Voor de indicatie van de verbetering is de omliggende constructie buiten beschouwing gelaten. Glassoort:

U (W/m²K)

Enkel glas Warmte reflecterende coating Dun dubbel glas (10 mm) Vacuümglas HR++ Binnenvoorzetraam

5,8 3,6 1,9 1,6 1,2 1,0

Verbetering isolatiewaarde Houten raam Stalen raam 38% 30% 67% 57% 72% 60% 79% 63% 82% 82%

Overzicht potentiële energiebesparing ten opzichte van een houten raam met enkel glas zonder kierdichting : Dubbel glas zonder kierdichting Kierdichting zonder isolerende beglazing Kierdichting met enkel isolerend glas Kierdichting met dubbele beglazing Binnenvoorzetraam

10% 12% 20% 28% 30%

Nb. de procentuele waarden zijn indicatief en hangen af van de grote van het raam, geveloppervlak, grote van de achterliggende ruimte etc. 023

c.1.a.1 c.1.a.2 c.1.a.3 c.1.a.4 c.2.a.1 c.2.a.2 c.2.a.3 c.2.a.4

Indicatie kosten glassoorten Prijspeil 2011 Ter indicatie worden de verhoudingen tussen de prijs per m² van de verschillende glassoorten weer gegeven. De prijs van HR++ (5-13-6) is als uitgangspunt genomen en gesteld op 100%. Met de minimale prijseenheid wordt bedoeld de kosten die minimaal in rekening worden gebracht ongeacht het kleinere glasoppervlak. Bijvoorbeeld voor een ruit dubbel glas met een oppervlakte van 0,25 m² betaald men de prijs van 0,5 m². Glassoort:

Prijs per m²

Warmte reflecterende coating Dun dubbel glas (10 mm) Vacuümglas HR++ 024

c.1.b.2 c.1.c.2

135% 80% 775% 100%

Minimale prijseenheid in m² 0,25 0,5 0,5

Detail van de wisseldorpel van een draairaam waarbij door middel van een bajonetachtige inkeping er bij het opdikken van het raamhout (ten behoeve van de plaatsing van dikker glas) geen wijziging van het aanzicht optreedt.

9

025

c.1.b.2 c.1.c.2

Veel timmerbedrijven leveren ramen met een afschuining van het raamhout van 35°. Helaas beweren sommige bedrijven dat een dergelijke afschuining niet mogelijk is. Vaak is dit omdat men de instelling van de schaafmachines niet wil laten afwijken van de standaard. Detail van de toepassing van een schijnroede met een strook in het glas. Rechts is een voorbeeld van een schijnroede zonder strook in het glas zodat men tussen de roeden door kan kijken.

026

c.1.c.2

027

c.1.d.1

Door de plaatsing van een glaslat aan de buitenzijde op het raam, eventueel gecombineerd met het uitdiepen van de sponning, is het mogelijk dubbel glas te plaatsten. Deze oplossing wijzigt het beeld echter aanzienlijk. Bij schuiframen kan het raam bovendien niet meer open.

028

c.2.a

De kruising van stalen glasroeden bij het systeem Fenestra. Door de naad bij de aansluiting kan bij condensvorming sneller roestvorming optreden.

10

029

c.3.a

Er is onder specialisten discussie of bij een buitenvoorzetraam bij glas in lood met binnen- of buitenlucht moet worden geventileerd. Bij de discussie wordt met name gekeken naar de gevolgen voor het glas in lood en niet zozeer naar de thermische isolatie. Bij ventilatie met koude buitenlucht treedt geen condensatie op tussen het buitenvoorzetraam en het glas in lood. Aan de binnenzijde van het glas in lood kan, doordat de temperatuur van de ruit door de ventilatielucht kouder wordt, wel condensvorming optreden. Een goede ventilatie van het binnenvertrek is dan ook vereist. Daarnaast is het energetisch een minder goede oplossing. Ventilatie met binnenlucht daarentegen is energetisch beter maar kan tot condensvorming leiden op het buitenraam. Het ontstane vocht is lastiger weg te ventileren en er kan gedurende grote delen van het jaar waterdamp tussen de ruiten zitten hetgeen tot houtrot bij houten en corrosie bij stalen ramen kan leiden. Wanneer isolerend glas wordt geplaatst treedt de condensatie minder snel op. Het aanbrengen van een buitenvoorzetraam, waarbij met binnenlucht wordt geventileerd, is bij glas zonder of beperkte isolerende eigenschappen sterk af te raden. Daarnaast verdient het de aanbeveling om een condensgoot aan te brengen.

030

c.3.a.2

031

c.3.d

In het Stadhuis van Steenwijk (villa Rams Woerthe) is zonder technisch negatieve gevolgen direct tegen het glas in lood aan de buitenzijde dubbel glas geplaatst. Principe detail van glas in lood in een museale opstelling waarbij met binnenlucht wordt geventileerd. De blauwe peilen geven de ventilatiestroom aan.

11

032

d.1.a f.1.a f.1.a.b

Soorten isolatiemateriaal: Benodigde dikte isolatiemateriaal voor een Warmteweerstand (Rm waarde) van 2,0 m2 K/W. Type isolatiemateriaal

033

d.1.a.1 d.1.a.2

034

d.1.a.1

Warmte Dikte geleidingscoëfficiënt isolatiemateriaal (λ in W/m.K) in cm Steenwol 0,035 - 0,045 8 Glaswol 0,035 - 0,045 8 PUR (polyurethaan) 0,025 - 0,035 6 XPS (geëxtrudeerd polystyreen) 0,030 - 0,040 7 EPS (geëxpandeerd polystyre n 0,035 - 0,045 8 Foamglas 0,040 - 0,055 10 Geëxpandeerde kurk 0,040 - 0,050 9 Papiervlokkenisolatie (cellulose) 0,035 - 0,045 8 Houtvezelisolatie 0,040 - 0,045 8,5 Vlasisolatie 0,039 - 0,045 8,5 Calcium silicaat 0,059 - 0,065 12,5 Grind werd aangebracht om de bitumineuze dakbedekking tegen UV te beschermen en het opwaaien van het dak bij storm te voorkomen. Dit geldt met name voor gespijkerde dakplaten. Het moderne dakleer heeft al een beschermende toeslag. Hierdoor is de grindtoeslag in veel gevallen na het vervangen van de dakbedekking niet meer noodzakelijk. Detail dakrand met geul

12

035

d.2.a.1 d.2.a.2

Wanneer bij hellende daken een dik pakket isolatiemateriaal wordt aangebracht kan dit leiden tot aansluitingsproblemen bij goten en gevels. Op de foto is te zien hoe slecht het dak aansluit op de geveltop en de goot.

036

d.2.a.1

Het principe van isolatie met folies is warmtereflectie. Om warmte te kunnen reflecteren is aan weerszijden minimaal 15 mm lucht nodig. De folie kan dus niet rechtstreeks op het beschot worden aangebracht. Door de folie bij bijvoorbeeld een pannendak over de tengels en onder de panlatten aan te brengen is er voldoende luchtruimte aan weerszijden. De tengel houdt de folie immers op voldoende afstand van het beschot. De folies hebben een (geïndexeerde) R-waarde van ca 1,5-2,5 m2 K/W. De waarde is geïndexeerd aangezien warmterefelctie niet wordt mee genomen in de berekening van de Warmteweerstand (R) maar alleen de warmteweerstand van het materiaal zelf.

pan panlat folie tengel dakbeschot

13

037

d.2.a.1

Schematische weergave van een verholen goot bij de aansluiting op een geveltop. Normaal dekt het lood over de pannen af maar bij weinig ruimte kan onder de pannen een gootje worden aangebracht.

037a

d.2.a.2.b d.2.e.2

Principedetail van een koud dakconstructie met een geventileerde spouw

pan panlat tengel dakbeschot spouw isolatie dampremmende folie plaatwerk

037b

d.2.b.2

Voorbeeld van een ventilatiekap bij leien; ook wel als monnikskap aangeduid.

14

038

d.2.c.

039

f.1.a

040

f. f.1.a.

Bij een traditioneel gebonden dak is het riet vanaf de binnenzijde zichtbaar. De methode is beproefd met een levensduur tot wel 60 jaar (afhankelijk van de hellingshoek, de zijde en de kwaliteit van het dak). Het traditionele dak ventileert goed hetgeen bijdraagt aan de levensduur. Bij vervanging zou men ook kunnen kiezen voor een onderschoten rietdak, ook wel geschroefd rietdak genaamd. Hoewel een onderschoten dak bij beschermde monumenten vaak als een verarming en een aantasting van het karakteristieke uiterlijk wordt gezien, wordt er vaak, mede vanuit oogpunt van brandpreventie, wel mee ingestemd. Met name bij een woonfunctie en als er geen bijzondere patronen in het dak zijn gevlochten en de dakconstructie het toelaat, wordt landelijk gezien overwegend een onderschoten dak toegepast. Er is inmiddels al ca 40 jaar ervaring met onderschoten daken en de daken verkeren vooralsnog, mist goed uitgevoerd, in een goede conditie. Het grote voordeel van een onderschoten dak is een betere brandveiligheid. Zo kan het dak van onderuit geen zuurstof aan zuigen waardoor de brand zich minder snel verspreid. De brand is tevens eenvoudiger te blussen en de brandschade blijft meer beperkt. Het blijkt dan ook dat brandveiligheid bij een rieten dak voor 95% wordt toegeschreven aan een onderschoten dak en voor minder dan 5% aan brand vertragende middelen. Het tarief van een brandverzekering voor een onderschoten dak is in tegenstelling tot een traditioneel rieten dak hetzelfde tarief als bij een pannendak. Bij de aansluiting op vloeren en binnenwanden ontstaan koudebruggen. Naarmate het verschil in warmteweerstand tussen geïsoleerde en ongeïsoleerde delen groter wordt, is de kans op condensatie groter. Het is daarom van belang dat het isolatieniveau zodanig is dat er geen condensatie op kan treden. Een tweede gevolg van het aanbrengen van isolatie is dat de constructie kouder en daardoor in de winter natter wordt. Ook dit kan, met name bij de oplegging van houten balken, tot problemen leiden. Een bouwfysische berekening kan aantonen of er zich problemen voordoen. In de praktijk blijkt dat op plekken waar de isolatie niet kan worden doorgezet, de huidige isolatienorm voor gevels (minimale eis Bouwbesluit: Rc = 2,5 mK/W) niet verantwoord is en tot problemen leidt. Bij monumentale plafonds kan isolatiemateriaal niet worden doorgezet. Het gevolg is een koudebrug, hier aangeduid met de blauwe peil.

15

041

f.1.a.1 f.1.a.2

Door ruimte rondom de balk vrij te maken kan de balk worden geventileerd. De balk wordt niet nat maar in de ‘nis’ kan de muur, als gevolg van de koudebrug, vrij nat worden. Vaak wordt ook een materiaal als zink toegepast om de sparing te bekleden. Ook hierbij treedt nog steeds condensvorming op. Om condens te voorkomen wordt de ruimte waar de balk in opligt ook wel afgesloten zodat er geen binnenlucht bij kan maar heeft het nadeel dat eventueel aanwezig vocht weer moeilijk weg kan zodat een te vochtig klimaat voor de balkkop ontstaat. Een andere oplossing is het inpakken van de balkkop in lood; een oplossing die in Groot Brittannië veelvuldig wordt toegepast. De balk maakt hierdoor geen contact meer met de vochtige muur. Ook zijn er oplossingen met laagspanningsstroomdraden om de muur plaatselijk te verwarmen (vergelijkbaar met de achteruitverwarming van een auto). Hierbij is men wel afhankelijk van techniek om het gebouw ‘gezond’ te houden. Voor beschermde monumenten zijn deze oplossingen niet toegestaan.

16

042

f.1.a.2

Wanneer bij een strijkbalk de isolatie niet kan worden doorgezet kan er bij de afgesloten ruimte tussen de balk en de muur vochtophoping optreden. Wanneer de ruimte tussen balk en de muur 25 mm of meer bedraagt kan er voldoende isolatiemateriaal worden aangebracht om eventuele condensatieproblemen te voorkomen. Wanneer er minder ruimte is om isolatiemateriaal aan te brengen zijn condensatieproblemen, ondanks het isolatiemateriaal, niet uitgesloten.

17

043

f.1.a.1 f.1.a.2

Bij de aansluiting van een binnenmuur op een buitenmuur ontstaat tegen de binnenzijde van de buitengevel bij toepassing van isolatie een koudebrug. Dit kan leiden tot vochtplekken en schimmelvorming. Een oplossing is om bij de aansluiting de binnenmuur aan weerszijden tot minimaal 500 mm afstand van de buitenmuur met isolatiemateriaal te bekleden, dan treedt er geen condensatie meer op. Let wel, de voorziening moet aan weerszijden worden aangebracht. Wanneer slechts aan één zijde isolatiemateriaal wordt aangebracht kan aan de andere zijde in de hoek condensatie optreden.

044

f.1.b

Als gevolg van een buitengevelisolatiesysteem wijzigt het aanzicht van een pand sterk. Aangezien het isolatiemateriaal bij de dagkanten van ramen wordt omgezet verdwijnt een deel van het kozijn achter de gevelbekleding. Het deel dat achter het aanslagprofiel van het gevelisolatiesysteem valt is dan niet meer te schilderen. Wanneer er eventueel water tussen het profiel en het kozijn komt kan dit tot houtrot leiden. Vandaar dat een buitengevelisolatiesysteem vaak gecombineerd wordt met raamkozijnvervanging.

18

045

f.2

Tot en met de jaren ’60 werden er veel lateien toegepast die zowel het binnen- als het buitenblad ondersteunen. Deze lateien vormen koudebruggen. Wanneer de spouw met isolatiemateriaal wordt gevuld is de kans op vochtplekken en schimmels aan de binnenzijde groot. Hetzelfde kan zich voordoen bij balkonplaten die vaak van binnen naar buiten door lopen.

046

h.2.b

De Provincie Zeeland, DELTA N.V., Gemeente Sluis, stichting Zeeuwind en Greenlab hebben in 2009 in het Technopark in Schoondijke kleine windmolens in een gelijkwaardige test met elkaar vergeleken. Bij de test werd gekeken naar zaken als duurzaamheid, geluidshinder, rendement, kosten en omgevingsinvloeden. Uit de test bleek dat de capaciteit van de kleine windmolens sterk te wensen overliet. De kleine molens blijven in verhouding sterk achter bij de grote windturbines. De conclusie was dat er beter ingezet kan worden op de grote windmolens. Het is dus aan te bevelen om met een aantal mensen een grote windmolen aan te schaffen dan individueel een kleine.

19