PRAKTISCHE HANDLEIDING VOOR DE DUURZAME BOUW EN RENOVATIE VAN KLEINE GEBOUWEN - PRAKTISCHE AANBEVELING ENE08 -
ZORGEN VOOR THERMISCHE INERTIE Zware materialen kiezen en ze in rechtstreeks contact laten met de omgeving van het lokaal, om te beschikken over een goede thermische buffer
PRINCIPES BENADERING Om tijdens de zomer thermisch comfort te garanderen, wordt aangeraden om hierbij verschillende parameters te betrekken: zorgen voor een goede bescherming tegen de zon, beperken van de warmteproductie in het gebouw (kunstmatige verlichting, kantoorautomatisering, enz.), zorgen voor een intensieve luchtverversing ‘s nachts om de lokalen af te koelen, en ten slotte zorgen voor een goede thermische inertie. Thermische inertie kan worden gedefinieerd als het vermogen van een stof om warmte op te slaan en vervolgens weer af te geven. Dankzij de inertie kunnen de temperatuurpieken zowel overdag als 's nachts worden afgetopt.
1 : faseverschuiving 2 : matiging Geringe thermische inertie
Sterke thermische inertie +
Bron: © Energie
Een goede thermische inertie is niet alleen interessant tijdens de zomer. In het tussenseizoen en 's winters biedt thermische inertie de mogelijkheid om een deel van de zonnewarmte op te slaan die het gebouw binnendringt via de ramen, om zodoende de behoefte aan verwarming ‘s avonds te beperken. Inzake EPB heeft de inertie een zekere impact op de factor E, onder andere voor de berekening van de koudevereisten van de eenheden “Kantoren en diensten” en “Onderwijs”, maar ook voor de berekening van de oververhittingsindex van “private woningen”. De thermische inertie van een materiaal wordt geëvalueerd op basis van verschillende kenmerken: BLZ 1 VAN 8 – THERMISCHE INERTIE – JULI 2010 PRAKTISCHE HANDLEIDING VOOR DE DUURZAME BOUW EN RENOVATIE VAN KLEINE GEBOUWEN - PRAKTISCHE AANBEVELING ENE08 -
o o
De thermische capaciteit van een materiaal, dus de hoeveelheid warmte die het kan opslaan. Die kan ook worden uitgedrukt in Wh/m³.K (volumieke thermische capaciteit). De desbetreffende massa.
Let wel, een hoge inertie is niet aan te raden in elk soort lokaal – bijvoorbeeld in lokalen waar maar weinig mensen aanwezig zijn – aangezien dit leidt tot moeilijkheden om de verwarming te regelen, omdat de opstarttijd langer duurt, en omdat het lokaal niet snel "reageert". Een dergelijk type lokaal komt niet vaak voor in een woning, maar in de tertiaire sector kan dit een weinig gebruikte vergaderzaal zijn. Samen met deze fiche raden wij u aan om de fiche ENE03 “Een koudestrategie ontwikkelen” te lezen, waarin er verbanden worden beschreven tussen thermische inertie, zonnewering en intensieve verluchting. DOELSTELLINGEN Minstens: Een aanzienlijk en toegankelijk thermisch volume voorzien in de volgende lokalen: o o o
Woonruimtes waar mensen langer aanwezig zijn (woonkamer, kinderkamers). Ruimtes die veel uren zonlicht krijgen. Ruimtes met een zware interne belasting.
Aangeraden: De inertie die nodig is en de te gebruiken materialen voor elke wand bepalen op basis van "inertieklassen", zoals verder gedefinieerd (zie de tabellen in het deel "toepassing").
KEUZE-ELEMENTEN TECHNISCHE ASPECTEN > Effusiviteit / diffusiteit In de literatuur heeft men het vaak over de begrippen effusiviteit en diffusiteit om de rol van de thermische inertie beter begrijpbaar te maken. Deze noties worden berekend op basis van de massa, de thermische geleiding en de soortelijke warmte van de materialen waaruit de wanden bestaan. De begrippen worden als volgt gedefinieerd: o Thermische diffusiteit geeft de snelheid weer waarmee de temperatuur van het materiaal zal evolueren als reactie op de externe thermische inwerkingen. Hoe geringer de diffusiteit, hoe meer tijd het warmtefront nodig heeft om door de dikte van het materiaal te gaan (aanzienlijke faseverschuiving tussen het ogenblik waarop de warmte aankomt op één zijde van de muur en het ogenblik waarop de warmte de andere zijde van de muur bereikt). o De thermische effusiviteit geeft het vermogen van het materiaal weer om thermische energie uit te wisselen met de omgeving. De effusiviteit kenmerkt de “warmtegewaarwording” (geringe effusiviteit) of “koudegewaarwording” (veel effusiviteit) veroorzaakt door het contact met een bepaald materiaal. Bij wijze van voorbeeld volgen hier verschillende courante effusiviteit- en diffusiteitwaarden: Materialen
Diffusiteit
Effusiviteit
minerale wol
2,6
0,8
blok celbeton
1,1
4,1
hout
0,6
7,5
houtwol
4,6
8,1
steen matige dichtheid
1,3
10,9
pleisterkalk
0,4
26,0
gietbeton
2,6
33,0
BLZ 2 VAN 8 – THERMISCHE INERTIE – JULI 2010 PRAKTISCHE HANDLEIDING VOOR DE DUURZAME BOUW EN RENOVATIE VAN KLEINE GEBOUWEN - PRAKTISCHE AANBEVELING ENE08 -
> De rol van de verschillende wanden Niet alle wanden van een lokaal spelen een gelijkwaardige rol in de warmtehuishouding van dat lokaal. Om de risico’s op oververhitting te wijten aan zonnestraling te beperken, is de inertie van de vloerplaat die blootstaat aan rechtstreeks zonlicht het meest efficiënt.
Die inertie zal de straling moeten kunnen absorberen door slechts het minimum terug uit te stralen naar de omgeving. Isolerende vloerbekleding is te vermijden (parket, tapijten, ook losse, verhoogde vloeren en in mindere mate vinyl en linoleum). Jammer genoeg voelen massieve materialen die worden aangeraden voor de vloerbedekking (tegel, afgestreken vloerplaten, enz.) koud en oncomfortabel aan als je er met blote voeten over stapt. Dit kan niet worden vermeden en zal er sommige bouwmeesters toe aanzetten om de voorkeur te geven aan thermische massa's in andere wanden dan de vloer. Om zo goed mogelijk te profiteren van de zonnewinst tijdens het tussenseizoen, zal de vloertegel eveneens zeer belangrijk zijn, en eventueel de binnenmuren die een deel straling ontvangen die dieper in het gebouw binnendringt dan tijdens de zomer. Indien men ‘s nachts intensieve luchtverversing toepast, zullen alle wanden kunnen functioneren als thermische buffer. Daarom pleit men in kantoren vaak voor de afschaffing van verlaagde plafonds onder de betonnen platen. > De bezettingswijze In een ruimte waar enkel ‘s nachts mensen zijn, zoals een slaapkamer voor volwassenen, moet de inertie zwak zijn om de warmte die overdag wordt opgeslagen in de materialen te beperken, en om snel de omgevingstemperatuur te doen dalen (door de warme lucht te verversen met aanvoer van verse buitenlucht).In een ruimte die overdag wordt ingenomen is inertie belangrijk om de warmte die overdag aanwezig is in de materialen te absorberen, om zodoende temperatuurpieken te beperken. De opgeslagen warmte wordt dan ‘s nachts geleidelijk verwijderd. Een hoge inertie zal ook niet heel interessant zijn in een lokaal waar slechts nu en dan iemand aanwezig is (feestzaal, verenigingslokaal, enz.). De inertie verhoogt in feite de tijd om de ruimte tijdens de winter op temperatuur te brengen. Lokalen die slechts nu en dan bezet zijn, moeten niet permanent worden verwarmd. De opstartduur zal dus een belangrijke beheerparameter zijn in deze ruimtes. Voor dit soort bezettingsgraad is het voor het comfort van de aanwezigen verkiesbaar om de voorkeur te geven aan lichte constructies, die sterk geïsoleerd zijn, die snel op temperatuur kunnen worden gebracht na een periode zonder verwarming wanneer het lokaal niet wordt gebruikt. Omdat er geen inertie is, is het bijzonder belangrijk om dit type lokaal goed te beschermen tegen de zomerzon. > Keuze van de materialen De eerste centimeters materie die in contact komen met de omgeving zijn de belangrijkste inzake inertie.Het is met deze eerste centimeters dat er goede thermische uitwisselingen kunnen gebeuren.Een sterke thermische inertie is dus in grote mate afhankelijk van de materiaalkeuze voor de binnenbekleding.
BLZ 3 VAN 8 – THERMISCHE INERTIE – JULI 2010 PRAKTISCHE HANDLEIDING VOOR DE DUURZAME BOUW EN RENOVATIE VAN KLEINE GEBOUWEN - PRAKTISCHE AANBEVELING ENE08 -
Een aparte fiche betreffende de materiaalkeuze voor bekledingen (MAT06 “Bekleding van binnenmuren en plafonds: kies gezonde en ecologische materialen”) behandelt vanuit milieustandpunt de grijze energie en de invloed op de gezondheid van de aanwezigen.Wij vermelden hier gewoon het volgende: o
o
de afwezigheid van bekleding op structuurmaterialen vormt uiteraard een besparing in materiaal, een eerste milieumaatregel die in acht moet worden genomen. Beton of steen kunnen bijvoorbeeld zichtbaar blijven. Indien er een bekleding wordt overwogen, bestaan er gezonde en interessante milieuvriendelijke massieve materialen: kalkpleister, gipsplaten, ruwe aarde, enz.
MAATSCHAPPELIJKE EN CULTURELE ASPECTEN > De tendens van de lichte constructie De huidige tendens gaat in de richting van lichte constructies, van het type met houten structuren.Deze tendens verdient een aanmoediging als de techniek wordt gecombineerd met een aanzienlijke isolatiedikte. Dat mag echter niet gebeuren ten nadele van het comfort in de zomer.Idealiter zou men tegelijkertijd moeten beschikken over een degelijke isolatie, hetgeen vlotter kan worden verwezenlijkt met lichte gevels, en een aanzienlijk thermisch volume, door middel van een massieve binnenstructuur. Andere manieren om deze massa te creëren zijn droge dekvloeren, het vullen van vloercaissons met ballast of binnenbekleding in ruwe aarde bijvoorbeeld.
IN DE PRAKTIJK Er moeten maatregelen worden genomen tijdens de verschillende ontwikkelings- en realisatiefasen van het project: SCHETS De voorkeur geven aan een zware draagstructuur, van het type met massieve binnenmuren, elementen in beton of ruwe aarde, enz., zelfs als de gevels lichter zijn. VOORONTWERP Bepalen welke wanden massief moeten zijn en zorgen voor contact tussen de omgeving en deze massa door: o o
Isolerende bekleding vermijden: tapijten, vast tapijt, parket, enz. De uitrustingen samenbrengen op andere oppervlakken (doorvoer van kabels, leidingen, enz.). In kantoren bijvoorbeeld is het mogelijk om met verlaagde plafonds te werken die slechts een deel van het plafond bedekken. Een convectiebeweging tussen het verlaagd plafond en de onderzijde van de vloerplaat is dan mogelijk.
Wat de EPB-regelgeving betreft is inertie belangrijk voor het definiëren van oververhittingsrisico’s. De definitie van het inertieniveau van elk type bouw varieert naargelang men zich bevindt in een woning of in een gebouw uit de tertiaire sector: >Woningen o Zwaar: van toepassing op energiesectoren, waarvan, uitgedrukt in oppervlakte, minstens 90 % van de horizontale, schuine en verticale bouwelementen massief zijn (de exacte definitie van een massieve wand wordt gegeven in punt 7.6 van bijlage II van de EPB-regeling). o Halfzwaar: van toepassing op energiesectoren waarvan minstens 90 % van de horizontale bouwelementen massief zijn zonder te worden beschermd door een binnenisolatie, of op energiesectoren waarvan minstens 90 % van de verticale en schuine bouwelementen massief zijn. o Weinig zwaar: van toepassing op alle energiesectoren waarvan 50 tot 90 % van de horizontale bouwelementen massief zijn, zonder dat ze worden beschermd door een binnenisolatie, of op de energiesectoren waarvan 50 tot 90 % van de verticale en schuine bouwelementen massief zijn.
BLZ 4 VAN 8 – THERMISCHE INERTIE – JULI 2010 PRAKTISCHE HANDLEIDING VOOR DE DUURZAME BOUW EN RENOVATIE VAN KLEINE GEBOUWEN - PRAKTISCHE AANBEVELING ENE08 -
o
Licht: van toepassing op alle andere energiesectoren die niet behoren tot de hierboven vermelde types.
o >Tertiaire sector: o Het inertieniveau van de vloeren is fundamenteel, de ontwerper moet een zo zwaar mogelijke vloerplaat kiezen. o Bovendien zal de inertie variëren naargelang de aanwezigheid of niet van gesloten verlaagde plafonds en/of van verhoogde vloeren. UITVOERINGSPROJECT, DOSSIER VOOR DE BOUWVERGUNNING o
Voor de samenstelling van de binnenwanden van verblijfsruimtes moet men dus een zo hoog mogelijk inertieniveau beogen, bij voorkeur hoger of gelijk aan 7 in de volgende tabel (bron:Franse thermische reglementering).
Binnenmuren
Inertieklasse
Vol of geperforeerd beton 10 cm of meer
8
Volle of geperforeerde steen 10,5 cm of meer Gecoate volle of geperforeerde betonblok 7,5 cm
7
Gecoate holle betonblok 10 cm of meer
6
Gecoate baksteen of cellenbetonblok 15 cm of meer
5
Gecoate hollebaksteen 5 cm of meer of Volle pleisterkalksteen 6 cm of Gecoate agglo-betonblok 5 cm of Gecoate cellenbetonblok 7 cm
4
Gecoate baksteen 3,5 cm
3
Celvormige tussenwand met 1 cm pleisterkalk-parement op elke zijde
2
BLZ 5 VAN 8 – THERMISCHE INERTIE – JULI 2010 PRAKTISCHE HANDLEIDING VOOR DE DUURZAME BOUW EN RENOVATIE VAN KLEINE GEBOUWEN - PRAKTISCHE AANBEVELING ENE08 -
Links een geperforeerde blok. Rechts een holle blok.
o
Voor de samenstelling van de plafonds en vloeren zal men een zo hoog mogelijke inertieklasse beogen, bij voorkeur hoger of gelijk aan 5 in de volgende tabel (bron: Franse thermische reglementering).
Plat dak of zoldervloer onder buitenisolatie met aan de binnenkant minstens:
Inertieklasse
Vloer in vol beton 8 cm of meer
6
Celvormige betontegels van 20 cm of meer
5
Celvormige betontegels met een dikte van minder dan 20 cm
4
Vloer in gewapend celbeton van 20 cm of meer
4
Vakken in gebakken klei of pleisterkalk aan de onderzijde
beton
met
1 cm
Vloerplaat
3
Inertieklasse
Vloer in vol beton van meer dan 10 cm dik, met isolatie aan de onderzijde
6
Vloer met betonnen tegel van 5 cm dik en meer
5
Vloer in celbeton of vloerplaat in celvormig beton, of vakken in gebakken klei of beton, met betontegel van 4 cm dikte
5
Tussenvloeren
Inertieklasse (onderzijde zonder verlaagd plafond)
Inertieklasse (bovenzijde)
6
6
5
6
4
6
4
5
3
5
1
5
1
1
Betonnen vloer 15 cm of meer met of zonder betonplaat Vloer in celvormig beton van 20 cm of meer, met betonplaat Vloer in celvormig beton met een dikte van minder dan 20 cm, met betonplaat Vloer in gewapend celbeton 20 cm of meer, met deklaag of betonplaat Vakken in gebakken klei of beton met betonplaat of gelijkwaardig Plaat van 5 cm vol beton op isolatie en houten vloer Houten vloer o
Voor de samenstelling van de gevels moet men de voorkeur geven aan lichte constructies, van het type geraamte, die een aanzienlijke isolatiedikte mogelijk maken. BLZ 6 VAN 8 – THERMISCHE INERTIE – JULI 2010 PRAKTISCHE HANDLEIDING VOOR DE DUURZAME BOUW EN RENOVATIE VAN KLEINE GEBOUWEN - PRAKTISCHE AANBEVELING ENE08 -
Indien echter wordt gekozen voor een massieve structuur, zoals in metselwerk, zal men dus een zo hoog mogelijk inertieniveau beogen, bij voorkeur hoger of gelijk aan 5 in de volgende tabel (bron: Franse thermische reglementering). Buitenmuren met isolatie aan de buitenkant of in de spouw
Inertieklasse
Vol beton 7 cm of meer Geperforeerde betonblok 10 cm of meer Holle betonblok 11 cm of meer Volle of geperforeerde baksteen 10,5 cm of meer
5 5 5 5
Andere gecoate stenen 15 cm of meer
4
o o
Indien men opteert voor een bouwwijze met een lichte gevel, dan moeten de andere wanden worden gekozen in de hogere inertieklassen. Vloer- en plafondbekledingen met een isolerend karakter worden sterk afgeraden (bijvoorbeeld: kamerbreed tapijt, lambrisering, losse tapijten, verhoogde vloeren en verlaagde plafonds).
OPLEVERING o
De gebruiker moet er tijdens de inrichting van het gebouw voor zorgen dat hij zich niet volledig afsnijdt van de thermische massa, bijvoorbeeld door tapijten toe te voegen of meubels zoals wandbibliotheken.
BLZ 7 VAN 8 – THERMISCHE INERTIE – JULI 2010 PRAKTISCHE HANDLEIDING VOOR DE DUURZAME BOUW EN RENOVATIE VAN KLEINE GEBOUWEN - PRAKTISCHE AANBEVELING ENE08 -
AANVULLENDE INFORMATIE ANDERE AANDACHTSPUNTEN Hierna vindt u een lijst van fiches die te maken hebben met het toepassen van een koudestrategie of met de keuze van de materialen: o o o o o o
ENE03 - Een koudestrategie ontwikkelen ENE07 - Zorgen voor een intensieve luchtverversing ENE13 - Zorgen voor een goede zonwering ENE22 - Installatie van een aardwarmtewisselaar MAT02 - Ruwbouw: rationele en spaarzame technieken en bouwmaterialen kiezen, rekening houdend met hun milieubalans MAT06 - Bekleding van binnenmuren en plafonds: gezonde en ecologische materialen kiezen
BIBLIOGRAFIE Algemene informatie over de thermische massa:
o o
Alter-clim: hulpmiddel om natuurlijk gekoelde ruimtes te ontwerpen: www.leefmilieubrussel.be Concevoir avec le climat: la maison individuelle cd-rom beschikbaar op aanvraag bij de Waalse overheidsdienst voor energie: http://energie.wallonie.be
BLZ 8 VAN 8 – THERMISCHE INERTIE – JULI 2010 PRAKTISCHE HANDLEIDING VOOR DE DUURZAME BOUW EN RENOVATIE VAN KLEINE GEBOUWEN - PRAKTISCHE AANBEVELING ENE08 -
