Gevelisolatie in monumentale gebouwen energetisch of esthetisch?

Transcriptie

1 Seminarie Verbeteren van de energieprestatie van historische gebouwen 15 oktober 2009 Brussel Gevelisolatie in monumentale gebouwen energetisch of esthetisch? Olivier Lesage, ir.-architect WTCB E N E R G I E L A A G B O U W E N 1

2 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

3 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

4 gevelisolatie? Inhoud Gevelisolatie in monumentale gebouwen 1. Waarom? 2. Hoe? Welke mogelijkheden? 3. Binnenisolatie: principes 4. Keuze isolatiemateriaal 1. Traditionele isolatiematerialen (met ATG) 2. Innovatieve isolatiematerialen (zonder ATG) 5. Synthese: voornaamste aandachtspunten 4

5 Waarom isoleren Energiebesparing ISOLER UN MUR PLEIN DE 30 CM L 5 L 4 L 10 cm Si chauffage constant à 14,0 +/- 20 C 12,0 20 cm 10,0 8,0 6,0 4,0 litres de mazout par m2 de mur, par an cm 3 cm 5 cm 2 L 1 L 2,0 0,0 épaisseur d'isolant Waarom isoleren Energiebesparing PERTES DE CHAUFFAGE POUR DIFFERENTS VITRAGES L L L 10 L 8 L 5 L 0 simple vitrage double vitrage ordinaire double vitrage HR 1,7 à 1,8 double vitrage HR 1,3 à 1,5 double vitrage HR 1,1 triple vitrage 5

6 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

7 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

8 Inhoud Gevelisolatie in monumentale gebouwen 1. Waarom? 2. Hoe? Welke mogelijkheden? 3. Binnenisolatie: principes 4. Keuze isolatiemateriaal 1. Traditionele isolatiematerialen (met ATG) 2. Innovatieve isolatiematerialen (zonder ATG) 5. Synthese: voornaamste aandachtspunten Technieken van na-isoleren Drie mogelijke technieken zonder afbraak buitenisolatie 8

9 technieken van na-isoleren drie mogelijke technieken zonder afbraak buitenisolatie binnenisolatie technieken van na-isoleren drie mogelijke technieken zonder afbraak buitenisolatie binnenisolatie na-isolatie van spouwmuren 9

10 technieken van na-isoleren drie mogelijke technieken zonder afbraak buitenisolatie binnenisolatie na-isolatie van spouwmuren techniek met afbraak slopen van bestaande spouwmuur en heropbouw buitenblad Wat met monumentale gebouwen??????!? buitenisolatie spouwisolatie binnenisolatie 10

11 Buitenisolatie? zelden Na isolatie van spouwmuren? gebouw met spouwmuren? 11

12 Binnenisolatie? Mogelijk maar aanpassing van de binnenafwerking technische problemen (zie verder) Box in box Plaatselijke isolatie box in box Ook akoestisch interessant 12

13 Box in box Groot Vleeshuis Gent (15 de eeuw) Aanpassing door Coussée & Goris Inhoud Gevelisolatie in monumentale gebouwen 1. Waarom? 2. Hoe? Welke mogelijkheden? 3. Binnenisolatie: principes 4. Keuze isolatiemateriaal 1. Traditionele isolatiematerialen (met ATG) 2. Innovatieve isolatiematerialen (zonder ATG) 5. Synthese: voornaamste aandachtspunten 13

14 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 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

16 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

17 hygrothermische toetsen inwendige condensatie gemeten inwendige condensatie, steense muur in metselwerk met of zonder binnenisolatie. winterse condities (θ e =0.4 C,p e =520 Pa, binnenklimaat klasse 4 (θ i = 23.8 C, p i = 2125 Pa) hygrothermische toetsen vochthuishouding : inwendige condensatie jaarlijkse resulterende condens vermijden jaarlijks maximum condens beperken gebruik verduurzaamd hout voor stijlen en regels, zoniet strengere eisen. 17

18 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 industrieel houten stijl- en regelwerk alle capillair capillair beton andere beton Andere 1 MW D1 - - >0.1m - EPS PUR XPS MW D1 D2 - D2 D1 EPS PUR D1 D1 - D1 - XPS MW D2 D2 D1 D2 D2 EPS PUR D2 D2 - D2 - XPS nooit binnenisolatie toepassen 18

19 hygrothermische toetsen Luchtdichtheid liefst luchtdichte basisconstructie (wind) geen spleten tussen wand en isolatie, tussen isolatie en vloer/plafond zoniet luchtrotatie Bij stijl- en regelwerk: zwelstrips plaatsen tussen onderregel vloer tussen bovenregel - plafond hygrothermische toetsen isolatiekwaliteit 19

20 ontwerp en uitvoering Foto : Georg Haag hygrothermische toetsen Koudebruggen extra energieverliezen lagere oppervlaktetemperaturen hogere kans op oppervlaktecondensatie hogere kans op schimmelvorming vervuiling 20

21 Foto : Georg Haag hygrothermische toetsen koudebruggen : (quasi) onvermijdelijk vloeropleg aansluiting met binnenwanden let op bij raamaansluitingen Goed hygrothermische toetsen koudebruggen binnenisolatie 21

22 hygrothermische toetsen koudebruggen! binnenisolatie hygrothermische toetsen koudebruggen 22

23 hygrothermische toetsen koudebruggen! hygrothermische toetsen koudebruggen Plaatselijke isolatie box in box Koudebruggen makkelijker te vermijden 23

24 Koudebruggen [ref. PHI Protokollband nr. 32 Faktor 4 auch bei sensiblen Altbauten: Passivhauskomponenten + Innendämmung Koudebruggen 24

25 Koudebruggen Koudebruggen 25

26 Koudebruggen Koudebruggen 26

27 Koudebruggen Foto : Georg Haag hygrothermische toetsen vochthuishouding : schimmelvorming gezondheidsaspecten luchtkwaliteit esthetische aspecten Ref.: Klaus Sedlbauer 27

28 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 Gevelisolatie in monumentale gebouwen 1. Waarom? 2. Hoe? Welke mogelijkheden? 3. Binnenisolatie: principes 4. Keuze isolatiemateriaal 1. Traditionele isolatiematerialen (met ATG) 2. Innovatieve isolatiematerialen (zonder ATG) 5. Synthese: voornaamste aandachtspunten 28

29 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) Conductivité warmte- Gecertifieerde matériaux materialen geleidings- coëfficient λui Niet-gecertifieerde matériaux thermique certifiés [W/m.K] non materialen certifiés Minimale Epaisseur dikte [mm] minimale voor U = 4 W/m²K [mm] pour k=0,4 W/m².K 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, Perméabilité à l air luchtopenheid Perméabilité à la vapeur Dampdoorlaatbaarheid + cellulose (Homatherm ATG 07/H835, ) NBN B (2008) Andere materialen gebruikt als isolatiemateriaal: kurk (ICB), wol, vlas, hennep, 29

30 Andere isolatiematerialen uit nagroeibare grondstoffen Inhoud Gevelisolatie in monumentale gebouwen 1. Waarom? 2. Hoe? Welke mogelijkheden? 3. Binnenisolatie: principes 4. Keuze isolatiemateriaal 1. Traditionele isolatiematerialen (met ATG) 2. Innovatieve isolatiematerialen (zonder ATG) 5. Synthese: voornaamste aandachtspunten 30

31 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 W/mK) relatief duur Mogelijke toepassingen Panelen in deuren of vliesgevels Vloeren Wanden Daken Renovatie & restauratie INNOVATIEVE ISOLATIESYSTEMEN Vacuüm-isolatie: voorbeelden van toepassingen 31

32 INNOVATIEVE ISOLATIESYSTEMEN Vacuüm-isolatie: voorbeelden van toepassingen in restauratie [ref. HiPTI High Performance Thermal Insulation IEA/ECBCS Annex 39 / meer info beschikbaar op 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 INNOVATIEVE ISOLATIESYSTEMEN Vacuüm-isolatie: voorbeelden van toepassingen in restauratie [ref. HiPTI High Performance Thermal Insulation IEA/ECBCS Annex 39] Kerk Wernfeld (Duitsland), geklasseerd monument 32

33 INNOVATIEVE ISOLATIESYSTEMEN 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. 33

34 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

35 Inhoud Gevelisolatie in monumentale gebouwen 1. Waarom? 2. Hoe? Welke mogelijkheden? 3. Binnenisolatie: principes 4. Keuze isolatiemateriaal 1. Traditionele isolatiematerialen (met ATG) 2. Innovatieve isolatiematerialen (zonder ATG) 5. Synthese: voornaamste aandachtspunten 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 λ- waarde); 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

36 TD ECOBOUWEN EN DUURZAME ONTWIKKELING IN HET BRUSSELS GEWEST ( ) 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 ( ) Hoofdonderwerpen Verbetering van de energetische performantie van gebouwen Rationeel omgaan met water Akoestich comfort Gevelrenovatie Contact 36

37 DANK VOOR UW AANDACHT! 37