Inhoud. Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken Basisprincipes. Inhoud. Brussel, 16 maart Inleiding. Theoretische begrippen

Transcriptie

1 Georganiseerd door de Technologische Dienstverlening Duurzaam bouwen en duurzame ontwikkeling van het Brussels Hoofdstedelijk Gewest met de steun van het Brussels Instituut ter bevordering van het Wetenschappelijk Onderzoek en Innovatie (InnovIRIS) Studienamiddag Stéphane Charron ir. Labohoofd Hout en Coatings Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken Basisprincipes Brussel, 16 maart 2017 Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 1 Inhoud Inleiding Theoretische begrippen Condensatieverschijnselen Hoe condensatie vermijden? Besluit Inhoud Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 2 1

2 Inleiding Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 3 Beheer van water en waterdamp 1. Regen 2. Opstijgend vocht 3. Gebrekkige luchtdichtheid, bouwknopen 4. Water opgenomen in materialen 5. Waterdamp Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 4 2

3 (T, RV, Pvap) buiten (T, RV, Pvap) binnen Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 5 Lage risico s Indien de ventilatie van de lokalen effectief is Indien de luchtdichtheid aan de binnenkant effectief is Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 6 3

4 Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 7 Waterdamp Droge lucht: Zuurstof 21% Andere gassen: edelgassen (Ar, Kr,...), CO2 (380ppm), waterdamp 1% Stikstof 78% Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 8 4

5 Vochtige lucht (omgevingslucht): Omgevingslucht Waterdamp wordt gekenmerkt door: zijn temperatuur zijn relatieve vochtigheid (RV) Verhouding tussen het waterdampgehalte van de lucht en zijn maximale capaciteit om een gegeven temperatuur te behouden. zijn dampdruk (pv) Gedeeltelijke dampdruk: druk die de waterdamp heeft indien ze enkel en alleen een mengvolume bezet. Verzadigde dampdruk : indien de dampdruk zijn maximale waarde bereikt. Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 9 Waterdamp Vochtige lucht => Temperatuur & Relatieve vochtigheid Bij gelijke temperatuur kan de hoeveelheid waterdamp in de lucht variëren Bij een temperatuur komt de maximale hoeveelheid waterdamp overeen 100% relatieve vochtigheid Daarboven, condenseert elke damptoevoeging Condensatie = verdamping (niet zichtbaar) => watervloeistof (zichtbaar) Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 10 5

6 Waterdamp Vochtige lucht => Temperatuur & Relatieve vochtigheid Bij gelijke hoeveelheid waterdamp verlaagt de relatieve vochtigheid wanneer de temperatuur stijgt Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 11 Waterdamp Vochtige lucht => Temperatuur & Relatieve vochtigheid Bij gelijke relatieve vochtigheid, stijgt de hoeveelheid waterdamp bij het stijgen van de temperatuur 90 % RV 3 C 20 C 4 g 14 g Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 12 6

7 Waterdamp Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 13 MOLLIER diagram Condensatieverschijnselen Dauwpunt Limiet vanaf dewelke een deel van de luchtvochtigheid onder de vorm van damp condenseert Water content [kg water /kg dry air ] 14 C Luchttemperatuur [ C] 22 C & 60% RV 12 g/m³ Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 14 7

8 MOLLIER diagram Condensatieverschijnselen Dauwpunt 4 C Max 6 g/m³ Water content [kg water /kg dry air ] 14 C Luchttemperatuur [ C] 22 C & 60% RV 12 g/m³ Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 15 MOLLIER diagram Condensatieverschijnselen Dauwpunt Water content [kg water /kg dry air ] 18 C Luchttemperatuur [ C] 22 C & 80% RV Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 16 8

9 Condensatieverschijnselen Oppervlaktecondensatie : = op een deel van het gebouw indien het dauwpunt van de lucht groter is dan de oppervlaktetemperatuur van dit deel van het gebouw Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 17 Interne condensatie: Condensatieverschijnselen = in een gebouw indien er op een welbepaalde plaats van het gebouw waterdamp verandert in water Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 18 9

10 Indien het gebouw verwarmd wordt, lijkt de vochtige lucht zijn evenwicht te vinden met de koudere buitenlucht. => 2 verschijnselen van damptransport Door convectie Door diffusie Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 19 Indien het gebouw verwarmd wordt, lijkt de vochtige lucht zijn evenwicht te vinden met de koudere buitenlucht. => 2 verschijnselen van damptransport Door convectie: gerelateerd aan een luchtdrukverschil en temperatuur Luchtdichtheid Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 20 10

11 Indien het gebouw verwarmd wordt, lijkt de vochtige lucht zijn evenwicht te vinden met de koudere buitenlucht. => 2 verschijnselen van damptransport Door convectie: gerelateerd aan een luchtdruk en temperatuurverschil Door diffusie: gerelateerd aan een verschillende dampdruk Buiten Binnen Pdamp binnen Pdamp buiten Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 21 Indien het gebouw verwarmd wordt, lijkt de vochtige lucht zijn evenwicht te vinden met de koudere buitenlucht. => 2 verschijnselen van damptransport Door convectie: gerelateerd aan een luchtdruk en temperatuurverschil Door diffusie: gerelateerd aan een verschillende dampdruk plaatsen van dampscherm / bouwoplossing Het damptransport door convectie geeft aanleiding tot aanzienlijk meer vocht Steeds luchtdichte wanden voorzien Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 22 11

12 Regenscherm (plaat) Minerale wol OSB Source : Zerihun Desta, Langmans et Roels Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 23 Lucht- en waterdampdichtheid kunnen niet omzeild worden maar zijn niet per se hetzelfde Lucht & en waterdampdichtheid Luchtdicht Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 24 12

13 Wat zijn de beïnvloedende parameters? Buitenklimaat Kenmerken van de verschillende lagen Binnenklimaat (T, RV, Pvap) buiten (T, RV, Pvap) binnen Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 25 Kenmerken van de verschillende lagen De weerstand die het materiaal biedt tegen de waterdampstroom µ : Waterdampdiffusieweerstandsfactor Geeft aan in hoeverre een materiaal zich verzet tegen lucht en damptransport Eigen aan ieder materiaal Zonder eenheid Sd = µ x e (dikte) Sd : Waterdampdiffusie equivalente luchtlaagdikte Kenmerk van het product Meter µ, Sd Waterdampdoorlatendheid Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 26 13

14 Kenmerken van de verschillende lagen De weerstand die het materiaal biedt tegen de waterdampstroom Waar vindt men de informatie? NBN EN ISO : 2008 Bouwmaterialen en bouwwaren Hygrothermische eigenschappen Getabelleerde ontwerpwaarden en procedures voor de bepaling van de opgegeven en nuttige thermische waarden Numerieke simulatiemodellen Glaser, Wufi, Delphin Technische fiches van producten (CE markering) Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 27 Materialen Dikte µ ( ) Sd(m) verwijzing Lucht (referentie) 1 m 1 1 EN ISO Gipsplaat 13 mm 4 tot tot 0.13 EN ISO OSB 1.2 cm 30 tot tot tot tot 4 EN ISO Simulatiemodel Fabrikant Multiplex 1.2 cm 50 tot tot 30 EN ISO Glaswol 40 cm EN ISO Houtvezelpaneel 1.2 cm 5 tot tot 0.12 EN ISO Cellulose (bulk) 20 cm EN ISO Baksteen 20 cm 10 tot 16 2 tot 3.2 EN ISO Polyethyleen 0.15 mm 50 EN ISO Geniet polyethyleen 0.15 mm 8 EN ISO Intello 0.2 mm 0.25 tot 10 Fabrikant Vario Duplex 0.15 mm 0.2 tot 5 Fabrikant Bitumen 4 mm EN ISO Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 28 14

15 Kenmerken van de verschillende lagen De weerstand die het materiaal biedt tegen de waterdampstroom Hygroscopiciteit van materialen De capillariteit van de materialen Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 29 Binnenklimaat Het binnenklimaat bepaalt de interne dampspanning p i Is afhankelijk van de vochtproductie binnen het gebouw Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 30 15

16 Binnenklimaat Vochtbronnen in lokalen Indicatieve gegevens van vochtproductie: 40 g/h.pers < Persoon in rust < 60 g/h.pers 80 g/h.pers < Actieve persoon < 250 g/h.pers 5 kg/j.4 pers < Was / WC / keuken < 10 kg/j.4 pers 10 kg/j.4 pers < Woningen voor 4 personen < 25 kg/j.4 pers Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 31 Binnenklimaat Binnenklimaatklasse Voorbeelden Gemiddelde jaarlijkse dampdrukken binnen pi (Pa) I Gebouw met weinig tot geen vochtproductie - Magazijnen (droge goederen) - Kerk, tentoonstellingsruimte, garage, werkplaats 1100 pi < 1165 II Goed verlucht gebouw met beperkte vochtproductie per m³ - Grote woonhuizen (ééngezinswoningen, ) - Scholen - Winkels - Kantoren zonder airconditioning - Sportzalen, polyvalente zalen 1165 pi < 1370 III Gebouw met matige vochtproductie per m³ en matige tot toereikende ventilatie - (kleine) woningen (flats, sociale woningen, ) - Ziekenhuizen, tehuizen - Verbruikzalen, restaurants, feestzalen, theaters - Licht geklimatiseerd gebouw (RV 60 %) 1370 pi < 1500 IV Gebouw met grote vochtproductie - Sterk geklimatiseerd gebouw (RV > 60 %) - Hydrotherapie lokalen - Zwembad (overdekt) - Vochtige industriële gebouwen: wasserij, drukkerij, bierfabriek, papierfabriek 1500 pi <3000 Opmerking: gebouwen in overdruk, gebouwen met sterk fluctuerend vochtgehalte (bv. dancings), daken met geïsoleerd vals plafond eisen een specifieke studie mbt bouwfysica. Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 32 16

17 Buitenklimaat Het buitenklimaat bepaalt de externe dampspanning p e Temperatuur => dampdiffusie, condensatiezone Relatieve vochtigheid => dampdiffusie, vochtigheidbinnen Slagregen, wind, bezonning, oriëntatie => hoeveelheid water, droogsnelheid, T Pvap Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 33 Buitenklimaat Het buitenklimaat bepaalt de externe dampspanning p e Temperatuur => dampdiffusie, condensatiezone Relatieve vochtigheid => dampdiffusie, vochtigheidbinnen Slagregen, wind, bezonning, oriëntatie => hoeveelheid water, droogsnelheid, 30 C 20 C T Pvap Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 34 17

18 Hoe condensatie vermijden? Sd binnen >>>> Sd buiten Damptransport vermijden Controle van damptransport Luchtdichte wand Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 35 Hoe condensatie vermijden? Damptransport vermijden met dampscherm 1. Bekleding 2. Buiten latwerk 3. Regenscherm 4. Houten opstand 5. Isolatie 6. Schuine platen 7. Dampscherm 8. Latwerk 9. Gipsplaten Dampscherm : membraan dat bijna de totaliteit van de dampstroom doorheen de wand blokkeert. («Sd 10 tot 15») Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 36 18

19 Hoe condensatie vermijden? Damptransport vermijden met dampscherm Ontwerp en uitvoering Convectie 0,5 g/(m².dag) 1 m Buiten 10 C 80% RV 14 cm Binnen +20 C 50% RV 800 g/(m².dag) Factor 1600!!! 1 m * Institut für Bauphysik, Stuttgart. Source : DBZ 12/89, page 1639 Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 37 Hoe condensatie vermijden? Damptransport vermijden met dampscherm Ontwerp en uitvoering Buiten 10 C 80% RV 14 cm Energieverlies Theoretische U = 0,3 W/(m².K) 1 m Binnen +20 C 50% RV U = 1,44 W/(m².K) Factor 4,8!!! 1 m * Institut für Bauphysik, Stuttgart. Source : DBZ 12/89, page 1639 Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 38 19

20 Hoe condensatie vermijden? Controle van damptransport door keuze van het materiaal 1.Bekleding 2.Buiten latwerk 3.Houtvezelplaat 4.Houten opstand 5.Cellulose isolatie 6.OSB (schuin & damprem) 7.Latwerk + Isolatie 8.Gipsplaten Damprem: membraan dat de dampstroom door de wand gedeeltelijk blokkeert. («Sd 10») Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 39 Hoe condensatie vermijden? Controle van damptransport door keuze van het materiaal Sd binnen Damp >>>> Sd buiten Frankrijk en UK : Duitsland: België: Sd binnen = 5x Sd buiten Sd binnen = 50 x Sd buiten Sd binnen = 6 à 15 x Sd buiten Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 40 20

21 Hoe condensatie vermijden? Controle van damptransport door keuze van het materiaal Sd binnen >>>> Sd buiten Hygrothermisch Constructions ontwerp van en wanden bois Cours en daken d hiver - Basisprincipes /03/2017 Page Hoe condensatie vermijden? Controle van damptransport door keuze van het materiaal Variable diffusie damprem: de µ van dit membraan varieert met de relatieve vochtigheid. Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 42 21

22 Hoe condensatie vermijden? Controle van damptransport door keuze van het materiaal De waterdampweerstand is hoog tijdens de winter om de invoer van waterdamp in de wand te beperken. Ze is laag tijdens de zomer om de droging van de wand naar binnen toe te laten. Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 43 Besluit Potentiële waterdamphoeveelheid Externe klimaatomstandigheden Interne hygrothermischeomstandigheden De ventilatie van de lokalen De hoeveelheid waterdamp die doorheen de wand gaat Verloop van de dampspanning tussen de binnenkant en buitenkant van het gebouw (profiel) De temperatuur (profiel) binnen de wand De permeabiliteit van de muur en de bijhorende onderdelen Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 44 22

23 Geen ideale oplossing => te bekijken geval per geval Goede kennis van materiaalgebruik (eerste en lange termijn prestaties, gebruikslimieten, uitvoeringsvoorwaarden) Levensduur van geïmplementeerde systemen (membraan, tape, ) De uitvoering is zeer belangrijk Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 45 Bedankt voor uw aandacht Stéphane Charron Labohoofd Hout & Coatings Avenue P. Holoffe Limelette Tel Fax Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 46 23

24 Prioritaire thema s: Energie en gebouwen Renovatie, erfgoed en onderhoud van gebouwen Akoestisch comfort Toegankelijkheid van gebouwen Duurzaam materiaalgebruik en afval Duurzame houtbouw, groene gevels en daken Binnenluchtkwaliteit en gezondheid Digital construction Technology watch Technologische Dienstverlening Duurzaam Bouwen en Duurzame Ontwikkeling in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest Missie: Rechtstreekse en multidisciplinaire technologische ondersteuning Informatieverstrekking en collectieve vorming Marktverkenning en innovatiestimulering Steun voor de introductie van onderzoeksprogramma s en de aanvraag van subsidies Doelgroep: Gratis dienstverlening voor alle Brusselse ondernemingen uit de bouwsector In samenwerking met de Confederatie Bouw Brussel Hoofdstad Dieudonné Lefèvrestraat Brussel info@bbri.be Gesubsidieerd door het Brussels Hoofdstedelijk Gewest via InnovIRIS +32 (0) (0) Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 47 Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf De nota s van de cursussen maken integraal deel uit van een serie van officiële publicaties van het WTCB en kunnen daarom gebruikt worden als referentie, de reproductie of vertaling, zelfs gedeeltelijk van deze nota s is alleen toegestaan mits toestemming van het WTCB. Hygrothermisch ontwerp van wanden en daken - Basisprincipes 16/03/2017 Page 48 24