2 Luchtdichtheid van het gebouw

Transcriptie

1 Tussen juni 005 en maart 006 had het WTCB de gelegenheid om de constructie van een nieuwe woning, waarbij veel aandacht werd besteed aan de energieprestaties (thermische isolatie, luchtdichtheid, verwarming, ), van nabij te volgen. Hierbij werden zeer goede energieprestaties nagestreefd, zonder hiervoor echter een al te groot budget te moeten uittrekken of de gebruikelijke detaillering voor de aannemers al te sterk te wijzigen. Luchtdichtheid van gebouwen Een casestudy? Chr. Delmotte, ir., adjunct-laboratoriumhoofd, laboratorium Luchtkwaliteit en Ventilatie, WTCB Dit artikel onderzoekt de maatregelen die tijdens dit project getroffen werden ter verbetering van de luchtdichtheid van het gebouw. We willen er wel op wijzen dat het hier niet gaat om een opsomming van de regels der kunst en dat een aantal van de voorgestelde technieken voor verbetering vatbaar zijn. Afb. Afdichtingsvlak waarbij de zolderruimten niet opgenomen zijn. Luchtdichtheid van het gebouw. Afdichtingsvlak Beschrijving van het gebouw Het bestudeerde gebouw is een vrijstaande eengezinswoning, met een gelijkvloerse verdieping, een verdieping onder het dak en een zolder. Het geheel heeft een vierkante vorm (0 m x 0 m) en rust op een geventileerde kruipruimte. De voorgevel loopt parallel met de openbare weg en is naar het zuidwesten gericht. De buitenmuren zijn voorzien van een spouw die gedeeltelijk met thermische isolatie gevuld is. De draagmuur is opgebouwd uit blokken snelbouwsteen, terwijl de gevelmuur uit baksteen bestaat. De vloeren van het gelijkvloers en van de verdieping werden uitgevoerd met welfsels van geprefabriceerd beton. De draagconstructie van het dak bestaat op haar beurt uit geprefabriceerde houten spanten. i Wat de luchtdichtheid betreft, dient men eerst en vooral te definiëren in welk vlak deze precies moet liggen. Men moet immers de positie vastleggen van de verschillende oppervlakken van de luchtdichte gebouwschil die men wil creëren. Aangezien deze gebouwschil gewoonlijk ook de rol van een dampscherm kan vervullen, is het raadzaam tezelfdertijd de thermische isolatie onder de loep te nemen. In het onderzochte gebouw lag het voor de hand dat de vloer van het gelijkvloers en de gevels deel zouden uitmaken van het afdichtingsvlak. Voor het dak was dit echter een open vraag : moesten de zolderruimten al dan niet opgenomen worden in de luchtdichte gebouwschil? De woning in enkele cijfers Vloeroppervlak : 00 m Verliesoppervlak : 40 m Beschermd volume : 58 m Globaal thermisch isolatiepeil : K8 (volgens de huidige regelgeving mag deze waarde niet hoger zijn dan K55 in het Waalse Gewest en het Brusselse Hoofdstedelijke Gewest, en dan K45 in het Vlaamse Gewest) Conventionele verwarmingsenergiebehoeften : be 5 (MJ/m.jaar) (in het geval van deze woning mag deze waarde volgens de Waalse regelgeving niet hoger zijn dan 8 MJ/m.jaar) Afb. Afdichtingsvlak waarbij de zolderruimten wel opgenomen zijn (twee mogelijkheden). Het niet opnemen van de zolderruimten impliceert dat het afdichtingsvlak zich onder de geprefabriceerde spanten bevindt (afbeelding ). Dit vlak is makkelijk toegankelijk, maar deze opbouw heeft tot gevolg dat de zolderruimten buiten het beschermde volume liggen (het volume van het gebouw dat thermisch geïsoleerd is). Door de zolderruimten wel op te nemen, kan men het beschermde volume groter maken, maar wordt het afdichtingsvlak onderbroken aan elke spant (in dit geval 7) en moet men ter hoogte van alle doorboringen een bijzondere aansluiting voorzien (afbeelding ). Vermits het onnodig was de zolderruimten te verwarmen (door hun geringe hoogte van,60 m sowieso onbewoonbaar) en men de werken zo eenvoudig mogelijk wenste te houden, werd geopteerd voor de eerste oplossing.. Uitvoeringsdetails.. De vloer De vloer werd opgebouwd uit welfsels van geprefabriceerd beton, een thermische isolatielaag (polyurethaankorrels als stortgoed), een gewapende dekvloer en een betegeling (zie afbeelding, p. ). Ondanks zijn intrinsieke luchtdichtheid vertoonde de vloer een aantal doorboringen die aanleiding kunnen geven tot luchtlekken : openingen voor afvalwaterafvoerleidingen openingen voor diverse leidingen (water, elektriciteit, stookolie, ). WTCB-Dossiers Nr. /007 Katern nr. 5 pagina

2 Afb. De vloeropbouw.. Betegeling. Wapeningsnet in de dekvloer. Polyethyleenfolie 4. Thermische isolatie 5. Geprefabriceerde betonnen vloerplaten Om luchtlekken te vermijden, werden alle doorboringen afgedicht met in situ gespoten polyurethaanschuim. Naargelang van het geval gebeurde dit vóór de plaatsing van de thermische isolatie (afbeelding 4) of op het ogenblik van de afwerking (afbeelding 5). 4 5 deur- en vensteropeningen, onbepleisterde muurdelen, ingewerkte schakelaars en stopcontacten. Wat de deuren en vensters betreft, moet men een onderscheid maken tussen de luchtdichtheid van de deur of het venster zelf en de luchtdichtheid van de aansluiting met de ruwbouw. In het onderzochte gebouw vertegenwoordigen de deuren en vensters (7 m ) 4 % van de totale buitenwandoppervlakte (88 m ). De totale voeglengte bedraagt op haar beurt 64 m. De kwaliteit van de luchtdichtheid van de vensters en de deuren kan dus een belangrijke invloed hebben op de globale luchtdichtheid Afb. 5 Afdichting van de doorboringen op het ogenblik van de afwerking... De buitenmuren De buitenmuren zijn, van buiten naar binnen, opgebouwd uit de volgende elementen (afbeelding 6) : gevelmetselwerk zwak geventileerde spouw minerale wol metselwerk uit holle snelbouwsteen gipsbepleistering. Deze opbouw vormt een goed luchtscherm, voor zover er geen onderbrekingen voorkomen. Er zijn er echter verschillende, die tot aanzienlijke lekverliezen kunnen leiden : Afb. 4 Afdichting van de doorboringen in de vloer, vóór de plaatsing van de thermische isolatie (hiernaast, rechts, en hieronder). buiten Afb. 6 Opbouw van de buitenmuren. binnen van het gebouw. Gebreken aan de afdichting als gevolg van een fout ontwerp van deze elementen kunnen bovendien slechts moeilijk gecorrigeerd worden. De hefschuifdeur die aanvankelijk in het gebouw geplaatst was, vertoonde belangrijke luchtlekken (afbeelding 7), te wijten aan het ontwerp van het kader. Om dit probleem te verhelpen, werd het geheel vervangen door een uitzetschuifdeur. Lettend op het dikteverschil tussen de gevelspouw (9 cm) en het vaste kader (zo n 7 cm), was het nodig de spouw op mechanische wijze af te sluiten. Dit gebeurde met in situ gespoten polyurethaanschuim of met gipskartonplaten (afbeelding 8). De afdichting aan de aansluiting tussen de vensters en de muren werd uitgevoerd met een gipsbepleistering (afbeelding 9). Volgens de aanbevelingen uit de TV 88 [] had men voor deze verbinding idealiter moeten werken met een elastische voeg tussen de bepleistering en het kader. De met pleister bevestigde venstertabletten en de siliconenkitvoeg verzekeren op hun beurt de luchtdichtheid van de onderkant van de vensters (afbeelding 0). In deze context was het beter geweest de beschermingsfolie van het vaste kader te verwijderen vóór het aanbrengen van de kitvoeg. WTCB-Dossiers Nr. /007 Katern nr. 5 pagina

3 Afb. 9 Bepleistering van de aansluiting tussen het venster en de muur. Afb. 7 Luchtlekken ter hoogte van de hefschuifdeur. Afb. 8 Mechanische afsluiting van de spouw met behulp van polyurethaanschuim (links) of met pleister (rechts). Afb. 0 Plaatsing van een venstertablet. De luchtdichtheid onder de drie buitendeuren kwam tot stand door middel van een guillotineplint. Deze methode vormt echter een zwak punt in het afdichtingsvlak omdat er een luchtlek blijft bestaan aan de twee uiteinden van de plint (afbeelding ). Metselwerk uit snelbouwsteen (of betonblokken) vertoont doorgaans een beperkte luchtdichtheid. Dit gebrek is toe te schrijven aan de permeabiliteit van de gebruikte blokken (of stukken van blokken) en de onvolledige vulling van bepaalde voegen. De minerale wol en het gevelmetselwerk (dat enkele open voegen bevat) kunnen evenmin bijdragen tot de luchtdichtheid. De bepleistering kan dit daarentegen wel. Hiertoe dient men erop toe te zien dat het volledige binnenoppervlak van de muren bepleisterd is. Om deze reden is het raadzaam het gebouw zo min mogelijk uit te rusten vóór de tussenkomst van de stukadoors, zodat ze toegang hebben tot het volledige muuroppervlak (afbeelding, p. 4). In het onderzochte gebouw werden de oorspronkelijk onbepleisterde delen later bijgepleisterd. Afb. Guillotineplint (die voor deze illustratie kunstmatig in gesloten toestand gehouden wordt). WTCB-Dossiers Nr. /007 Katern nr. 5 pagina

4 Afb. Onbepleisterde zone aan een muurvoet van de verdieping. Afb. Zone achter een afvalwaterafvoerleiding, die onbepleisterd bleef wegens de ontoegankelijkheid ervan. Op de verdieping van het gebouw bleven er aan de muurvoeten enkele onbepleisterde zones bestaan (afbeelding ). Vermits deze potentiële luchtlekken niet konden gedicht worden met de houten plinten, werden de betreffende zones voorzien van een gipsbepleistering vóór de plaatsing van de vloerbedekking (laminaat). Tijdens het onderzoek van het gebouw hebben wij vastgesteld dat een van de binnendeuren, uitgevoerd in de centrale draagmuur, zich op zeer korte afstand van een zijgevel bevond (afbeelding 4). Vermits beide muren opgebouwd zijn uit aan elkaar bevestigde geperforeerde snelbouwstenen om hun verbinding te waarborgen, is het niet onwaarschijnlijk dat er lekken voorkomen tussen de deuropening en de buitenomgeving. Ondanks het feit dat er tijdens de eerste drukproeven in het gebouw geen dergelijke lekken opgespoord werden (op dat moment was dit detail nog niet aan de orde gekomen), werden de dagkanten van de deur voor de veiligheid toch van een gipsbepleistering voorzien vóór de plaatsing van de dagstukken van de omlijsting... Het dak Het dak is, van buiten naar binnen, opgebouwd uit de volgende elementen (afbeelding 5) : betonnen dakpannen geventileerde luchtspouw onderdak uit vezelcementplaten minerale wol polyethyleenfolie ongeventileerde luchtspouw bepleistering op gipskartonplaten. In het betrokken gebouw werd de luchtdichtheid van het dak uitgevoerd met een polyethyleenfolie die op het timmerwerk werd vastgeniet. Deze folie die net onder de thermische isolatielaag geplaatst werd, combineert de functies van een damp- en luchtscherm. De banen polyethyleenfolie met een breedte van,0 m werden evenwijdig met de spanten geplaatst. De voegen ertussen werden zorgvul- dig afgedicht met kleefband. Deze aansluitingen werden steeds uitgevoerd ter hoogte van een spant, zodanig dat men de kleefband kon aanbrengen op een stijve ondergrond (zie afbeelding 6). De kleefband werd niet enkel aangebracht om de continuïteit van de PE-banen te waarborgen, maar ook om de gaten te vullen die ontstonden door het vernieten (met nietje om de 50 cm bedraagt de totale hoeveelheid gebruikte nietjes meer dan 400). De luchtspouw tussen de polyethyleenfolie en de gipsplaten kan gebruikt worden als doorgang voor de elektriciteitskabels. Ter hoogte van de muurplaat komen drie elementen samen, met name : de muur uit snelbouwsteen, met daarop een Stijf onderdak Tengellatten Latwerk Thermische isolatie Dampscherm Afb. 5 Dakopbouw. Latwerk Gipskartonplaat Afb. 4 Binnendeur in de buurt van een zijgevel.. Potentieel luchtlek. Gevelsteen. Geventileerde spouw 4. Thermische isolatie 5. Snelbouwsteen 6. Bepleistering Afb. 6 Afdichten van de voegen tussen de PE-foliebanen met kleefband. WTCB-Dossiers Nr. /007 Katern nr. 5 pagina 4

5 Afb. 7 Afdichting van de verbinding tussen de muurplaat en de ringbalk met kit. ringbalk uit gewapend beton de muurplaat de polyethyleenfolie. In eerste instantie werd de verbinding tussen de muurplaat en de ringbalk afgedicht met kit (afbeelding 7) en werd er een voeg uit samendrukbare tochtband op de rand van de muurplaat aangebracht (afbeelding 8). Het was de bedoeling om de polyethyleenfolie tegen deze voeg te drukken met behulp van de laatste lat, bestemd voor de bevestiging van de pleisterplaten. Dit experiment was echter niet overtuigend (de lat werd immers op de spanten bevestigd en niet op de muurplaat) en de folie werd uiteindelijk rechtstreeks op de muurplaat gekleefd met kit. De aanwezigheid van een draagmuur onder de spanten bracht een bijkomende onderbreking in het dichtingsmembraan teweeg (afbeelding 9). De aansluiting gebeurde met een voeg uit samendrukbare tochtband, geplaatst tussen de muur en het dichtingsmembraan, die aangedrukt werd met een houten lat. Als alternatief had men een polyethyleenbaan bovenop de draagmuur kunnen aanbrengen vóór de plaatsing van de spanten. In voorkomend geval had men de aansluiting kunnen uitvoeren door de verlijming van de PE-banen met kleefband (afbeelding 0). Afb. 8 Voeg uit samendrukbare tochtband, gekleefd op de rand van de muurplaat. De polyethyleenfolie werd verlengd om ook de randen van de uitsparing die toegang geeft tot de zolderruimten te bedekken (afbeelding 9 hieronder, rechts). Vervolgens werd er polyurethaanschuim gespoten tussen de randen van de uitsparing en het vaste kader van het toegangsluik tot de zolder (afbeelding, p. 6). Dit luik is over zijn volledige omtrek van een dichtingsvoeg voorzien. Na de afwerking van het luchtscherm dient men erop toe te zien dat dit niet beschadigd raakt en dient men alle nieuwe lekken, of ze nu bewust of per ongeluk ontstaan, af te dichten. De afbeeldingen en (p. 6) illustreren een doorboring van de polyethyleenfolie die nodig was voor de doorgang van een elektriciteitskabel naar de zolderruimten en voor de uitvoering van een ventilatiekoker (de ventilatie-eenheid bevindt zich op de zolder). Deze doorboringen werden zorgvuldig afgedicht vóór de plaatsing van de pleisterplaten.. Bekomen resultaten De luchtdichtheidsmetingen werden uitgevoerd tijdens verschillende constructiefasen, zodat het mogelijk was de eventuele lekken op te sporen en af te dichten vóór ze ontoegankelijk werden. Het ging hier onder andere om lekken langs de muurplaat, die men na de plaatsing van de pleisterplaten niet meer kan behandelen. De eerste meting gebeurde tussen de plaatsing van de polyethyleenfolie en de plaatsing van de pleisterplaten. De tweede meting werd uitgevoerd na de bepleistering, terwijl de derde Afb. 9 Onderbreking in het dichtingsmembraan, veroorzaakt door de centrale draagmuur. Afb. 0 Principeschets van de plaatsing van een polyethyleenbaan onder de spanten.. Spant. Kleefband. Polyethyleenfolie 4. Keper 5. Draagmuur 6. Polyethyleenbaan WTCB-Dossiers Nr. /007 Katern nr. 5 pagina 5

6 Afb. Afdichting van het vaste kader van het toegangsluik tot de zolder. Afb. Afdichting van een opening, nodig voor de doorgang van een ventilatiekoker. plaatsgreep na de beëindiging van de afwerking. Hiertoe werd er in het gebouw een overdruk gecreëerd (afbeelding 4) om de luchtstroom doorheen de lekken te forceren. Door middel van een meetsysteem kon vervolgens de luchtdichtheidsgraad van het gebouw gekwantificeerd worden. Het infiltratievoud van het gebouw bij een drukverschil van 50 Pa (bij benadering 5 kg/m ) bedraagt,4 volumes per uur (n 50 -waarde) (*), wat overeenstemt met een equivalent lekoppervlak van 5 cm. Bij wijze van vergelijking willen we erop wijzen dat een WTCB-onderzoek op recente woningen van dit type [] melding maakt van een gemiddelde luchtdoorlatendheid van 9,5 volumes per uur. Het criterium dat aangenomen werd voor passiefhuizen stelt op zijn beurt een maximum van 0,6 volumes per uur voorop. Men kan ervan uitgaan dat de gerealiseerde luchtdichtheid de gemiddelde luchtinfiltratie tot ongeveer 0 m /h beperkt. Dit laat toe de energieverliezen, tochtproblemen en lekken van vochtige lucht te beperken, maar impliceert dat het gebouw uitgerust dient te zijn met een gecontroleerd ventilatiesysteem dat in dit specifieke geval een debiet van 9 m /h verse lucht moet kunnen leveren. Afb. Brede opening, uitgevoerd voor de doorgang van een elektriciteitskabel. r De continuïteit van het afdichtingsvlak ter hoogte van de voeg tussen het kader van de vensters en de binnenbepleistering kan verbeterd worden door op deze plaats een elastische kitvoeg te voorzien. In de hiervoor reeds aangehaalde TV 88 kan men lezen dat de aansluiting van het pleisterwerk tegen het vaste kader van het venster een veel voorkomende praktijk is, die echter dikwijls leidt tot scheurvorming ter plaatse van de aansluiting van beide materialen, en soms zelfs in de bepleistering. De uitvoering van deze voeg bij spouwmuren is evenwel bijzonder delicaat, omdat deze vaak twee randen moet verbinden. Het is daarom aanbevolen het profiel te bedekken met een pleisterlaag van minstens 5 mm (afbeelding 5) of een afwerklat te voorzien (afbeelding 6). Een alternatief bestaat erin de dagstukken af te werken met een correct afgedichte plaat (hout, pleisterplaat, ) (afbeelding 7). r De guillotineplinten die voorzien zijn onder de drie buitendeuren zijn verantwoordelijk voor een groot deel van de luchtlekken in de woning. Men zou de luchtdichtheid kunnen verbeteren door te opteren voor terrasdeuren, maar deze keuze zou de toegankelijkheid van het gebouw in het gedrang kunnen brengen. Afb. 4 Proefopstelling gebruikt ter bepaling van de luchtdichtheid van het gebouw. Mogelijke verbeteringen Hoewel de bekomen luchtdichtheidsgraad hoog is en voldoening kan geven, blijkt uit de verschillende in situ uitgevoerde metingen en de plaatselijke uitvoeringsmoeilijkheden dat er nog tal van verbeteringen mogelijk zijn. In een volgend artikel dat weldra zal verschijnen in de reeks der WTCB-Dossiers zal een overzicht gegeven worden van de bestaande oplossingen en hun voor- en nadelen. r De plaatsing van een voeg uit samendrukbaar klevend schuim tussen de polyethyleenfolie en het metselwerk bleek niet erg prak- (*) De norm NBN EN 89 [] bevat meer details hieromtrent. WTCB-Dossiers Nr. /007 Katern nr. 5 pagina 6

7 Afb. 5 Bepleistering van minstens 5 mm op het profiel.. Binnenbepleistering. Kitvoeg. Pleisterstop Afb. 6 Afwerklat.. Binnenbepleistering. Afwerklat Afb. 7 Afwerking van de dagstukken met een plaat.. Geïnjecteerde schuimstof. Plaat tisch te zijn. Als alternatief zou men de folie rechtstreeks met een kitlijm kunnen bevestigen of gebruik kunnen maken van een gaasversterkte kleefband die ingewerkt moet worden in de gipsbepleistering. Ter hoogte van een aansluiting met een puntgevel uit metselwerk wordt het luchtscherm bij voorkeur verlijmd op een effen oppervlak (afbeelding 8), zoals de gipsgebonden afwerkbepleistering (waarvan de uitvoering voorafgaat aan deze van de afwerking van de dakschilden), voor zover de bepleistering voldoende droog is om de vereiste hechting te waarborgen. Indien het metselwerk nog onbepleisterd is, Afb. 8 Verlijming van het luchtscherm op een effen oppervlak.. Thermische isolatie. Spant. Luchtspouw 4. Gipskartonplaat 5. Dampscherm 6. Lijmvoeg 7. Bepleistering 8. Snelbouwsteen zou de verlijming van de PE-banen met een dikke kit, eventueel aangevuld door de bevestiging met een lat, of met een gaasversterkte kleefband die ingewerkt moet worden in de gipsbepleistering eveneens voldoening kunnen bieden. r Het herstellen van de luchtdichtheid van een door een leiding doorboorde polyethyleenfolie met kleefband is een zeer tijdrovend werkje (cf. afbeelding ). Een praktische en snelle oplossing voor dit probleem is het gebruik van voorgevormde moffen (beschikbaar in verschillende diameters) of de aanmaak van dergelijke moffen ter plaatse (afbeelding 9). Afb. 9 Voorbeeld van een voorgevormde luchtdichte mof. Tot slot willen we eraan herinneren dat de luchtdichtheid van gebouwen bijzondere aandacht geniet, vermits deze een belangrijke invloed heeft op de energieverliezen en het comfort van de gebruikers. Voor bijkomende informatie hieromtrent verwijzen we de geïnteresseerde lezer naar de huidige en toekomstige WTCB-publicaties. n t Literatuurlijst. Belgisch Instituut voor Normalisatie NBN EN 89 Thermische eigenschappen van gebouwen. Bepaling van de luchtdoorlatendheid van gebouwen. Overdrukmethode (ISO 997:996, gewijzigd). Brussel, BIN, 00.. Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf Isolatie, ventilatie en verwarming in nieuwbouwwoningen : Resultaten van een enquête. Brussel, WTCB, Rapport nr. 4, Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf Plaatsen van buitenschrijnwerk. Brussel, WTCB, Technische Voorlichting, nr. 88, juni 99. WTCB-Dossiers Nr. /007 Katern nr. 5 pagina 7