Isolatie en klimaatbeheersing van monumenten. Henk Schellen

Transcriptie

1 Isolatie en klimaatbeheersing van monumenten Henk Schellen

2 Inhoud Inleiding Thermische behaaglijkheid Energiegebruik gebouwen Noodzaak bouwfysische aanpassingen Isolatie gevel, isolatie vensters, zonwering, blindering, Klimaatregeling Verwarmen, koelen, bevochtigen, ontvochtigen, ventilatie, Gevalstudies Conclusies PAGE 1

3 Warmte Positief Behaaglijkheid Sfeer Negatief Gebruik van energie PAGE 2

4 Thermische behaaglijkheid Omgevingsgebonden Mensgebonden PAGE 3

5 Thermische behaaglijkheid en luchttemperatuur - Luxeprobleem? PAGE 4

6 Thermische behaaglijkheid en stralingstemperatuur PAGE 5

7 Binnenoppervlaktetemperaturen buitenwanden PAGE 6

8 Binnenoppervlaktetemperaturen beglazing PAGE 7

9 Gebruik fossiele energie PAGE 8

10 IPCC: Intergovernmental Panel for Climate Change IPCC Het staat nu wel vast: het klimaat verandert Voor 90 % zeker: door toedoen van de mens PAGE 9

11 Energieverliezen PAGE 10

12 Opgave Energiegebruik verlagen Thermische behaaglijkheid verbeteren Zonder duurzaamheid buitenschil te schaden PAGE 11

13 Bouwkundige maatregelen ter verbetering energetische prestatie Isoleren buitenschil Wanden Vensters/deuren Daken Vloer Kieren dichten Natuurlijk / mechanisch ventileren Zonweren Thermische (en hygrische) massa benutten Doos in doos constructie toepassen PAGE 12

14 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,2 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 Energieverlies en -besparing % 45 1cm 90% 40 80% Warmtestroomdichtheid [W/m 2 ] % 1cm 17% 30cm var 70% 60% 50% 40% 30% 20% Besparing [%] 5 10% 0 0% Isolatiedikte [m] PAGE 14

15 Thermische isolatie en kierdichting moderne gebouwen PAGE 15

16 Thermische (na-) isolatie PAGE 16

17 Thermische na-isolatie moderne woningen PAGE 17

18 Thermische na-isolatie moderne woningen PAGE 18

19 Kapisolatie of kierdichting? PAGE 19

20 GEBOUW (primitief geavanceerd) Promotieonderzoek Marco Martens INSTALLATIE (primitief geavanceerd) PAGE 20

21 PAGE 21

22 Waterdamp in lucht: Mollier Diagram Mollier diagram PAGE 22

23 Klimaatregeling Mollier diagram Verwarmen Ontvochtigen Bevochtigen Koelen PAGE 23

24 Richtlijnen binnenklimaat? PAGE 24

25 Heating Cooling Humidification Dehumidification Natural Mechanical Mechanical Chemical Thermostatic Hygrostatic Building Management System (BMS) Klimaatregeling Thermal Hygric Ventilation Filtering Control Local heating x x Local heating/cooling x x x x x Floor heating x x x x Central heating x x x x Local humidification x x Local dehumidification x x Full air conditioning x x x x x x? x x x PAGE 25

26 Heating Cooling Humidification Dehumidification Natural Mechanical Mechanical Chemical Thermostatic Hygrostatic Building Management System (BMS) Klimaatregeling Thermal Hygric Ventilation Filtering Control Local heating x x X? Local heating/cooling x x x x x Floor heating x x x x Central heating x x x x Local humidification x x Local dehumidification x x Full air conditioning x x x x x x? x x x PAGE 26

27 Lokaal verwarmen Gas verwarming Electrische verwarming PAGE 27

28 Effect verwarming op relatieve vochtigheid Buitentemperatuur = -2 o C Relatieve Vochtigheid = 90% Binnenluchttemperatuur = 20 o C Relatieve Luchtvochtigheid binnen? PAGE 28

29 Buitentemperatuur = -2 o C Relatieve Vochtigheid = 90% Binnenluchttemperatuur = 20 o C Relatieve Luchtvochtigheid binnen? 29

30 Buitentemperatuur = -2 o C Relatieve Vochtigheid = 90% Binnenluchttemperatuur = 20 o C Relatieve Luchtvochtigheid binnen? 30

31 Buitentemperatuur = -2 o C Relatieve Vochtigheid = 90% Binnenluchttemperatuur = 20 o C Relatieve Luchtvochtigheid binnen? Rhi = 20% 31

32 Lokaal koelen Condensor? PAGE 32

33 Lokaal koelen Condensor? PAGE 33

34 Heating Cooling Humidification Dehumidification Natural Mechanical Mechanical Chemical Thermostatic Hygrostatic Building Management System (BMS) Klimaatregeling Thermal Hygric Ventilation Filtering Control Local heating x x x Local heating/cooling x x x x x Floor heating x x x x Central heating x x x x Local humidification x x Local dehumidification x x Full air conditioning x x x x x x? x x x PAGE 34

35 Lokale bevochtigingsregeling Lokale bevochtiging Lokale ontvochtiging PAGE 35

36 Lokale bevochtiging Pro: Flexibel Luchtfiltering Contra: Onderhoud (vullen, legen waterreservoir) Nauwkeurigheid Visueel aanzicht Geluid Lokale condities (nabij wanden etc.) PAGE 36

37 Centrale verwarming PAGE 37

38 Vloer verwarming PAGE 38 PAGE 38

39 Volledige luchtbehandeling PAGE 39

40 Volledige luchtbehandeling Mauritshuis Den Haag(1644) zolder Visueel aanzicht Constructieve impact Energie gebruik Oppervlakte condensatie Hoog onderhoud PAGE /17

41 Volledige luchtbehandeling Vervuiling van Kanalen Filtersecties PAGE 41

42 Verdringingsventilatie of mengventilatie? C 26 ºC 22 ºC AA Induction 18 ºC 18 ºC gelaagd Volledig met lucht gemengd PAGE 42 42

43 Verdringingsventilatie PAGE 43

44 Verdringingsventilatie Temperatuur stratificatie PAGE 44

45 Thermostatische vs hygrostatische regeling Beperkte klimaatregeling ASHRAE klasse C and D: natuurlijke ventilatie Hygrostatische regeling or Thermostatische regeling PAGE 45 45

46 Conservation heating PAGE 46 46

47 Conservation heating Ideaal voor ruimten die geen comfortverwarming nodig hebben Hygrostatisch geregelde verwarming met beperkte comfortregeling Flowchart PAGE 47 47

48 Conservation heating SIMULINK MODEL PAGE 48 48

49 Conservation heating TEST SETUP PAGE 49 49

50 Conservation heating TEST SETUP PAGE 50 50

51 Conservation heating PAGE 51 51

52 Conservation heating Thermostatisch geregeld Hygrostatisch geregeld PAGE 52 52

53 Condensvorming op glas? Uitgaande van 20ºC en 50% binnen, stationair Condensatie!!! Schimmelgebied s Winters 20ºC en 50% kan alleen bij een thermisch hoogwaardig raam (denk aan het kozijn én het glas) PAGE 53

54 Condensvorming op glas? PAGE 54

55 55

56 Isoleren vensters: binnenzetbeglazing vensters Enkele beglazing Binnenzetbeglazing Screen BUITEN BINNEN PAGE 56

57 Isoleren vensters: binnenzetbeglazing vensters Enkele beglazing Binnenzetbeglazing Screen BUITEN BINNEN PAGE 57

58 Condensatie na binnenzetbeglazing PAGE 58

59 Metingen hotbox PAGE 59

60 Metingen hotbox PAGE 60

61 Ventilatie systemen PAGE 61

62 Voorkomen condensatie na plaatsing binnenzetbeglazing Goede aansluiting op bestaande kozijn Goede naad- en kierdichting van binnenuit Spouw licht vanaf buitenzijde ventileren PAGE 62

63 Oorspronkelijk versus verbeterd kozijn PAGE 63

64 Schimmelvorming op wanden? Penicillium martensii Aspergillus versicolor PAGE 64

65 Schimmelvorming op wanden? Uitgaande van 20ºC en 50% binnen, stationair Condensatie!!! Schimmelgebied s Winters 20ºC en 50% is alleen een goed idee bij een moderne, goed geïsoleerde constructie PAGE 65

66 Risicoplekken in een gebouw: koude wanden en balkopleggingen PAGE 66

67 Risicoplekken in een gebouw: koude wanden en objecten PAGE 67

68 Risicoplekken in het gebouw: koude hoeken PAGE 68

69 Isoleren gevels monumentale gebouwen? Behoud authenticiteit en monumentale waarde Reversibiliteit Geen spouw Leidt tot isolatie van binnenuit PAGE 69

70 Kenmerken binnenisolatie Binnenoppervlak wordt warmer RV binnenoppervlak lager Gevel buitenkant isolatie wordt kouder Droging binnenkant geringer (Foamglass nul) Kans op vorstschade neemt toe Grotere thermische werking buitenblad Koudebrugwerking binnenwanden, binnenvloeren, gewelven, kolommen, etc. Niet-stationaire respons wordt slechter (afscherming massa) Let op brandwerende afwerking binnenkant PAGE 70

71 71 Isoleren gevel Rembrandthuis? PAGE 71

72 72 Rembrandthuis PAGE 72

73 73 West-wand PAGE 73

74 74 Ongeïsoleerde West-wand PAGE 74

75 Ongeïsoleerde West-wand positie 1 = buiten; positie 2 = binnen PAGE 75

76 76 Geïsoleerde West-wand PAGE 76

77 77 Geïsoleerde West-wand positie 1 = buiten; positie 2 = binnen PAGE 77

78 Isoleren gevel van het Nieuwe Rijksmuseum PAGE 78

79 Gebouw als collectie? PAGE 79

80 Gebouw als collectie? PAGE 80

81 81 T en RV Nieuwe Rijksmuseum PAGE 81

82 Foamglass binnenisolatie (VO Arup/DGMR) PAGE 82

83 Binnenisolatie? PAGE 83

84 Vochtgehalte in het buitenblad PAGE 84

85 Relatieve vochtigheid aan het binnenoppervlak PAGE 85

86 Temperatuur van het buitenblad PAGE 86

87 Kolommen en ornamenten? PAGE 87

88 Mock-Up 2006 PAGE 88

89 Mock-Up 2006 PAGE 89

90 Isoleren daken Bij voorkeur warm dak toepassen: isolatie bovenop draagvloer Luchtdichte dampremming aan onderzijde, afdichting bovenzijde Ook niet-stationair goede keuze PAGE 90

91 Isoleren daken: let op detaillering binnenisolatie PAGE 91

92 Isoleren daken: let op detaillering binnenisolatie PAGE 92

93 93 Koudebruggen Plaatselijk grote warmtedoorgang Lage oppervlaktetemperatuur PAGE 93

94 Buiten Binnen Buiten Binnen Koudebruggen 94 PAGE 94

95 95 Isoleren daken: let op koudebrugvorming PAGE 95

96 96 Isoleren daken: let op koudebrugvorming PAGE 96

97 97 Isoleren daken: let op koudebrugvorming PAGE 97

98 98 Isoleren daken: let op koudebrugvorming PAGE 98

99 99 Isoleren daken: let op koudebrugvorming PAGE 99

100 100 Isoleren daken: let op koudebrugvorming PAGE 100