De isolatiecoëfficiënten

Transcriptie

1 50_55 les valeurs_nl corr 13/07/11 14:40 Page 50 ENERGIE Chinees voor de enen of noodzakelijke terminologie voor de anderen: er zijn tegenwoordig heel wat coëfficiënten om isolatie en energieverbruik te berekenen : k-peil, e-peil, u-waarde, etc... Ze komen in het bouwjargon vaak voor maar voor een leek die bouwt of verbouwt is het niet altijd even duidelijk wat ze betekenen. Dit kleine lexicon overloopt de specifieke termen en geeft ons alvast meer inzicht in dat vakjargon. Dat is echt wel nodig als we ook maar iets willen begrijpen van het warmte-isolatie fenomeen dat voor de meesten onder ons ingewikkelde materie is. De isolatiecoëfficiënten We zijn absoluut niet van plan om hier met ingewikkelde berekeningen in detail te treden. Het is ook niet onze bedoeling om een complete wetenschappelijke analyse te geven. We willen u gewoon enkele begrijpelijke denkpistes tonen die tegelijk nuttig en toegankelijk zijn voor wie belangstelling heeft voor de meer en meer relevante isolatieproblematiek van gebouwen. Om dit zo begrijpelijk mogelijk aan te brengen, hebben we besloten om elk van deze waarden eerst theoretisch (definitie en berekeningswijze) toe te lichten en vervolgens op een meer praktische manier voor te stellen met desgevallend enkele voorbeelden, vergelijkingen en bestaande situaties. 1 K-peil Het K-peil wordt veel gebruikt in België (niet in Frankrijk) om de isolatiewaarde van gebouwen in cijfers uit te drukken. Het definieert de globale warmte-isolatie van een gebouw. Opgelet: hoe kleiner deze waarde, hoe minder warmteverliezen er zijn en dus des te beter het gebouw geïsoleerd is. Dit K-peil wordt door twee elementen bepaald: ten eerste de warmte-isolatiekenmerken (warmteverliezen) van de verschillende bouwelementen, dit wil zeggen, de som van de U-waarden (zie verder) van elk element, namelijk de vloer, het dak, de muren, de vensters ), en ten tweede de compactheid van het gebouw. Bij een som van gelijke U-waarden geldt: hoe compacter het huis, des te lager het K-peil. Concreter bekeken, betekent dit dat lege ruimten het K- peil doen stijgen en dat bij een gelijk isolatieniveau een kubusvormig huis meestal een lager K-peil bereikt dan een langwerpig huis. Tegenwoordig is dit K-peil heel belangrijk want de wetgeving legt almaar strengere normen op. Om een voorbeeld te geven: sinds 2008 leggen Wallonië en Vlaanderen een norm op volgens dewelke elke nieuwbouwwoning niet meer dan K45 mag hebben. In Brussel is deze norm zelfs nog strenger, want daar bedraagt het verplichte K-peil slechts K40 voor woningbouw. Ter vergelijking vermelden we hier nog even dat de norm sterk geëvolueerd is, want in 1985 bedroeg hij K70 en in was dit K55. En we gaan nog even door met vergelijken: een laagenergiehuis heeft een K- peil dat de 30 benadert, terwijl het K-peil van een passiefhuis schommelt tussen 10 en 20. Nog praktischer bekeken, is het bijvoorbeeld zo dat het verplichte minimale K-peil van 45 van onze wetgeving overeenstemt met een verbruik van ongeveer 10 liter huisbrandolie per m2 en per jaar. Dit is nog altijd veel als we zien dat een passiefhuis een verbruik heeft van 1,5 liter huisbrandolie per m 2 en per jaar.

2 50_55 les valeurs_nl corr 13/07/11 14:40 Page 51 U-waarde De U-waarde werd gecreëerd om de oude k-waarde (kleine letter k) te vervangen en u mag deze niet verwarren met het K-peil (hoofdletter K). De U- waarde wordt niet gebruikt voor het geheel van een gebouw, maar wel voor elk bouwelement ervan, namelijk het dak, de vloer, de muren, de kozijnen (van deuren en vensters). Deze U- waarde stemt overeen met de hoeveelheid warmte die er per m2 en per graad temperatuurverschil ontsnapt via elk van deze elementen. Ze wordt uitgedrukt in watt per m 2 K (W/m 2 K). Hoe lager de U-waarde is, hoe minder warmteverliezen er zijn en dus hoe beter het bouwelement isoleert. Dit cijfer geeft ook aan in welke mate, nauwkeurig meetbaar en vergelijkbaar, dit element warmte of koude doorlaat. Net zoals voor het K-peil moet de constructie van nieuwbouwwoningen beantwoorden aan Brussel Wallonië Andere vloeren Vlaanderen Brussel Wallonië 0,6 W/m 2 K 0,6 W/m 2 K 0,4 W/m 2 K 0,4 W/m 2 K 0,4 W/m 2 K De U-waarde van een bouwelement hangt af van zijn samenstelling. Het is evident dat hoe meer een muur geïsoleerd is, des te lager zijn U-waarde zal zijn. Deze berekening is heel 2 1. Dit huis in houtskeletbouw met een buitengevel in baksteen, werd ontworpen om het vereiste energieprestatieniveau te halen en in het bijzonder de E80- waarde dankzij zijn zonnepanelen. Realisatie: 3bouw 2. Dankzij de zorg die men oa aan de isolatie heeft besteed, respecteert dit huis in houtskeletbouw niet alleen de E100-norm, maar anticipeert het al op de E80-norm die binnenkort in Wallonië van kracht wordt. Realisatie: Tomwood bepaalde vereisten voor de U-waarde. Maar in dit geval zijn de zaken een beetje ingewikkelder, want de toegelaten maximale waarden (U-max) verschillen volgens de bouwelementen en in België zelfs volgens de drie gewesten. De volgende tabel geeft een gedetailleerd beeld van de voornaamste waarden: Dakbedekkingen Vlaanderen 0,4 W/m 2 K Brussel 0,3 W/m 2 K Wallonië 0,3 W/m 2 K Buitenmuren Vlaanderen 0,6 W/m 2 K Brussel 0,4 W/m 2 K Wallonië 0,6 W/m 2 K Vloeren in contact met de buitenomgeving Vlaanderen 0,6 W/m 2 K 51 ingewikkeld want ze moet rekening houden met alle samenstellende elementen van de muur of van elk ander deel van het gebouw. Voor een venster bijvoorbeeld, moet men bij de berekening van de U-waarde rekening houden met tegelijk de prestatie van de beglazing en met deze van het raam, en hiervan moet men dan een gemiddelde bepalen aan de hand van een specifieke berekening. De weging tussen de twee bereikte waarden (deze van de beglazing en deze van het raam) wordt dan bepaald volgens de relatieve oppervlakte van elk van deze twee elementen. Men moet ook rekening houden met de isolatiewaarde van elk benut materiaal, door gebruik te maken van de lambdawaarde (zie hierna) en de dikte van hetzelfde materiaal.

3 50_55 les valeurs_nl corr 13/07/11 14:40 Page 52 Lambdawaarde Dit type harde houtvezelplaten, vormt een waterwerende, dampdoorlatende en stabiele isolatieplaat voor dak en wand. Het heeft een gunstig effect op de isolatiewaarden van het HSBelement en dus op de energieprestatiewaarde (EPC) van het gebouw. Isolair van Pavatex bij Ecomat Rotswol in soepele matrassen (van Rockwool) is één van de beste warmte-isolerende materialen met een uitstekende lambdawaarde. Bovendien is dit isolatiemateriaal gemakkelijk te gebruiken in een houtskeletbouw. De energieprestatie van een huis hangt niet alleen af van zijn isolatiepeil, maar ook van de kwaliteit van zijn ventilatiesysteem. Doc. Tomwood De lambdawaarde ( ) vertaalt in cijfers de warmtegeleidingcoëfficiënt van materialen. Dit betekent dat ze de maat voorstelt van de manier waarop een materiaal de warmte geleidt. Concreet wordt deze waarde berekend door middel van de meting van de warmtestroom die gedurende één seconde door een oppervlakte van 1 m 2 en een dikte van 1 meter gaat (met andere woorden, door een kubus met een zijde van 1 meter), wanneer er een temperatuurverschil van 1 C is. Hoe lager de lambdawaarde is, hoe minder het materiaal een geleider is en dus hoe beter het isoleert. Deze waarde wordt uitgedrukt in watt per meter Kelvin (W/mK). In het algemeen stelt men dat een materiaal isoleert wanneer de lambdawaarde lager is dan 0,065 W/mK. In deze vergelijkende tabel staan enkele lambdawaarden die relevant zijn voor isolatiematerialen. Resolschuim : 0,021 tot 0,024 W/mK Polyisocyanuraat : 0,023 tot 0,028 W/mK Polyurethaan (PUR) : 0,024 tot 0,029 W/mK Geëxpandeerd/geëxtrudeerd polystyreen : 0,027 tot 0,034 W/mK Glaswol : 0,035 tot 0,040 W/mK Steenwol : 0,037 tot 0,004 W/mK Schuimglas : 0,040 tot 0,048 W/mK Geëxpandeerd vermiculiet : 0,058 W/mK Vlasisolatie : 0,038 W/mK Hennepisolatie : 0,039 W/mK Papiervlokkenisolatie (platen) : 0,040 W/mK Papiervlokkenisolatie (ingeblazen) : 0,035 tot 0,040 W/mK Geëxpandeerde kurk (ICB) : 0,040 W/mK Stro : 0,052 tot 0,080 W/mK Uiteraard is deze tabel zuivere theorie. De echte isolatiewaarde zal afhangen van een aantal externe factoren tot de enkele lambdawaarde, en van de zorg die men heeft besteed aan de plaatsing en de dichting. Bovendien zijn materialen met een lage lambdawaarde (en dus een theoretisch beter isolatieniveau) op het gebied van eindisolatie niet noodzakelijk altijd beter dan andere materialen met een hogere lambdawaarde. Een hogere lambdawaarde kan men inderdaad compenseren door een dikkere laag van het materiaal in kwestie te nemen. We denken hierbij in het bijzonder aan bouwheren die om persoonlijke redenen liever isolatiematerialen 52 Deze woning beantwoordt aan een bio-ecologisch bouwconcept met aandacht voor meerdere criteria: gebruik van minerale en plantaardige materialen die amper zijn bewerkt (hout, stro, aarde, baksteen), het ontbreken van solventen en formaldehyden en het gebruik van thermische zonnepanelen Concept : Architectenbureau Archi4 gebruiken die a priori minder goed presteren, maar die wel gezonder en milieuvriendelijk zijn. Als deze ecologische overwegingen ertoe aanzetten om te kiezen voor isolatie die een beetje minder presteert, dan kan men dit kleine verlies aan isolatievermogen compenseren met enkele extra centimeters meer voor de dikte.

4 50_55 les valeurs_nl corr 13/07/11 14:40 Page 53 E-peil Het E-peil bepaalt het energieverbruik van een woning, waarbij deze woning energiezuiniger wordt naarmate haar E-peil lager wordt. De berekening gebeurt volgens een Europese richtlijn en ze houdt niet alleen rekening met de isolatie van het huis, maar ook met de compactheid ervan en met het rendement van de verschillende installaties. Het energieverbruik van een gebouw hangt immers af van meerdere factoren: de site en de inplanting van het gebouw (compactheid, oriëntatie ) de kenmerken van de gebouwschil en de interne onderverdelingen ( U-coëfficiënt en K-peil) de warmteverliezen (isolatie, beglazing ) de ventilatieverliezen het rendement van de verwarmingsinstallatie het rendement van de productie van warm water het rendement van een eventuele koelinstallatie het rendement van de verlichting het rendement van eventuele systemen op zonne-energie. Op basis van deze verschillende factoren zal de architect die voor de bouw verantwoordelijk is, het E-peil berekenen volgens een heel nauwkeurige rekenmethode. Dit E-peil staat voor een gemiddelde globale waarde. Met andere woorden, sommige negatieve punten die in de berekening zijn opgenomen, kan men door betere punten op een ander niveau compenseren. Het gaat hier in feite om een goede vergelijkingsindicator. Het primair energieverbruik wordt berekend door de verhouding te nemen tussen het jaarlijks primair energieverbruik van het gebouw en een referentiewaarde, dat alles vermenigvuldigd met 100, volgens de formule E = 100. Everbr /E ref. De verbruikte primaire energie is dus de som over de twaalf maanden van het jaarverbruik van de verschillende posten die in de berekening zijn opgenomen. Net zoals bij het K-peil, legt onze wetgeving welbepaalde normen op voor de bouw van elke nieuwe woning. Zoals het er nu voorstaat in de respectievelijke regelgevingen van de Belgische gewesten, mag het maximum peil van elke nieuwbouwwoning niet hoger zijn dan E80 in Vlaanderen (sinds 2010), E100 in 53 Wallonië en E70 in Brussel (sinds juli 2011). Deze normen zullen mogelijk nog evolueren. Omdat deze verschillende verplichte normen gebaseerd zijn op een samengesteld gemiddelde van verschillende elementen, is het altijd mogelijk om een negatief punt te compenseren met andere punten. Zo is het bij een woning die is uitgerust met een cv-ketel met een laag rendement, altijd mogelijk om een aanvaardbaar E-peil te bereiken (dit wil zeggen, onder de norm), op voorwaarde dat men dit zwakke punt compenseert met andere energietroeven.

5 50_55 les valeurs_nl corr 13/07/11 14:40 Page 54 R-waarde De R-waarde geeft de warmteweerstandcoëfficiënt van een isolatiemateriaal, dit wil zeggen, de mate waarin het materiaal weerstaat aan de warmtedoorgang. Deze waarde is dus exact het tegenovergestelde van de U-waarde. De R-waarde wordt bepaald op basis van de dikte van het materiaal en ze wordt uitgedrukt in m 2 K/W. Hoe hoger deze R-waarde is, hoe minder warmte er via het materiaal verloren gaat en hoe beter het materiaal dus isoleert. Maar men moet rekening houden met het feit dat een wand vaak bestaat uit meerdere verschillende materialen en verschillende dikten. Zo is bijvoorbeeld de warmteweerstand van een muur de som van de weerstanden van alle materialen die deze muur vormen. Hoe hoger de totale R- waarde van de verschillende samenstellende delen is, des te beter isoleert de muur. De R-waarde van een isolatiemateriaal moet op de verpakking vermeld staan. Ze moet ook gedrukt staan op de bekledingen van halfharde platen en rollen. Deze waarde is ook belangrijk in het kader van subsidieaanvragen, want deze moeten beantwoorden aan strenge gewestelijke normen. Zo moet de R-waarde momenteel minimum 3,5 m 2 K/W bedragen in Wallonië, 3 in Vlaanderen en 4 in het Brusselse gewest. Al deze waarden zijn theoretisch en u mag de kwaliteit van een materiaal niet verwarren met het resultaat nadat het is geplaatst, want een slecht geplaatst isolatiemateriaal kan tot 80 % van zijn intrinsieke eigenschappen verliezen. Een slechte realisatie van de isolatielaag kan bijvoorbeeld aan lucht de kans geven om binnen te dringen, hetgeen door het koudebrug verschijnsel onvermijdelijk tot warmteverliezen zal leiden. Tot besluit Alle begrippen die we hebben aangehaald, gaan in dezelfde richting: duurzaam bouwen gericht op een zo laag mogelijk energieverbruik een doelstelling die men tegenwoordig wereldwijd nastreeft. Met het oog op de internationale akkoorden in de strijd tegen de klimaatveranderingen, worden er nieuwe nationale en Europese wetgevingen inzake energie ontwikkeld. We mogen hun verplichtend aspect zeker niet zien als een beperking van onze individuele vrijheid, maar eerder als een aansporing voor een meer verantwoord energieverbruik. Bovendien verbetert een doeltreffende isolatie het comfort van ons huis, terwijl ze minder doorweegt op onze portemonnee en onze planeet. In die zin raden we zeker aan om zelfs nog beter te isoleren dan wat er momenteel wettelijk verplicht is. Zodoende kunt u alvast anticiperen op toekomstige strengere regelgevingen. En dat vooral als u weet dat de huidige reglementering slechts een minimumkwaliteit vereist en dat de minimumnormen in de toekomst deze van een hedendaags passiefhuis zullen worden. Dus, waarom zou u afwachten als u op deze evolutie kunt vooruitlopen! In het kort: K-peil = globaal isolatiepeil van een gebouw U-waarde = isolatiewaarde van een welbepaald element van een woning (vloer, muur, dakbedekking ) Lambdawaarde = relatieve isolatiewaarde van een bepaald materiaal E-peil = Prestatie van een gebouw in termen van energieverbruik R-waarde = Warmteweerstand van het isolatiemateriaal 54

6 50_55 les valeurs_nl corr 13/07/11 14:41 Page Op een heuvel met uitzicht op de vallei, staat deze houtskeletwoning. Ze is gebouwd volgens de bioklimatologische principes: de constructie is onopvallend in het landschap geïntegreerd met respect voor de bestaande vegetatie. Noord- en oostgevel zijn vrijwel blinde gevels, terwijl westen oostgevel zijn opengetrokken om zoveel mogelijk de zonnewarmte te benutten. De indeling van de woning is modulair en kan aan de gezinssituatie worden aangepast. Dankzij een doorgedreven isolatie voldoet de woning aan de vereisten voor een passiefhuis. De dikte van de buitenschil bedraagt niet minder dan 40 cm, zowel voor de wanden, de daken als de vloeren. Tenslotte heeft men zoveel mogelijk lokale en natuurlijke materialen gebruikt. Architecten: Crahay & Jamaigne. Realisatie: Batisam