Gevelisolatie Dit verhaal bevat: een korte beschrijving van een aantal voor gevelisolatie belangrijke bouwfysische principes. een uitleg over de berekening van de warmteweerstand uitleg diverse soorten spouwisolatie vochthuishouding wat is een koude brug Een ongeïsoleerde gevel zorgt voor een groot warmteverlies die veelal rond de 30 % van het totale energiegebruik ligt. Dit geldt voor vrijstaande woningen, bij geschakelde of tussenwoningen ligt dit iets anders daar het percentage geveloppervlak hier kleiner is. Algemeen: door het toepassen van gevelisolatie is dan ook veel energie te besparen. Energie (warmte) stroomt van warm naar koud. De mate waarin materialen warmte kunnen geleiden (de warmtegeleidingcoëfficiënt) speelt daarbij een belangrijke rol. Goede warmtegeleiders isoleren slecht. Glas en metaal zijn bijv. een zeer goede warmtegeleiders. Vochtige materialen geleiden warmte beter dan droge en hebben daarom een hogere warmtegeleidingcoëfficiënt. Stilstaande lucht is een slechte warmtegeleider. Isolatiematerialen ontlenen hun isolerende werking aan lucht (of een ander gas). Te denken aan het drijfgas in een isolatie materiaal of het gas in dubbel glas. De dikte is ook belangrijk. Hoe dikker het materiaal, hoe hoger het isolerend vermogen. De formule waarmee de warmteweerstand wordt berekend ziet er als volgt uit. Materiaal dikte in meters invullen, dus 7cm spouw is in de formule 0.07m Materiaaldikte) Warmteweerstand (R-waarde) = ---------------------------------------- Warmtegeleidingcoëfficiënt R= de eenheid is m 2 K/W Warmtegeleidingcoëfficiënt ook wel lambda waarde genoemd, dit getal wordt uitgedrukt in W/m.K (zie bijlage pagina 7) W=aantal watt, m=meter, K = graden Kelvin, (in onze toepassing kunnen we hier ook graden Celcius invullen) Als we nu de afmeting van de spouwmuur weten en de materiaaleigenschappen dan zouden we de R waarde moeten kunnen bepalen. De eigenschappen van de meeste bouw en isolatiematerialen zijn gemeten in onafhankelijke laboratoria middels een vaste testmethode. Let wel, getallen zijn alleen met elkaar te vergelijken als op dezelfde methode getest is. Producenten van isolatiematerialen testen hun materialen meestal in hun eigen laboratoria middels een gestandaardiseerde methode. Ratering Isolaties BV Page 1
Voorbeeld berekening, verschil tussen een niet geïsoleerde spouwmuur en een met Polyurethaan geïsoleerde spouwmuur Om de warmteweerstand van een uit diverse materialen samengestelde (geïsoleerde) gevel uit te rekenen, dient de warmteweerstand van de verschillende onderdelen bij elkaar opgeteld te worden. Samenstelling niet geïsoleerde spouw : 1cm kalkmortel, 10cm kalkzansteen, 7 cm spouw, 10cm klinker Constructiedeel van binnen naar buiten Dikte m¹ Lambda R-waarde m².k/w W/(m.K) Kalkmortel 0,01 0,7 0,01 Kalkzandsteen 0,10 0,8 0,26 Spouw 0,07 Gevelklinker 0,10 0,9 0,01 Totaal m².k/w 0,27 Deze som van R-waarden wordt Rc-waarde genoemd. De Rc-waarde van de ongeïsoleerde gevel wordt 0,27 m².k/w. De gevelklinker mag eigenlijk niet meegeteld worden daar de spouw geventileerd wordt met koude buitenlucht. Samenstelling geïsoleerde spouw met Polyurethaan 1cm kalkmortel, 10cm kalkzansteen, 7 cm polyurethaan, 10cm klinker Constructiedeel van binnen naar buiten Dikte m¹ Lambda R-waarde m².k/w W/(m.K) Kalkmortel 0,01 0,7 0,01 Kalkzandsteen 0,10 0,8 0,26 Polyurethaan 0,07 0,021 3,33 Gevelklinker 0,10 1,1 0,09 Totaal m².k/w 3,69 Deze som van R-waarden wordt Rc-waarde genoemd. De Rc-waarde van de geïsoleerde gevel wordt 3,69 m².k/w. De gevelklinker mag nu wel meegeteld worden daar de spouw niet geventileerd wordt met koude buitenlucht. Ratering Isolaties BV Page 2
Het vullen van de spouw met Polyurethaan Rd=0,26 Rd=3,33 Rd=0,09 Rc=3,69 Bij het isoleren met Polyurethaan wordt er in de spouw een isolatie plaat gevormd, dit ontstaat door het reageren van twee vloeistoffen, te weten een Polyol en een isocyanaat. Deze vloeistof zet ongeveer 25 keer uit, tijdens dit proces ontstaan er hele kleine gasbelletjes in het materiaal, dit zijn gesloten cellen en voorkomen dat er een interne luchtcirculatie in de spouw en in het isolatiemateriaal ontstaat. Dit is een van de redenen waarom of dit materiaal veel beter isoleert dan geblazen parels of wol. Door de enorme uitzetting wordt elk gaatje en kier in de spouw gevuld. De plaat die gevormd wordt in de spouw volgt volledig het oppervlak in de spouw, aan het oppervlak van de Polyurethaan tegen de koude stenen ontstaat er tijdens de reactie een dichte huid. De Polyurethaan hecht aan de stenen en aan de kozijnen en sluit het geheel luchtdicht af, dus absoluut geen tocht meer. Het materiaal is vrij van krimp en heeft na 10 jaar nog dezelfde vorm. Het principe van het vormen van een isolatieplaat in de spouw is te vergelijken met de fabricage van een koelkast- en een diepvrieswand. Een ander positief bijkomend verschijnsel is dat het materiaal niet aangetast wordt door muizen of ratten, bij Polystyreen (tempex) of wol is dit wel het geval. Voor deze toepassing bestaan er twee soorten Polyurethaan, een type met hoofdzakelijk open cellen en een type met hoofdzakelijk gesloten cellen. De isolatie waarde van het type met de gesloten cellen is hoogst. Ratering Isolaties BV Page 3
Samenstelling geïsoleerde spouw met Polystyreen parels 1cm kalkmortel, 10cm kalkzansteen, 7 cm parels, 10cm klinker Constructiedeel van binnen naar buiten Dikte m¹ Lambda R-waarde m².k/w W/(m.K) Kalkmortel 0,01 0,7 0,01 Kalkzandsteen 0,10 0,8 0,26 Polystyreen parels 0,07 0,035 2,0 Gevelklinker 0,10 1,1 0,09 Totaal m².k/w 2,36 Het vullen van de spouw met verlijmde Polystyreen parels (tempex) Rd=0,26 Rd=2,0 Rd=0,009 Rc=2,36 Bij het isoleren met verlijmde Polystyreenparels wordt er in de spouw gelijktijdig lucht, lijm en parels geblazen. Dit proces moet er voor zorgen dat er in de spouw een verlijmde plaat van Polystyreen bolletjes ontstaat. Deze bolletjes worden gedragen door de snel stromende lucht en op plaatsen waar de lucht snelheid daalt zullen ze ten gevolge van de zwaartekracht dalen, de lijm zal na een bepaalde tijd uitharden en op deze manier ontstaat er een verlijmde plaat. Als er tijdens het vullen de parel flow stopt dan gaat men er van uit dat de spouw volledig gevuld is. De isolatie waarde van de aangebrachte verlijmde plaat is lager dan die van het bolletje zelf, daar er tussen de bolletjes onderling ook grote lucht openingen zitten. In deze luchtopeningen ontstaat een luchtcirculatie. Aan het oppervlak van de parels tegen de koude stenen ontstaat er tijdens het aanbrengen geen luchtdichte huid. De parels hechten wel gedeeltelijk aan de stenen en aan de kozijnen en maar sluiten het geheel niet luchtdicht af. Het materiaal kan aangevreten worden door muizen of ratten en tempex kevers. Ratering Isolaties BV Page 4
Vochthuishouding Vaak wordt gesuggereerd dat gevelisolatie nadelig is i.v.m. de vochthuishouding in een gebouw. Dit omdat het 'ademend gedrag van de gevel' teniet zou worden gedaan. Dit is absoluut niet juist. De gevel heeft slechts een zeer marginale invloed op de vochthuishouding zodat er in het geheel geen sprake is van een 'ademende gevel'. Flat gebouwen en kantoorpanden worden gebouwd van gewapend beton, deze wandenlaten maar heel weinig lucht door.literatuur toont aan dat veel minder dan 1 % van het vocht uit de woning, via de gevel uittreedt. Het meeste vocht verlaat de woning door ramen, deuren, ventilatie, kieren etc. De meeste gevelisolatiesystemen laten dampmoleculen door en houden vocht tegen. Toepassing van gevelisolatie vermindert de dampdoorlatendheid wel iets, maar omdat er sprake is van marginale hoeveelheden damp, is dit geen probleem. Koudebruggen Een koudebrug in de gevel is een niet-geïsoleerde verbinding tussen buiten en binnen. Spouwankers zijn dus eigenlijk koudebruggen. In de praktijk valt het warmteverlies via ankers erg mee. Koudebruggen die wel grote invloed hebben op constructies zijn uitkragende wanden of balkons. Vooral in de renovatie zijn deze niet altijd te voorkomen. Indien koudebruggen niet worden geïsoleerd blijft de gevel aan de binnenzijde op die plaats koud. In dit geval blijft de kans bestaan op condensatie, die op haar beurt weer tot schimmelvorming kan leiden. Ratering Isolaties BV Page 5
Voor de lambda waarden zie onderstaande tabel Materiaal Lambda droog W/m.K Lambda vochtig Toeslag in % Cementmortel 0,93 25 Kalkmortel 0,7 30 Gipsmortel 0,37-0,52 30 Basalt / Graniet 3,5 25 Kalksteen zacht 1,4-1,7 25 Kalksteen hard / marmer 2,2/2,9 25 Kalkzandsteen 1,0-1,3 25 Gevelklinkers 0,80-0,90 25 Verdicht gewapend/ongewapend 1,9/1,7 25 Niet verdicht gewapend/ongewapend 1,4/1,3 25 Cellenbeton 0,5 30 Gipskartonplaat 0,21-0,46 40-30 Minerale wol (dekens) 0,036-0,041 5 Minerale wol (platen) 0,034-0,036 5 Hardgebakken tegels 1,2 25 Hardhout / Tri- en Multiplex 0,17 20 Naaldhout 0,14 20 Hardboard 0,29 20 Houtwolcementplaat 0,09-0,21 25-20 Polystyreenschuim geëxpandeerd 0,035 5 Polystyreenschuim geëxtrudeerd 0,027 5 Polyurethaan- en Polyisocyanuraatschuim 0,021-0,035 5 Als een materiaal in de constructie bloot staat aan vocht moet in de berekening het in de tabel genoemde toeslagpercentage worden gehanteerd. Ratering Isolaties BV Page 6