Infra Rood-scan Kerkring 10, Grijpskerke 10 december 2007 groep 5 Sander den Hollander 35518 Ruben Tack 35408 Jeffrey van Agtmaal Dennis Huiser Dennis de Paauw 35285 Dirk Verbeek 35219 Theun van Overveld 35271
Inhoud Inleiding 2 Waarom 2 Wie 6 Planning 6 Leeswijzer 6 Infra Rood 2 Geschiedenis 2 Natuurkundige achtergrond 2 Huidige Toepassingen 8 Toepassing in de Bouw 8 De Woning 10 Geschiedenis 10 Schilconstructies 10 Verwarmingsinstallatie 10 Verbruiksgegevens 10 De IR-metingen 12 Meetomstandigheden 12 Verrichte metingen 12 Bijzonderheden 12 De Temperatuurlijnen 2 Opbouw Schil 2 Temperatuurlijnen 2 Oppervlakken 2 Bijzonderheden 2 IR-meting vs. Temperatuurlijn 2 Vergelijking 2 Bijzonderheden 2 Conclusie Warmteverlies 2 Conclusies en Aanbevelingen 2 Schil 2 Verbruik 2 Eindconclusie 2 Bibliografie 2 bijlage 1 2 bijlage 2 2 bijlage 3 2 bijlage 4 2 Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 2
Inleiding van dit Infra-Rood-onderzoek Opdracht Voorafgaand aan dit verslag hebben we met de groep met behulp van een infrarood camera de woning van de familie Meier in Grijpskerke letterlijk doorgelicht.voor ons omvatte deze meting een opdracht voor de course klimaatbeheersing 2. Deze course is onderdeel van de opleiding Bouwkunde die wij volgen aan de Hogeschool Zeeland in Vlissingen. De opdracht van klimaatbeheersing II luidde voor ons als volgt: - bepaal van alle niet transparante m2-paketten van de woning van de gevel op basis van de aangeleverde gegevens (ter plekke gegeven door de eigenaren van de woning) de temperatuurlijn en de - meet de binnentemperatuur (in verschillende ruimten) en buitentemperatuur op het moment van meten. Thermometers voor binnen worden door de docent verschaft. Neem als groep ook thermometers mee om de buitentemperatuur te bepalen. - bereken van elk m2-pakket de temperatuurlijn en bijbehorende oppervlaktetemperatuur. - stel op de camera de emissiecoëfficiënt in die past bij het materiaal dat we gaan onderzoeken (stel standaard 0,95 in voor baksteen, 0,85 voor hout, 0,75 voor metaal) - maak met de IR-camera foto's van de volledige voor- en achtergevel. Gebruik hiervoor de eigen laptop. - bepaal met de software de gemiddelde oppervlaktetemperaturen van de gevels. - bepaal de gemeten isolatie-waarde van de gevel en vergelijk deze met de uitgangspunten tijdens de bouw en met het bouwbesluit. - bepaal aan de hand van het dauwpunt in de constructie of er condensatie kan plaatsvinden in de constructie - zoek afwijkingen in de oppervlakte-temperaturen en probeer deze te verklaren.- het volume en de oppervlakken Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 3
Wie De groep die deze opdracht gemaakt heeft bestaat uit de volgende leden: -Dennis de Paauw -Dennis Huiser -Ruben Tack -Jeffrey van Agtmaal -Theun van Overveld -Sander den Hollander -Dirk Verbeek Planning Dit rapport is door ons op 12-01-08 bij de docent ingeleverd. Wij verwachten de beoordeling binnen 2 a 3 weken na deze datum te hebben ontvangen Leeswijzer In dit verslag hebben we alle opnamen die wij gemaakt hebben met behulp van de camera toegevoed. Verder hebben we conclusies getrokken uit hetgeen op de opnamen zichtbaar was. Daar waar mogelijk hebben we in dit verslag tips verwerkt om de woning energiezuiniger te maken. eerst wordt het verslag kort ingeleid, vervolgens komen de door ons gemaakte metingen en berekeningen aan bod, in de conclusie zijn onze bevindingen en enkele tips verwerkt. Dhr. Meier kan vervolgens het doorvoeren van wijzigingen aan zijn woning afwegen tegen het architectonische aspect van de woning, dat bij deze woning uiteraard ook zwaar meeweegt. Aan het architectonische aspecect wordt in dit verslag verder voorbij gegaan. Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 4
Infra Rood een kleine introductie over de mogelijkheden en onmogelijkheden van IR Geschiedenis Infrarode straling (warmtestraling), werd in 1800 ontdekt door William Herschel. Hij had wit licht met een prisma in zijn kleuren gesplitst, en mat of een thermometer anders reageerde op de verschillende lichtsoorten. Rood licht was het warmst, maar voorbij het rood werd zijn thermometer nóg warmer. Dit liet zien dat er ook straling is die men niet met het blote oog kan waarnemen. Natuurkundige achtergrond Het stralingsspectrum bestaat slechts voor een zeer klein gedeelte uit zichtbaar licht. We beginnen met de grootste golflengte. Dan hebben we als eerste een groot gebied aan radiostraling. Deze straling wordt gebruikt voor radio, tv en andere soorten transmissieapparatuur. Daarna komen we in het infrarood ofwel de warmtestraling waar we op dit moment het meest in geïnteresseerd zijn. Ook deze is net zoals radiostraling onzichtbaar en onschadelijk voor de mens. Dan komen we in een zeer beperkt gebied van zichtbaar licht. Daarna krijgen we de ultraviolette straling. Deze wordt weer opgevolgd door de röntgenstraling. Als laatste in het elektromagnetisch spectrum krijgen we de gamma- en kosmische straling. Beide laatste stralingstypen zijn direct dodelijk voor de mens. Het aardmagnetisch veld beschermt ons tegen de laatste twee stralingstypen. Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 5
Huidige Toepassingen Infrarood wordt tegenwoordig overal voor gebruikt. Alleen in het huishoudelijk gebruik zijn er al talloze voorbeelden te noemen waar infraroodstraling voor gebruikt wordt. Enkele voorbeelden zijn: Afstandsbedieningen, kastjes voor digitale televisie, mobiele telefoons, sauna s werkend met warmtelampen. Maar ook voor veel grotere en complexere doeleinden. Hierbij is te denken aan de weersvoorspellingen met IR-camera s vanaf satellieten. Of wat vooral in de Verenigde Staten wordt toegepast in de sector defensie, namelijk het opsporen van misdadigers in de nacht, zonder zelf gezien te worden. Met zou eventueel ook kunnen kijken als er een brand woedt met een infraroodcamera om te bekijken daar de brandhaard is en waar de brand het heetst is om daar het meeste te blussen. Maar infrarood wordt toch wel het meeste gebruikt voor communicatie. Denk hierbij aan mobiele telefoons, draadloze muis en toetsenbord, handsfree-sets. Toepassing in de Bouw Vaak is met het blote oog niet te ontdekken hoe het komt dat bepaalde gebouwen enorm veel energie vreten. Een enkele keer is het te voelen met de blote hand dat het op bepaalde plekken wat kouder is op een gevel (als men voelt van binnen het gebouw), maar het blijft vaak een beetje gissen. Door gebruik te maken van infraroodcamera s is precies te zien waar een oppervak of voorwerp warmer is dan het andere als men meet van buitenaf. Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 6
Vooral bij oudere gebouwen, waarbij de regelgeving nog niet zo strikt was als tegenwoordig, komt men vaak van die lekken tegen. Meestal zitten ze bij aansluitingen die niet helemaal goed geïsoleerd zijn. Of is door een slecht geïsoleerde gevel van buitenaf te zien waar de verwarmingsinstallaties zich bevinden. Hierdoor is dus goed te bekijken waar het gebouw aan scheelt om voor een kleiner verbruik te zorgen en eventuele maatregelen te treffen. Ook is het een erg handig middel om leidingen op te sporen in de vloeren of wanden van een gebouw. De afbeelding rechts is dus goed te zien dat er een probleem is met de vloerverwarming. Er zit een lek in de leidingen daar het roodgekleurd is, omdat daar de vorm van de leiding niet zichtbaar meer is en het een stuk warmer is. Als men gaat kijken naar onderdelen van een gebouw waarbij infrarood toegepast wordt, zal men vooral moeten denken aan onderdelen als: verwarmingsketels die veel infraroodstraling (dus warmte-energie) uitstralen. Of aan thermische kookplaten, inbouwsauna s, infraroodstralers die men vooral op terrassen gebruikt. Buitenlampen met IR bewegingsdetector worden ook veel gebruikt. Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 7
De Woning een beknopte omschrijving van de onderzochte woning Geschiedenis De woning is een degelijke Hollandse woning zoals er vroeger veel in Nederland gebouwd werden. Omstreeks 1955, na de Tweede Wereldoorlog en de Watersnoodramp werden veel van dit soort type woningen gebouwd i.v.m. woningnood. De woningen werden voor die tijd met een steens muur luxe gebouwd. Helaas waren spouwmuren en dikke isolatiepakketten toen nog niet de dagelijkse gang van zaken. De architect van de woning is ons niet bekend, De woning is nu ongeveer 50 tot 60 jaar oud en zal na de huidige renovatie nog lang meegaan. De voorgevel van de woning is op het westen georienteerd (kaartje hieronder). Dit zorgt er samen met de omliggende bebossing en bebouwing voor dat de woning gedurende de dag weinig direct zonlicht binnen krijgt. Dit kan de stookkosten negatief beinvloeden. Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 8
Schilconstructies De woning is enkele jaren geleden gerenoveerd, de steensmuur is aan de binnenkant voorzien van 50mm isolatie, 12,5mm gipsplaat en ongeveer 10mm stucwerk. Dit heeft erg veel invloed op het energieverbuik van de woning, dit zal later in het verslag verder toegelicht worden. Ook de kozijnen en ramen zijn vervangen door goed aansluitbare kozijnen met daarin glas (HR++, van de tegenwoordige tijd). De dakconstructie is in principe nog niet echt vooruitgegaan, deze is opgebouwd (binnen-buiten) uit gipsplaat (afwerking), gordingen, isolatieplaat en dakpannen, dit zou in de toekomst beter geïsoleerd kunnen worden. De woning staat zelf wel in een gunstige positie, hij staat goed gesitueerd voor het zonlicht maar ook beschut voor de (eventueel) koude wind, dit heeft naar verwachting flink wat invloed op de duurzaamheid van de materialen en het energieverbruik. Verwarmingsinstallatie De wijze waarop verwarmd wordt is door een HR- Combiketel en de openhaard in de woonkamer. De HR ketel verzorgd de hele woning, die wordt verwarmd door radiatoren. De openhaard is alleen s avonds aan en verwarmd alleen de woonkamer en de keuken. Verbruiksgegevens Bij deze woning zijn helaas de verbruiksgegevens niet bekend. De huidige bewoners wonen nog maar enkele maanden in dit pand en weten nog niets over het verbruik m.b.t. de energiekosten. Wel werd er direct bij gezegd dat ze veel gebruik maken van de openhaard in de woonkamer en dat deze voor veel warmte zorgt in de gehele woonkamer en keuken. Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 9
De IR-metingen beschrijving van de uitgevoerde metingen Meetomstandigheden Tijdens de metingen was het buiten Ca. 9 C, binnen in het huis zijn in verschillende (aan de gevel grenzende) ruimtes metingen verricht. Op de begane grond was de temperatuur overal tussen de 19,5 en 20,0 C. Op de bovenverdieping was het iets frisser, rechtsboven (vanaf de voorkant gezien) was het 16 C en links was het ongeveer 18,5 C Verrichte metingen Met behulp van de I-R camera hebben we getracht om alle aansluitingen en potentiele koudebruggen vast te leggen. Een volledig overzicht van de gemaakte opnamen zijn terug te vinden in de bijlage. Hieronder worden de opnamen behandeld waarop ook daadwerkelijk in het oog springende koudebruggen te zien zijn. Bijzonderheden Bij een van de eerste metingen van de achtergevel valt op dat er ter plaatse van de hoek van het huis een geel/oranje lijn loopt, als we dezelfde hoek aan de binnenkant bekijken zien we hier een donkere vlek. Deze koudebrug komt waarschijnlijk doordat er bij het na-isoleren van de woning onvoldoende aandacht is gegeven aan de hoekaansluiting. Wellicht is hier een naad tussen twee samenkomende isolatieplaten/dekens ontstaan. Als het na-isoleren is gebeurd d.m.v voorzetwanden, zou dit lek ook het gevolg kunnen zijn van twee samenkomende stijlen. Dit is zowel zichtbaar op de onderstaande opname als op de opname van de binnenhoek, die terug te vinden is in de bijlage Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 10
Andere koudebruggen die vrijwel bij eleke woning voorkomen, zijn koudebruggen rondom de kozijnen en het raamhout, vooral bij de dakkapel t.p.v de voorgevel valt op dat het raamhout van het linker raam niet goed aansluit met het kozijn. Rondom dit raam ziet u dan ook een lichte gele lijn. Bij het rechter kozijn is dit aanzienlijk beter. (zie onderstaande afbeelding) Als we de bijlagen bekijken zien we dat dit verder niet vaak voorkomt. In het algemeen kan dan ook geconcludeerd worden dat de kozijnaansluitingen in het algemeen (binnen de mogelijkheden) goed gedetailleerd zijn. Wel valt op dat er onder de raamdorpels een brede warme band loopt. Wellicht loopt de isolatie onder de ramen niet ver genoeg door, of liggen de raamdorpels niet in voldoende specie. (zie afbeeldingen in de bijlage) Ook de muurankers van de gordingen en de balken van de verdiepingsvloer vormen zoals u ziet kleine koudebruggen, de koudebruggen zijn echter zo gering dat ze wat betreft energieverbruik bijna te verwaarlozen zijn. Een groter probleem waarvoor deze ankers kunnen zorgen is houtrot in de koppen van de balken als gevolg van condens en regenwater dat door de muur trekt. Op de opnamen lijkt het er op alsof het dak beter geisoleerd is dan de gevels(donkerdere kleur). Volgens ons is deze koudere temperatuur van het dak meer een gevolg van de hoogte in combinatie met de wind. Ook gezien de binnentemperatuur lijkt dit ons de meest logische verklaring. Het is dus aannemelijk dat het dak niet veel beter geisoleerd is dan de gevels. De dubbele beglazing heeft zoals u op de foto s ziet niet een dergelijke isolatiewaarde dat de isolatie van de gevels hier door overtroffen wordt. Hierdoor zal condens altijd neerslaan aan de ramen en is er geen kans op schimmes en Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 11
vochtproblemen op de wanden als gevolg van een isolatieverschil. Of het ontbreken van de luchtspouw in de gevels er voor zorgt dat er condensatie kan optreden ziet u in het volgende hoofdstuk. Hoe het gootdetail er precies uitziet weten we niet, maar wel is duidelijk dat de aansluiting tussen het dak en de gevel aan de voorzijde niet optimaal(wat betreft energieverbruik) gedetailleerd is. Op verschillende opnamen valt te zien dat de goot een lichtere kleur heeft dan het dak en de gevels. (zie onderstaande afbeelding) De oorzaak hiervan is hoogstwaarschijnlijk een lek in de aansluiting tussen het dak en de gevel. Als we op de normale foto s kijken zien we dan ook dat er het dak aan de voorkant geen overstek heeft waardoor het dak, de goot en de muur alle drie ter plaatse van de aansluiting samenkomen. Deze aansluiting is wellicht nooit goed luchtdicht gemaakt. Een andere verschijning die we op de omnamen van de zijgevel zien, is de opwarming van de gevel als gevolg van de openhaard. Omdat de gevel niet uit een spouwmuur bestaat gaat veel warmte van de openhaard door de gevel naar buiten. Deze verschijning is bij deze woning dan ook niet te vermijden. Wel moet er opgelet worden dat er bij koud weer of na een flinke regenbui niet direct heel hard gestookt wordt. Dit zou als gevolg van het snelle uitzetten van een deel van de gevel scheuren in het metselwerk kunnen opleveren. Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 12
De Temperatuurlijnen onderzoek naar de samenstelling en temperatuurlijnen van de schilconstructie Opbouw Dak -dakpannen -panlatten 22mm -tengels 22mm -dakbeschot 18mm -isolatie 50mm -dampremmende laag 1mm -gipskartonplaat 12mm Opbouw Gevel -stucwerk, (niet overal) 10mm -Hardsteen 210mm -isolatie 50mm -gipsplaat 12mm -gipspleister 3mm Temperatuurlijnen Dak De buitentemperatuur was bij de metingen Ca. 9 C. en binnen Ca. 18 C. In de bijlage waar de tabel en tekening staan, is te zien hoe het temperatuurverloop binnen het dak is. Wand zonder stucwerk aan buitenzijde De buitentemperatuur was bij de metingen Ca. 9 C. en binnen Ca. 20 C. In de bijlage waar de tabel en tekening staan, is te zien hoe het temperatuurverloop binnen de muur is. Wand met stucwerk aan buitenzijde De buitentemperatuur was bij de metingen Ca. 9 C. en binnen Ca. 20 C. In de bijlage waar de tabel en tekening staan, is te zien hoe het temperatuurverloop binnen de muur is. Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 13
IR-meting vs.temperatuurlijn onderzoek naar de samenhang tussen de uitkomsten van de metingen en de berekeningen Vergelijking Wanneer we kijken naar de IR foto s en de uitkomst van de temperatuurlijn, dan zien we dat de gevel niet overal even warm is. Volgens de berekening zou de gevel rond de 9 graden zijn. Bij sommige is de gevel warmer. Dat zien we bij bijvoorbeeld de muur waar de open haard achter staat, die is warmer. En de buitenmuur van de achteringang is weer kouder, dit komt waarschijnlijk doordat de temperatuur binnen lager is. Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 14
Conclusies en Aanbevelingen samenvatting conclusies en aanbevelingen voor de bewoners Schil De schil van de woning zit (voor hetgeen binnen de mogelijkheden ligt) goed in elkaar. De woning is vrij goed nageïsoleerd, en buiten de gebruikelijke warmtelekken zijn er weinig bijzonderheden ontdekt. Eindconclusie Binnen de mogelijkheden is dit pand redelijk energiezuinig. Een makkelijke manier om er voor te zorgen dat de woning energiezuiniger wordt is wellicht het aanbrengen van een dikkere isolatielaag in het dak. Verder zou de bewoner er goed aan doen om alle op de foto s zichtbare koudebruggen eens na te lopen en te kijken of er iets gedaan kan worden aan bijvoorbeeld de aansluiting van de ramen met het kozijn (tochtprofielen o.i.d). Verder zou de bewoner er goed aan doen om eens te kijken naar de aansluiting van het dak met de wand (zowel binnen als buiten). We hopen van harte dat dhr. Meier aan de hand van dit verslag treffende maatregelen kan nemen ter verbering van zijn woning. Tevens willen wij dhr. Meier bedanken voor zijn medewerking tijdens de uitvoering van de metingen. Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 15
BIBLIOGRAFIE www.wikipedia.org maps.google.nl CU03907 sheets klimaatbeheersing 2 (2007, auteur: dhr. Vercouteren) Bouwfysica auteur ir. A.C. van der Linden, jaar: 2000, Uitgeverij: Thiememeulenhoff Bouwkunde tabellenboek, Jaar: 2003. Uitgeverij: ten Hagen Stam Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 16
BIJLAGE 1 De IR-metingen Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 17
Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 18
Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 19
Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 20
Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 21
Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 22
BIJLAGE 2 De temperatuurlijnen Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 23
BIJLAGE 3 Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 24
BIJLAGE 4 Hogeschool Zeeland, Opleiding Bouwkunde, Edisonweg 4, 4385 NW Vlissingen, +31-118489193 25