Voorkomen van verlies van energie

Compacte bouwvorm:

Compact bouwen heeft een gunstige invloed op de milieu-impact en de bouwkosten. Met een compacte gebouw kunt u het energieverbruik beperken en besparen op de materialenHet gaat hierbij om de volgende uitgangspunten:

  • beperk het verliesoppervlak (en daarmee het verlies van warmte) van het gebouw
  • beperk de hoeveelheid gebruikte materialen

Van invloed op de compactheid van een gebouw zijn:

  • de vorm (beschermd volume V in m3)
  • de grootte (totale verliesoppervlak At in m2)
  • de nabijheid van andere volumes (aansluitvlakken verminderen het verliesoppervlak)

Hoe compacter het gebouw (hoe groter C=V/At ) hoe kleiner het energieverbruik van het gebouw per m2 vloer oppervlakte.

compactheid gebouw

bron: Leefmilieu Brussel

Zie een artikel over dit onderwerp op de site van Leefmilieu Brussel.

Dak-, gevel en vloerisolatie
bron: Wikipedia, warmte-isolatie

Warmte-isolatie of thermische isolatie is een eigenschap van materialen en constructies om de overdracht van thermische energie (warmte) tussen twee zijden van het materiaal of de constructie tot een minimum te reduceren.

Waarom isoleren:
Op de meeste plaatsen in de wereld is de warmte van de zon en de inwendige warmteproductie (van elektrische apparaten) onvoldoende om het hele jaar door in de leefruimtes een aangename binnentemperatuur te bereiken: er is verwarming nodig. Indien de binnentemperatuur hoger is dan de buitentemperatuur ontstaat volgens de wetten van Fourier energietransport door de schil van een gebouw (muur, dak, vloer). Om de temperatuur constant te houden, moet de verloren gegane energie weer toegevoegd worden. In een (ongeïsoleerde) doorsnee woning gaat 75% van het totale energieverbruik rechtstreeks naar verwarmen.

De belangrijkste reden om goed te isoleren is energiebesparing en comfortverhoging. Het binnenoppervlak van een geïsoleerde woning voelt warmer aan dan dat van een ongeïsoleerde woning. Deze hogere temperatuur zorgt voor extra stralingswarmte. Ook condenseert waterdamp minder snel op een warm oppervlak. De vacht of het verenkleed van dieren dient hetzelfde doel. De waterdamp migreert dan door de wand en de isolatie, om daarin te condenseren. Om die condensatie te voorkomen wordt dampdichte folie aangebracht, die de migratie van verse lucht ook belemmert, waardoor warmteverliezende ventilatieroosters moeten worden toegepast.

Structuurisolatie:
Veel isolatiematerialen bestaan voor het grootste gedeelte uit lucht. Lucht is een goede isolator (warmtegeleiding erdoor gaat moeilijk) als je er maar voor zorgt dat het niet vrij kan stromen (waaien of tochten, dan gaat het warmtetransport namelijk sneller door convectie). Dat kan men doen door een poreus materiaal toe te passen, zoals polyurethaanschuim (PUR), dat een groot volume aan stilstaande lucht bevat in de vorm van gesloten minuscule belletjes. Vacuüm getrokken isolatie (VIP) behoort tot de beste isolatiemogelijkheden. Hierbij gebruikt men een bestaand isolatiemateriaal zoals XPS die men vacuüm trekt. Hierdoor zijn er geen stoffen meer aanwezig in de luchtcompartimenten, zodat er bijna geen warmte-overdracht kan gebeuren. Deze isolatiematerialen hebben een lambda waarde die 10 keer lager is dan bijvoorbeeld PUR, waardoor je voor dezelfde isolatie 10 keer minder dikte nodig hebt.
In spouwmuren en in ramen kunnen stralingswerende lagen aangebracht worden, deze reduceren het warmtetransport door straling. Andere veel toegepast isolatiematerialen voor de spouwmuur zijn EPS-isoparels of glasvlokken (bijv. Knauf Isofloc).

afbeeldingen van resp. xps, isoparels en isofloc

Isolerende (dragende) bouwmaterialen:
Isolerende steenachtige materialen, bijvoorbeeld: cellenbeton (bijv. Ytong), isolerende baksteen (bijv. Porotherm) en schuimbeton.

afbeeldingen van resp. cellenbeton, porotherm en schuimbeton

afbeeldingen van resp. cellenbeton, porotherm en schuimbeton

Natuurlijke isolatiematerialen, zoals:

  • kurk
  • cellulosevlokken of papiervezels (cellulose)
  • houtwol
  • strobalen
  • schapenwol
  • glaswol
  • houtvezelplaat
  • schelpen
  • houtwolcementplaat (heraklith)
  • katoenvezel
  • gerecycled katoen (Metisse)

Deze materialen kunnen niet permanent belast worden met vocht en worden daarom meestal met borax behandeld waardoor ze brand- en schimmelwerend worden. Isolatiematerialen (bijvoorbeeld Isofloc of Thermofloc) op basis van papiervezels zijn toepasbaar bij de renovatie van houten vloeren in oude huizen. Er treden geen allergische reacties (jeuk) op zoals bij de verwerking van glas- en steenwol. Platen van geperst hout die worden gebonden door eigen hars (dus geen spaanplaat of mdf) zijn na toevoeging van bitumen wel bestand tegen vocht. Hoewel natuurlijke isolatiematerialen erg zwak zijn tegen permanent vocht (wat glaswol ook is), zijn ze wel uiterst geschikt voor hun hygrothermische eigenschappen. Ze kunnen namelijk perfect in een dampopen constructie tijdelijk damp opnemen (zoals cellulose) en dan weer loslaten. Deze isolatiematerialen hebben een bufferend karakter wat erg gunstig is. Ook materialen van dierlijke oorsprong zoals wol kunnen worden gebruikt in binnenisolatie. Wol brandt en rot niet; tegen mot moet ze wel zijn behandeld.
In kruipruimtes kan een laag schelpen worden aangebracht.

Synthetische isolatiematerialen:

  • schuimbeton
  • glasgranulaat (eventueel verdicht onder funderingen)
  • glaswol
  • steenwol (in Vlaanderen rotswol genoemd)
  • cellulair glas (foamglas)
  • Perliet
  • XPS, (geëxtrudeerd polystyreen)
  • EPS, (geëxpandeerd polystyreen)
  • PUR (polyurethaan)
  • PIR (polyisocyanuraat)
  • resolhardschuim (PF)
  • dubbelglas
  • reflecterende (spectraal selectieve)glasfolie.
  • Folie meerlagig en met luchtspouw
  • UF-schuim (ureum formaldehyde schuim)

Dubbele (HR++) of drielaagse beglazing
bron: Wikipedia, dubbel glas

Om stralingswarmte tegen te houden, wordt het glas steeds vaker van een dun metaallaagje voorzien. Dit type beglazing heet HR-glas. Het laagje metaal is zo dun, dat het nauwelijks waar te nemen is, het laat het zichtbare licht voor het grootste deel door (lichttransmissie LTA circa 79%).

De isolatiewaarde van beglazing wordt uitgedrukt in de U-waarde (warmte-doorgangs-coëfficiënt, eenheid: W/m2K). De U-waarde geeft aan hoeveel warmte er per vierkante meter en per graad temperatuur-verschil tussen beide zijden wordt doorgelaten. Hoe lager de U-waarde, hoe beter de isolatie.

HR glas heeft een U-waarde van 2,0 tot 1,7.
HR+ glas geldt een U-waarde van 1,6 tot 1,3.
HR++ glas bezit een U-waarde van 1,2 of lager.
Modern HR++ glas (5-15-4 (van buiten naar binnen) argongas gevuld) behaalt inmiddels een U-waarde (warmtetransmissie) van 1,0 W/m2K volgens de norm EN 1279.

Zonlicht is kortgolvig en wordt door de coating voor het grootste deel doorgelaten (zontoetredingsfactor ZTA = circa 63%). Zodra zonlicht op een voorwerp valt warmt dit voorwerp op, zodoende helpt een hogere ZTA van het glas om het huis op te warmen. Warme voorwerpen zenden zelf zwart lichaam straling uit (denk maar aan de infraroodcamera), door deze straling tegen te houden helpt het metaallaagje op het HR-glas om de U-waarde naar beneden te brengen.

Dubbel glas kan ook zonwerend zijn. De metaallaagjes zijn dan dikker en uit meerdere metalen opgebouwd. De zontoetredingsfactor (ZTA) kan dan teruggebracht worden tot 20 %. De lichttransmissie (LTA) gaat dan echter ook omlaag.

drielaags glas

drielaags glas

Drievoudig glas is een ontwikkeling die van de Scandinavische landen via Duitsland naar Nederland is overgewaaid. Sinds juni 2012 bestaat er voor drievoudig geïsoleerd glas een KOMO® keurmerk uitgegeven door KIWA, namelijk HR3® glas.
HR3® glas heeft een U-waarde
van 0,7 W/m2K of lager. Drievoudig glas met coatings en gasvulling kan een U-waarde bereiken tot wel 0,4 W/m2K. Een bijzonder voordeel van drievoudig glas is dat er geen koudeval optreedt. 

Dubbele en drielaagse beglazing hebben beiden tevens het voordeel dat ze warmte- én geluidsisolerend zijn.

 

Dichten van naden en kieren:

Bij luchtlekkage door naden en kieren in de thermische schil van een gebouw kunnen aanzienlijke warmteverliezen optreden. Luchtlekkage wordt veelal veroorzaakt door openingen in de aansluiting tussen bijv. het metselwerk en de kozijnen, of tussen de gevels en het dak. De wind heeft hierbij een grote invloed op de warmteverliezen, afhankelijk van de oriëntatie van het gebouw en de beschutting tegen wind.

De luchtdichtheid van een gebouw wordt in beginsel bepaald door de kwaliteit van het ontwerp (detaillering), de werkvoorbereiding en de uitvoering. De kwaliteit kan worden gewaarborgd door een integrale samenwerking tussen de betrokken partijen en worden gemeten door middel van een zgn. Blowerdoor test (overdruk).

blowerdoortest

schematische voorstelling blowerdoortest (bron: http://www.apxe.eu)


Voorkomen van verliezen bij ventilatie:

Een andere oorzaak van warmteverliezen is de aanvoer van koude ventilatielucht (van buiten naar binnen) via ventilatieroosters. Goed ventileren is belangrijk voor de lucht-kwaliteit, maar mag niet ten koste gaan van het efficiënt verwarmen van een gebouw. Daar kan nog bij komen dat (indien geen maatregelen worden getroffen) bij de afvoer van ventilatielucht ook warmte van binnen naar buiten wordt getransporteerd en hiermee feitelijk wordt verspild.
Om deze verliezen (zoveel mogelijk) te voorkomen kan worden gekozen voor WTW-ventilatie (balansventilatie-systeem met warmteterugwinning) of vraaggestuurd ventileren (bijv. Duco CO2-systeem met natuurlijke aanvoer en mechanische afvoer).
Overigens zijn er verschillende systemen op de markt die ieder hun specifieke kenmerken en eigenschappen hebben; voor de juiste toepassing en afstemming van warmte-, koel- en ventilatiesystemen zonder of met beperkte energieverliezen is een deskundig advies essentieel.

Opheffen van koudebruggen:
bron: Wikipedia, koudebruggen

Een koudebrug is een verbinding in de thermische schil (gevel, dak of vloer) van een gebouw waar, door slechte thermische isolatie een bovenmatige warmteoverdracht plaats kan vinden.

Waar:
Zulke verbindingen kunnen bestaan bij overgangen van een geïsoleerde muur met een vloerconstructie, waarbij de muurisolatie niet overgaat in de vloerisolatie en aldus de “koudebrug” ontstaat. Ook bij de overgang van de muur naar ramen, deuren en dergelijke kunnen koudebruggen ontstaan. Bij een koudebrug is er een versneld warmteverlies, in tegenstelling tot een goed geïsoleerde muur, waar de temperatuur van buiten naar binnen langzaam, lineair stijgt.

Gevolgen:
Koudebruggen veroorzaken plaatselijk een groot warmteverlies, waardoor in de binnenlucht aanwezig vocht kan condenseren en er zo vochtproblemen kunnen optreden. Het warmteverlies kan berekend worden met de lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt, die het extra warmteverlies per lopende meter koudebrug aangeeft. Er bestaan tabellen met daarin de coëfficiënten voor verschillende koudebruggen.

Voorkomen:
Tijdens het ontwerp kan een koudebrug opgemerkt worden omdat de isolatie niet doorloopt en kan deze voorkomen worden.
Het voorkomen van koudebruggen wordt ook hier in beginsel bepaald door de kwaliteit van het ontwerp (detaillering), de werkvoorbereiding en de uitvoering. De kwaliteit kan worden gewaarborgd door een integrale samenwerking tussen de betrokken partijen. Wanneer de constructie gerealiseerd is, kunnen koudebruggen door middel van thermografie gevonden worden, want daar is de oppervlaktetemperatuur afwijkend.

Warmteterugwinning, douchesysteem:
bron: Wikipedia, douchewarmtewisselaar

Een douchewarmtewisselaar of douche-wtw is een tegenstroomwarmtewisselaar die gebruikt wordt voor het herbenutten van warmte in het afvoerwater van de douche.

Het afvoerwater met een temperatuur van 35 tot 40 graden warmt het tegenstromende koude water op, dat naar een dichtbijstaande modulerende combiketel, ofwel rechtstreeks naar de koude leiding van de thermostaatmengkraan van de douche gaat. Het laatste is meestal de kortste afstand. Er bestaan twee vormen, een verticale buis met een lengte van ongeveer twee meter of een horizontale onderbouw voor een douchebak. De energieprestatiecoëfficiënt (EPC) zou met 0,05 tot 0,1 naar beneden bijgesteld kunnen worden bij een energiebesparing van 50 tot 65 %.