Elementen vanvoor een duurzame keuze

Overzicht van de elementen voor een duurzame keuze

Onderstaande tabel geeft een samenvatting van de verschillende aspecten die in het gedeelte ‘Aandachtspunten bij een duurzame keuze' voor elke voorziening zijn uitgewerkt. Het doel is de ontwerper te helpen bij diens keuze.

De gegevens moeten wel worden genuanceerd, want ze zijn licht variabel naargelang de realiteit.

Overzicht van de elementen voor een duurzame keuze inzake de inertie van het gebouw

Technische asptecten

De rol van de verschillende wanden

Niet alle wanden van een ruimte spelen dezelfde rol voor de thermische omgevingsfactoren van de ruimte.

Om het risico op oververhitting door zonnestraling te vermijden, heeft de inertie van de vloerplaat , die blootstaat aan directe zonnestraling, de grootste impact. Die moet deze straling absorberen en er zo weinig mogelijk van teruggeven aan de omgeving.

Ook om in de tussenseizoenen optimaal van de zonneopbrengst te profiteren, moet de vloerplaat met zorg worden gekozen. Daarnaast spelen de binnenmuren eventueel een rol doordat ze een deel van de zon opvangen die dan dieper het gebouw binnenkomt dan in de zomer. In de tussenseizoenen en in de winter kan dankzij thermische inertie een deel van de zonnewarmte die via de ramen binnenkomt, worden opgeslagen. Hierdoor kan de behoefte aan verwarming 's avonds worden verminderd.

Indien gebruik wordt gemaakt van intensieve nachtventilatie (zomercomfort), kunnen alle wanden een thermische bufferfunctie vervullen. Daarom wordt er in kantoren vaak voor gepleit de verlaagde plafonds onder de betonplaat te verwijderen.

Zo blijft de thermische massa van het beton toegankelijk voor de lucht, zodat die 's nachts kan worden gekoeld (bijv. bij nachtventilatie) en wordt de verzamelde koelte overdag naar de omgeving uitgestraald.

Opslag van zonnestraling in wanden en vloeren

 

Bron: Architecture et Climat

Interactie met de techniek

Een gebouw met hoge thermische inertie kan een niet te onderschatten impact hebben op de keuze en de efficiëntie van de toegepaste technieken. Zo kan bij een structuur met een betontegel de kern van het beton worden geactiveerd. Deze techniek heeft bepaalde voordelen (onder meer wat het comfort en de energie-efficiëntie betreft), maar er zijn ook nadelen aan verbonden (trage werking, moeilijk te realiseren individuele regeling). Daar moet bij het ontwerp rekening mee worden gehouden.

De regeling is eveneens een aandachtspunt bij het gebruik van "klassieke" vloerverwarmingssystemen in gebouwen met een hoge inertie. Een goede regeling van de binnentemperatuur is in zulke gevallen moeilijk te realiseren: er is sprake van een aanzienlijke faseverschuiving tussen het moment waarop de behoefte aan warmte afneemt (veel zon) of toeneemt (opwarming van het vertrek bijvoorbeeld) en het moment waarop het systeem de juiste temperatuur afgeeft. In de periode daar tussen kan de situatie voor de gebruikers bijzonder oncomfortabel zijn, soms gecombineerd met nutteloos energieverbruik. Een voorbeeld: tijdens een koude dag in de lente of de herfst wordt een vertrek op temperatuur gebracht via vloerverwarming. Maar 's middags schijnt er volop zon door de ramen naar binnen. Die zorgt voor een aanzienlijke externe warmtetoevoer. Het verwarmingssysteem valt stil, maar door de inertie van de wanden en de vloerverwarming, gecombineerd met de plotselinge opwarming door de zon, ontstaat oververhitting.

Zie dossier | Verwarming en sanitair warm water: efficiënte installaties garanderen (distributie en afgifte) .

De in een gebouw met hoge inertie toegepaste technieken moeten dus goed worden onderzocht, rekening houdend met deze "trage reactietijd" die inherent is aan de inertie van constructie-elementen.Uponor Contec est un système de stockage actif de la chaleur qui exploite la masse de béton du bâtiment pour uniformiser la température ambiante au moyen d'un réseau de tubes incorporé dans le corps de l'ouvrage. L'eau froide circule dans les tubes noyés dans la couche du plafond, pour empêcher l'élévation de la température provenant du rayonnement solaire et sources de chaleur internes. La température ambiante reste ainsi agréable.

Renovatie: van binnen isoleren

Bij renovatie kan het onvermijdelijk zijn om aan de binnenzijde isolatiemateriaal aan te brengen. Dit heeft evenwel een negatieve weerslag op de thermische inertie van het gebouw. Dit kan in bepaalde gevallen tot een aanzienlijke daling van het zomercomfort leiden. Dit comfortverlies kan worden beperkt door te kiezen voor isolatiemateriaal met een hoger thermisch vermogen. Geëxpandeerde kurk, cellulose en houtvezel zijn in dit verband interessante opties (zie ook de overzichtstabel in het gedeelte Ontwerp).

Voor gebouwen die slechts zelden worden gebruikt (tweede woningen bijvoorbeeld) of die snel op temperatuur gebracht moeten worden (verenigingslokaal), kan binnenisolatie echter een goede keuze zijn.

Thermische inertie en groendaken?

Groendaken dragen 's zomers en 's winters bij aan de warmteregeling van het dak. Ze maken een verlaging van de energiebehoefte van het gebouw mogelijk en/of kunnen het thermisch comfort verhogen door de ruimten die rechtstreeks door het groendak worden bedekt koel te houden.

In de Technische Voorlichtingsnota gewijd aan groendaken (WTCB, TV 229, Brussel, 2006) laat het WTCB zien dat de thermische inertie van een dik groendak (intensief groendak, substraat van 20 cm en draineerlaag van 10 cm) in de winter een gunstige uitwerking heeft. De temperatuur van het membraan blijft vrijwel constant. Dit leidt tot een vermindering van het energieverbruik van het gebouw.

De impact van het groendak op de opwarming van de ruimten die rechtstreeks door het groendak worden bedekt, kan worden geëvalueerd met simulatiesoftware die rekening houdt met de thermische inertie van de grond.

Thermische inertie en brandbestendigheid

In het kader van de brandnormen genieten massieve elementen de voorkeur.

Betonnen elementen (platen, metselwerk) hebben van nature een goede inertie en een hoge dichtheid. Ze zijn zeer langdurig tegen hoge temperaturen bestand. Voor bakstenen geldt hetzelfde. Door toepassing van deze materialen kan zowel aan de vereisten van thermische inertie als van brandbestendigheid worden voldaan. Dit betekent een aanzienlijke materiaalbesparing tijdens de realisatie van het project.

Milieuaspecten

Materiaalkeuze

Voor de inertie zijn de eerste paar centimeter van het materiaal, die in contact staan met de omgeving, het belangrijkst. Efficiënte thermische uitwisseling gebeurt met die eerste paar centimeter. De keuze voor materialen met een hoge thermische inertie hangt dus in grote mate samen met de gekozen binnenbekledingsmaterialen.

Het dossier d uurzame keuze van bekledingsmaterialen voor binnenmuren en plafonds gaat hierop in met oog voor de impact op het milieu, de grijze energie en de gezondheid van de gebruikers. Hier vermelden we alleen het volgende:

• De afwezigheid van bekledingsmaterialen op de structuurmaterialen vormt uiteraard een manier om materiaal te besparen. Dit is de eerste milieumaatregel die kan worden genomen. Beton en baksteen kunnen bijvoorbeeld zichtbaar worden gelaten.
• Staat er een bekleding op het programma, dan zijn er massieve, gezonde materialen die interessant zijn vanuit milieuoogpunt: pleister op kalkbasis, gipspanelen, klei enz.

Socio-cultureel aspecten

Geluidscomfort

In gebouwen met een hoge thermische inertie kan het akoestisch comfort een probleem zijn. De hoeveelheid geluidsabsorberend afwerkingsmateriaal is meestal beperkt, want de massieve materialen blijven zichtbaar en verlaagde plafonds worden meestal achterwege gelaten. Zonder absorberende materialen kan de akoestiek in kantoren of vergaderzalen te wensen overlaten. De aanwezigheid van massieve materialen kan in theorie betekenen dat de 'massawet' haar werk doet, maar in de praktijk volstaat de aanwezigheid van de constructiematerialen meestal niet om het geluid in de vertrekken te dempen.

De behoefte aan geluidsabsorptie kan in bepaalde vertrekken (kantoren, vergaderzalen…) doen besluiten tot het gebruik van een akoestisch plafond. Als dat verlaagde plafond een grote oppervlakte heeft, kan de inertie van het plafond er sterk door afnemen. Er moet daarom een lege ruimte van minstens 30 cm tussen het plafond en het akoestische element worden voorzien en de oppervlakte van de akoestische eilanden moet worden beperkt of er moet gebruik worden gemaakt van een andere absorberende oppervlakte, zoals in onderstaand voorbeeld:

Geluidsabsorptie door de binnenzijde van de gevel met houten geraamte (geperforeerde houtplaat) om het plafond vrij te laten met het oog op de thermische inertie

 

Aeropolis II Project (Batex 040) © Jullie_Willem

Ook akoestische schermen, aangepast meubilair of wandschermen zijn mogelijk. Akoestisch comfort en thermische inertie zijn dus niet onverenigbaar, maar ze moeten naast elkaar worden bekeken om ervoor te zorgen dat de aangedragen oplossingen aan beide aspecten beantwoorden.

Het geluidscomfort wordt uitvoerig behandeld in het Dossier | Het akoestisch comfort van gebouwen verzekeren.

Arbitrage

Lichte constructies en thermische inertie

De huidige tendens gaat in de richting van lichte constructies, van het type met houten structuren. Dit type structuur biedt in zichzelf echter weinig thermische inertie. Het comfort in de zomer kan er daarom door afnemen. Idealiter zou men tegelijkertijd moeten beschikken over een degelijke isolatie, hetgeen vlotter kan worden verwezenlijkt met lichte gevels, en een aanzienlijk thermisch volume, door middel van een massieve binnenstructuur.

Andere manieren om deze massa te creëren zijn droge ondervloeren, vloercaissons met ballast of binnenbekleding van ruwe aarde.

Thermische inertie en gebruik van het gebouw

Hierboven hebben we vastgesteld dat thermische inertie een belangrijk onderdeel is van het ontwerp van een gebouw. Ze heeft een impact op zowel het thermisch comfort als het akoestisch comfort en op de keuze van de techniek.

In gebouwen die continu worden gebruikt is thermische inertie in het algemeen een positief aspect in termen van thermisch comfort. In die gevallen moet dus worden gekozen voor zware metalen, vooral voor de structuur van het gebouw. De aandacht moet dan vooral gaan naar het ontwerp van de technieken (keuze van het verwarmingssysteem, zodanige plaatsing van de leidingen dat de thermische massa bereikbaar blijft), de akoestiek en de keuze van de afwerkingsmaterialen.

Voor gebouwen die slechts af en toe worden gebruikt, speelt de opstarttijd van het verwarmingssysteem een belangrijke rol. Een lage inertie maakt een snelle opwarming mogelijk, maar is strijdig met de behoefte aan inertie om de warmteproductie te temperen (zon of interne warmteproductie). In bepaalde gevallen is het moeilijk een oplossing te vinden. Beide scenario's (hoge en lage inertie), evenals een tussenscenario, moeten dan worden onderzocht aan de hand van een dynamische simulatie om te beoordelen welk scenario globaal het beste antwoordt biedt op beide problemen. Zie dossier | Warmtelasten beperken wordt gedetailleerd ingegaan op de kwestie zonwering en interne opwarming.