Het type bestaande structuur definiëren
Praktisch bekeken moet het volgende worden gedaan:
De bestaande structuurelementen moeten worden geïdentificeerd,
Er moet worden bepaald uit welke materialen ze bestaan,
Er moet worden bekeken welke oppervlakte (m²) wordt gebruikt.
Op basis van deze inventaris en in het licht van de EPB-criteria (zie paragraaf A.1 en A.3) wordt het aanwezige type structuur bepaald.
Bij woningen wordt uitgegaan van een "zware" constructie als die constructie onder de EPB-definitie voor "halflichte", "halfzware" of "zware" constructies valt.
Bij kantoorgebouwen en scholen is het onderscheid minder duidelijk. Er kan van worden uitgegaan dat er sprake is van een zware constructie als het specifieke thermisch vermogen op de schaal van het gebouw hoger is dan 55 kJ/(m².K).
Onderstaande tabel geeft de λ-waarde, de dichtheid, de specifieke warmte en het thermisch vermogen van een reeks veel gebruikte structuurelementen weer.
Thermische prestaties van structuurmaterialen
Materiaal | Thermische geleidbaarheid (λ-waarde) [W/(m.K)] | Dichtheid [kg/m³] | Specifieke warmte [J/(kg.K] | Thermisch vermogen [kJ/m³.K] |
---|---|---|---|---|
Structuurmaterialen | ||||
Blokken kalkzandsteen | 0,91 | 1.800 | 1.000 | 1.800 |
Normaal gewapend beton | 2,5 | 2.400 | 1.000 | 2.400 |
Holle betonblokken | 1,15 | 1.800 | 1.000 | 1.800 |
Aluminium profielen | 160 | 2.800 | 880 | 2.464 |
Massief houten balken | 0,13 | 600 | 1.600 | 960 |
Bron: "Choix des matériaux, Eco-bilan des parois", Architecture et Climat, 2010
Er wordt steeds geprobeerd materialen te gebruiken met een zo hoog mogelijk thermisch vermogen. De link met de EPB-waarden wordt eenvoudig gelegd door naar de dikte van het gebruikte materiaal te kijken.
Massieve structuur
Indien er sprake is van een massieve structuur die toegankelijk is en in goede staat verkeert, wordt die behouden en zoveel mogelijk toegankelijk gehouden.
Indien er sprake is van een massieve structuur die in goede staat verkeert, maar niet toegankelijk is, moet worden bekeken of hij toegankelijk kan worden gemaakt om voor een hogere thermische inertie te zorgen.
Voor situaties waarbij de massieve structuur niet in goede staat verkeert en moet worden versterkt of vervangen, verwijzen we naar de aanpak voor nieuwbouwpanden. De voorkeur gaat dan uit naar massieve structuurelementen, allereerst voor de horizontale wanden en vervolgens voor de verticale en schuine wanden.
Onderstaande tabel vat deze keuzes samen.
Te volgen aanpak | Massieve bestaande structuur? | Bestaande structuur Toegankelijk? | Bestaande structuur In goede staat? |
---|---|---|---|
Structuur behouden, thermische massa toegankelijk houden | ✓ | ✓ | ✓ |
Structuur behouden, toegankelijkheid van de thermische massa onderzoeken | ✓ | ✗ | ✓ |
Structuur niet behouden, aanpak identiek aan die voor nieuwbouw | ✓ | ✓ | ✗ |
Lichte structuur
Om bij een lichte structuur toch voor een zekere thermische inertie te zorgen moet waar mogelijk gebruik worden gemaakt van materialen met hoge inertie, zoals beton, ondervloeren, massieve isolatiematerialen en gemetselde muren. Deze elementen kunnen als thermische buffer fungeren. Uiteraard is die werking niet zo sterk als bij een zware structuur, maar het risico op oververhitting neemt wel af.
Opgelet: de stabiliteit en het draagvermogen van de bestaande structuur spelen hier een zeer grote rol. Indien het technisch niet mogelijk is lokaal gebruik te maken van massieve materialen, moet bijzondere aandacht worden besteed aan de beperking van de warmtebelasting (externe zonwering, performante verlichting…) om het risico op oververhitting te beperken. Zie in dit verband de dossiers Optimaal gebruik van kunstmatige verlichting en Warmtelasten beperken .
De toegankelijkheid van de thermische massa van de constructie-elementen behouden
Kiezen voor afwerkingselementen met een zo beperkt mogelijke isolerende werking
Met het oog op de verzekering van een aanzienlijke thermische inertie in het gebouw heeft het behoud van de bestaande structuur een aanzienlijke impact op de keuze voor het aanbrengen van een eventuele extra isolatie.
Bij binnenisolatie kan de aanwezigheid van isolatiemateriaal op een massief constructie-element (beton bijvoorbeeld) de thermische bufferfunctie van de wand duidelijk doen verminderen of deze zelfs opheffen . De bestaande zware structuur kan dus niet als temperend element voor de warmteproductie worden gebruikt als hij van binnen is geïsoleerd.
Andersom geldt dat als de wand van buiten wordt geïsoleerd , deze zijn thermische bufferfunctie voor warmtebelasting grotendeels behoudt (warmte die vrijkomt door het gebruik van de woning, maar ook zonnewarmte die via de vloerplaat binnenkomt).
Onderstaande tabel geeft de λ-waarde, de dichtheid, de specifieke warmte en het thermisch vermogen van een reeks veel gebruikte structuurelementen weer.
Thermische prestaties van isolatie- en afwerkingsmaterialen
Materiaal | Thermische geleidbaarheid (λ-waarde) [W/(m.K)] | Dichtheid [kg/m³] | Specifieke warmte [J/(kg.K] | Thermisch vermogen [kJ/m³.K] |
---|---|---|---|---|
Isolatiematerialen | ||||
Hennepvezelplaat | 0,04 | 45 | 1.550 | 69,75 |
Houtvezelplaat | 0,04 | 160 | 1.470 | 235,2 |
Cellulosekussen | 0,04 | 70 | 1.900 | 133 |
Kurkplaat | 0,04 | 120 | 1.700 | 204 |
Geëxpandeerd perliet | 0,057 | 90 | 900 | 81 |
Steenwol | 0,035 | 100 | 1.030 | 103 |
Piepschuim | 0,035 | 30 | 1.450 | 43,5 |
Polyurethaan | 0,025 | 40 | 1.400 | 56 |
Afwerkingsmaterialen | ||||
Marmer | 3,5 | 2.800 | 1.000 | 2.800 |
Gepolijste betonnen vloer | 2 | 2.275 | 1.000 | 2.275 |
Linoleum | 0,17 | 1.700 | 1.400 | 2.380 |
Steengoedtegels | 1,20 | 2.000 | 1.000 | 2.000 |
Houten vloer | 0,13 | 600 | 1.600 | 960 |
Kleipleister | 0,8 | 1.800 | 1.000 | 1.800 |
Gipspleister | 0,57 | 1.200 | 1.000 | 1.200 |
Gipsvezelplaat | 0,32 | 1.150 | 1.100 | 1.265 |
Gipskartonplaat | 0,25 | 900 | 1.000 | 900 |
Bron: "Choix des matériaux, Eco-bilan des parois", Architecture et Climat, 2010 en Fiche 3.6 van de "Guide pour la construction de logements individuels durables", Architecture et Climat.
De impact van het aangebrachte isolatiemateriaal op de massieve eigenschappen van het constructie-element kunnen in het licht van de EPB-criteria worden beoordeeld. Met een dynamische simulatie kan ook de impact van de gemaakte keuzes inzake thermische isolatie op het comfort binnen het gebouw worden geëvalueerd.
Gebruik van de thermische massa van het bestaande betonnen plafond in het kader van een renovatie
Projet Nys (Batex09) - Architects Office Lahon & Partners
Indien de zware structuur in goede staat verkeert en wordt behouden, kunnen bepaalde technieken de toegang tot de thermische massa mogelijk maken. Zo moeten verhoogde vloeren en (niet-opengewerkte) verlaagde plafonds zo veel mogelijk worden vermeden.
Bedenkt dat het in de praktijk zeer moeilijk is om het zonder deze elementen te stellen, want de technische installaties kunnen ermee worden weggewerkt en het gebruik van het gebouw wordt er eenvoudiger door. Toch bestaan er alternatieve oplossingen: er kan bijvoorbeeld worden gezorgd voor verlaagde plafonds in de gangen (waar de interne warmteproductie lager is en het risico op oververhitting dus kleiner is) om daar de ventilatieleidingen en de verlichtingskabels achter weg te werken. Ook kan een technische goot rond het gebouw worden aangebracht om de verwarmingselementen van warmte te voorzien en de elektriciteitskabels aan te voeren. De verlaagde plafonds kunnen ook zodanig worden ontworpen dat ze slechts ten hoogste 15 % van het plafondoppervlak bedekken. De thermische massa en het massieve karakter van het constructie-element blijven zo behouden.
Is de kwestie van het thermische isolatiemateriaal en de technische leidingen eenmaal onderzocht, dan mag niet uit het oog worden verloren dat ook isolerende afwerkingsmaterialen moeten worden vermeden (zie de aanpak voor nieuwbouw). Want anders is alle inspanning voor niets geweest.
Het zomercomfort nagaan via dynamische simulatietools
Net als bij nieuwbouwpanden moet voor ten minste de vertrekken met een hoge interne thermische belasting het zomercomfort worden geëvalueerd aan de hand van dynamische thermische simulaties. De gebruikte dynamische simulatietool moet rekening kunnen houden met de inertie van de gebruikte materialen. Zo kan het comfort in kritieke vertrekken worden geëvalueerd, rekening houdend met de thermische faseverschuiving die door de massa van het gebouw wordt gecreëerd.
In situaties waarin een gedetailleerde thermische simulatie niet haalbaar is (voor kleine projecten bijvoorbeeld), kan gebruik worden gemaakt van software om het comfort in de vertrekken op een meer gestandaardiseerde manier te beoordelen. Deze software kan laten zien in welke vertrekken een risico op oververhitting bestaat. Het ontwerpteam kan het project dan eventueel aanpassen (optimalisatie van de glazen oppervlakken, toepassing van zonwering…). Deze tools bieden echter geen gedetailleerd beeld van het thermisch gedrag van het gebouw. Het is daarom moeilijk om te beoordelen of passieve koeling een mogelijkheid is. Voor dit laatste punt vormt de gedetailleerde thermische simulatietool vaak de enige optie.