Thermische isolatie

Betekenis van de U-waarde

De warmtedoorgangscoëfficiënt ofwel de U-waarde (vroeger de k-waarde) drukt de hoeveelheid warmte uit die per seconde, per m² en per graad temperatuurverschil tussen de ene en de andere zijde van een constructie doorgelaten wordt. De waarde geeft de mate van isolatie van de constructie aan: Een hoge U-waarde betekent een slecht geïsoleerd gebouw. De U-waarde wordt uitgedrukt in W/(m²K) en wordt als volgt berekend:

𝑈=1/𝑅

De R-waarde is de warmteweerstand van een materiaal. Een hoge R-waarde is een hoge warmteweerstand en dus een lagere warmtedoorgang, wat weer leidt tot een betere isolatie. De R-waarde wordt uitgedrukt in m²K/W en wordt als volgt berekend:

𝑅=𝑑/λ

De d is de dikte van het materiaal in meters. Een grotere dikte van het materiaal leidt tot een hogere warmteweerstand, wat weer leidt tot een betere isolatie. De warmtegeleidingcoëfficiënt ofwel de lambda (λ)-waarde is de hoeveelheid warmte die door het materiaal stroomt, per m² oppervlakte per tijdseenheid bij een temperatuurverschil van 1 Kelvin. Een lage de λ-waarde betekent en lage geleiding van de warmte en dus een betere isolatie. De λ-waarde wordt uitgedrukt in W/(mK).

Niet te verwarren met de U-waarde in W/(m²K) is de warmtegeleidingcoëfficiënt in W/(mK):

Simpel gedefinieerd is de warmtegeleidingcoëfficiënt de U-waarde bij een wanddikte van 1

Een metselwerk muur met een warmtegeleidingcoëfficiënt van 0,21 W/(mK) heeft bij een dikte van 37 cm bijvoorbeeld een U-waarde van 0,73 W/(m²K). Bij een dikte van 100 cm is de U-waarde 0,21 W/(m²K).

Betekenis van de U-waarde

De isolatie is de beslissende factor, niet alleen voor de energiekosten, maar ook voor een aangenaam en behaaglijk binnenklimaat en voor de vermindering van de luchtverontreiniging. Toch wordt de isolatie vaak verwaarloosd. De eigenaar van het gebouw ziet zijn fout vaak pas wanneer de verwarming kosten moeten worden betaald en het binnenklimaat onaangenaam en onbehaaglijk blijkt te zijn.

Figuur hier boven: Resultaten van een enquête van het magazine DM op de vraag aan de eigenaars, die al 2-3 jaar in hun nieuwe huis woonden: “Als u vandaag de dag opnieuw een woning zou willen bouwen of kopen, wat zou u dan anders doen?” Dan antwoorden veruit het grootste deel: “Een bouwmethode/ontwerp kiezen dat duurder is, maar energiekosten bespaard.”

Veel beslissingen, waarbij de isolatie verwaarloosd wordt, zijn gebaseerd op onwetendheid. De navolgende bezwaren hoort men steeds weer:

“Isolatie is niet nodig, want in de winter warmt de zon toch de muren op.” Het feit is dat deze zonne-energie in onze klimaatzone minder dan 1 / 100 van de werkelijke verwarmingsenergie bedraagt.
“Door de isolatie worden de muren zo dicht, dat men weer meer moet ventileren en dus de energie winning te niet doen. ” Het feit is dat er door een wand, hout, beton of baksteen, altijd een significante luchtventilatie plaatsvindt.

Betekenis van de U-waarde

Bij verbranding van 1 L stookolie ontstaat door de combinatie van koolstof (C) en zuurstof (O₂) 2.7 kg Kooldioxide (CO₂) Kooldioxide is de belangrijkste oorzaak voor de opwarming van de atmosfeer van onze aarde. Een U-waarde van 1,0 W/(m²K) betekent voor onze breedtegraad dat er elk jaar ongeveer 10 liter stookolie per m² buitenmuur nodig is om een kamertemperatuur van 20 ° C te behouden. (4)

Figuur hierboven toont een aantal verschillende wand constructies met hun U-waarde, het aandeel van de olieverbruik en de emissies worden vergeleken. Bij olie centrale verwarming in koudere gebieden (bijvoorbeeld Ulm, Neurenberg, München, Kiel, Duitsland, enz.) of in warmere gebieden (bv. Freiburg, Darmstadt, Duitsland), kunnen de gegeven waarden tot 10% afwijken.

Betekenis van de U-waarde

Volgens de prognoses van stookkosten deskundigen zijn de energiebronnen bij de verwachte toename van het verbruik binnen een aantal decennia uitgeput. Een energieontheffing zal na deze data niet gebeuren, wel zal er, volgens de wetten van de markt, met de toenemende schaarste, de prijs boven het gemiddelde stijgen. Het versnellen van de prijsstelling kan nog steeds van invloed zijn op extra milieubelastingen.

Figuur hiernaast weergeeft de toekomstige stookkosten, in de veronderstelling van een jaarlijkse stijging van 5%, bij verschillende U-waarde. 300 m² van de buitenmuur isolatie met een minimum van U =

0,5 W/(m²K) veroorzaakt in 2015, ongeveer 700euro in verhouding tot stookkosten. Een wand met een U-waarde van 0,12 W/(m²K) (isorast) zou daartegenover slechts 160 euro in verhouding tot stookkosten per jaar veroorzaken.

Belang van de thermische isolatie voor het binnenklimaat

Voor een gezond, aangenaam en comfortabel binnenklimaat in de winter is de mate van thermische isolatie en daarmee dus de U-waarde de kritische factor: Als de kamerzijde oppervlakte temperatuur van de buitenste muur met meer dan 3 ° C afwijkt van de temperatuur in de kamer, ontstaan er een te grote lucht verplaatsing, zodat men de indruk 28 heeft dat het “tocht”. In deze ‘wachtkamer klimaat” ontstaat er geen behaaglijke atmosfeer. In ongunstige gevallen kan dit ook gezondheidsklachten, zoals reumatische aandoeningen, tot gevolg leiden. Het andere nadeel is de verhoogde stofbeweging.

Bij isorast wijkt bij een buitentemperatuur van -15 °C, de binnenwand oppervlakte temperatuur bij de 31,25 cm elementen met slechts 0,9 °C van de kamer temperatuur af. Bij isorast 37,50 cm elementen is het slechts 0,7 °C, en bij isorast 43,75 cm elementen zelfs maar 0,5 °C.

In de zomer kunnen op het buitenwand oppervlak temperaturen tot 70 °C ontstaan. Zelfs bij deze extreme temperaturen resulteert het bij een isorast 37,50 cm element in slechts een kleine warmte overdracht: De temperatuur van het binnenwand oppervlak zou slechts stijgen met 0,8 °C. Isorast huizen blijven ook in de zomer aangenaam koel.

Warmteopslag

In tijden waar verwarming benodigd is, is het noodzakelijk dat een wand over veel warmte opslag capaciteit beschikt: De steenmassa moet de overtollige warmte opnemen. Wanneer de temperatuur daalt, dan moeten de stenen muren de opgenomen warmte teruggeven en dan leid dit tot een aanvaardbare beperking van de temperatuurschommelingen. Vandaag de dag zijn de eisen over de exacte beheersbaarheid van de kamer temperatuur veranderd:

De eigenaar van vandaag wil dat hij/zij zelf de kamertemperatuur kan bepalen door een controlesysteem, hiermee wil de eigenaar zelf kunnen bepalen waar en wanneer hij/zij bepaalde temperaturen wil hebben.
Energiebesparing is een vereiste van het uur. Zelfs de geringste warmte-energie moet niet onnodig verbruikt worden.

Deze eisen zullen een ontwerp met massieve buiten wanden slechts gedeeltelijk voldoen:

Bij een gewenste temperatuur verandering leid de traagheid van de massa opslag tot tijdvertraging.
Evenals de vertraagde verwarming van de temperatuur in de ochtend naar de nachtelijke temperatuur daling door de vertraagde verwarming. Moet de verwarming voor deze reden, voor bijvoorbeeld drie kwart van een uur, vroeger in gang gezet worden, zou dat betekenen dat 16 uur van de verwarmingstijd voor 5% onnodige warmte zorgt.
Kinderkamers, appartement huizen en slaapzalen in de zomer: Gedurende de dag door de ramen doordringende warmte wordt opgeslagen door de stenenbuitenwand en nachts onafgebroken zonder beïnvloedingsmogelijkheden, als een niet-verstelbare kachel, afgegeven.

Een 10-15 mm dikke gips of kalkplaat opgenomen in de wandopbouw, is in de winter ideaal voor het opnieuw opwarmen van de binnenlucht na het luchten van een kamer, de hierboven genoemde nadelen van het “overtollige warmte opslag” worden vermeden door de onderliggende inwendige hardschuim isolatie. De kleine hoeveelheid energie die alsnog tabel vochtigheidsgehalte door de betonnen kern dringt, zorgt ervoor dat de betonnen kern buiten de vorst zone blijft liggen.

Invloed van de thermische isolatie door vochtigheid

Het is essentieel dat de isolatie vrij blijft van vochtigheid. Capillaire absorberende bouwmaterialen met een geringe vochtopname, hebben al voor aanzienlijke verliezen geleden in het isolerend vermogen.

De tabel laat zien hoe groot de vermindering is van het isolerend vermogen van een monolithisch metselwerk, in dit geval cellenbeton, bij vochtopname.

EPS in de kwaliteit van isorast is niet capillair zuigend en neemt zelfs als het een week lang onderwater heeft gelegen niet meer dan 2% van het volume op

aan vocht. Met deze eigenschap van isorast kunnen de tabel: vochtinvloed scheuren en vocht plekken op het pleisterwerk en behang bij isorast zich niet eens voordoen.