Ontwerpdetails zonder thermische bruggen

Thermische bruggen zijn individuele, plaatselijk beperkte plaatsen in externe bouwcomponenten, die een kleinere warmte isolatie hebben dan de andere oppervlakten. Als het winter is en in de woning is het warm en doordat er warmte wordt getransporteerd over een thermische brug (in Duitsland wordt dit een warmtebrug genoemd), voelt het aan de binnenzijde van de woning bij zo’n thermische brug koud aan. In plaats van thermische brug of warmtebrug wordt er in Nederland dan ook gesproken over de onjuiste technische benaming, namelijk koudebrug. Koude kan namelijk niet over een brug getransporteerd worden wel warmte!

Figuur 14:
Verticale doorsnede: 1: Verdeelwapening 2: Ter plaatse van eerste, vijfde en laatste rij 3: Verticale wapening volgens tabel

Figuur 15: Vasthouding van de wapening
Buiten Binnen

Mogelijke gevolgen van thermische bruggen:

Verliezen van warmte-energie.
Door lage oppervlaktetemperatuur komt er condensatievorming, vochtigheidspenetratie van de muur en schimmelvorming.
Scheurvorming door verschillende temperatuurspanningen.
Strepen aan de oppervlakte.

Gevoelig voor thermische bruggen is het enkelwandig metselwerk:

Redenen voor het ontstaan van thermische bruggen:

Wanden met grotere belasting moeten met drukvastere stenen en slechtere isolatie gemetseld worden;
metselwerkvoegen;
mortel, die in de metselwerkkamers is gelopen;
lateien, kozijn- en deuraansluitingen;
vloer aansluiting;
de randbalken en opstaande randen.Met een externe isolatie wordt het gebouw rondom ingepakt. Theoretisch zijn daarmee de thermische bruggen onmogelijk. In de praktijk dreigen echter de gevaren eveneens met plaatvormige isolatie:
Het krimpen van hardschuim platen resulteert in naden bij de plaataansluitingen;
bevestiging van de isolatieplaten (noodzakelijk bij een oppervlakte gewicht van de gevelbekleding van 10 kg/m2);
holle ruimtes tussen isolatieplaten en het metselwerk, bij de kleinste ondichtheden trekt er al koude lucht door.Waarom al deze hiervoor genoemde punten bij het isorast systeem niet mogelijk is, zal op de volgende bladzijden worden uitgelegd.

Thermische bruggen – Praktijkgeval

In afbeelding 18 ziet men een twee verdieping eengezinshuis als voorbeeld voor thermische bruggen. De afbeelding daaronder toont de binnenwand oppervlakte temperaturen bij een binnentemperatuur in het midden van de ruimte van +20°C en een buitentemperatuur van 10°C.

Afb. 17: Verschillende soorten metselwerk met gevaar voor thermische bruggen

Onderstaande muursecties en de verwerkte materialen:

1. Metselwerk, lage soortelijke massa, goed isolerend.

2. Metselwerk, gemiddelde soortelijke massa, minder goed isolerend.

3. Keldersteen, nodig wegens verhoogde belastingen en gronddruk, slecht isolerend.

4. Mortelvoegen, slecht isolerend.

5. Betonnen latei, slecht isolerend.

6. Randbalk, slecht isolerend.

7. Dun metselwerk, slecht isolerend.

8. Handelskwaliteit zonweringkasten, slecht isolerend.

9. Houtenkozijn met thermische beglazing, goed isolerend.

Afb. 20: Grafische voorstelling van de thermische bruggen, temperaturen op de buitenmuur bij een buiten temperatuur van -10°C:

Afbeelding 19 toont de oppervlaktetemperaturen van de buitenwand, als hetzelfde gebouw met isorast 37,50 cm element opgebouwd is: Het volledige gebouw is ook op alle kritische aansluiting met hardschuim isolatie ingepakt en volledig thermisch brugvrij.

Vloer aansluiting

Bij conventionele verwerking moet de vloerrand rondom afgesloten zijn. Het is één van de meest voorkomende thermische bruggen.

Isorast bied ook hier perfectie: isorast vloeraansluitingen bestaat uit een wand en een staalbeugel. Voor de binnenste strook word de randbescherming van de verpakkingspallets gebruikt. Dit beantwoordt ook aan de ecologische vraag naar afvalvermindering.

Werk volgorde figuur 17:

1. De buiten muur bevestigen.

2. Onderste randbescherming bevestigen.

3. Staalbeugel plaatsen.

4. Bovenste randbescherming bevestigen.

5. Ideaal: Houder voor de onderste randanker staven en te gebruiken als ringwapening.

Nu wordt de wand met beton gevuld. Het onderste deel van de beugels met de randanker staven verankeren zich in het beton, daarmee is de buitenste wand bij de vloeraansluiting zeer zeker verankerd.

Voor het storten van de vloer word in de bovenste afstandhouder (6) een tweede staaf gelegd – alles in een constructief optimale positie.

Bij vloerdiktes minder dan 19 cm kan er onder de vloer ter plaatse van de binnenwand nog een verhogende strook geplaatst worden (6,25 cm) of een strook (2,7 cm) boven de vloer (zie figuur 18.).

Bij vloerdiktes boven de 19,6 cm wordt het laatste isorast element onder de vloer met een bepaalde grote verkort of komen er aan de buitenzijde van het verdiepingsvloerelement aan de bovenzijde één of meerdere ophoogelementen van 6,25cm hoog.

Vloer aansluiting

Bij conventionele verwerking moet de vloerrand rondom afgesloten zijn. Het is één van de meest voorkomende thermische bruggen.

Figuur 20 metselwerk:

U-vormige latei, binnenin gewapend en met beton gevuld. Het warmtegeleidingcoëfficiënt hiervan bedraagt 0,27 W/mK, gewapend beton 2,1 W/mK, bij een muurdikte van 37,5 cm. De oppervlaktetemperatuur binnen bedraagt met deze latei 14,7°C bij een buitentemperatuur van -15°C. Het warmte verlies per meter van deze uitvoeringsvorm komt overeen met het warmte verlies per 16 m van de isorast latei in dezelfde muurdikte van 37,5cm.

Figuur 21 isorast latei oplossing:

Thermische brugvrije en passiefhuis geschikte oplossing: isorast vorm latei. De doorlopende isolatie wordt op geen enkel punt verminderd. De warmte isolatie bij isorast lateien komt overeen met de warmte isolatie van de muur. Het binnenste oppervlakte temperatuur bedraagt zelfs bij een buitentemperatuur van -15°C nog 19,3°C.

figuur 20

Figuur 22 met aanslag:

Het latei element is uit drie individuele delen samengesteld: de buitenmuur (1), de binnen muur en de onderkant van de latei. Dit maakt op een eenvoudige manier een kozijnaanslag mogelijk: De buitenmuur wordt naar beneden geschoven en het gebied erboven met eindstukken opgevuld (2). Door dit detail is het warmte verlies op de ideale manier geminimaliseerd:

Het buitenoppervlak van het raamkozijn is extra geïsoleerd. Het warmteverlies bij het raamkozijn wordt hierdoor sterk gereduceerd.
De toevoeging van een aanslag verhoogt het werking oppervlak. Dit geeft meer zekerheid voor de luchtdichtheid.Dit detail is door het Passiefhuis Instituut in Duitsland gecontroleerd en als “passiefhuis geschikt” geclassificeerd.

Latei-vloer element:

Binnen muur en lateionderkant afzagen met de isorast zaag (zie figuur 24).Verwerking: Latei element links en rechts 6,25 cm opleggen en dan wapeningsstaven met afstandhouders plaatsen. Afgeschuinde elementen:
De zon warmte winsten worden vergroot, wanneer het element met de isorast zaag afgeschuind wordt (zie afb.22) In vroegere tijden een gebruikelijke maatregel bij sloten, burchten en kastelen.

Constructie (in overleg met constructeur): Bouwondernemers of zelfbouwers: Om redenen om het eenvoudig en constructief de lateien goed te contrueren, is het aanbevolen de constructuer te raadplegen of hte mogelijk is om twee staven wapening te leggen en af te zien van wapeningskorven en beugels. Het wordt dan niet volgens DIN 1045 uitgevoerd, maar volgens DIN 1053, deel 3, E13 of Europese norm (zie rekenvoorbeeld isorast handboek voor architecten). De wapeningskorven kunnen dan opgenomen worden in de constructieve breedplaatvloer. Alleen in zeldzame gevallen bij extreme belastingen of overspanningen van meer dan 3 meter moeten er beugels worden gebruikt.

Latei boven binnendeur

e standaard Duitse vloer opbouw met deklaag en isolatie heeft een hoogte van minstens 12,5 cm. Doordat de binnendeuren in Duitsland nog steeds standaard 2 meter hoog zijn, moet men een ruwe hoogte van 212,5 cm nemen. Dit kan gemakkelijk worden bereikt met de 12,5 cm hoge isorast binnendeur latei:

Oplegging links en rechts van 6,25 cm.
Onder de oplegging van de latei 2 even hoge passtukken plaatsen

Latei boven binnendeur

Ook dergelijke vormen zijn met isorast geen probleem:

Wand in het gebied van de opening doorstekken.
Rondbogen met een snoer aangeven.
Rondbogen eruit snijden.
Plaatwerkstrips als bekisting plaatsen.
Uitgesneden rondbogen weer aanbrengen en afsmeren – de volledige rondboogbekisting is klaar.Kozijn onderaansluiting

Een belangrijk detail met groot gevaar voor een thermische brug:

Het 80 mm hoge stelkozijn onder het raamkozijn (bij passieve huizen 100 mm) moet uit “Purenit” bestaan, een isolatie materiaal met de sterkte van hout.
Vensterbank en waterslag moeten goed met montageschuim afgespoten worden.Gebruik voor de vensterbank binnen geen steenachtige materialen.

Kozijn zijaansluiting

Bij monolithisch metselwerk heeft de warmte slechts een korte weg rondom het raamkozijn nodig om naar buiten te trekken. Bij deze aansluitingsplaatsen gaat bij een raamkozijn met een grootte van 1,5 x 1,5 m net zo veel warmte verloren als bij 10 m2 van hetzelfde metselwerk. Bij isorast is een dergelijke thermische brug niet mogelijk, aangezien de warmte zich hier door isolatie materiaal moet manoeuvreren. D edetails uit figuren 29, 30 en 31 zijn officieel passiefhuis gecertificeerd.

Figuur 29:

De aanbrenging van een aanslag is ideaal. Hier wordt niet alleen de weg van de warmte van het binnenblad naar buiten aanzienlijk verlengt, ook het warmteverlies via het raamkozijn wordt geminimaliseerd door de extra isolatie. De uitvoering is bij isorast probleemloos:

De eindstukken een raster verder naar binnen zetten.
Binnenmuur bij een raster afsnijden.

Figuur 30:

De afgeschuinde buitenmuur verhoogt de warmte winsten van de zon.

Figuur 31:

Ook kan de aanslagdiepte “X” indien nodig worden verkleint of vergroot.

Figuur 32:

Ook zonder aanslag kan de warmte niet wegtrekken. Deze manier is wel een stuk minder gunstig dan wel een aanslag toepassen en dit detail is niet passiefhuis gecertificeerd

integratie van metselwerk

Indien mogelijk zal de binnenste isolatie laag niet worden weggesneden uit het isorast element, omdat deze bijdraagt aan de thermische isolatie. Tenzij statisch niks anders mogelijk is en de binnen muur tegen de betonnen kern moet worden gezet, zal poreus metselwerk met betere isolatie waarden toegepast moeten worden.

Voor het betonstorten in de isorast wanden kunnen er ankers geplaatst worden in de isorast muur, waarna deze meegestort worden. Deze ankers zullen daarna in de vastgelijmde of gemetselde binnenmuur verankerd kunnen worden.

Dakvoet

Bij het bepalen van het gebruik van metselwerk wordt vaak over het hoofd gezien dat dit pas in het laatste gedeelte van het bouwproces neergezet kan worden: Dakvoet, randbalk, lateien en hoge belaste gedeelten moeten worden uitgevoerd met gewapend beton. Hier bestaan vele gebouwen voor meer dan 50% uit. In tegenstelling tot isorast: isorast is een gewapend beton systeem, en kan daarmee –met weinig uitzonderingen – alles op een uniforme wijze uitvoeren. Dakvoet voorbeeld: Bij isorast wordt simpelweg de betonnen kern voorzien van wapening.

Ophoogelementen

Ophoogelementen zijn blokjes van 6,25 cm hoog en worden tussen de isorast elementen geplaatst. Met deze blokjes kan men een hoogte maat halen die een veelvoud van 6,25 cm heeft.

Als er twee of drie rijen van deze ophoogblokjes benodigd zijn, wordt er aanbevolen deze te verspreiden over verschillende lagen. Omdat de binnen en buitenwand niet met elkaar verbonden is met zulke ophoogelementen.

Kan het niet anders dan deze ophoogblokjes toch op elkaar te zetten, dan moet er om de 18,75 cm stalen beugels worden geplaatst. De ophoogblokjes zijn voor deze toepassing voorzien van sleuven.

Er worden 25,00 cm en 43,75 cm elementen ophoogblokjes aangeboden. Bij een 37,5cm isorast element moeten bijvoorbeeld drie dunne ophoogblokjes naast elkaar gelegd worden. Ook kan men dit bereiken om de 43,75cm ophoogelementen zo door te zagen dat men uit een element de binnen en buitzenzijde haalt.

Sparingen voor elektra en leidingen

Sparingen voor waterleidingen, verwarmingsleidingen en elektriciteitkabels hoeven niet meer uitwendig, zoals bij een metselwerk wand, worden uitgefreesd. Met het isorast gloeidraadsnijder kunnen de sleuven gemakkelijk, schoon en binnen enkele minuten gesneden worden.

Het snijpunt kan elk gewenste contour van 5 tot 40 mm diameter vormen. Leidingen en kabels zitten klem in het hardschuim. Zij worden in de groef vastgehouden zonder verdere fixatie en daarna met montageschuim worden de sparingen opgevuld.

Warmwaterleidingen worden iets dieper ingekerfd:

Na het opvullen van de resterende ruimtes met isolatie schuim zijn de leidingen met weinig moeite en zonder veel meerkosten volledig geïsoleerd.

Hallenbouw

Commerciële hallen, zwembaden, kerken, enz. kenmerken zich door hun hoge wanden. Hier moeten de wanden worden bewapend, betondoorsnede worden verhoogd of stalenkolommen worden ingebouwd.

Isorast biedt al elementen met 20,25 en 26,5 cm betondikte aan.
Weggehaalde isorast-brandwerende stenen kunnen weer om de staaldrager heen geplaatst worden. Hierdoor is zijn deze staaldragers volledig geïsoleerd en zijn bij deze staaldragers geen
thermische bruggen aanwezig

Zwembaden

Door de druk van het water of door de gronddruk op de wanden wanneer het zwembad leeg gepompt is, worden de wanden van een zwembad blootgesteld aan grote belastingen, die bij een metselwerk constructie met een bouwtechnisch goede uitvoering alleen in ongebruikelijke dikke wanden kan worden opgebouwd.

Met isorast kunnen die belastingen al bij een 25 cm wanddikte, door gebruik van wapening, opgevangen worden. De volgende afbeelding toont een versterkte zwembad wand. Tot een wand hoogte van 150 cm is de bodemplaat 11 cm dik en bij een hoogte tot 175 cm is de bodemplaat 17 cm dik. In deze uitvoeringsvorm, is de lengte van de wanden niet relevant.

De gunstige omstandigheden van de binnenste isolatie laag zorgt ervoor dat het verlies van de warmte van het water door de wand in zeer grote mate wordt voorkomen. De dikkere wanden vormen samen met de bodemisolatie een thermische brugvrije bak tegen het verlies van warmte via de omhulling. Als bekleding biedt zich een folie of een gewapende laag aan. Het schuin afgesneden isolatie blokje in de hoek is belangrijk en verdeelt de trekkracht over een groter oppervlakte. Betegeling direct op het polystyreen hardschuim is niet mogelijk: De waterdruk comprimeert de isolatie en dit leidt tot de vorming van scheuren en lekkages. In dit geval zouden alle wanden eerst opnieuw moeten worden bekleed met een gewapende laag en daarop zou betegeld kunnen worden.

Witte wanden

Onder een witte wand verstaat men een volledig afgesloten, waterdichte kelderwand, die samen met de bodemplaat een geheel vormt. Deze betonnen wand ziet er wit uit en deze
witte wand is zonder verdere afwerkingslagen bij waterdruk al reeds waterdicht. Bij een zware wand is de buitenzijde van de wand behandeld met een bitumineuze laag.

Bij gebruik van de isorast brand elementen is een dergelijke uitvoering mogelijk. Het is essentieel dat bij hoek en T-verbindingen het EPS zo wordt weggesneden dat de betonkern doorloopt.
De “echte” witte wand volgens DIN met hun versterkingen en bodemaansluiting mag alleen door een aannemer worden uitgevoerd.

Een “niet echte” witte wand: Bouwer of aannemer: Voor beiden is het probleem groot, als er een lekkage in de wand ertoe leidt, dat het water zich in de wand op diverse plaatsen verspreid. Aandachtpunt is toch wel voor de “niet echte” witte wand, die zowat het resultaat van het witte wand bepaalt, maar zonder extra inspanning is uit te voeren:

Elastische dichtingslabben onder de muren van ten minste 3 mm dik toe te passen om fijne scheuren te voorkomen op dit punt.
Silobeton gebruiken, deze fijne korrel zorgt voor een homogene betonwand.De “niet echte” witte wand biedt een extra zekerheid. U bespaart niet de daadwerkelijke afdichting door de buitenste laag. Garanties kunnen helaas hierop nooit worden afgegeven.
Figuur