Cursus Bouwfysica2 Bouwknopen Akoestiek

 

BOUWFYSICA 2

Prof. Ir. P. Ampe Hoogleraar Faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur Vakgroep Industriële Technologie en Constructie

Universiteit Gent

2013-2014

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

1|210 

 

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

2|210 

 

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

3|210 

 

Bouwfysica 2 Energieprestatie en Binnenklimaat

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

4|210 

 

Lijst Normen

ARI Standard 560:2000 Absorption water chilling and water heating packages (ARI: Air-Conditioning

and Refrigeration Institute) ISO 15099:2003 Thermal performance of windows, doors and shading devices - Detailed calculations NBN D 50-001:1991 Ventilatievoorzieningen in woongebouwen NBN EN 308:1997 Heat exchangers - Test procedures for establishing performance of air to air and

flue gases heat recovery devices NBN EN 410:2011 Glass in building - Determination of luminous and solar characteristics of glazing NBN EN 1027:2000 Windows and doors - Watertightness – Test method NBN EN 12309-2:2000 12309-2:2000 Gas-fired absorption and adsorption airconditioning and/or heat pump

appliances with a net heat input not exceeding 70 kW - Part 2: Rational use of energy NBN EN 13141-1:2004 13141-1:2004 Ventilation for buildings - Performance testing of components/products for

residential ventilation - Part 1: Externally and internally mounted air transfer devices. NBN EN 13363-1:2007 13363-1:2007 Solar protection devices combined with glazing. Calculation of solar and light

transmittance - Part 1: Simplified method NBN EN 13363-2:2005 13363-2:2005 Solar protection devices combined with glazing - Calculation of solar and light

transmittance - Part 2: Detailed calculation method NBN EN 13829:2001 13829:2001 Thermal performance of buildings - Determination of air permeability of

buildings - Fan pressurization method NBN EN 14134:2004 14134:2004 Ventilation for buildings - Performance testing and installation checks of

residential ventilation systems NBN EN 14511:2011 14511:2011 Air conditioners, liquid chilling packages and heat pumps with electrically driven

compressors for space heating and cooling NBN EN 60034-1:2010 60034-1:2010 Rotating electrical machines - Part Par t 1: Rating and performance NBN EN 60904-1:2007 60904-1:2007 Photovoltaic devices - Part 1: measurement of photovoltaic current-voltage

characteristics. NBN EN ISO I SO 10211:2008 Thermal bridges in building construction – Heat flows and surface

temperatures – Detailed calculations NBN EN 15251:2007 15251:2007 Indoor environmental input parameters for design and assessment of energy

performance of buildings addressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics   Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

5|210 

 

NBN EN ISO 12241:1998 12241:1998 Thermal insulation for building equipment and industrial installations -

Calculation rules NBN EN ISO 13789:2008 13789:2008 Thermal performance of buildings – Transmission and ventilation heat

transfer coefficients - Calculation method NBN EN ISO 13790:2004 13790:2004 Thermal performance of buildings – Calculation of energy use for heating

(supersedes EN 832) NBN EN ISO 14683:2008 14683:2008 Thermal bridges in building construction - Linear thermal transmittance –

Simplified methods and default values

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

6|210 

 

Definities Aangrenzende onverwarmde ruimte (AOR): een aangrenzende ruimte die buiten een beschermd

volume gelegen is en niet verwarmd wordt. Aangrenzende verwarmde ruimte (AVR): een aangrenzende ruimte die binnen een beschermd

volume gelegen is. Bij de bepaling van de energieprestatie wordt aangenomen dat er geen warmteuitwisseling met dergelijke ruimten optreedt. Er kunnen 3 verschillende contexten onderscheiden worden:

•  AVR grenzend aan het beschermd volume dat men beschouwt. Bijvoorbeeld een ruimte gelegen binnen het beschermd volume van een bestaand gebouw op een belendend perceel of van een bestaand gebouwdeel op eigen perceel. Dit laatste geval kan bv. Van toepassing zijn bij een uitbreiding van een gebouw.

•  AVR grenzend aan het ‘EP-volume’ dat men beschouwt. Bijvoorbeeld:

• 

-   een ruimte gelegen in een aangrenzend ‘EP-volume’ (binnen het eigen beschermd volume), -   of een andere ruimte (waaraan geen energieprestatie-eisen gesteld worden) gelegen binnen het eigen beschermd volume bv. een gemeenschappelijke traphal in een appartementsgebouw, …) -   of nog, een ruimte gelegen in een aanpalend beschermd volume. AVR grenzend aan de energiesector die men beschouwt. Bijvoorbeeld -   een ruimte gelegen in een aangrenzende energiesector (binnen het eigen ’EPvolume’), -   of een ruimte gelegen in een aangrenzend ‘EP-volume’, -   of een andere ruimte gelegen binnen het eigen beschermd volume, -   of nog, een ruimte gelegen in een aanpalend beschermd volume.

Benuttingsfactor van de warmtewinsten: fractie van de warmtewinsten door bezonning en interne

bronnen, die voor een afname van de netto energiebehoefte voor ruimteverwarming in het beschermd volume zorgt. Beschermd volume: het volume van alle ruimten in een gebouw dat thermisch afgeschermd wordt

van de buitenomgeving (lucht of water), de grond en alle aangrenzende ruimten die niet tot een beschermd volume behoren. Bruto energiebehoefte voor ruimteverwarming: energie die door de warmteopwekkingsinstallatie

voor ruimteverwarming aan het verdeelsysteem (of opslagsysteem) voor ruimteverwarming wordt overgedragen. Bruto energiebehoefte voor warm tapwater: energie die door de warmteopwekkingsinstallatie voor

warm tapwater aan het verdeelsysteem voor warm tapwater wordt overgedragen.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

7|210 

 

Buitentemperatuur: de gemiddelde temperatuur van de buitenlucht over een bepaalde periode, in

deze bijlage 1 maand. Centrale verwarming: installatie voor verwarming waarbij een warmtetransporterend fluïdum de

opgewekte warmte naar meer dan één ruimte binnen het beschermd volume transporteert. Collectieve verwarming: installatie bedoeld voor de verwarming van meer dan één wooneenheid of

meer dan één woongebouw. Deellastrendement: het opwekkingsrendement van een installatie onder gedeeltelijke belasting. Energiesector: een geheel van ruimten van het beschermd volume die:

- tot dezelfde ventilatiezone behoren; - van hetzelfde type warmteafgiftesysteem voorzien zijn (tenzij, in geval van centrale verwarming, met het slechtste afgifterendement gerekend wordt); - en verwarmd worden wo rden met hetzelfde opwekkingstoestel (of desgevallend dezelfde combinatie van opwekkingstoestellen). Energieverbruik voor verwarming: eindenergie nodig om de bruto energiebehoefte voor

ruimteverwarming te dekken. Energieverbruik voor warm tapwater: eindenergie nodig om de bruto energiebehoefte voor warm

tapwater te dekken. EP-volume: een gebouw of deel van een gebouw waarvoor de energieprestatie bepaald wordt. Er

worden 2 types onderscheiden: o nderscheiden: - EPW-volume: een woning of wooneenheid waarvoor de energieprestatie bepaald wordt volgens onderhavige bijlage; - EPU-volume: een gebouw of deel van een gebouw met een kantoor- of schoolbestemming waarvoor de energieprestatie bepaald wordt volgens bijlage VI bij dit besluit (Bepalingsmethode van het peil van primair energieverbruik van kantoor- en schoolgebouwen). Fotovoltaïsch zonne-energiesysteem: voorziening voor de opvang en omzetting van zonne-energie

in elektriciteit. Gebruiksoppervlakte: de vloeroppervlakte, bepaald zoals beschreven in hoofdstuk 2 van bijlage VI. In/exfiltratiedebiet: hoeveelheid buitenlucht die per tijdseenheid door infiltratie het beschermd

volume of een energiesector binnenkomt. Interne warmteproductie: de warmte van personen, verlichting, ventilatoren, pompen en alle

andere apparatuur, die binnen het beschermd volume vrijkomt.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

8|210 

 

Inwendige scheidingsconstructie: constructie of deel van een constructie dat de scheiding vormt

tussen het beschermd volume en een aangrenzende, al dan niet verwarmde ruimte. Karakteristiek jaarlijks primair energieverbruik: het jaarlijks primair energieverbruik voor

ruimteverwarming, de opwekking van warm tapwater, (fictieve) koeling, hulpfuncties, en in geval van kantoren en scholen ook verlichting, berekend volgens de methode beschreven in de bijlage voor woongebouwen en in bijlage VI bij het besluit voor kantoren en scholen. De primaire energiebesparing door zelfgeproduceerde elektriciteit m.b.v. een fotovoltaïsch systeem of m.b.v. een WKKinstallatie wordt in mindering gebracht. Karakteristieke luchtdoorlatendheid: luchtdoorlatendheid: het luchtdebiet bij een drukverschil van 50 Pa. Maximaal elektrisch vermogen van een elektromotor (of van een elektromotor-ventilator

combinatie): dit is het maximaal m aximaal elektrisch vermogen dat de elektromotor (of de elektromotorventilator combinatie) bij continu bedrijf kan opnemen, desgevallend met inbegrip van alle voorschakelapparatuur. Het elektrisch vermogen wordt dus gemeten ter hoogte van de netvoeding. Continu bedrijf is gedefinieerd in NBN EN 60034-1 (Duty type S1). Mechanische ventilatie: ventilatie die door één of meerdere ventilatoren tot stand wordt gebracht. Natuurlijke ventilatie: ventilatie die onder invloed van wind en het temperatuurverschil tussen de

lucht buiten en de lucht binnen tot stand komt. Netto energiebehoefte voor ruimteverwarming: energie die nodig zou zijn om het beschermd

volume gedurende een zekere periode, in deze bijlage 1 maand, op binnentemperatuur te houden bij gebruik van een installatie met systeem- en opwekkingsrendement 1. Netto energiebehoefte voor warm tapwater: energie die nodig zou zijn om gedurende een zekere

periode, in deze bijlage 1 maand, het warm tapwater van koud naar de gewenste temperatuur op te warmen bij gebruik van een installatie met systeem- en opwekkingsrendement 1.

Opaak: geen zonnestraling doorlatend (tegenovergestelde van 'Transparant'). Peil van primair energieverbruik (E-peil): verhouding tussen het karakteristiek jaarlijks primair

energieverbruik van het beschermd volume en een referentie karakteristiek jaarlijks primair energieverbruik, vermenigvuldigd met 100. Plaatselijke verwarming: installatie voor ruimteverwarming waarbij de warmte wordt afgegeven in

de ruimte waar zij wordt geproduceerd. Prestatiecoëfficiënt (COP): de verhouding tussen het verwarmingsvermogen en het opgenomen o pgenomen

vermogen van een warmtepomp (coefficient of performance). Opwekkingsrendement: verhouding van de door een warmteopwekkingstoestel extern afgeleverde

warmte tot de verbruikte energie.   Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

9|210 

 

Rendement van een thermisch zonne-energiesysteem: verhouding van de maandelijkse nuttige

energiebijdrage tot de energie die de zon maandelijks aan het systeem levert. Seizoensprestatiefactor: de verhouding tussen de afgegeven warmte en de verbruikte energie bij

een warmtepomp gedurende een zekere periode. Warmteoverdrachtscoëfficiënt door ventilatie: warmteverlies per Kelvin temperatuurverschil als Warmteoverdrachtscoëfficiënt gevolg van het verwarmen van het luchtdebiet dat per tijdseenheid door ventilatie en infiltratie het

beschermd volume binnenkomt. Systeemrendement: fractie van de opgewekte bruikbare warmte die effectief wordt benut. Het

systeemrendement wordt opgesplitst in een verdelings- en een afgifterendement. Warmteoverdrachtscoëfficiëntt door transmissie: warmteverlies door transmissie door een Warmteoverdrachtscoëfficiën

verzameling scheidingsconstructies per Kelvin temperatuurverschil tussen de omgevingen aan beide kanten ervan. Thermisch zonne-energiesysteem: voorziening voor de opvang en omzetting van zonne-energie in

warmte. Transparant: zonnestraling in min of meerdere mate doorlatend, al dan niet met behoud van een

helder beeld. ('Transparant' omvat dus zowel het begrip ‘doorzichtig' als het begrip 'doorschijnend'.) Tegenovergestelde van 'Opaak'. Uitwendige scheidingsconstructie: constructie die of deel van een constructie dat de scheiding

vormt tussen het beschermd volume en de buitenlucht, de grond of water. Venster: een scheidingsconstructie die (gedeeltelijk) lichtdoorlatend is. Ventilatiedebiet: hoeveelheid buitenlucht die per tijdseenheid door ventilatie wordt toegevoerd. Ventilatiezone: afgesloten deel van een gebouw met een onafhankelijk ventilatiesysteem. Verdeelrendement: fractie van de opgewekte o pgewekte warmte of koude die effectief aan de

verwarmingselementen wordt geleverd. Staat bij een gebouwgebonden productie het opwekkingstoestel niet in het gebouw, dan zitten in het verdeelrendement ook de warmteverliezen van de leidingen tussen de plaats van opwekking en het gebouw. Vollastrendement: opwekkingsrendement van een warmteopwekkingsinstallatie bij nominaal

vermogen.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

10 | 2 1 0  

 

Warmtedoorgangscoëfficiënt: de warmtedoorgang door een vlak constructiedeel per eenheid van

oppervlakte, eenheid van tijd en eenheid van temperatuurverschil tussen de omgevingen aan beide zijden van het deel. Warmtekrachtkoppeling (WKK): gecombineerde productie van elektriciteit en warmte. Warmtelevering door derden: levering van warmte die niet opgewekt wordt op het eigen perceel. Warmtetransporterend fluïdum: een vloeistof of gas waarmee thermische energie van 1 plaats naar

een andere verplaatst wordt, bv. water in een radiatorencircuit of een antivriesoplossing in een bodemwarmtewisselaar van een warmtepomp. Warmteverlies: hoeveelheid warmte die het beschermd volume gemiddeld per eenheid van tijd

verliest. Warmteverlies door transmissie: het warmteverlies als gevolg van warmtetransmissie. Warmteverlies door ventilatie: het warmteverlies als gevolg van het verwarmen van het ventilatie-

en infiltratiedebiet in het beschermd volume tot de door de bijlage opgelegde binnentemperatuur. Warmtewinst: som van de zonnewinsten, die via de transparante scheidingsconstructies het

beschermd volume binnenkomen, en van de interne warmteproductie. Zonnetoetredingsfactor van een beglazing: de verhouding tussen de bezonningsstroom die door een

beglazing naar binnen komt en de bezonningsstroom die op de beglazing invalt. In de zonnetoetredingsfactor zitten zowel de directe en de diffuse transmissie als de indirecte winsten die het gevolg zijn van de absorptie van de bezonningsstroom. Voor het o onderling nderling vergelijken van beglazingssystemen wordt om meettechnische redenen de zonnetoetredingsfactor voor loodrecht invallende directe straling gebruikt.

Symbolen, afkortingen en indices A A AOR

B B C C COP E E

( gepr oj ect ect eer eer de) opp opper vl akt akt e l uc ht ( ai ai r ) aangr aan gr enzend onver onver war mde r ui mt e br ee eedt dt e ant i vr i es f l uï dum ( br br i j n, br i ne) compact hei d ef f ect i eve t her mi sche sche ca cap paci t ei t pr est at i ecoëf ecoëf f i ci ën ëntt van ee een n war mt ep epom omp ( co coe ef f i ci ent of per f or mance) ce) kar akteri st i ek j aar l i j ks pr i mai r ener gi ever br ui k pei l van pr i mai r ener gi ever br ui k

m² m m J/K MJ -

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

11 | 2 1 0  

 

EER

en energi ergi e- ef f i ci ënt ënt i ev eve er houd oudi ng va van n een ko koel el machi chi ne ( ener gy ef f i c i enc y r at i o) ( r educ t i e) f ac t or or war mt eove eoverr dr acht acht scoëf scoëf f i ci ënt ënt bezon ezonni ng

F H I

W/ K

MJ / m² I P P P Q R RF SPF U U V V

W

i ndi ca catt or ( voor over ver hi t t i ng) omt r ek ver mogen dr uk ho hoeve eveel el hei hei d war mt e of en ener er gi e war mt eweer s t and m2. K/ W r educt i ef act or sei sei zoe zoenspr spr est at i ef act or spanni ng war mt edoo edoorr gan angsco gscoëf ëf f i ci ënt ënt W/ ( m² . K) vol vo l ume l uch chtt debi et , vent i l at i edebi et hoevee veel hei d el ektr i ci t ei t

W a b c c c d f g h l m m n q q r t

Kh m W Pa MJ V

m³   m³ / h kWh

wat er coë coëf f i ci ënt , numer i eke par amet er , gebr ui ksf act or coë coëf f i ci ënt , numer i eke par amet er c or or r ec t i ef ac t or or soo soor t el i j ke war mt e  J / ( kg. K) c oë oëf f i c i ënt di kte f ac t or or zo zon nnet oet r edi ngsf act or hoogt hoogt e l engt e ver meni gvul vul di gi ngsf act or maan aandel i j ks ( op maan aandbasi s) vent i l at i evoud war mt est r oomdi cht hei d vol umed edeb ebii et r educ t i ef ac t or or , c or or r ec t i ef ac t or or t i j d, t i j ds t ap ap

di ept e abs o orr pt i ec oë oëf f i c i ënt hor hor i zonho zonhoek ek gr ad aden en αv, αsL , αsR overr st ekhoe ove ekhoeken ken gr ad aden en wi nst - ver l i es ver ver houdi ng γ r ende endem men entt η λ ver l i es- wi nst ver ver houdi ng, war mt egel ei di ngscoë scoëf f i ci ënt , W/ ( m. K) uu uurr ho hoek ek ω gr ad aden en θ t empe perr at uu uurr

m m m h- 1 W/ m² m³ / h s

z

m -

α αh

Φ  

Bouwfysica 2

war mt est r oom, ver mogen

Prof. Ir. P. Ampe

-

°C W

12 | 2 1 0  

 

ρ

vol umemass as s a

kg/

m³  

τ ψ χ χ

t i j dco con nst ant e l i j nwar mt edoor gangscoë scoëf f i ënt W/ ( m. K) i nval val sho shoek gr ad aden en punt pu nt war mt ed edoo oorr gang gangscoëf scoëf f i ci ën ëntt

s

W/ K

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

13 | 2 1 0  

 

Hoofdstuk III 

BOUWKNOPEN1 

III.1  Inleiding In het ontwerp tot wijziging van Bijlage IV/V van het EPB-besluit is vastgelegd hoe de invloed van bouwknopen op de warmteoverdrachtscoëfficiënt door transmissie bepaald moet worden. Hierbij wordt de keuze gelaten tussen drie methoden: een gedetailleerde methode, een methode van de EPB-aanvaarde bouwknopen en een methode waarbij men voor een forfaitaire, ongunstige toeslag op het K-peil kiest. De gedetailleerde methode (‘Optie A’) laat toe zo exact mogelijk de invloed van de bouwknopen op de totale warmtestroom te bepalen. Alle lineaire en puntbouwknopen moeten hierbij individueel ingerekend worden. De methode van de EPB-aanvaarde bouwknopen (‘Optie B’) voorziet in een kleine kl eine forfaitaire toeslag op het K-peil ten gevolge van koudebrugarme ko udebrugarme bouwknopen. Voor deze bouwknopen hoeven geen lengtes en/of aantallen bepaald te worden, waardoor het rekenwerk kan beperkt worden. Alle nietEPB-aanvaarde bouwknopen moeten bijkomend individueel ingerekend te worden. Indien men kiest om de invloed van bouwknopen noch in te rekenen volgens de gedetailleerde methode noch volgens de methode van de EPB-aanvaarde bouwknopen, wordt een forfaitaire toeslag (‘Optie C’) voorzien. Onderstaande tekst tracht de wettelijke tekst te verduidelijken en toe te lichten a.d.h.v. voorbeelden. Dit toelichtingsdocument kan samen gelezen worden met de powerpoint-presentaties over bouwknopen die apart downloadbaar zijn. Aangezien de methodiek nog niet geïmplementeerd is in de huidige EPB-software, zijn hierover nog geen aanwijzigingen opgenomen in onderstaande tekst. Bijlage IV/V voorziet slechts in berekeningsmethodes om de invloed i nvloed van bouwknopen in te rekenen. Dit betekent dat niemand wordt ontslagen van zijn verantwoordelijkheid om de risico’s op condensatie- en schimmelvorming te beperken, zelfs bij het volgen van de voorschriften van Bijlage IV/V. Voor de tekeningen die in de tekst zijn opgenomen, is de legende uit de volgende figuur gebruikt.

1 Bron:

toelichtingsdocument werkgroep PathB2010 finale versie 31/10/2009

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

14 | 2 1 0  

 

III.2  Toepassingsdomein: bouwknopen De veelgebruikte en alomgekende term ‘koudebrug’ wordt bewust niet meer gebruikt in de regelgeving wegens de negatieve connotatie die ermee samenhangt. In de bouwpraktijk wordt een koudebrug meestal aanzien als een plaats waar ongeoorloofde o ngeoorloofde warmteverliezen optreden en waar condensatie- en schimmelproblemen kunnen voorkomen b.v. draagvloeren die contact maken met het buitenspouwblad, tot buiten doorgestorte betonlateien, … (onderstaande figuur).

FIGUUR 1:

Indien men echter aandacht schenkt aan een koudebrugarme detaillering en correcte uitvoering, kunnen de genoemde problemen tot een minimum herleid worden en kan men in principe niet meer spreken van een ‘koudebrug’. Daarom wordt de term ‘bouwknoop’ geïntroduceerd. Deze term dekt de verzameling van plaatsen in de gebouwschil waar er mogelijk extra warmteverlies kan optreden, zonder dat men daarom te maken heeft met ongeoorloofd warmteverlies en/of condensatie- en schimmelproblemen. De definitie maakt een oplijsting van de mogelijke locaties van een bouwknoop, maar geeft geen bouwfysisch oordeel over een ‘goede’ of ‘slechte’ bouwknoop. De term ‘koudebrug’ komt niet voor in de wettelijke tekst van het ontwerp tot wijziging van Bijlage IV/V van het EPB-besluit. Toch kunnen thermisch zeer slecht presterende bouwknopen aanzien worden als ‘koudebruggen’ in de oorspronkelijke, negatieve zin.

2D- en 3D-transmiss 3D-transmissieverliezen ieverliezen

Het is belangrijk het verschil te maken tussen enerzijds ‘bouwknopen’ en anderzijds de ‘lineaire en puntvormige onderbrekingen eigen aan een scheidingsconstructie’. Figuur 2.2 geeft een schematische weergave van de situatie.   Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

15 | 2 1 0  

 

Formeel gezien kunnen de twee- en driedimensionale transmissieverliezen transmissieverliezen van een gebouw veroorzaakt worden enerzijds door lineaire en puntvormige onderbrekingen die eigen zijn aan een scheidingsconstructie (houten stijl- en regelwerk, spouwankers, afstandshouders in beglazing, …) en anderzijds door de bouwknopen (dakopstand, funderingsa funderingsaanzet, anzet, raamaansluiting, …). Beide situaties moeten worden ingerekend in het h et totale transmissieverlies van een gebouw. Bij Bi j de onderbrekingen eigen aan een scheidingsconstructie gebeurt dit via de U-waarde volgens methodes uit het transmissiereferentiedocument, transmissiereferentiedocument, terwijl dit bij bi j de bouwknopen gebeurt door een aparte toeslag op het totale transmissieverlies zoals bepaald door Bijlage IV/V van het EPBbesluit.

FIGUUR 2: ER ZIJN 2D- OF 3D TRANSMISSIEVERLIEZEN TRANSMISSIEVERLIEZEN DIE NIET ONDER ‘BOUWKNOPEN’

VALLEN, MAAR DIE MOETEN INGEREKEND WORDEN IN D E SCHEIDINGSCONSTRUCTIE SCHEIDINGSCONSTRUCTIE WAARIN  ZE VO VOOR ORKO KOME MEN. N. De definitie van een bouwknoop is nauw verbonden met het begrip ‘scheidingsconstructie van het verliesoppervlak’. Daarom wordt in een eerste stap dieper ingegaan op o p dit begrip. Nadien komen de definities van een lineaire en puntbouwknoop aan bod en wordt expliciet toegelicht welke situaties niet als bouwknoop beschouwd worden. Tot slot komen de prestatiekenmerken van bouwknopen aan bod. BOUWFOLIES

Bij de beoordeling of een situatie al dan niet een bouwknoop is en eventueel EPB-aanvaard, moet er geen rekening gehouden worden met de aanwezigheid van bouwfolies zoals damp-, lucht- en waterschermen. Dit betekent dat bouwfolies die de isolatielaag plaatselijk doorbreken, niet moeten beschouwd worden als een lineaire bouwknoop OP VOORWAARDE VOORWAARDE dat er aandacht besteed is aan het onderlinge contact tussen bouwfolie en isolatielaag (onderstaande figuur).

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

16 | 2 1 0  

 

FUNDERINGSAANZET HOEFT GEEN FIGUUR 3: DE WATERKERING TER PLAATSE VAN EEN FUNDERINGSAANZET LINEAIRE BOUWKNOOP TE ZIJN INDIEN DE ISOLATIE LANGS BEIDE ZIJDEN VAN HET WATERSCHERM WATERSCHER M CONTINU I N CONTACT BLIJFT MET HET WATERSCHERM.

III.2.1 Scheidingsconstruc Scheidingsconstructies ties van het verliesopper verliesoppervlak vlak

IV.2.1.1. Wat zijn scheidingsco scheidingsconstructies nstructies van het verliesopper verliesoppervlak? vlak? In het kader van de aanpak van de bouwknopen wordt er uitsluitend gekeken naar de scheidingsconstructies van het verliesoppervlak1. Hieronder vallen enkel de constructiedelen die de scheiding vormen tussen de binnenomgeving en - de buitenomgeving, - de grond, kruipruimten of onverwarmde kelders en - aangrenzende onverwarmde ruimten (AOR).

De drie situaties zijn afgebeeld in de volgende figuur.

FIGUUR 4: NAAR BUITENOMGEVING

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

17 | 2 1 0  

 

FIGUUR 5: NAAR DE GROND / ONVERWARMDE KELDER OF KRUIPRUIMTE

FIGUUR 6: NAAR AOR

Dit betekent dat scheidingsconstructies binnen het eigen beschermd volume, palend aan een beschermd volume op het eigen perceel of palend aan een beschermd volume op een aangrenzend perceel, géén scheidingsconstructies van het verliesoppervlak zijn. Zo bijvoorbeeld is een gemene muur die in contact staat met de woning op het aanpalend perceel, géén scheidingsconstructie van het verliesoppervlak (onderstaande figuur).

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

18 | 2 1 0  

 

FIGUUR 7: EEN GEMENE MUUR DIE IN CONTACT STAAT MET EEN WONING OP HET

 AANG  AA NGRE RENZ NZ EN END D PERC PE RCEE EEL, L, IS GÉ GÉÉN ÉN SC SCHE HEID IDIN INGS GSCO CONS NS TR TRUC UCTI TIE E VAN VA N HE HET T VE VERL RLII ES ESOP OPPE PERV RVLA LAK. K.  

IV.2.1.2. Hoe scheidingsconstructies van het verliesopperv verliesoppervlak lak herkennen? Vanaf het moment dat een bepaalde scheidingsconstructie niet meer continu c ontinu loopt of afwijkt van een andere scheidingsconstructie in de dikte van de bouwlagen, de gebruikte materialen, de volgorde van binnen naar buiten, de oriëntatie, de helling en/of de begrenzing, spreekt men van een andere scheidingsconstructie. Elk constructiedeel van het verliesoppervlak waar een specifieke Uwaarde en dus ook oppervlakte A voor bepaald moet worden, vormt dan sowieso een afzonderlijke scheidingsconstructie van het verliesoppervlak. Om de tekst in dit document voldoende leesbaar te houden, wordt de term “scheidingsconstructie van het verliesoppervlak” waar geen verwarring mogelijk is afgekort door de term ”scheidingsconstructie”.

III.2.2 Lineaire bouwknoop Een lineaire bouwknoop kan zich in de volgende drie situaties voordoen:

•  Waar twee scheidingsconstructies van het verliesoppervlak samenkomen •  Waar een scheidingsconstructie van het verliesoppervlak samenkomt met een scheidingsconstructie op de grens met een aangrenzend perceel

•  Waar de isolatielaag in eenzelfde scheidingsconstructie van het verliesoppervlak onderbroken wordt   Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

19 | 2 1 0  

 

IV.2.2.1. Twee scheidingsconstructies komen samen Dit type lineaire bouwknoop kan herkend worden a.d.h.v. de snedeplannen van het gebouw. Op elke plaats waar twee scheidingsconstructies elkaar snijden of op elkaar toekomen, is er ALTIJD sprake van een bouwknoop (Figuur 2.6). Merk op dat het identificeren van dit type lineaire bouwknoop daardoor onafhankelijk is van het al dan niet behouden van de tthermische hermische snede in de detaillering. Waar twee scheidingsconstructies van het verliesoppervlak samenkomen, ontstaat er ALTIJD een bouwknoop, zelfs indien de thermische snede in de detaillering gegarandeerd is.

SAMENKOMEN, IS ER SPRAKE VAN FIGUUR 8: OVERAL WAAR TWEE SCHEIDINGSCONSTRUCTIES SAMENKOMEN, EEN LINEAIRE BOUWKNOOP.

VOORBEELDEN:

•  Dakopstanden, funderingsaanzetten, raam- en deuraansluitingen, 2 gevels die samenkomen, ... (onderstaande figuur)

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

20 | 2 1 0  

 

FIGUUR 9: VOORBEELDEN VAN LINEAIRE BOUWKNOPEN TER PLAATSE VAN HET SAMENKOMEN

VAN TWEE SCHEIDINGSCONSTRUCTIES. SCHEIDINGSCONSTRUCTIES. 

•  Een aansluiting tussen de binnenomgeving, de buitenomgeving en een AOR vormt steeds een bouwknoop (onderstaande figuur), zelfs indien de isolatielaag continu doorloopt. Er is immers altijd sprake van het samenkomen van twee verschillende scheidingsconstructies van het verliesoppervlak: een scheidingsconstructie met de buitenomgeving als begrenzing en een scheidingsconstructie met de AOR als begrenzing, elk met hun eigen U-waarde.

BINNENOMGEVING, BUITENOMGEVING EN EEN FIGUUR 10: DE AANSLUITING TUSSEN DE BINNENOMGEVING,  AA NGRE NG RE NZ NZEN ENDE DE ONVE ON VE RW AR ARMD MDE E RUIM RU IMTE TE VORM VO RMT T STEE ST EEDS DS EE N BO BOUW UWKN KNOO OOP, P, ZELF ZE LF S IN INDI DI EN DE ISOLATIE CONTINU DOORLOOPT.  

IV.2.2.2. Op de grens met aangrenzend perceel a angrenzend perceel Overal waar een scheidingsconstructie van het verliesoppervlak samenkomt met een scheidingsconstructie op de grens met een aanpalend perceel, ontstaat een lineaire bouwknoop (onderstaande figuur), zelfs indien deze laatste geen scheidingsconstructie van het verliesoppervlak is.   Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

21 | 2 1 0  

 

FIGUUR 11: WAAR EEN BUITENGEVEL AANSLUIT OP EEN MUUR DIE ZICH BEVINDT OP DE

PERCEELSGRENS, ONTSTAAT ALTIJD EEN LINEAIRE BOUWKNOOP, ZELFS INDIEN DE MUUR GEEN PERCEELSGRENS, DEEL VAN HET VERLIESOPPERVLAK IS: ZOWEL DE BINNENMUUR (LINKS) ALS DE BUITENMUUR (RECHTS) GEVEN AANLEIDING TOT EEN LINEAIRE BOUWKNOOP.

IV.2.2.3. De isolatielaag van een scheidingsconstructie scheidingsconstructie wordt lijnvormig onderbroken Wanneer een isolatielaag van een scheidingsconstructie lijnvormig, geheel of gedeeltelijk, onderbroken wordt door een materiaal met een hogere warmtegeleidbaarheid, spreekt men eveneens van een lineaire bouwknoop. In de volgende figuur worden een aantal voorbeelden getoond: linksboven wordt de isolatielaag onderbroken door een stalen profiel en rechtstboven door een regenpijp. Op de middenste rij vermindert links de isolatielaag ter plaatse van de balkonaansluiting in dikte en wordt rechts de isolatielaag van de vloer boven een kelder volledig onderbroken door de binnenmuur. Bij de onderste situatie van onderstaande figuur wordt de aansluiting van de isolatielaag met een waterkering onzorgvuldig uitgevoerd, waardoor de isolatie onderbroken wordt door een luchtlaag en er een lineaire bouwknoop ontstaat.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

22 | 2 1 0  

 

FIGUUR 12: EEN LIJNVORMIGE ONDERBREKING VAN DE ISOLATIELAAG DOOR EEN SLECHTER

ISOLEREND MATERIAAL VORMT STEEDS EEN LINEAIRE BOUWKNOOP. In de snede van de voorgaande voorbeeldwoning voo rbeeldwoning bevindt zich 1 lineaire bouwknoop waarbij de isolatielaag lijnvormig onderbroken wordt (onderstaande figuur).

FIGUUR 13: WAAR DE ISOLATIELAAG ISOLATIELAAG VAN EENZELFDE SCHEIDINGSCONSTRUCTIE LIJNVORMIG

ONDERBROKEN WORDT, IS ER SPRAKE VAN EEN LINEAIRE BOUWKNOOP (CI RKEL). INDIEN DE SCHEIDINGSCONSTRUCTIE SCHEIDINGSC ONSTRUCTIE ZICH VOLLEDIG IN CONTACT MET DE VOLLE GROND BEVINDT, HOEFT EEN ONDERBREKING VAN DE ISOLATIELAAG NIET ALS EEN BOUWKNOOP BESCHOUWD TE WORDEN (KRUIS) Dit type lineaire bouwknoop komt enkel voor in éénzelfde vlak, namelijk het vlak van de scheidingsconstructie zelf. Belangrijk is dat de isolatielaag maar mag onderbroken worden over een afstand van maximaal 0.4 m. Dit betekent dat op snedeplan de kortste afstand tussen de twee uiteinden van de volwaardige isolatielaag niet groter mag zijn dan 0.4 m (onderstaande figuur).

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

23 | 2 1 0  

 

FIGUUR 14: OP SNEDEPLAN MAG DE KORTSTE AFSTAND TUSSEN DE TWEE UITEINDEN VAN DE

VOLWAARDIGE ISOLATIELAAG ISOLATIELAAG NIET GROTER ZIJN DAN 0.4 M.

Is deze afstand groter dan 0.4 m, m , dan dient de onderbreking als een aparte scheidingsconstructie te worden ingegeven met zijn eigen warmtedoorgangscoëfficiënt U en oppervlakte A op basis van buitenafmetingen (onderstaande figuur). Merk op dat hierdoor twee lineaire bouwknopen ontstaan aan weerszijden van de nieuwe scheidingsconstructie, aangezien op deze plaats twee scheidingsconstructies van het verliesoppervlak samenkomen.

FIGUUR 15: INDIEN EEN BETONNEN KOLOM IN EEN GEVEL INGEWERKT IS EN DAARDOOR DE

ISOLATIELAAG ONDERBREEKT ONDERBREEKT OVER EEN AFSTAND A GROTER DAN 0.4 M, MOET DEZE KOLOM  ALSS EE  AL EEN N APAR AP ARTE TE SCHE SC HEID ID INGS IN GSCO CONS NSTR TRUC UCTI TIE E BESC BE SCHO HOUW UWD D WORD WO RDEN EN MET ME T EE EEN N EI EIGE GEN N WARMTEDOORGANGSCOËFFICIËNT WARMTEDOORGA NGSCOËFFICIËNT U EN OPPERVLAKTE A OP BASIS VAN BUITENAFMETINGEN. BUITENAFMETINGEN. OPGELET

De eis dat de afstand a maximaal 0.40 m mag zijn bij een lineaire bouwknoop, heeft enkel betrekking op de lineaire bouwknopen waarbij de isolatielaag van eenzelfde scheidingsconstructie scheidingsconstru ctie lineair onderbroken is en is dus NIET van toepassing op de twee andere soorten lineaire bouwknopen VOORBEELD Onderbreekt een betonnen kolom plaatselijk de isolatielaag, dan mag deze kolom de isolatielaag van de gevel slechts onderbreken over een breedte van maximaal 40 cm. Bij een dakopstand of funderingsaanzett (‘2 scheidingsconstructies die samenkomen’) is er echter geen eis opgelegd funderingsaanze aan de kortste afstand tussen de isolatielagen van gevel en dak en/of van gevel en vloer! III.2.3 Puntbouwknoop Men spreekt enkel van puntbouwknopen indien de isolatielaag van een scheidingsconstructie puntvormig doorbroken wordt. VOORBEELDEN

•  Kolommen die de isolatielaag doorboren van een vloer boven buitenomgeving, kelder, parkeergarage, … (zie onderstaande figuur );   Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

24 | 2 1 0  

 

•  Balken die loodrecht op het vlak van een scheidingsconstructie toekomen en daarbij de isolatielaag onderbreken;

•  Bevestigingspunten van zonnecollectoren, masten, ... die de isolatielaag doorboren; •  Puntsgewijze ophanging van metselwerkdragers (b.v. L-profiel met puntsgewijze ophangpunten dat plaatselijk gebruikt wordt om metselwerk te ondersteunen);

•  …

FIGUUR 16: VOORBEELDEN VAN PUNTBOUWKNOPEN. OPMERKING: IN DE FIGUUR ONDERAAN

RECHTS, IS ER GEEN SPRAKE VAN EEN PUNTBOUWKNOOP AANGEZIEN DE ISOLATIE ER CONTINU DOORLOOPT. Er zijn een heel aantal situaties die in principe onder de definitie van de puntbouwknoop vallen, maar toch niet als puntbouwknopen aanzien worden. Deze situaties staan hierna beschreven.

III.2.4 Welke situaties niet als bouwknoop worden beschouwd Er zijn situaties die een twee- of driedimensionaal warmtetransport met zich meebrengen, maar die in de regelgeving toch niet als bouwknopen aanzien worden, hetzij omdat hun invloed op het warmteverlies beperkt is, hetzij omdat hun invloed reeds ingerekend is in het transmissieverlies doorheen de scheidingsconstructies van het verliesoppervlak.

OPGELET

Hoewel de situaties die in deze paragraaf beschreven worden niet als bouwknoop moeten beschouwd worden, mag dit geenszins geïnterpreteerd worden als een impliciete toelating om voor deze situaties ondoordachte oplossingen te voorzien. Het betekent enkel dat een aantal situaties niet in rekening moet gebracht worden bij de bepaling van het K-peil. Bijlage IV/V van het EPB-besluit stelt het bouwteam dan ook op geen enkele manier vrij van de verantwoordelijkheid verantwoorde lijkheid om het risico op bijvoorbeeld schimmelvorming en condensatie tot een absoluut minimum te beperken!

IV.2.4.1. Onderbrekingen eigen aan een scheidingsconstructie Zoals eerder geschematiseerd geschematiseerd worden de lineaire en/of pun puntvormige tvormige onderbrekingen die eigen zijn aan een scheidingsconstructie en over het oppervlak ervan verdeeld zijn, door de EPB-regelgeving niet beschouwd als bouwknopen. Hun invloed moet immers ingerekend worden in de totale   Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

25 | 2 1 0  

 

warmteweerstand RT of de warmtedoorgangscoëfficiënt U van de beschouwde scheidingsconstructie  –hetzij via een vereenvoudigde vereenvoudigde rekenmethode (transmissiereferentiedocument), (transmissiereferentiedocument), he hetzij tzij via een gevalideerde numerieke berekening.

VOORBEELDEN Houten stijlen en regels bij houtskeletbouwwan houtskeletbouwwanden den (onderstaande figuur ), kepers en gordingen bij spanten daken, enz. 

FIGUUR 17: DE HOUTEN STIJLEN IN HOUTSKELETBOUWWANDEN HOUTSKELETBOUWWANDEN ZIJN EIGEN AAN DE

STRUCTUUR VAN DE HOUTSKELETBOUWWAND HOUTSKELETBOUWWAND EN VALLEN DAARDOOR NIET ONDER DE TERM ‘BOUWKNOPEN’. De onderlinge aansluitingen tussen beglazing, afstandshouder en raamprofiel en tussen vulpaneel, randverbinding en raamprofiel bij vensters; •  De aansluitingen tussen beglazing, vulpanelen, profielen en raamstijlen bij lichte gevels;



•  Spouwankers; •  Ankers/z-profielen/… voor het ophangen van lichte gevels/gevelbekleding/gevelsystemen3; •  … IV.2.4.2. Doorboringen van de scheidingsco scheidingsconstructie nstructie t.g.v. leidingdoorvoere leidingdoorvoerenn Doorboringen van een scheidingsconstructie –niet in het vlak van de scheidingsconstructie– t.g.v. ventilatiekanalen, rookgasafvoerkanalen, regenwaterafvoeren en andere leidingdoorvoeren

hoeven niet als puntbouwknopen beschouwd te worden.

FIGUUR 18: EEN ROOKGASAFVOERKANAAL ROOKGASAFVOERKANAAL DAT DE ISOLATIELAAG VAN DE BUITENGEVEL

DOORBOORT, HOEFT NIET ALS PUNTBOUWKNOOP BESCHOUWD TE WORDEN. VOORBEELDEN

•  Schoorstenen; •  Rookgasafvoer van de verwarmingsinstallatie;  

•  Aan- en toevoerkanaal van het ventilatiesysteem;

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

26 | 2 1 0  

 

•  Energiebocht; •  Regenpijp die dwars door de gevel loopt; •  … OPGELET

Regenpijpen of andere nutsleidingen die ingewerkt zitten in de isolatielaag van de gevel en dit  parallel aan het vlak van de gevel, vallen niet onder deze uitzonderingsregel omdat ze zich zic h in het vlak

van de scheidingsconstructie bevinden en moeten nog steeds beschouwd worden als een lineaire bouwknoop.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

27 | 2 1 0  

 

IV.2.4.3. Snijding van twee of drie lineaire bouwknopen Door het verwaarloosbaar extra warmteverlies wordt de snijding van twee of drie lineare bouwknopen niet aanzien als een puntbouwknoop.

FIGUUR 19: DE SNIJDING VAN DRIE LINEAIRE BOUWKNOPEN HOEFT NIET INGEREKEND TE WORDEN ALS EEN PUNTBOUWKNOOP.

IV.2.4.4. In direct contact met de grond Kijkt men naar scheidingsconstructies die over hun volledige oppervlakte in direct contact staan met de grond (b.v. vloerplaat op volle grond), dan moeten onderbrekingen van de isolatielaag van deze scheidingsconstructies niet als bouwknopen beschouwd worden. Het extra warmteverlies dat deze onderbrekingen met zich meebrengen, is immers verwaarloosbaar. VOORBEELDEN

•  Binnenmuren die rechtstreeks geplaatst worden op een vloerplaat op volle grond en daardoor lineaire onderbrekingen veroorzaken in de vloerisolatie, moeten niet als lineaire bouwknopen beschouwd worden (onderstaande figuur);

FIGUUR 20: BINNENMUREN OP EEN VLOERPLAAT OP VOLLE GROND MOETEN NIET INGEREKEND

WORDEN ALS LINEAIRE BOUWKNOPEN.

•  Paalfunderingen die een vloerplaat op volle grond ondersteunen, hoeven niet als puntbouwknopen beschouwd te worden;

•  … Opmerking Deze uitzonderingsregel verandert verandert niets aan het feit dat twee scheidingsconst scheidingsconstructies ructies die samenkomen –zelfs al bevindt de aansluiting zich volledig ondergronds- ALTIJD een   Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

28 | 2 1 0  

 

bouwknoop vormen. Een funderingsaanzet of de overgang van vloer op volle grond naar een vloer boven een kelder of kruipruimte, blijven nog steeds bouwknopen (Figuur).

FIGUUR 21: ONDERBREKINGEN IN EENZELFDE SCHEIDINGSCONSTRUCTIE IN VOLLEDIG CO NTACT

MET DE GROND (KRUIS), HOEVEN NIET ALS BOUWKNOOP TE WORDEN INGEREKEND. DE AL DAN NIET ONDERGRONDSE AANSLUITINGEN VAN TWEE SCHEIDINGSCONSTRUCTIES SCHEIDINGSCONSTRUCTIES (CIRKELS), BLIJVEN NOG STEEDS EEN BOUWKNOOP.  

IV.2.4.5. Wanneer de isolatielaag continu doorloopt Mits men voldoende aandacht besteedt aan de detaillering en uitvoering, kan men ervoor zorgen dat het aantal bouwknopen volgens het tweede type tot een minimum m inimum beperkt blijft. Wanneer een scheidingsconstructie lokaal door een ander materiaal onderbroken wordt, maar de isolatielaag blijft volledig behouden (geen onderbrekingen - geen versmalling/verbreding – geen verspringingen – geen richtingsveranderingen van de isolatielaag), dan is het extra warmteverlies verwaarloosbaar, waardoor dit NIET als een lineaire bouwknoop hoeft ingerekend te worden (Figuur ).

FIGUUR 22: EEN DOORDACHTE DETAILLERING EN UITVOERING KAN ERVOOR ZORGEN DAT

BOUWKNOPEN (LINKS) VERMEDEN WORDEN (RECHTS). Zo bijvoorbeeld is een vloeropleg niet steeds te beschouwen als een bouwknoop. De rechtse situatie uit de figuur is géén bouwknoop (de isolatielaag van de buitengevel loopt continu door) terwijl de linkse situatie wél een bouwknoop is (de ( de binnenvloer onderbreekt de isolatielaag van de buitengevel). De detaillering bepaalt dus of men hier te maken heeft met een bouwknoop of niet.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

29 | 2 1 0  

 

FIGUUR 23: EEN OPLEG VAN EEN BINNENVLOER OP EEN BUITENGEVEL IS SLECHTS EEN

LINEAIRE BOUWKNOOP INDIEN DE ISOLATIELAAG VAN DE BUITENGEVEL DAARBIJ GEHEEL OF GEDEELTELIJK ONDERBROKEN WORDT (LINKS).

III.2.5 Prestatiekenmerken van bouwknopen

IV.2.5.1. Warmtestroom door transmissie Voor de berekening van de warmtestroom door transmissie doorheen scheidingsconstructies maakt men in de praktijk gebruik van genormaliseerd genormaliseerdee ééndimensionale methoden zoals die beschreven staan in het transmissieref transmissiereferentiedocument erentiedocument.. De focus ligt daarbij op de berekeningsmethodes berekeningsmet hodes van U-waarden. Deze U-waarden bevatten ook het h et effect van lineaire en/of puntvormige onderbrekingen onderbrekingen die eigen zijn aan de scheidingsconstr scheidingsconstructie uctie en over het oppervlak ervan verdeeld zijn b.v. stijlen en regels bij houtskeletbouw, spouwan spouwankers, kers, … . De U-waarde [W/m2K] van een bouwdeel beschrijft de warmtestroom, van omgeving tot omgeving, o mgeving, die zou optreden doorheen 1 m 2 bouwdeel bij 1 K temperatuurverschil. Dit betekent dat de warmtestroom door transmissie Q [W] doorheen een bouwdeel met oppervlakte A [m2] bij een temperatuurverschil  ΔT [K] eenduidig gekarakteriseerd wordt door de U-waarde:

Beschouwt men een gevelvlak met homogene opbouw en een welbepaalde U-waarde (Figuur 2.22), dan zullen de isothermen (=lijnen van gelijke temperatuur) steeds evenwijdig lopen met het gevelvlak en de warmtestroomlijnen steeds loodrecht lopen op het gevelvlak.

FIGUUR 24: EEN GEVELVLAK MET EEN HOMOGENE OPBOUW VERTOONT ISOTHERMEN

EVENWIJDIG MET HET GEVELVLAK (MIDDEN) EN WARMTESTROOMLIJNEN WARMTESTROOMLIJNEN LOODRECHT OP H ET GEVELVLAK (RECHTS).

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

30 | 2 1 0  

 

Ter plaatse van de bouwknopen wijken de isothermen en warmtestroomlijnen af van dit eendimensionale referentiepatroon en is de rekenmethode met U-waarden niet langer correct .

FIGUUR 25: OP SOMMIGE PLAATSEN IN DE GEBOUWSCHIL WIJKEN DE ISOTHERMEN EN

WARMTESTROOMLIJNEN WARMTESTROO MLIJNEN AF VAN HET EENDIMENSIONALE REFERENTIEPATROON.

Een gevalideerde numerieke twee- of driedimensionale berekening is noodzakelijk om de warmtestroom door transmissie ter plaatse van bouwknopen te kunnen bepalen. Hieruit kan de lineaire of puntwarmtedoorgangscoëfficiënt van de bouwknoop afgeleid worden, waarmee de warmtestroom door transmissie –berekend op basis van de eendimensionale referentiegecorrigeerd wordt.

IV.2.5.2. Warmteoverdrachtcoëfficiënt door transmissie H T   De totale warmtestroom die door transmissie optreedt per Kelvin temperatuurverschil tussen de binnen- en buitenomgeving, wordt aangeduid door de warmteoverdrachtscoëfficiënt door transmissie, symbool HT [W/K]. Deze totale warmtestroom bestaat uit 3 componenten: een

warmtestroom rechtstreeks naar de buitenomgeving (HD), een warmtestroom via de grond en via onverwarmde kelders en kruipruimten in contact met de grond (Hg) en een warmtestroom via aangrenzende onverwarmde ruimten (HU).

FIGUUR 26: DE WARMTEOVERDRACHTSCOËFFICIËNT BESTAAT UIT DE SOM VAN DRIE COMPONENTEN

Elk van deze componenten bevat een warmtestroom doorheen de scheidingsconstructies (Hxconstructions) en een warmtestroom doorheen de bouwknopen (H xjunctions).

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

31 | 2 1 0  

 

De warmtestroom doorheen de scheidingsconstructies (‘constructions’) gebeurt op basis van de eendimensionale referentie en wordt gekenmerkt door de U-waarden van de scheidingsconstructies. Deze U-waarden worden berekend met de methodes uit het transmissiereferentiedocument. transmissiereferentiedocument. De warmtestroom doorheen de bouwknopen (‘junctions’) wijkt af van het warmtetransport doorheen de scheidingsconstructies. Dit leidt plaatselijk tot een over- of onderschatting van de werkelijk optredende warmteoverdracht, hetgeen beschreven wordt door lineaire en puntwarmtedoorgangscoëfficiënten. Aangezien HD, Hg en HU elk uit een deel warmtestroom doorheen de scheidingsconstructies en een deel warmtestroom doorheen de bouwknopen bestaan, kan ook HT in deze 2 delen opgesplitst worden:

De term HTconstructions wordt bepaald in het transmissiereferentiedocument transmissiereferentiedocument en bevat enkel de warmtestromen door transmissie doorheen scheidingsconstructies van het verliesoppervlak. De term HTjunctions wordt bepaald in Bijlage IV/V en bevat enkel de warmtestromen door transmissie doorheen de bouwknopen. IV.2.5.3. Kengetallen van bouwknopen De thermische prestaties van bouwknopen worden gekenmerkt door de lineaire

warmtedoorgangscoëfficiënt Ψ (uitgedrukt in W/mK) of de puntwarmte-doorgangscoëfficiënt χ (uitgedrukt in W/K). Deze warmtedoorgangscoëfficiënten geven aan welke toeslag men moet aanrekenen op het warmtetransport dat op basis van U-waarden berekend is. Aangezien de referentieberekening in ons land gebaseerd is op de buitenafmetingen (‘exterior’), wordt voor de eenduidigheid een suffix toegevoegd aan het symbool: Ψe en χe. De lijnwarmtedoorgangscoëfficiënt Ψe van een lineaire bouwknoop is gedefinieerd als:

met:

• 

φ2D : de totale warmtestroom die uit de binnenomgeving verloren gaat, berekend aan de

hand van een tweedimensionale, gevalideerde numerieke berekening [W] (onderstaande figuur);

• 

φ1D : de totale warmtestroom die uit de binnenomgeving verloren gaat, berekend volgens

de referentie. Hierbij wordt het detail vervangen door een aaneenschakeling van vlakke constructiedelen. De referentieberekening van het warmtetransport gebeurt op basis van de buitenafmetingen en is gekenmerkt door de U-waarden Ui en oppervlakten Ai van de scheidingsconstructies van het verliesoppervlak die voorkomen in de bouwknoop. bo uwknoop. Er geldt dat [W] (Figuur );

 

• 

L : de lengte waarover de bouwknoop zich voordoet [m];

• 

θi - θe : het temperatuurverschil tussen de binnen- en buitenomgeving [K].

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

32 | 2 1 0  

 

FIGUUR 27: DE TWEEDIMENSIONALE WARMTESTROOM EN DE WARMTESTROOM VOLGENS DE EENDIMENSIONALE REFERENTIE  

De puntwarmtedoorgangscoëfficiënt χe van een puntbouwknoop wordt op een analoge manier bepaald:

met :

• 

φ3D : de totale warmtestroom die uit de binnenomgeving verloren gaat, berekend aan de

hand van een driedimensionale, gevalideerde numerieke berekening [W];

• 

φ2D : de totale warmtestroom die uit de binnenomgeving verloren gaat, berekend volgens

de referentie. Hierbij wordt het detail vervangen door een aaneenschakeling van vlakke constructiedelen. Het warmtetransport wordt bepaald door de U-waarde Ui en oppervlakte  Ai van de scheidingsconstructies van het verliesoppervlak (op basis van buitenafmetingen) én

de eventuele lineaire warmtedoorgangscoëfficiënten Ψe,k en lengtes Lk voor de lineaire bouwknopen die ontstaan door het samenkomen van twee scheidingsconstructies. Er geldt dat

• 

θi - θe : het temperatuurverschil tussen de binnen- en buitenomgeving [K].

De U-waarden van verschillende scheidingsconstructies kan men eenduidig ordenen van thermisch performant (lage U-waarde) naar thermisch niet-performant (hoge U-waarde). Voor Ψ- en χ -waarden -waarden ligt dit veel moeilijker, aangezien deze waarden niet enkel afhankelijk zijn van de thermische kwaliteit van de bouwknoop maar ook van de geometrie. In tegenstelling tot een U-waarde bijvoorbeeld kan een Ψ- of χ -waarde -waarde negatief zijn. Dit gebeurt wanneer de referentieberekening een overschatting geeft van de werkelijk optredende warmtestroom (φ 1D > φ 2D/3D) waardoor Ψe of χe volgens bovenstaande definities negatief kunnen worden. Aangezien in ons land de referentieberekening gebaseerd is op buitenafmetingen, komt dit frequent voor bij ‘buitenhoeken’. Op de figuur links is af tte e leiden dat de hoekzone van een buitenhoek ‘dubbel’ geteld wordt, waardoor φ 1D gemakkelijk groter wordt dan φ 2D. Bij een   Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

33 | 2 1 0  

 

binnenhoek daarentegen (Figuur rechts) wordt de hoekzone niet mee geteld, waardoor φ 1D gemakkelijk kleiner groter wordt dan φ 2D.

FIGUUR 28: HOEWEL DE DETAILLERING VAN DE BUITENHOEK (LINKS) EN DE BINNENHOEK (RECHTS) THERMISCH GEZIEN EQUIVALENT ZIJN AAN ELKAAR, VERTAALT ZICH DAT NIET NOODZAKELIJK IN EEN GELIJKAARDIGE Ψ -WAARDE. DOOR EEN OVERSCHATTING VAN HET WERKELIJKE WARMTEVERLIES VERTOONT EEN BUITENHOEK MEESTAL STERK NE GATIEVE Ψ-WAARDEN, TERWIJL EEN BINNENHOEK DOOR EEN ONDERSCHATTING VAN HET WERKELIJKE WARMTEVERLIES EERDER POSI TIEVE ΨWAARDEN ZAL OPLEVEREN .

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

34 | 2 1 0  

 

III.3  De warmtestroom door transmissie ten gevolge van bouwknopen inrekenen op drie manieren Zoals toegelicht hiervoor wordt de warmtestroom door transmissie doorheen de bouwknopen beschreven door de term HTjunctions. Deze term moet gezien worden wo rden als de warmtestroom die zal optreden doorheen alle bouwknopen van een beschermd volume wanneer men een temperatuurverschil van 1 Kelvin oplegt tussen het beschermd volume en de buitenomgeving. Bijlage IV/V uit het EPB-regeringsbesluit voorziet in drie mogelijke opties om de term HTjunctions en de ermee gepaard gaande invloed op het K-peil te bepalen. De 3 opties en hun invloed op het K-peil zijn geschematiseerd weergegeven de volgende figuur en worden in dit hoofdstuk toegelicht.

FIGUUR 29: SCHEMA VAN DE DRIE MOGELIJKE OPTIES OM DE INVLOED VAN BOUWKNOPEN IN TE REKENEN EN HUN IMPACT OP HET K-PEIL

Per K-peil-volume MOET men één van de drie opties te kiezen. Er kan dus niet gekozen worden om bouwknopen helemaal niet in te rekenen. Dit betekent eveneens dat het niet mogelijk is om voor verschillende deelprojecten die deel uitmaken van hetzelfde K-peil-volume, verschillende opties te kiezen. Eenmaal een optie is vastgelegd voor het K-peil-volume, moeten elk deelproject de bouwknopen inrekenen volgens deze optie.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

35 | 2 1 0  

 

IV.3.1  Optie A – gedetailleerd gedetailleerde e methode Bij deze optie wordt de term HTjunctions zo exact mogelijk bepaald door de invloed van de bouwknopen te berekenen m.b.v. numerieke berekeningen met gevalideerde software. Men kan kiezen om het gebouw in zijn geheel door te rekenen of om elk van de bouwknopen apart door te rekenen.

IV. 3.1.1. Numerieke berekening op niveau van het gebouw

Op het niveau van het gebouw wordt wo rdt er geen expliciete opdeling gemaakt tussen scheidingsconstructies en bouwknopen, maar wordt het gebouw in zijn geheel gemodelleerd en numeriek doorgerekend . Dit impliceert dat niet enkel de geometrie van het gebouw, m maar aar ook de gebruikte materialen en de detailleringen t.p.v. de bouwknopen exact moeten ingegeven worden.

FIGUUR 30: 3D MODELLERING EN NUMERIEKE DOORREKENING VAN HET VOLLEDIGE GEBOUW

Deze numerieke berekening levert de warmteoverdrachtscoëfficiënt door transmissie HT3D op, die het totale warmteverlies door transmissie van het volledige gebouw voorstelt per Kelvin temperatuurverschil tussen binnen en buiten. Dit totale warmteverlies omvat zowel de warmtestroom doorheen de scheidingsconstructies (HTconstructions) als de warmtestroom doorheen de bouwknopen (HTjunctions). Door HTconstructions af te trekken van HT3D blijft de term HTjunctions over:

Dergelijke numerieke berekeningen zijn arbeidsintensief en vergen gespecialiseerde kennis en software.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

36 | 2 1 0  

 

IV. 3.1.2. Numerieke berekening op niveau van de bouwknopen Op het niveau van de bouwknopen wordt voor elke bouwknoop afzonderlijk de warmtedoorgangscoëff warmtedoorg angscoëfficiënt iciënt bepaald: voor elke lineaire bouwknoop wordt een Ψe-waarde vastgelegd en voor elke puntbouwknoop een χe-waarde. Tesamen met het aantal lopende meters lineaire bouwknoop (lk) en het aantal puntbouwknopen kan de term HTjunctions samengesteld worden als volgt:

Voor de waarden van Ψe en χe kan men per bouwknoop kiezen:

•  Na een gevalideerde numerieke berekening wordt de exacte Ψe en/of χe bekomen. •  Men gebruikt een waarde bij ontstentenis (§5). Hierbij moet in het achterhoofd ac hterhoofd gehouden worden dat de waarden bij ontstentenis o ntstentenis eerder negatief zijn. Het systematisch toepassen van waarden bij ontstentenis op een volledig gebouw zal in de meeste gevallen leiden tot een behoorlijk zware toeslag (vermoedelijk vaak meer dan 10 K-punten). De waarden bij ontstentenis zijn dan ook enkel bedoeld als gemakkelijke uitweg voor bouwknopen (liefst met een beperkte lengte/aantal) waarvoor de lineaire en puntwarmtedoorgangscoëfficiënten Ψe en χe niet gemakkelijk beschikbaar zijn.

Aangezien de term HTjunctions sterk projectafhankelijk is, is ook de toeslag op het K-peil op voorhand niet bekend.

IV.3.2  Optie B – methode van de EPB-aanvaarde bouwknopen

Deze optie tracht de invloed van bouwknopen in te rekenen op een pragmatische en eenvoudige manier. Onderzoek op bestaande woningen heeft immers uitgewezen dat de impact van goed gedetailleerde bouwknopen bouwknopen op het totale K-peil van een woning ongeveer 3 K-punten bedraagt. Kan men aantonen dat bouwknopen inderdaad goed gedetailleerd (lees: EPB-aanvaard) zijn, dan wordt de invloed van deze bouwknopen forfaitair ingerek ingerekend end als een toeslag van 3 K-punten. De bouwknopen die niet voldoen, worden apart ingerekend. De totale invloed van de bouwknopen wordt onder optie B als volgt bepaald: - 

- 

Voor de bouwknopen die EPB-aanvaard zijn (definitie ‘EPB-aanvaarde bouwknoop’ bouwknoop’ ), wordt een forfaitaire toeslag op het K-peil van 3 K-punten voorzien. Eenmaal men aangetoon aangetoond d heeft dat de bouwknopen inderdaad EPB-aanvaard zijn, heeft men door gebruik te maken van optie B verder geen rekenwerk voor deze bouwknopen. De term HT,1junctions wordt automatisch bepaald in functie van de compactheid van het K-peil-volume en de verliesoppervlakte. Is een bouwknoop niet-EPB-aanva niet-EPB-aanvaard, ard, dan moet het effect op het warmteverlies bijkomend ingerekend worden. Dit gebeurt op een analoge manier als in optie A, waarbij enkel het

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

37 | 2 1 0  

 

verschil tussen de ψe - en de ψe,lim –waarde in rekening gebracht wordt, met ψe,lim de limietwaarde voor de li lineaire neaire warmtedoorgangsco warmtedoorgangscoëfficient ëfficient ψe die bepaald wordt in functie van het type bouwknoop.

Belangrijk is dat de bovenstaande formule ook toelaat om de 3 K-punten te verminderen. Dit kan door lineaire EPB-aanvaarde bouwknopen waarvan men de ψe -waarde kent (met ψe ≤ ψe,lim), gedetailleerd in te geven volgens bovenstaande formule. Aangezien ψe in dit geval kleiner is dan  junctions

ψe,lim, krijgt men een negatieve term in H T,2

.

De som van HT,1 junctions en HT,2 junctions levert de totale invloed van de bouwknopen onder optie B. Deze som is echter gelimiteerd tot nul en kan dus nooit negatief worden! Dit betekent dat het via HT,2junctions mogelijk is om de forfaitaire 3 K-punten te doen afnemen, maar dat men resulterend nooit een negatief aantal K-punten kan bekomen met optie B. Of ook, het zorgvuldig en koudebrugarm ontwerpen en uitvoeren van bouwknopen kan onder optie B nooit tot effect hebben dat het K-peil mét inrekenen van de prestaties van de bouwknopen, lager is dan het Kpeil zonder rekening te houden met de invloed van de bouwknopen. Indien men beter wenst te doen, moet men kiezen voor optie A. Aangezien optie B een mogelijkheid voorziet om op een eenvoudige en voornamelijk visuele manier aan te tonen dat een bouwknoop goed gedetailleerd is, heeft deze optie als grote voordeel dat het totale rekenwerk voor de inrekening van bouwknopen tot to t een minimum herleid wordt. Niet alleen al leen moeten er praktisch geen Ψe en χe-waarden uitgerekend worden, ook het tijdrovende werk om alle lopende lengtes lineaire bouwknoop en aantal puntbouwknopen te berekenen, wordt sterk ingeperkt.

IV.3.3  Optie C – Forfaitaire toeslag toeslag Wanneer het ontwerpteam en/of de uitvoerders geen inspanningen doen om het warmteverlies ter plaatse van bouwknopen te beperken, wordt de onbekende invloed van de bouwknopen op het totale warmteverlies vastgelegd via een forfaitaire toeslag op het K-peil van 10 K-punten4. Belangrijk is op te merken dat deze optie, net als de vorige opties, het bouwteam op geen enkele manier vrijpleit van de verantwoordelijkheid om het risico op b.v. schimmelvorming en condensatie tot een absoluut minimum te beperken.

IV.4  De EPB-aanvaarde bouwknopen In optie B wordt een forfaitaire K-peil toeslag toegekend voor de “EPB-aanvaarde bouwknopen”. Dit zijn bouwknopen waarvan de detaillering geen aanleiding geeft tot ongeoorloofd warmteverlies en die dus mogen beschouwd worden als ‘koudebrugarme’ bouwknopen. Er zijn twee manieren opdat een bouwknoop EPB-aanvaard is:

•  De bouwknoop voldoet aan één van de basisregels voor een koudebrugarm detail .   Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

38 | 2 1 0  

 

•  De bouwknoop voldoet aan de van toepassing zijnde grenswaarde d.w.z. voor de bouwknoop moet gelden: ψe ≤ ψe,lim . Een principeschema is weergegeven in onderstaande figuur. Belangrijk is op o p te merken dat er niet aan beide voorwaarden tegelijk moet voldaan zijn. Het is dus mogelijk dat een bouwknoop voldoet aan de ψe,lim -waarde maar niet aan één van de basisregels of omgekeerd, dat een bouwknoop wel voldoet aan één van de basisregels, maar niet aan de ψe,lim -waarde.

FIGUUR 31: PRINCIPESCHEMA VOOR EEN EPB-AANVAARDE BOUWKNOOP

IV.4.1  Voorwaarde 1: Voldoet aan én van de basisregels voor een koudebrugarm koudebrugarm detail De basisregels laten toe om op eenvoudige en hoofdzakelijk visuele wijze in te schatten of een bouwknoop al dan niet EPB-aanvaard is. Het rekenwerk is hierdoor sterk ingeperkt, aangezien er geen gevalideerde numerieke berekening vereist is. De basisregels voor een koudebrugarm detail zijn gebaseerd op het principe van het garanderen van de ‘thermische snede’. Dit betekent dat de isolatielagen van 2 aansluitende scheidingsconstructies van het verliesoppervlak steeds continu in elkaar moeten overlopen. Minimaal betekent dit dat men ‘met een potlood door de isolatielagen en tussengevoegde isolerende delen kan tekenen zonder dit potlood te moeten opheffen’ (onderstaande figuur).

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

39 | 2 1 0  

 

FIGUUR 32: PRINCIPE VAN HET BEHOUD VAN DE THERMISCHE SNEDE: DE ISOLATIELAGEN LOPEN CONTINU IN ELKAAR OVER

Dit kan bekomen worden door één van de twee volgende situaties:

• 

BASISREGEL 1: Continuïteit van de isolatielagen door een minimale contactlengte De

isolatielagen sluiten rechtstreeks op elkaar aan met een minimale m inimale contactlengte.

• 

BASISREGEL 2: Continuïteit van de isolatielagen door tussenvoeging van isolerende delen

De isolatielagen sluiten niet rechtstreeks op elkaar aan, maar er zijn wel isolerende delen tussengevoegd zodat de thermische snede behouden blijft. Toch is het niet steeds mogelijk om de thermische snede met één van de twee bovenstaande basisregels te garanderen. Voor dit soort situaties is een derde basisregel voorzien:

• 

BASISREGEL 3: Minimale lengte van de weg van de minste weerstand De isolatielagen

sluiten niet rechtstreeks op elkaar aan en de thermische snede kan niet behouden blijven, maar de weg van de minste mi nste weerstand is voldoende lang. Indien een bouwknoop aan één van de drie basisregels voldoet, is de bouwknoop per definitie EPBaanvaard. De isolatielaag De ‘basisregels voor een koudebrugarm detail’ focussen enkel op de isolatielagen van scheidingsconstructies en op eventuele isolerende delen. De omringende constructieve en andere elementen worden hierbij buiten beschouwing gelaten. Belangrijk is om duidelijk te definiëren wat wel en wat niet tot de isolatielaag van een scheidingsconstructie van het verliesoppervlak behoort. De isolatielaag van een scheidingsconstructie van het verliesoppervlak is per definitie de bouwlaag met de grootste warmteweerstand. In de meeste gevallen is het duidelijk wat hiermee bedoeld wordt (onderstaande figuur).

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

40 | 2 1 0  

 

FIGUUR 33: IN DE MEESTE GEVALLEN IS DE ISOLATIELAAG VAN EEN SCHEIDINGSCONSTRUCTIE VAN HET VERLIESOPPERVLAK DUIDELIJK TE HERKENNEN, BIJVOORBEELD IN HET GEVAL VAN EEN KLASSIEKE SPOUWMUUR (LINKS) OF EEN MASSIEVE MUUR IN BAKSTEENMETSELWERK MET BUITENISOLATIE (RECHTS).

Voor een niet-homogene bouwlaag moet de warmteweerstand bepaald worden met behulp van de oppervlaktegewogen warmtegeleidbaarheid. Indien er bijvoorbeeld isolatie geplaatst wordt tussen een houten regelwerk, zal de warmteweerstand R van deze bouwlaag bo uwlaag met dikte d bepaald worden als:

met f isol isol de oppervlaktefractie isolatie en f wood wood de oppervlaktefractie hout (f isol isol + f wood wood = 1). De isolatielaag kan ook uit meerdere, al dan niet homogene, bouwlagen bestaan (bouwfolies moeten hierbij verwaarloosd worden). Voorwaarde is dat:

•  de bouwlagen aaneensluitend op elkaar volgen EN •  er zich geen luchtlaag tussen bevindt EN •  elk van de bouwlagen een λ-waarde heeft kleiner dan of gelijk aan 0.2 W/mK. Als hieraan voldaan is, moeten de bouwlagen als een samengestelde bouwlaag beschouwd worden, met een dikte d gelijk aan de som van de afzonderlijke diktes di en de warmteweerstand R gelijk aan de som van de afzonderlijke warmteweerstanden Ri (voor een niet-homogene bouwlaag wordt de warmteweerstand Ri bepaald zoals hierboven reeds uitgelegd). Voorbeelden hiervan zijn te t e vinden in onderstaande figuur.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

41 | 2 1 0  

 

FIGUUR 34: MEERDERE AANEENSLUITENDE BOUWLAGEN (ZONDER LUCHTLAAG), ELKE MET EEN ΛWAARDE ≤ 0,2 W/MK, M OETEN TESAMEN BESCHOUWD WORDEN ALS 1 SAMENGESTELDE BOUWLAAG MET EEN GESOMMEERDE DIKTE EN WARMTEWEERSTAND

In de meeste gevallen zal de totale warmteweerstand R van de samengestelde bouwlaag de grootste warmteweerstand zijn die voorkomt in de scheidingsconstructie en zal de samengestelde bouwlaag dus de ‘isolatielaag’ van de scheidingsconstructie zijn. Belangrijk is dat een ononderbroken opeenvolging van bouwlagen die aan de bovenstaande voorwaarden voldoen, MOET beschouwd worden als een samengestelde bouwlaag. Men kan dus

niet kiezen om de bouwlagen apart te beschouwen en bijvoorbeeld slechts 1 van hen te laten meetellen als isolatielaag! Dit om te vermijden dat de basisregels –waarvan de strengheid gelinkt is aan de isolatiekwaliteit van de isolatielagen- te laks kunnen aangewend worden. Dit betekent dat in de basisregels steeds de gesommeerde dikte d en de totale warmteweerstand R van de gehele isolatielaag moeten gebruikt worden. Voor het toepassen van de basisregels kan er per scheidingsconstructie slechts één isolatielaag zijn. Wordt er behalve spouwisolatie bijvoorbeeld ook buitenisolatie aangebracht, dan kan slechts één van de twee, namelijk die met de grootste warmteweerstand, beschouwd worden als ‘de isolatielaag van de scheidingsconstructie’ (onderstaande figuur).   Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

42 | 2 1 0  

 

FIGUUR 35: BIJ DE COMBINATIE VAN SPOUW- EN BUITENISOLATIE KAN ENKEL DE LAAG MET DE GROOTSTE WARMTEWEERSTAND ALS ISOLATIELAAG VAN DE SCHEIDINGSCONSTRUCTIE BESCHOUWD WORDEN  

IV. 4.1.1. Basisregel 1: minimale contactlengte van de isolatielagen Deze basisregel is van toepassing op bouwknopen waar de isolatielagen van de samenkomende scheidingsconstructies rechtstreeks op elkaar kunnen aansluiten, zoals de aansluiting van twee muren (onderstaande figuur) of van een hellend dak op een buitenmuur.

FIGUUR 36: WANNEER TWEE ISOLATIELAGEN RECHTSTREEKS OP ELKAAR KUNNEN AANSLUITEN, IS BASISREGEL 1 VAN TOEPASSING.

Vanuit thermisch oogpunt is het voor deze bouwknopen de beste oplossing om de isolatielagen maximaal op elkaar aan te t e sluiten, hetgeen betekent dat de contactlengte tussen de twee isolatielagen (d contact  contact ) best zo groot mogelijk is. Vanuit praktisch oogpunt echter is deze situatie niet altijd haalbaar. Daarom voorziet basisregel 1 de mogelijkheid om tot een bepaalde grens af te wijken van de thermisch ideale situatie. Basisregel 1 stelt dat de contactlengte d contact contact afhankelijk is van de dikte van de isolatielagen die samenkomen (d 1 en d 2): d contact contact mag nooit kleiner worden dan de helft van het kleinste van d 1 en d 2. In formulevorm geeft dit:

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

43 | 2 1 0  

 

In onderstaande figuren is basisregel 1 grafisch weergegeven. Hoe dikker de isolatielagen, hoe groter de contactlengte moet zijn.

FIGUUR 37= BASISREGEL 1: MINIMALE CONTACTLENGTE VAN DE ISOLATIELAGEN

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

44 | 2 1 0  

 

FIGUUR 38: BASISREGEL 1: MINIMALE CONTACTLENGTE VAN DE ISOLATIELAGEN

FIGUUR 39: BASISREGEL 1: MINIMALE CONTACTLENGTE VAN DE ISOLATIELAGEN RAAM- of

DEURPROFIELEN

Bij raam- of deurprofielen zonder thermische onderbreking blijft de formulering van basisregel 1 gelden, maar moet de dikte di van het raam- of deurprofiel geïnterpreteerd worden als de dikte van het vast kader van het raam- of o f deurprofiel – gemeten in een richting loodrecht op het glasoppervlak (zie volgende figuur).

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

45 | 2 1 0  

 

FIGUUR 40: BASISREGEL 1 VOOR RAAM- OF DEURPROFIELEN ZONDER THERMISCHE ONDERBREKING: D 1  ALS DE DIKTE VAN HET VAST KADER VAN HET RAAM- OF DEURPROFIEL, GEMETEN LOODRECHT OP HET GLASOPPERVLAK

Bij raam- of deurprofielen mét thermische onderbreking wordt niet gewerkt met de algemene formulering van basisregel 1, maar geldt enkel dat de isolatielaag rechtstreeks in contact moet staan met de thermische onderbreking en dit over de volledige breedte van de thermische onderbreking (zie volgende figuur).

FIGUUR 41: BASISREGEL 1 VOOR RAAM- OF DEURPROFIELEN MET THERMISCHE ONDERBREKING: DE THERMISCHE ONDERBREKING MOET OVER ZIJN VOLLEDIGE BREEDTE RECHTSTREEKS AANSLUITEN OP DE ISOLATIELAAG (DE MIDDELSTE OPLOSSING IS DUS NIET TOEGELATEN).

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

46 | 2 1 0  

 

IV. 4.1.2. Basisregel 2: tussenvoegin tussenvoegingg van isolerende delen Deze basisregel is van toepassing op bouwknopen waar de isolatielagen niet rechtstreeks op elkaar (kunnen) aansluiten, maar waar wel de mogelijkheid bestaat om isolerende delen tussen te voegen. Deze isolerende delen nemen plaatselijk de thermisch isolerende functie van de isolatielagen op zich, waardoor de thermische snede kan behouden blijven, zoals bijvoorbeeld bij de aansluiting van een plat dak met een buitenmuur of een funderingsaanzet.

FIGUUR 42: ISOLERENDE DELEN KUNNEN VOLGENS BASISREGEL 2 TUSSEN GEVOEGD WORDEN OM DE THERMISCHE SNEDE TE GARANDEREN (BIJVOORBEELD TER PLAATSE VAN DAKOPSTAND (LINKS) EN TER PLAATSE VAN FUNDERINGSAANZET (RECHTS))

Basisregel 2 stelt dat alle isolerende delen tegelijk moeten voldoen aan de drie eisen uit onderstaand schema (onderstaande figuur).

FIGUUR 43: BASISREGEL 2: ELK VAN DE TUSSENGEVOEGDE ISOLERENDE DELEN MOET VOLDOEN AAN ELK VAN DE DRIE EISEN.

Elk van de drie eisen wordt hieronder toegelicht.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

47 | 2 1 0  

 

IV. 4.1.2.1  λ-waarde eis De warmtegeleidbaarheid λinsulating part van elk van de isolerende delen moet kleiner dan of gelijk zijn aan 0.2 W/mK:

Deze warmtegeleidbaarheid moet bepaald worden in overeenstemming met Bijlage A van het transmissiereferentiedocument. Opmerking Ter plaatse van een isolerend deel zijn er soms mechanische bevestigingen nodig die de isolerende delen plaatselijk doorboren zoals doken om vensters te verankeren, bevestigingspluggen, … Indien de mechanische bevestigingen een λ-waarde > 0.2 W/mK hebben en indien ze de koude en warme zijde

van het isolerend deel met elkaar verbinden, mag de totale sectie van deze mechanische bevestigingen niet groter zijn dan 1 cm2 per lopende meter lineaire bouwknoop.

FIGUUR 44: OM DE THERMISCHE SNEDE TER PLAATSE VAN EEN BETONNEN KOLOM TE GARANDEREN, KAN ER EEN ISOLEREND DEEL TEGEN BEVESTIGD WORDEN MET BEHULP VAN BIJVOORBEELD METALEN BEVESTIGINGSPLUGGEN (ROOD) OP VOORWAARDE DAT DE TOTALE OPPERVLAKTE VAN DE BEVESTIGINGSPLUGGEN NIET MEER BEDRAAGT DAN 1 CM² PER LOPENDE METER BOUWKNOOP

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

48 | 2 1 0  

 

IV. 4.1.2.1 R-waarde eis Opdat een isolerend deel de thermische functie van een isolatielaag plaatselijk kan overnemen, moet de warmteweerstand R van het isolerende deel voldoende groot zijn. Net zoals in basisregel 1 wordt de eis afhankelijk gemaakt van de eigenschappen van de omringende isolatiela(a)g(en): hoe beter de isolatiekwaliteit van de isolatielagen (vastgelegd in de warmteweerstanden R1 en R2), hoe groter de warmteweerstand R van een isolerend deel moet zijn.

a. Formulering De R-waarde-eis legt vast dat de warmteweerstand R van elk isolerend deel niet kleiner mag worden dan de helft van het kleinste van R1 en R2. Om de R-waarde-eis haalbaar te houden voor zeer dikke isolatiepakketten wordt er een bovengrens opgelegd aan R, zijnde 2 m2K/W. In formulevorm wordt dit:

Bovenstaande formule kan eenvoudig begrepen worden a.d.h.v. onderstaand voorbeeld. Stel dat men te maken heeft met een isolatielaag 1 en 2 met volgende eigenschappen: - Isolatielaag 1: d 1 = 0.22m – λ1 = 0.040 W/mK dus R1 = 5.5 m2K/W - Isolatielaag 2: d 2 = 0.20m – λ2 = 0.035 W/mK dus R2 = 5.71 m2K/W.

Dan moet R in principe groter dan of gelijk zijn aan de helft van het kleinste, 5.5/2 = 2.75 m2K/W. Aangezien deze waarde groter is dan de bovengrens van 2 m2K/W, volstaat het om de warmteweerstand R van elk isolerend deel gelijk aan 2 m2K/W te stellen.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

49 | 2 1 0  

 

RAAM- of DEURPROFIELEN

Indien er een raam- of deurprofiel in de bouwknoop voorkomt, wordt de R-waarde-eis onder basisregel 2 beperkt aangepast. Er wordt namelijk geen rekening gehouden met de Uf-waarde van het raam- of deurprofiel, maar enkel met de warmteweerstand van de isolatielaag van de opake scheidingsconstructie. Tevens wordt de bovengrens bij zeer dikke isolatiepakketten verlaagd tot 1.5 m2K/W.

b. De warmteweerstand warmteweerstand R van een isolerend deel De R-waarde [m2K/W] van een isolerend deel is gedefinieerd als

met dinsulating  part   part  de dikte [m] en λinsulating part  [W/mK] de warmtegeleidbaarheid van het isolerend deel. Voor het bepalen van dinsulating   part   part  moet een onderscheid gemaakt worden tussen rechthoekige en niet-rechthoekige isolerende delen:

•  Bij rechthoekige isolerende delen (het meest voorkomende geval) moet de dikte d insulating  part   part   steeds gemeten worden loodrecht op de thermische snedelijn die er doorheen loopt (volgende figuur). Hoe een thermische snedelijn moet getekend worden, verder uitgelegd. Doorkruist de thermische snedelijn het isolerend deel in twee richtingen, dan gelden er twee R-waarden voor eenzelfde isolerend deel. Uiteraard moeten in dat geval de beide R-waarden

voldoen aan de R-waarde-eis.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

50 | 2 1 0  

 

FIGUUR 45: BIJ RECHTHOEKIGE ISOLERENDE DELEN WORDT DE DIKTE D INSULATING LOODRECHT OP DE THERMISCHE SNEDELIJN  

PART  GEMETEN

•  In het meer speciale geval van niet-rechthoekige isolerende delen wordt er niet gemeten t.o.v. de thermische snedelijn, maar moet er enkel gekeken worden naar de kortste afstand tussen de koude en warme zijde van het isolerend deel. Deze kortste afstand vormt namelijk de ‘zwakke’ plek van het isolerend deel en legt daardoor de minimumwaarde vast van de warmteweerstand R van het isolerend deel.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

51 | 2 1 0  

 

FIGUUR 46: BIJ NIET RECHTHOEKIGE DLEN WORDT DE DIKTE D INSULATING PARTB BEPAALD ALS DE KORTSTE AFSTAND TUSSEN DE KOUDE EN WARME ZIJDE VAN HET ISOLEREND DEEL  

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

52 | 2 1 0  

 

In bepaalde gevallen is het toegestaan om de invloed van verschillende isolerende delen ‘op te tellen’. In een richting loodrecht op de thermische snedelijn mogen diktes en warmteweerstanden van verschillende isolerende delen opgeteld worden, indien elk van de isolerende delen een λwaarde kleiner dan of gelijk aan 0.2 W/mK heeft EN indien er zich geen luchtlaag tussen bevindt. Dit laat toe om de verschillende isolerende delen als een ‘homogeen’ isolerend deel te beschouwen, met een dikte d gelijk aan de som van de afzonderlijke diktes di en de warmteweerstand R gelijk aan de som van de afzonderlijke warmteweerstanden Ri . Bepalen van de thermische snedelijn Wanneer van de ene isolatielaag een ononderbroken lijn kan getekend worden doorheen de isolerende delen naar de andere isolatielaag, dan is het steeds mogelijk een thermische snedelijn te tekenen. Om gekromde en schuine lijnen zoveel mogelijk te vermijden, wordt er opgelegd dat een thermische snedelijn zoveel mogelijk parallel moet lopen aan de begrenzingen van isolatielagen en isolerende delen waar ze doorheen loopt (zie volgende figuur).

FIGUUR 47: EEN THERMISCHE SNEDELIJN MOET ZOVEEL MOGELIJK PARALLEL LOPEN AAN DE BEGRENZINGEN VAN DE ISOLATIELAGEN EN DE ISOLERENDE DELEN WAAR ZE DOORHEEN LOOPT

De plaats van een thermische snedelijn is niet belangrijk, zolang ze maar voldoet aan de definitie (ononderbroken lijn doorheen en zoveel mogelijk parallel aan isolatielagen en isolerende delen). Dit impliceert dat, vanaf het moment dat er één thermische snedelijn kan getekend worden, er oneindig veel thermische snedelijnen kunnen getekend worden. Voldoet de R-waarde-eis voor één thermische snedelijn, dan voldoet ze voor alle thermische snedelijnen. Bij raam- en deurprofielen mét thermische onderbreking moet een thermische snedelijn doorheen de thermische onderbreking lopen (volgende figuur).   Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

53 | 2 1 0  

 

FIGUUR 48: BIJ RAAM- EN DEURPROFIELEN MET THERMISCHE ONDERBREKING MOET DE THERMISCHE SNEDELIJN DOORHEEN DEZE THERMISCHE ONDERBREKING LOPEN

IV. 4.1.2.1 Contactleng Contactlengte te eis De derde en laatste eis van basisregel 2 is nauw verbonden met basisregel 1. De situatie waarin twee isolatielagen rechtstreeks op elkaar aansluiten, is immers zeer gelijkend op de situaties waarin een isolerend deel rechtstreeks aansluit op een isolatielaag of op o p een ander isolerend deel. In de beide situaties spelen de diktes van de samenkomende delen of lagen een rol in de formulering van de eis:

De contactlengte-eis moet als volgt gelezen worden (zie Figuur 4.17): sluit een isolerend deel met dikte dinsulating part aan op een isolatielaag, dan is dx te beschouwen als de dikte van de isolatielaag en geldt de helft van het kleinste van de twee als ondergrens voor de onderlinge contactlengte. Sluit een isolerend deel met dikte dinsulating part aan op een ander isolerend deel, dan is dx te beschouwen als de dikte van het andere isolerend deel en geldt wederom de helft van het kleinste van de twee als ondergrens voor de onderlinge contactlengte.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

54 | 2 1 0  

 

FIGUUR 49: DE CONTACTLENGTE-EIS MOET PER AANSLUITING VOLDOEN RAAM- of

DEURPROFIELEN

Sluit een isolerend deel aan op een raam- of deurprofiel zonder thermische t hermische onderbreking, dan is dx gelijk aan de dikte van het vast kader van het raam- o off deurprofiel, gemeten in een richting loodrecht op het glasoppervlak. Sluit een isolerend deel aan op raam- of deurprofiel mét thermische onderbreking, dan geldt enkel dat het isolerend deel rechtstreeks in contact moet staan met de thermische onderbreking en dit over de volledige breedte van de thermische onderbreking.

IV. 4.1.3. Basisregel 3: Minimale lengte van weg van de minste weerstand. Er zijn situaties denkbaar waarin de isolatielagen niet rechtstreeks op elkaar kunnen aansluiten én waarin het niet mogelijk is om o m een isolerend deel tussen te voegen (b.v. omwille van stabiliteitsredenen). De thermische snede kan in dit soort situaties niet behouden blijven. Toch betekent dit niet noodzakelijk dat men te maken heeft met een slecht ontworpen detail. Basisregel 3 voorziet immers in een mogelijkheid om zonder thermische snede toch een EPB-aanvaarde bouwknoop te bekomen. De 3de basisregel veronderstelt dat de warmtestroom steeds de gemakkelijkste weg van binnen naar buiten zal volgen (volgende figuur). Is de thermische snede niet behouden, dan betekent dit dat de warmtestroom de weg volgt doorheen de onderbreking van de isolatielagen naar buiten, de zogenaamde ‘weg van de minste weerstand’. De ‘weg van de minste weerstand’ kan dus nooit doorheen een isolatielaag lopen.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

55 | 2 1 0  

 

FIGUUR 50: IS DE THERMISCHE SNEDE NIET BEHOUDEN, DAN VERONDERSTELT DE 3 DE  BASISREGEL DAT DE WARMTESTROOM DE WEG VAN DE MINSTE WEERSTAND – TUSSEN DE ISOLATIELAGEN DOORZAL VOLGEN  

De weg van de minste weerstand is strikt gedefinieerd als het kortste traject tussen de binnen- en de buitenomgeving of een aangrenzende onverwarmde ruimte dat nergens een isolatielaag of isolerend deel snijdt met een warmteweerstand groter dan of gelijk aan het kleinste van R1 en R2 (=de

warmteweerstanden van de isolatielagen van de scheidingsconstructies). Dit betekent dat men op de plandoorsnede van de bouwknoop de lijn van binnen naar buiten of naar een AOR moet tekenen die zo kort mogelijk is en die nergens een isolatielaag snijdt! Blijkt de totale lengte van deze lijn kleiner te zijn dan 1 meter, dan is het toegestaan om deze lijn te verlengen door isolatie toe te voegen, OP VOORWAARDE dat deze isolatie een warmteweerstand heeft die groter dan of gelijk is aan het kleinste van R1 en R2. De weg van de minste weerstand moet deze ‘hindernissen’ omzeilen,

waardoor het automatisch langer wordt en de bouwknoop gemakkelijker aan de eis kan voldoen. Men spreekt van een EPB-aanvaarde bouwknoop wanneer de lengte van de minste weerstand voldoende lang is, d.i. groter dan of gelijk aan 1 meter (volgende figuur). Wanneer hieraan voldaan is, moet de warmtestroom een voldoende grote afstand overbruggen en kan het warmteverlies beperkt blijven.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

56 | 2 1 0  

 

FIGUUR 51: DE LENGTE VAN DE WEG VAN DE MINSTE WEERSTAND (RODE LIJN) MOET GROTER DAN OF GELIJK ZIJN AAN 1 METER.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

57 | 2 1 0  

 

IV.4.2  Voldoet aan ψ e ≤ψe,lim 

IV. 4.2.1. Algemeen Indien aan de hand van een gevalideerde numerieke berekening kan aangetoond worden dat de Ψe waarde van een bouwknoop kleiner dan of gelijk is aan de overeenkomstige Ψe,lim-waarde, dan is de bouwknoop EPB-aanvaard. De grenswaarden voor de lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt, Ψe,lim, worden gedefinieerd per type bouwknoop (onderstaande tabel ).

TABEL 1: GRENSWAARDEN VOOR DE LINEAIRE WARMTEDOORGANGSCOËFFICIËNT

Zolang de bepaling van de Ψe -waarde steeds gebeurd is met een gevalideerde numerieke berekening, kan op verschillende manieren aangetoond worden dat Ψe Ψe,lim   : - Eigen berekening - Berekening wordt aangeleverd door fabrikant/studiebureau/… - Ψe-waarde uit databank - ... Het overnemen van een Ψe- waarde uit een databank of een andere bron is enkel toegelaten indien het eigen detail volledig in overeenstemming is met het detail waarvoor de Ψe-waarde berekend werd. Dit betekent dat zowel de geometrie als de gebruikte λ-waarden van het eigen detail

identiek moeten zijn aan het detail waarvan men de Ψe-waarde overneemt. Als dat niet het geval is, dan is altijd een ‘herberekening’ nodig volgens een gevalideerde numerieke berekening. Merk op dat voor puntbouwknopen geen grenswaarden gedefinieerd zijn.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

58 | 2 1 0  

 

KOUDEBRUG-IDEE databank

In het kader van het TETRA-project ‘Koudebrug-IDEE’ zijn voor een reeks bouwknopen een aantal generieke oplossingen met gereduceerde koudebrugwerking ontwikkeld. Deze bouwknopen zijn consulteerbaar op: www.wtcb.be/go/koudebruggen www.cstc.be/go/ponts-thermiques De bouwknopen uit de KOUDEBRUG-IDEE databank zijn –in zoverre ze een rechthoekige geometrie hebben– ook beschikbaar in KOBRA-formaat, waardoor ze kunnen ingeladen en, indien nodig, aangepast worden in de gevalideerde, gratis KOBRA-software. Deze software is beschikbaar op: www.wtcb.be/go/KOBRA www.ctsc.be/go/KOBRA

IV. 4.2.2. Speciale situaties IV. 4.4.2.1. Lineaire bouwknoop tussen twee of meer beschermde volumes Om aan de hand van een gevalideerde numerieke berekening te bepalen of een lineaire bouwknoop die zich bevindt op de grens van 2 of meer beschermde volumes al dan niet EPB-aanvaard is, moet enkel gekeken worden naar het eigen aandeel Ψe,i in de totale Ψe -waarde. Dit eigen aandeel Ψe,i m , gedeeld door het aantal beschermde moet dan kleiner dan of gelijk zijn aan de totale Ψe,l iim

volumes i waarin de lineaire bouwknoop betrokken is. In onderstaande figuur is een voorbeeld gegeven gegeven van een bouwknoop die zich be bevindt vindt tussen 2 beschermde volumes.

TABEL 2: VOORBEELD VAN EEN LINEAIRE BOUWKNOOP TUSSEN TWEE BESCHERMDE VOLUMES EN HOE ELK BESCHERMD VOLUME ENKEL ZIJN EIGEN AANDEEL MOET AFTOETSEN

Volgens de tabel moet de bouwknoop uit bovenstaande figuur gecatalogiseerd worden als een binnenhoek (hoek tussen buitenoppervlakken is gelijk aan 90°), hetgeen betekent dat de

grenswaarde Ψe,lim,TOT voor de gehele bouwknoop gelijk is aan 0.15 W/mK.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

59 | 2 1 0  

 

Gaat men de bouwknoop in zijn geheel numeriek doorrekenen, dan is er een aandeel in i n het warmteverlies vanuit beschermd volume 1 (Ψe,1 ) en een aandeel vanuit beschermd volume (Ψe,2 ).

Er geldt uiteraard dat Ψe,1+ Ψe,2 = Ψe,tot . Bekeken vanuit het beschermd volume 1, is enkel Ψe,1 van belang en moet gelden dat Ψe,1 ≤Ψe,lim,TOT /2 = 0.075 W/mK opdat beschermd volume 1 deze bouwknoop mag beschouwen als

‘EPB-aanvaard’. Analoog voor beschermd volume 2: enkel Ψe,2 is van belang en er moet dus gelden dat Ψe,2 ≤ Ψe,lim,TOT /2 =0.075 W/mK.

IV. 4.4.2.2. Moeilijk opsplitsbare combinatie van lineaire l ineaire bouwknopen In sommige situaties liggen lineaire bouwknopen zo dicht in elkaars buurt, dat het fysisch gezien niet correct is om de lineaire bouwknopen op te splitsen en voor elk van hen een aparte Ψe-waarde te

bepalen en af te toetsen aan de grenswaarde. Voorbeelden hiervan zijn funderingsaanzetten in combinatie met een raam- of deurdorpel of balkonuitkragingen in combinatie met raamaansluitingen boven en/of onder het balkon (onderstaande figuur). Voor deze gevallen is het toegelaten de combinatie te beschouwen als 1 ‘gecombineerde’ bouwknoop die bestaat uit verschillende ‘deelbouwknopen’.

FIGUUR 52: VOORBEELDEN VAN GECOMBINEERDE BOUWKNOPEN

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

60 | 2 1 0  

 

Om aan de hand van een gevalideerde numerieke berekening na te kijken of dergelijke ‘gecombineerde’ bouwknoop EPB-aanvaard is, is het nodig de gecombineerde bouwknoop in zijn geheel door te rekenen en de totale berekende Ψe-waarde af te toetsen aan de som van de Ψe,lim –

waarden van de afzonderlijke typologieën die erin voorkomen. Opmerking

Puntbouwknopen kunnen nooit deel uitmaken van een ‘gecombineerde’ bouwknoop. Zo bijvoorbeeld mogen de puntsgewijze ophangpunten van een metselwerkdrager ter plaatse van een latei-raamaansluiting, niet mee opgenomen worden in de Ψe -waarde van de lateiraamaansluiting. De Ψe-waarde van de latei-aansluiting moet berekend worden zonder de puntsgewijze ophangpunten en afgetoetst worden aan de Ψe,lim -waarde. De invloed van de ophangpunten wordt bijkomend ingerekend met behulp van de χe -waarden en het aantal

ophangpunten.

IV.5  Waarden bij ontstentenis Indien de bepaling van een ψe- of χe-waarde voor een bepaalde bouwknoop te complex wordt en/of

een gevalideerde numerieke berekening niet de moeite loont aangezien de bouwknoop slechts over een beperkte lengte of in beperkt aantal voorkomt, kan men terugvallen op de ‘waarde bij ontstentenis’ (engels: ‘default value’). Men moet in het achterhoofd houden dat de waarden bij ontstentenis eerder negatief zijn. Het systematisch toepassen van waarden bij ontstentenis op een gans gebouw zal in de meeste gevallen allicht leiden tot een behoorlijk zware toeslag (vermoedelijk meer dan 10 K-punten). De waarden bij ontstentenis zijn dan ook enkel bedoeld als gemakkelijke uitweg voor bouwknopen (liefst met een beperkte lengte/aantal) waarvoor de lineaire en puntwarmtedoorgangscoëfficiënten ψe en χe niet gemakkelijk beschikbaar zijn.

IV.5.1 Waarde bij ontstentenis ontstentenis voor lineaire bouwknoop bouwknoop

IV. 5.1.1. Algemeen Een waarde bij ontstentenis voor een lineaire bouwknoop (Tabel 2) wordt uitgedrukt in functie van de overeenkomstige Ψe,lim-waarde uit Tabel 1. Bijkomend wordt er een onderscheid gemaakt in de soort oplossing van de bouwknoop.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

61 | 2 1 0  

 

TABEL 3: WAARDE BIJ ONTSTENTENIS VOOR LINEAIRE BOUKNOOP

IV. 5.1.2. Speciale situaties IV. 5.1.2.1. Lineaire bouwknopen tussen twee of meer beschermde volumes De werkwijze om een waarde bij ontstentenis toe te kennen aan een lineaire bouwknoop die zich op de grens bevindt van 2 of o f meer beschermde volumes, is analoog aan de werkwijze bij de bepaling van het Ψ e,lim e,lim – criterium. In een eerste stap wordt voor de gehele bouwknoop een waarde bij o ontstentenis ntstentenis bepaald volgens bovenstaande tabel. Nadien wordt deze Ψ e,df,TOT e,df,TOT forfaitair verdeeld over de verschillende beschermd volumes. In onderstaande figuur is een voorbeeld gegeven g egeven van een lineaire bouwknoop die zich tussen 2 beschermde volumes bevindt.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

62 | 2 1 0  

 

FIGUUR 53: VOORBEELD VAN EEN LINEAIRE BOUWKNOOP TUSSEN TWEE BESCHERMDE VOLUMES

Veronderstel dat uit de detaillering detaillering blijkt dat de bouwknoop uit bovenstaande bovenstaande figuur valt onder de categorie ‘Andere’ van uit de tabel. Dit betekent dat de totale waarde bij ontstentenis voor de gehele bouwknoop volgens de tabel gelijk is aan met Ψe,lim = 0.15 W/mK volgens de tabel want de bouwknoop bovenstaande figuur is een binnenhoek (hoek tussen buitenoppervlakken is gelijk aan 90°)).

Deze totale waarde bij ontstentenis wordt vervolgens forfaitair verdeeld over de 2 beschermde volumes, waardoor elk beschermd volume de helft van de totale waarde bij ontstentenis moet inrekenen: - Beschermd volume 1: Ψe,df,1 = Ψe,df,TOT / 2 = 0.15 W/mK - Beschermd volume 2: Ψe,df,2 = Ψe,df,TOT / 2 = 0.15 W/mK

IV. 5.1.2.2. Moeilijk opsplitsbare combinatie combinatie van lineaire bouwknopen Het is mogelijk om aan een moeilijk opsplitsbare combinatie van lineaire bouwknopen 1 totale waarde bij ontstentenis toe te kennen. Deze totale waarde bij ontstentenis zal gelijk zijn aan de som van de waarden bij ontstentenis van de afzonderlijke typologieën die erin voorkomen.

IV.5.2 Waarde bij ontstentenis ontstentenis voor puntbouwknoop puntbouwknoop Een waarde bij ontstentenis voor een puntbouwknoop is afhankelijk van v an de soort doorboring.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

63 | 2 1 0  

 

TABEL 4: WAARDEN BIJ ONTSTENTENIS VOOR PUNTBOUWKNOPEN

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

64 | 2 1 0  

 

Bouwfysica 2 Bouwakoestiek 1. Inleiding Lawaaioverlast neemt in steeds sterkere mate toe. Het aantal voertuigen blijft stijgen. De buren hebben schijnbaar steeds krachtiger geluidsinstallaties, en TV kijken kan nu ook de klok rond. Stilte wordt een steeds groter luxeprobleem dat geld kost en een verkoopsargument wordt net als de groene omgeving en de luxueuze esthetische afwerking. Spijtig genoeg wordt steeds vrij laat aan de akoestische problematiek gedacht, meestal wanneer het gebouw er staat en er ofwel geluidsisolatieproblemen zijn, of wanneer trillingen het comfort van de bewoners en gebruikers van het gebouw verstoren. Achteraf ingrijpen, verhelpen is meestal een ingewikkelde en dure zaak en leidt niet altijd tot echt effectieve oplossingen.Om tot een akoestisch comfortabel gebouw te komen, is het het noodzakelijk reeds van bij het ontwerp af te denken denken aan dit probleem. Oriëntatie van het gebouw t.a.v. de lawaaiagressie, gevelcompositie, materiaalkeu materiaalkeuzen, zen, technische details, ruimte-organisatie …hebben een belangrijke impact op de akoestische kwaliteit van het gebouw. Deze tekst kan geen receptenboek vol oplossingen zijn voor voo r akoestische problemen. Veeleer wordt gepoogd geluid als een fysisch verschijnsel te begrijpen (“Ken u vijand!”) en een manier van denken aan te leren, die moeten toelaten de meeste lawaai-valstrikken te vermijden en eventueel op te lossen. Gezien de beperkte tijd en de complexiteit van de materie kan dit ook maar een inleiding zijn. Voor een meer diepgaande cursus in verband met akoestiek verwijzen we graag naar de KVIV-cursus Akoestiek (Koninklijke Vlaamse Ingenieurs Vereniging) die in samenwerking het Genootschap Akoestiek en Trillingen elk jaar wordt georganiseerd.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

65 | 2 1 0  

 

FIGUUR 54

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

66 | 2 1 0  

 

1.1. Inleiding In dit deel bespreken we de algemene theoretische aspecten zoals veel voorkomende termen, belangrijke formules en vaak gebruikte symbolen betreffende bouwakoestiek. Hiernaast worden enkele belangrijke effecten en isolatieproblemen besproken, zoals de reverberatietijd die berekend wordt met de formule van Sabine. Hierop steunend worden de constructievoorbeelden en toepassingen behandeld die een oplossing bieden voor een verbeterde lucht – en contactgeluidsisolatie. Geluid wordt niet door iedereen op dezelfde manier ervaren. Wat voor de ene muziek is, kan voor de buur lawaai betekenen. Hij kan het gewoon verdraagbaar vinden, anderen hinderlijk en sommigen totaal onduldbaar. Daarom moet er zoiets als een wetenschappelijke evaluering van het lawaai bestaan. Het subjectief indelen van waarnemen wordt dan ook uiteengezet in deze tekst. Verder vind u verwijzigen naar de belangrijkste Belgische normen (zie ook bronnen) die van toepassing zijn op akoestische isolatie bij bouwconstructies. Als laatste worden enkele algemene praktische besluiten geformuleerd om zo doeltreffend mogelijk bouwconstructies te ontwerpen.

2. Fysische aspecten van geluid 2.1. Algemeen fysisch model Geluid plant zich voort onder o nder de vorm van golven doorheen een medium. Dit medium kan een gasmengsel zijn (vb. lucht), of een vloeistof (vb. water) of zelfs een vaste stof.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

67 | 2 1 0  

 

FIGUUR 55

Beschouwen we de toestand in het medium lucht. Brengt men een voorwerp (vb. membraan van een luidspreker) in trillingen of veroorzaakt men gasturbulenties, dan wordt de evenwichtstoestand in de lucht verstoord. Plaatselijk en onmiddellijk na het in trillen brengen van het voorwerp doen zich zones met grotere en kleinere dichtheid voor, concentrisch rondom het trillend voorwerp. Deze dichtheidszones blijven niet constant ter plaatse maar verplaatsen zich. Iets analoog doet zich voor wanneer men een steen en een plas water gooit: goo it: men ziet rimpelingen op het wateroppervlak die concentrisch uitdeinen. Waar op het tijdstip t ijdstip t op een bepaalde plaats een golftop voorkomt, dan kan dat na ∆t een golfdal zijn. 

Moleculair gezien gaan de luchtmoleculen zich bewegen rondom een evenwichtspositie zoals een gewicht aan een veer. Dit luchtpartikeltje zal hierdoor eveneens het naastliggende luchtdeeltje in beweging brengen terwijl zijn eigen beweging uitsterft. Dit naastliggend luchtdeeltje zal nu het volgende deeltje exciteren, enz… . Het zijn dus niet de luchtdeeltjes zelf die zich voorplanten, maar wel de energie die in deze luchtdeeltjes opgeslagen zit. Verschillende dichtheden en een medium geven aanleiding tot verschillende drukken. Wanneer geen geluidsverstoring optreedt dan bevindt het medium zich in een evenwichtstoestand let een druk gelijk een pevenw. Bij verstoring op een bepaald moment vernadert de druk en wordt de resulterende druk daar presult. De akoestische drukvariatie is dan: p= presult – p evenw [Pa]

Deze eenheid wordt uitgedrukt in Pascal (= N/m²). Uit wat hierboven beschreven staat volgt dat p een functie van de tijd is.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

68 | 2 1 0  

 

2.2. Frequenties Geluid kan gedefinieerd worden als elke drukvariatie (in lucht, l ucht, water of een ander medium) die het menselijk oor kan detecteren. De barometer is het bekendste instrument voor het meten van luchtdrukvariaties. De drukvariaties die bij weersveranderingen optreden zijn echter veel te traag om met het menselijk oor te kunnen waarnemen, deze variaties vallen dus buiten onze definities van geluid. Volgen de variaties in atmosferische druk elkaar te snel op- tenminste 20 maal per seconde- dan kunnen ze worden gehoord en worden ze “geluid” genoemd (Een barometer is ongeschikt voor geluidsmeting, omdat gij niet snel genoeg reageert). Het aantal drukvariaties per seconde noemt men frequentie van het geluid. Dit wordt gemeten in Hertz (Hz) (Aantal drukvariaties per seconde). Voor het menselijk oor worden verschillende frequenties ervaren als verschillende tonen. Zo heef het gerommel van een ver onweer een lage frequentie, en een fluittoon een hoge. Het gehoor van een gezond, normaal persoon heeft normaal een bereik van 20 Hz tot 20 000Hz (20 kHz); terwijl een piano van de laagste tot de hoogste noot een bereik heeft van 27,5 Hz tot 4186 Hz.

2.3. Geluidssnelheid Zoals hierboven vermeld, planten drukvariaties zich door het elastisch medium voort van de geluidsbron naar het oor. De geluidssnelheid is wel bekend, daar bij onweer het aantal seconden dat verstrijkt tussen het zien van de bliksem en het horen van de donder, een maat iiss voor afstand: 3 seconden per kilometer. Dat levert een geluidssnelheid op van 1238 km/h. Voor akoestische doeleinden of metingen drukt men dit uit als 344m/s bij kamertemperatuur. De geluidssnelheid van medium tot medium: Vb:

• 

Glas, staal

:

•  •  • 

Beton : Water: Lood :

4000 m/s 1450 m/s 1200 m/s

5000 m/s

2.4. Golflengte / periode Is de snelheid en de frequentie van het geluid bekend, dan kunnen we de golflengte berekenen: Het is de afstand tussen 2 golftoppen of 2 drukpieken:

golflengte (λ ) =

geluidssne lheid 

 

 frequentie

=

c  f 

 

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

69 | 2 1 0  

 

Vb: golflengte bij 20 Hz= 17m;

20 kHZ= 1,7 cm

Deze golflengten zijn dus bij hoge frequenties klein en bij lage frequenties groot.

FIGUUR 56

De tijd nodig voor het doorlopen van 1 cyclus (van golftop naar golftop) heet de periode T (b). Periode (T) x snelheid ( c) = golflengte (λ)  

of nog T= 1/f Grafisch geeft dit voor het tijdsdomein: ti jdsdomein:

FIGUUR 57

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

70 | 2 1 0  

 

2.5. Bereik van het menselijk gehoor- de lineaire dB-schaal Een andere belangrijke grootheid voor de beschrijving van geluid is de eenheid voor de grootte of de amplitude van de drukvariaties (∆p) 

Dus:

Hoe groter de amplitude, hoe luider de toon klinkt Hoe groter de golflengte, hoe lager de toon klinkt Hoe groter de frequentie, hoe hoger de toon klinkt

De akoestische geluidsdrukvariaties hoorbaar voor de mens schommelen tussen 2x 10 -5 Pa (20 µPa) tot 20 à 100 Pa.

Het zwakste geluid dat een mens kan horen heeft dus een drukvariatie van een 20 miljoenste van een Pascal, ongeveer 5 miljard maal minder dan de normale atmosferische druk ( vergelijk met m et de 5 atmosfeerdruk 10  Pa). Een drukvariatie van 20 µPa is zo klein dat het trommelvlies een verplaatsing ondergaat die kleiner is dan de diameter van één waterstof molecule.

Indien we geluid zouden meten in Pa, P a, dan hebben we te maken met o onhandelbare nhandelbare getallen. Om dit te voorkomen gebruikt men de decibel of o f dB schaal. Ze wordt gedefinieerd als:

 p  Lp  = 20 log   ( dB)    po

p= effectieve druk van het geluid in Pa po= referentiedruk, meestal gelijk aan 2 x 10  –5 Pa

 Lp = 20 log  p  + 94(dB)   De waarde van po= 2 x 10 -5 Pa wordt als referentiegrootheid gebruikt daar ze zoals hierboven gezien overeenstemt met de net niet hoorbare geluidsdruk voor een jong persoon.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

71 | 2 1 0  

 

FIGUUR 58

Op de figuur komen enkele praktische gevallen voor die de grootte van deze eenheid illustreren en het lawaai tevens uitdrukken in Pascal.

Verder is het interessanter op de dB-schaal te gebruiken omdat deze beter de menselijke waarneming van relatieve luidheid benadert. Het oor reageert namelijk op een logaritmische verandering in niveau zodat de decibel schaal hiermee in overeenstemming is. De fijngevoeligheid van het menselijk oor bedraagt maximaal 1 dB, dwz dat het oor maximaal 1 dB geluidssterkteverschil kan onderscheiden voor eenzelfde zuivere toon. too n.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

72 | 2 1 0  

 

2.6. Zuivere toon / breedbandig geluid / spectrum

FIGUUR 59

Een geluid dat slechts één frequentie heeft wordt een zuiver toon genoemd. In de praktijk komt dit heel weinig voor. Het meeste lawaai, muziek of geluid bestaat uit een samenstelling van een groot aantal tonen (of frequenties). We kunnen de volgende analogie maken: zuiver wit zonlicht kan, wanneer dit door een prisma valt, zich ontbinden in een spectrum van kleuren (regenboog) waarbij elke kleur gekenmerkt wordt door een frequentie-interval of golflengte interval. Hetzelfde doet zich voor bij geluid. Ook het geluid kan ontbonden worden wo rden via een analyser of FFT in een spectrum. Zelfs één enkele toon op een piano heeft een complexe spectrumsamenstelling. Industrieel lawaai heeft ook meestal een grote verscheidenheid aan frequenties. Dergelijk geluid wordt breedbandig geluid genoemd.

2.7. Lijnenspectrum – continu spectrum •  • 

Zuivere toon: signaal waarvan het spectrum slechts uit 1 frequentie bestaat. Lijnenspectrum: bestaat een geluid slechts uit enkele frequenties, dan kan het spectrum voorgesteld worden als een lijnenspectrum.

• 

Continu spectrum: zijn alle frequenties vertegenwoordigd in het spectrum, dan spreekt men van een continu spectrum. De meeste lawaaibronnen waarmee men rekening dient te houden in de bouwakoestiek hebben een continu spectrum.

•  • 

Witte ruis: bevat over alle frequenties dezelfde energie Roze ruis: bevat na tertsband evenveel energie, ze is dus energierijker voor de lage frequenties.

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

73 | 2 1 0  

 

FIGUUR 60

2.8. Tijds- en frequentiedomein Registreert men een signaal, dan gebeurt dit in het tijdsdomein. Het geluid heeft een schommelende geluidssterkte in functie van de tijd. Anderzijds hebben we hierboven gezien dat men op een bepaald moment m oment in de tijd het geluid g eluid kan ontbinden in een spectrum waarbij we de geluidssterkte voor elke frequentie apart kan bepalen. Samengevat kan men het geheel 3-dimensionaal gaan beschouwen: men kan een tijd as (x-as), een geluidsdrukniveau (z-as) en een frequentie as beschouwen (y-as).

FIGUUR 61

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

74 | 2 1 0  

 

2.9. Octaaf – Tertsbanden Zoals we hierboven gezien hebben kan het gehoor van een jong persoon een bereik hebben dat van 20Hz tot 20 000Hz loopt. Bij het analyseren van het lawaai, (bij het ontleden tot een spectrum) spreekt het vanzelf dat men niet de geluidssterkte gaat bepalen voor elke frequentie. Men gaat het resulterende niveau gaan bepalen voor de frequenties die elk behoren tot een bepaald interval. Men heeft voornamelijk 2 systemen met verschillende intervalgroottes binnen de toegepaste akoestiek: Octaafbandanalyse en tertsbandanalyse. De octaafbandanalyse is een frequentieband waarvan de grootste frequentie f 2 het dubbel is van de kleinste frequentie f 1 

 f 2  = 2 f 1  

De derde octaafband is een frequentieband waarbij tussen de kleinste frequentie f 1 en de grootste frequentie f 2 de volgende relatie bestaat:

 f 2 = 3  2  f 1 =  1,26 f 1  

Deze definities zijn niet willekeurig: Het menselijk oor heeft niet alleen een beperkt onderscheidingvermogen in geluidsniveau maar ook in frequentie. Neemt men 2 geluidsbronnen (zuivere tonen) met dezelfde geluidssterkte maar met verschillende frequenties. Dan kunnen deze 2 nog net van elkaar onderscheiden worden indien 1/3 octaaf verschil bestaat tussen hun freuenties. De frequentie-intervallen zowel bij terts- als octaafanalyse worden niet aangeduid door hun frequentielimieten maar door de nominale frequentie (centrale bepaald door):

 fn =

 f 1  f 2  

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

75 | 2 1 0  

 

De frequentielimieten en hun nominale frequentie werden genormaliseerd. Ze zijn gegeven in de tabel hieronder. TABEL 5

Frequentielimieten octaafbanden [Hz]

Centrum- of nominale frequenties octaafbanden [Hz]

22,2 – 45

31,5

45 – 90

63

90 – 180

125

180 – 355

250

355 - 710

500

710 – 1400

1000

1400 – 2800

2000

2800 - 5600

4000

Frequentielimieten 1/3 octaafbanden (terts-)

Centrum- of nominale frequenties 1/3

[Hz]

octaafbanden [Hz]

45 – 56

50

56 – 71

63

71 – 90

80

90 – 112

100

112 – 140

125

140 – 180

160

180 – 225

200

225 – 280

250

280 – 355

315

355 – 450

400

450 – 560

500

560 – 710

630

TABEL 6

  Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

76 | 2 1 0  

 

710 – 900

800

900 – 1120

1000

1120 – 1400

1250

1400 – 1800

1600

1800 – 2240

2000

2240 – 2800

2500

2800 – 3550

3200

3550 - 4500

4000

Verder maakt men soms nog het volgende onderscheid: o nderscheid:

•  •  • 

Lage-zware tonen Midden

: :

20 tot 200 Hz 200 tot 2000 Hz

Scherpe tonen

:

2000 tot 20000 HZ

2.10. Spectraalanalyse (frequentiedomein): Spectraalanalyse van lawaai is één van de belangrijkste hulpmiddelen voor de akoesticus ter beoordeling van een bepaalde akoestische situatie. Het spreekt vanzelf dat het spectrum verschillend is naargelang de meting gebeurt volgens de octaafband of de tertsband. Spectra worden gebruikt ter karakterisatie van:

•  •  •  • 

Lawaai veroorzaakt door machines, verkeer, enz… . De performanties van geluidsdempers (absorptiespectra of afzwakkingsspectra) De geluidsisolatie van gevels, tussenmuren … . Het comfort binnen een bepaald lokaal ( beschrijving van de maximaal getolereerde limieten van het lawaai)

De meeste akoestische wetten zijn trouwens afhankelijk van de frequentie van het geluid g eluid zodat bij toepassing ( vb. in kader van zoeken naar oplossingen) ervan noodzakelijkerwijze het lawaai ontbonden dient te worden in een spectrum.

 

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

77 | 2 1 0  

 

FIGUUR 62

2.11. Optellen van bronnen Wanneer we verschillende lawaaibronnen hebben die allen bestaan uit zuivere tonen met verschillende frequenties, en die allen samen hoorbaar zijn in een punt, dan wordt in dit punt een geluidsdruk gegenereerd gelijk aan:

 p ²  tot  =  p1² +   p 2²  + p 3² + ...   Het geluidsdrukniveau (dB) is dan gelijk aan:  

 Lptot  = 10 log

 p ² tot   p 0²

  p1² +  p 2² + .... + ....     = 10 log     p 0²  

Aangezien men zelden over geluidsdrukken spreekt (zie hierboven) maar meestal over geluidsdrukniveaus is het interessant interessant Lp te berekenen in functie van de individuele niveaus niveaus Lp1, Lp2, …

(

 Lptot  = 10 log 10

 Lp   1 / 10

+ 10 Lp 2 / 10 + .... + ....) 

Interessant hierbij is op te merken dat:

• 

2 geluidsbronnen met hetzelfde geluidsdrukniveau x, geven in een punt samen het geluidsdrukniveau x + 3 dB; •  Van zodra er meer dan 10 dB verschil bestaat tussen 2 geluidsbronnen, dan is het totale geluidsdrukniveau van beide in een punt praktisch gelijk g elijk aan de meest lawaaierige bron;  

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

78 | 2 1 0  

 

• 

Wanneer men geluid ontbonden heeft in een spectra en men de geluidsdrukniveaus in elk der intervallen (octaaf- of tertsbanden) kent is het mogelijk het totaal geluidsdrukniveau voor het lawaai via het spectrum te herberekenen.

FIGUUR 63

Hulpgrafiek bij het sommeren van dB. Op de x- as wordt het verschil tussen beide dB uitgezet. Op de y-as vi vindt ndt u dan de waarde die bijgeteld dient te worden bij de grootste der twee dB-waarden.

 

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

79 | 2 1 0  

 

3. De Subjectieve waarneming van het geluid 3.1. Algemeen Een moeilijk probleem vormt de evaluatie van lawaaihinder. Enerzijds werkt het menselijk gehoor niets als een perfecte microfoon: micro foon: We hebben reeds gezien dat het menselijk gehoor slechts 2 zuivere tonen met gelijke geluidssterkte van elkaar elkaar kan onderscheiden zodra er minstens 1/3 octaaf verschil is in i n hun beide frequenties; terwijl de tertsband niet lineair verloopt over de volledige hoorbare frequentiegebied. Ook de fijngevoeligheid in de geluidssterkte van maximaal 1dB bij 1000Hz over de gehele dB schaal, terwijl de dB schaal logaritmisch is, toont aan dat het menselijk gehoor functioneert als een vervormde microfoon. Bij de evaluatiemethodes zal hiermee rekening moeten gehouden worden. Anderzijds moet er zoiets als een wetenschappelijke evaluering van het lawaai bestaan. Immers, eenzelfde lawaai kan door verschillende personen op totaal ander manieren ervaren worden. Wat voor de ene muziek is, kan voor de buur lawaai betekenen. Hij kan het gewoon verdraagbaar vinden, andere allen hinderlijk en sommigen totaal onduldbaar. o nduldbaar. Verder wordt het evaluatieprobleem nog bemoeilijkt door het biologisch fenomeen dat het gehoor niet constant is over de gehele levensloop. Dit betekent dat de hoorbaarheid en de hinderlijkheid van eenzelfde lawaai niet dezelfde is gedurende de ganse levensloop.

 

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

80 | 2 1 0  

 

FIGUUR 64

In het vorige hoofdstuk hadden we gezien dat elk geluid gekarakteriseerd werd door zijn spectrum. Anderzijds weten we uit hierboven dat het menselijk oor oo r dit spectrum subjectief interopreteert (vervormde micro). Ergens moet de link gelegd worden tussen de mathematische analyse van het spectrum en de subjectieve geluidssterkte-gewaarwording opdat men stelselmatig criteria zou kunnen vastleggen i.v.m hinderlijkheid, luidheid, enz. …

3.2. De isofonen van Fletcher en Munson De niet-lineaire gevoeligheid van het oor werd aangetoond door de Amerikanen Fletcher en Munson aangetoond in 1930. Een omvangrijke reeks testen werd gedaan waarbij telkens per frequnetie (zuivere toon) de geluidssterkte werd aangepast totdat deze door een proefpersoon als gelijk in sterkte werd aangevoeld als bij een vorige frequentie. Dit leverde een reeks krommen op in het frequentieluidheidsdiagramma: de isofonen  

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

81 | 2 1 0  

 

FIGUUR 65

Men ervaart bijvoorbeeld een geluidsdrukniveau van 70dB bij een frequentie van 1kHz. Voor eenzelfde subjectieve luidheid moet bij 50 Hz het niveau 85 dB zijn. Het gemiddeld menselijk gehoor zwakt dus het geluid bij 50 Hz met 15 dB af vergeleken bij 1000 Hz!! Gevolgen

De akoestische isolatie mag minder performant zijn voor de lage tonen dan voor de middenband (400 à 3000 Hz). Dit is een gelukkige g elukkige zaak voor de akoesticus, daar zoals we later zullen zien, het veel moeilijker te isoleren is tegen lage frequenties dan voor de hoge.

3.3. De NR curves (ISO R 1996) Een eerste manier van evaluering die toelaat de subjectieve geluidsgewaarwording mathematisch uit te drukken bestaat uit de NR curves. De Internationale Organisatie voor Normalisatie (ISO) heeft aldus een reeks evaluatiecurven voorgesteld (zie figuur) die alle een bepaalde graad van akoestisch comfort bepalen. Ze zijn gebaseerd op de isofonen curven. Men kan een NR waarde (Noise Rating) als een limiet opleggen vb. voor een maximale lawaaihinder binnen een lokaal. Aldus limiteert men met 1 getal de maximale geluidsdrukniveaus van alle octaafbanden van het lawaai dat mag heersen in de betreffende ruimte. Omgekeerd kan men als het spectrum van een lawaai gekend is de NR-waarde ervan bepalen.

 

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

82 | 2 1 0  

 

Men gaat als volgt te werk. Voor de beoordeling men het octaafgeluidsspectrum in de NR-grafiek en bepaalt men de laagste NR-curve die net niet door het spectrum word voorgesteld. Het verschil in waardering tussen laag- en hoogfrequent geluid komt tot uitdrukking in het oplopen van de NR-curven naar de lagere frequentiebanden; daardoor heeft het een geluid met een overwegend hoogfrequent karakter een hoger NR-nummer dan een, lineair gemeten, even sterk geluid waarvan het maximum in het spectrum in het laagfrequente gebied ligt.

FIGUUR 66

3.4. De ponderatie curven A, B, C [dB (A) ; dB (B) ; dB (C)]Sonometers 3.4.1. A- Beweging Het streven naar eenvoud in de beoordelingsprocedure heeft geleid tot een 2de meetgrootheid waarmee de frequentie-afhankelijk van het gehoor in rekening werd gebracht : de dB (A) Het geluidsdrukniveau wordt gemeten met een toestel dat men een sonometer noemt. Veelal bevat dit toestel meerdere functies die o.a toelaten het lineair geluidsdrukniveau per octaafband te bepalen, of het globaal lineair geluidsdruknieveau. Dit zijn fysische grootheden die we in hoofdstuk 1 behandeld hebben. Het kan echter ook rekening houden ho uden met de subjectieve gewaarwording van geluid. Door een “oorgevoeligheid” in een meetinstrument in te bouwen, wordt een meetresultaat verkregen dat overeenstemt met dat totaalonderdeel.

 

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

83 | 2 1 0  

 

Hierbij wordt per frequentieband het geluidsdrukniveau bepaald; daarna wordt gecorrigeerd geco rrigeerd naar de oorgevoeligheid. Deze gecorrigeerde geluidsdruknieveaus worden vervolgens opgeteld (zie hierboven; optellen van bronnen 1.11). Het resultaat is een “gewogen” geluidsdrukniveau in dB (A). De aangebrachte correcties A staan hieronder vermeld in een tabel TABEL 7

Tertsbanden Centrumfrequentie Hz

A-correctie

dB

Centrumfrequentie Hz

A-correctie

20

-50,5

630

-1,9

25

-44,7

800

-0,8

31,5

-39,4

1000

0,0

40

-34,6

1250

0,6

50

-30,2

1600

1,0

63

-26,2

2000

1,2

80

-22,5

2500

1,3

100

-19,1

3150

1,2

125

-16,1

4000

1,0

160

-13,4

5000

0,5

200

-10,9

6300

-0,1

250

-8,6

8000

-1,1

315

-6,6

10000

-2,5

400

-4,8

12500

-4,3

500

-3,3

dB

TABEL 8

Octaafbanden Centrumfrequentie Hz 31,5

 

A-correctie -39,4

dB

Centrumfrequentie Hz 1000

A-correctie 0,0

dB

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

84 | 2 1 0  

 

63

-26,2

2000

1,2

125

-16,1

4000

1,0

250

-8,6

8000

-1,1

500

-3,2

3.4.2. De sonometer De sonometer bevat minimaal:

•  •  • 

Een microfoon  Een voorversterker   Een alternator   of of spanningsverdeler  van  van het elektrische signaal in stappen van 10 dB teneinde in het lineair gebied te blijven van de versterker, wat ook het geluidsdrukniveau is (vb. tussen 20 en 150 dB). •  Een waarderingsnetwerk A dat rekening houdt met de oorgevoeligheid. Deze filter is genormaliseerd

Het is een elektronisch circuit dat even gevoelig is voor frequentie variaties als het menselijk oor. Men kan op een vrij eenvoudige manier een A-waarderingsnetwerk inbouwen.

 

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

85 | 2 1 0  

 

Het A-waarderingsnetwerk waardeert een signaal zodanig dat het een omgekeerde curve van gelijke luidheid benadert voor lage geluidsdrukniveaus. Er bestaat ook nog zoiets als Ben C-netwerken die respectievelijk overeenstemmen met de curven voor de middelste geluidsdrukniveaus en de curven voor gelijke luidheid voor voo r de hoge geluidsdrukniveaus. Voor de metingen van vliegtuiglawaai bestaat een speciaal genormaliseerde karakteristiek, de D-waardering. In principe zouden de metingen met het A-netwerk enkel mogen gebeuren voor lage geluidssterktes. De B- en C-netwerken voor de middelhoge tot erg krachtige geluidssterktes. In praktijk wordt echter het A-waarderingsnetwerk het meest gebruikt. B- en Cwaarderingen blijken in praktijk niet overeen te komen met subjectieve testen. Als reden hiervoor kan aangevoerd worden dat de curven voor gelijke luidheid gebaseerd zijn o op p experimenten waarin gebruik gemaakt werd van zuivere tonen. De meeste signalen zijn echter geen zuivere tonen maar zeer complexe signalen, opgebouwd o pgebouwd uit veel verschillende tonen.

FIGUUR 67

 

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

86 | 2 1 0  

 

• 

Schakelaar voor de meterdempingskarakteristieken

Globaal gezien bepaalt een sonometer het geluidsdrukniveau volgens

  p ² eff          p0 ²  

 Lp = 10 log  

 peff  =

1 T 

T 

∫

   p ²(t ) dt    0

In functie van de ogenblikkelijke druk p(t) en de observatiepriode T. De sonometer kan dit niet alleen doen voor het globaal lineair niveau maar doet dit even efficiënt voor een signaal dat gefilterd is (vb. na passage door een waarderingsnetwerk A, of na doorgang door een octaafband- of tertsbandfilter). De meeste geluiden die gemeten moeten worden hebben een wisselende sterkte. Voor een goede geluidsmeting moet men vooral deze variaties zo nauwkeurig mogelijk kunnen bepalen. Zijn niveauschommelingen sterk, dan kunnen wijzers zo snel gaan bewegen dat een zinvolle aflezing onmogelijk wordt. Vandaar 2 meterdempingenskarakteristieken: “F” (fast) en “S” (slow) die toelaten zelf de middelingstijd te bepalen. Tijdsconstanten: “F”: “F”: T= 0,125 0,125 s “S”

T= 1 s

 (vb. met wijzer of digitale aflezing) ••    Afleesmogelijkheden Een AC- en/of DC- uitgang die het mogelijk maakt randapparatuur aan het toestel te koppelen. AC: bandopnemer, oscilloscoop Het signaal is in dit geval meestal niet niet “Fast” of “Slow” gedempt en heeft noch octaafband noch tertsfilters gepasseerd. DC: Dit signaal is wel “Fast” of “Slow” gedempt. Aansluitbaar op een grafisch toestel.

• 

 

Impuls geluidsniveaumeter   (I) (I) Tijdsconstante: 35ms (0,035 s)

de

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

87 | 2 1 0  

 

Dit laat toe eventuele piekgeluiden of impulsgeluiden in rekening te brengen. Het bevat ook een “hold circuit” waardoor de meting gemakkelijker afgelezen kan worden.

• 

Een statische berekeningsmodule die toelaat de statische parameters Leq en de fractiele geluiden L10, L90, … te berekenen.

 

4. Bouwakoestiek 4.1. Isolatieproblemen In de vorige hoofdstukken beschouwden we de aard van het geluid, zijn voornaamste karakteristieken en de mogelijke evaluatiemethodes. In dit hoofdstuk gaan we dieper in op de eventuele akoestische problemen in een gebouw. Er bestaan verschillende manieren om lawaai te gaan indelen. Men zou dit kunnen doen vo volgens lgens de aard van de bron: binnenlawaai (buren, liften, centrale verwarming,…), buitenlawaai (verkeer, industrie,…). Een andere mogelijk bestaat erin een onderscheid te maken naar de aard van de voortplanting van het lawaai. Men onderscheidt 2 hoofdgroepen:

•  Luchtgeluiden: Luchtgeluid is het geluid dat voortgebracht wordt door een bron en zich eerst door de lucht voortplant, eventueel daarna door een constructie heen dringt en opnieuw in de lucht uitgestraald wordt om dan uiteindelijk bij de ontvanger terecht te komen. Het is van belang dat dergelijke bronnen hun geluid rechtstreeks in de lucht uitsralen. Mogelijke bronnen zijn: radio, stemmen, TV,…

•  Contactgeluiden: Men spreekt van contactgeluiden wanneer een bron in een constructie directe trillingen veroorzaakt die later in naast- of onder- en bovenliggende ruimtes lawaai uitstralen. Deze trillingen kunnen zich voortplanten doorheen gans de constructie en opnieuw uitgestraald worden op plaatsen die ver van de bron verwijderd zijn. Bijvoorbeeld trillingen op de buizen van een centraal verwarmingssysteem planten zich voort doorheen de ganse woning. Zware trillingen (trein, tram, verkeer, machines,…) kunnen zelfs de woning binnendringen via de funderingen.

 

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

88 | 2 1 0  

 

FIGUUR 68

Teneinde een goede isolatie te bekomen voor het gehele gebouw dient men dus zowel aan luchtgeluiden als aan contactgeluiden aandacht te schenken. De weerstand tegen luchtgeluids- of contactgeluidsvoortplanting van de ene ruimte naar de andere heet de isolatie en kan in dB uitgedrukt worden. In één van de volgende hoofdstukken gaan we dieper in op het bekomen van een goede schok- en luchtgeluidsisolatie.

FIGUUR 69

 

Bouwfysica 2

 

 

Prof. Ir. P. Ampe

89 | 2 1 0  

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

90 | 2 1 0  

 

4.2. Nagalm 4.2.1. Absorptiecoëfficiënt Naast isolatieproblemen kunnen ook andere akoestische moeilijkheden, zoals nagalm, zich voordoen. Nagalm is een fenomeen dat iedereen kent. In lege ruimtes (bv. kerken, niet bemeubelde kamers,…) blijft geluid naklinken. Dit kan erg storend zijn voor de spraakverstaanbaarheid of de klankkleur van muziek. Het beïnvloedt eveneens het totale geluidsniveau in deze ruimte. Binnenin een ruimte ontstaat een heel ander geluidsveld rondom een geluidsbron, dan in het vrije veld. Dit geluidsveld binnen een ruimte is het gemakkelijkst te beschrijven als een evenwichtstoestand tussen door de geluidsbron toegevoerde en aan de wanden geabsorbeerde energie. Wanneer geluidsgolven de wanden van een kamer bereiken, zal een deel van het geluid worden gereflecteerd, terwijl de rest wordt geabsorbeerd of doorgelaten. Als de golflengte van het geluid veel kleiner is dan het reflecterende voorwerp dan zal de reflectiehoek gelijk zijn aan de invalshoek. Men hoort dus eerst het directe geluid van de bron en dan net iets laten (afhankelijk van de afgelegde weg) het weerkaatste geluid. Bij een tijdsverschil groter dan 50 ms treedt een echo op. Zoiets is bijzonder hinderlijk (zelfs voor kleinere tijdsverschillen) voor de verstaanbaarheid. Men spreekt van maskering van woorden.

FIGUUR 70

Beschouwen we de bovenstaande figuur: Stel

 

Er 

= gereflecteerde energie Ei

= invallende energie

Ea

= geabsorbeerde energie

Ed

= doorgelaten energie

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

91 | 2 1 0  

 

We kunnen nu een absorptiecoëfficiënt van een wand of een bouwelement gaan definiëren als α 

=

E a  + E d   Ei

 

Deze absorptiecoëfficiënt heeft geen eenheid en heeft een waarde tussen 0 en 1. De grootte ervan hangt af van:

•  De frequenties van het invallend geluid •  De aard, dikte en soortelijk gewicht van het element (wand). •  De manier van toepassing De absorptiecoëfficiënt kan volgens een genormaliseerde (NBN S01-009) methode bepaald worden in een reverberatiezaal van een akoestisch laboratorium. α 

= 0 ⇒   alle energie wordt volledig gereflecteerd;de absorptiecoëfficiënt benadert nul naarmate het element vlak, stijf en niet-poreus is.

α  = 1 ⇒  

alle energi energie e wordt wordt perfect perfect geabsorbeerd. Een voorbeeld hiervan is een open raam: een open raam laat alle geluid natuurlijk perfect door zonder dat er iets gereflecteerd wordt.

Een akoestisch laboratorium bezit soms zowel een dode kamer (praktisch perfect absorberend) en een reverberatiekamer (sterk nagalmend). Wanneer 2 personen tegen elkaar praten in een dode kamer kunnen ze elkaar enkel goed begrijpen wanneer ze naar elkaar kijken. Spreekt de persoon in een andere richting dan daalt de verstaanbaarheid erg sterk. Opmerking: Sommige firma’s geven absorptiecoëfficiënten groter dan 1 op voor hun producten. Dit is geen fout. In werkelijkheid heeft het totaal blootgestelde product via reliëf een oppervlakte groter dan 1 m².

4.2.2. Nagalmtijd (reverberatietijd) Plaatsen we in een geluidskamer een krachtige luidspreker waarmee we een homogeen geluidsveld creëren (vb. met een geluidsniveau gelijk aan 100 dB). Schakelen we plots de bron uit, dan daalt het geluidsniveau slechts geleidelijk.

Per definitie heet men de nagalmtijd de tijd waarbij het geluidsniveau met 60 dB afneemt na het uitschakelen van de geluidsbron. 60 dB komt overeen met een afname tot 1/1000 van de oorspronkelijke geluidsdruk.

 

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

92 | 2 1 0  

 

4.2.3. Formule van Sabine Enerzijds kunnen we stellen dat de reverberatietijd toeneemt met het volume van de kamer (evenredig met de af te leggen weg). Anderzijds is het eveneens duidelijk dat de nagalm afneemt naarmate de begrenzingen van de ruimte absorberend zijn. Sabine vond een formule die de relatie aangeeft tussen de nagalmtijd T, het volume V en de totale absorptie A. De totale absorptie A is gelijk aan de totaliteit van alle absorberende oppervlakken van de ruimte vermenigvuldigd met de absorptiecoëfficiënt α.

T =

Formule van Sabine: Hierbij is

0,161 V  A

 

T

= nagalmtijd [s]

V

= volume van de kamer [m³]

A

= Σi.α i.Si

Si

= absorberende oppervlakken (pleisterwerk, plafond, ramen, vloer,…)

Rekenvoorbeeld:

T

 

0,161 V =

 A

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

93 | 2 1 0  

 

Bepalen A

We beschouwen een slaapkamer met volgende samenstelling: Frequentie= 125Hz 

breedte

lengte

(m)

(m)

opp (m²)

Ai

0,36

5

6

30

10,8

dikte 100 (mm)

0,06

22

2,5

55

3,3

gipsplaten 19mm op

0,31

5

6

30

9,3

onderdeel

Vloer

materiaal

absoprtiecoëfficient

hardboard 3,5mm op regelwerk, m= 3,3 kg/m² spouw 60mm

Muren

Plafond

betonsteen

regelwerk, m=9,3 kg/m² spouw 60mm A= Bepalen Volume V

Volume=

75m³

Bepalen T

=0,51 s

T

 

0,161 V =

 A

23,4

Bouwfysica 2

 

4.2.4. 

 

Prof. Ir. P. Ampe

94 | 2 1 0  

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

95 | 2 1 0  

 

4.2.5. Gevolgen Wanneer een geluidsbron geluid uitstraalt in een kamer, dan ontvangt een geluidsmeetpunt A op hetzelfde moment zowel het direct uitgestraalde geluid als het weerkaatste geluid dat echter vroeger werd uitgestraald en via diverse reflecties (langere afgelegde weg) uiteindelijk terecht kwam in A. Hieruit volgt:

•  Het geluidsniveau in een meetpunt A is des te belangrijker naarmate het aantal

• 

• 

mogelijke reflecties toeneemt, m.a.w. wanneer de absorptie in het lokaal klein is. Men kan dus het totale geluidsniveau doen dalen door het aanbrengen van extra absorberend materiaal. In nagalmende ruimtes is de verstaanbaarheid erg slecht. Bij zalen waar veel personen aanwezig zijn, treedt dan het zogenaamde “cocktail-effect” op: omdat men zich slecht verstaanbaar kan maken, praat men luider wat het totale geluidsniveau nog hoger maakt. In principe kan men in een afgesloten ruimte spreken over 2 velden: het directe geluidsveld en het weerkaatste geluidsveld. Via absorptie kan men het weerkaatste geluidsveld beperken maar nooit het directe veld, wat de mogelijkheden tot lawaaibeperking begrenst.

4.2.6. Types absorberende materialen Men onderscheidt de volgende groepen geluidsabsorberende materialen:

•  Poreuze materialen en architectuurelementen •  Resonatoren •  Combinaties van deze 2 4.2.6.1 Poreuze materialen en architectuurelementen Vb.

mineralen wolsoorten (rotswol, glaswol) schuimrubber met open poriën en open celwand schuimplastic met open poriën en open celwand houtvezelplaten houtwol cementplaten tapijten …

Men kan steeds controleren of een product absorberende kwaliteiten heeft. Een eenvoudige proef kan uitsluitsel geven: men moet steeds, indien nodig met inspanning, door het materiaal kunnen blazen.

 

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

96 | 2 1 0  

 

De maximale absorptiecapaciteit hangt af van de samenstelling van het materiaal. Het frequentiebereik hangt af van de laagdikte, maar blijft blij ft toch beperkt in de lage frequenties. Het absorptie-effect wordt veroorzaakt door de omzetting van geluidsenergie in warmte-energie bij het invallen en doordringen van de geluidsgolf in de poriën van het poreus materiaal. Soms wordt het poreus materiaal beschermd door geperforeerde platen. Indien de totale oppervlakte van de gaten minstens 25% van het oppervlak is waarbij de diameter van de gaten minstens 3 maal de plaatdikte bedraagt, dan kan men het effect van de plaat op de geluidsabsorptie verwaarlozen.

Men kan het absorptie-effect verhogen door het absorptieproduct op enige afstand van de wand aan te brengen. In dat geval kan men dezelfde prestaties bereiken zoals met een absorptieproduct van hetzelfde materiaal maar met een laagdikte gelijk aan de som van de dikte van het gebruikte product en de spouw.

4.2.6.2 Resonatoren

•  Trillende membranen

Resonatoren bestaan uit dunne platen die op enkele cm van de wand gebracht worden en op een dusdanige manier dat ze slechts bevestigd zijn in enkele punten. Brengt men met een geluidsgolf een resonator in trilling, dan treedt eveneens geluidsabsorptie op doordat energie aan het invallend geluid wordt onttrokken.

Dergelijke systemen absorberen vooral goed in de lage frequenties (125 – 250 Hz).

FIGUUR 71

•  Helmholtz-resonatoren (caviteitensysteem) Dergelijke resonatoren bestaan uit een vast omsloten volume V dat door een smalle opening naar buiten verbonden is. De lucht in het systeem fungeert als één geheel en vormt de massa in een massa-veer-massa-systeem massa-veer-massa-s ysteem (cfr. Mechanica). De luchtprop in de openingshals fungeert als veer. De stijfheid van deze veer wordt bepaald door de viskeuze wrijving ten gevolge van de lluchtstroming uchtstroming door de opening.

 

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

97 | 2 1 0  

 

Dergelijke systemen absorberen specifiek bepaalde frequenties afhankelijk van de geometrische dimensies van openingen en volumes. Vb. geperforeerde platen op luchtspouw

FIGUUR 72

4.2.6.3 Combinaties Een typisch voorbeeld van een combinatie van een poreus materiaal en een resonator zijn de geboorde of gezaagde tegels van houtvezelplaten (zachtboard), bevestigd op een regelwerk, dus op een luchtlaag. Andere voorbeelden: tegels van geperste minerale wol of met andere poreuze materialen, aangebracht op een regelwerk. Een voordeel hiervan is een goed absorptie in zowel hoge als lage frequenties.

 

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

 

FIGUUR 73

 

98 | 2 1 0  

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

99 | 2 1 0  

 

TABEL 9 : α -WAARDEN

Mat eriaalsoort 1. tuftingta tuftingtapi pijt jt - gesneden pool - toefen pool - toefen pool - lussen pool 2. velours velours weeftapi weeftapijt jt - gesneden pool 3. ho houtwolcementplaat

4. 5. 6. 7. 8. 9.

dikte uchtlaag requentie (mm) (mm) 125

 

500

1000

2000

4000

11 8,5 9,8 5,9

-

0,01 0,02 0,02 0,02

0,04 0,03 0,05 0,06

0,06 0,14 0,19 0,10

0 ,1 9 0 ,3 6 0 ,4 1 0 ,2 7

0 ,3 9 0 ,6 1 0 ,4 4 0 ,5 7

0,48 0,68 0,59 0,65

9 25 25 25 50 50 50 45 60 25 40 60

65 270 65 270 -

0,01 0,02 0,03 0,14 0,04 0,07 0,16 0,16 0,38 0,10 0,07 0,09

0,02 0,05 0,10 0,34 0,11 0,17 0,25 0,39 0,56 0,22 0,23 0,28

0,07 0,10 0,40 0,21 0,19 0,41 0,19 0,80 0,91 0,54 0,64 0,74

0 ,1 9 0 ,2 9 0 ,3 5 0 ,2 1 0 ,4 4 0 ,3 3 0 ,2 7 0 ,9 6 0 ,9 6 0 ,7 9 0 ,9 2 1 ,0 3

0 ,4 4 0 ,5 0 0 ,3 1 0 ,3 1 0 ,3 8 0 ,5 0 0 ,4 9 1 ,0 9 1 ,2 1 0 ,9 9 1 ,0 8 1 ,1 3

0,56 0,42 0,55 0,49 0,59 0,62 0,60 1,20 1,20 1,07 1,12 1,18

-

0,11 0,14 0,06

0,27 0,57 0,08

0,59 1,06 0,11

1 ,0 8 1 ,0 3 0 ,2 7

1 ,0 7 1 ,0 6 0 ,5 1

1,02 1,15 0,47

glaswol ( 12 kg/m³ ) glaswol ( 16 kg/m³ ) glaswol ( 22 kg/m³ ) glaswol ( 38 kg/m³ ) glaswol ( 55 kg/m³ ) opencelli opencellig g kunststofschui kunststofschuim m -piramideplaat 70 100 10. betonsteen 100  

(Hz) 250

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

100 | 2 1 0  

 

TABEL 10: α -WAARDEN

fre req quentie tie (Hz (Hz) Materiaalsoort / opbouw 125 250 1. hardboard: 3,5 mm mm op regelwerk regelwerk m = 3,3 kg/m² -spouw 60 mm 0,36 0,11 -idem met 40 mm minerale wol 0,58 0,18 -spouw 120 mm 0,54 0,08 -idem met 40 mm minerale wol 0,42 0,17

500

1000

2000

4000

0,12 0,11 0,08 0,09

0,03 0,09 0,07 0,07

0,05 0,05 0,06 0,06

0 ,0 5 0,04 0 ,0 9 0,09

2. multiple multiplex: x: 4 mm op regelwerk regelwerk m = 2,9 kg/m² -spouw 60 mm 0,22 -idem met 40 mm minerale wol 0,50 -spouw 120 mm 0,47 -idem met 40 mm minerale wol 0,43

0,12 0,20 0,10 0,16

0,14 0,12 0,10 0,11

0,06 0,06 0,04 0,05

0,04 0,05 0,07 0,05

0 ,0 9 0,10 0 ,0 6 0,09

multiplex: 6 mm op regelwerk m = 4,2 kg/m² -spouw 50 mm vol minerale wol 0,57 -spouw 100 mm, 50 mm minerale wol 0,75

0,37 0,30

0,13 0,12

0,07 0,05

0,06 0,04

0,03 0,03

3. spaanplaa spaanplaat: t: 19 mm op regelwerk regelwerk m = 13,5 kg/m² -spouw 60 mm 0,33 -idem met 40 mm minerale wol 0,29 -spouw 120 mm 0,30 -idem met 40 mm minerale wol 0,24

0,10 0,14 0,11 0,14

0,12 0,12 0,15 0,16

0,1 0,11 0,08 0,09

0,14 0,18 0,12 0,14

0,26 0,11 0 ,2 4 0,17

4. gipsplaten gipsplaten:: 9,5 mm op regelwerk regelwerk m = 9,3 kg/m² -spouw 60 mm 0,31 -idem met 40 mm minerale wol 0,25 -spouw 120 mm 0,22 -idem met 40 mm minerale wol 0,23

0,08 0,17 0,08 0,12

0,04 0,04 0,11 0,09

0,07 0,06 0,07 0,06

0,09 0,08 0,09 0,11

0 ,0 8 0,22 0 ,2 2 0,22

 

 

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

101 | 2 1 0  

 

4.3. Belgische normen betreffende akoestiek 4.3.1. Inleiding In dit onderdeel o nderdeel worden de 2 belangrijkste normen (NBN S01-400 en NBN S01-401) betreffende akoestiek besproken. Andere normen i.v.m. bouwakoestiek zijn: NBN S01-005

:

Meten in het laboratorium van de geluidsverzwakkingsindex Voor luchtgeluid.

NBN S01-006

:

Meten “in situ” van de akoestische isolatie voor luchtgeluid.

NBN S01-007

:

Meten in het laboratorium van de transmissie van contactgeluid.

NBN S01-008

:

Meten “in situ” van de geluidstransmissie van contacgeluid.

NBN S01-009

:

Meten van de geluidsabsorptiefactor in een nagalmkamer.

NBN S01-016

:

Meten “in situ” van de akoestische isolatie van gevels en gevelelementen tegen luchtgeluid.

NBN S01-400

:

Criteria van de akoestische isolatie.

NBN S01-401

:

Grenswaarden voor de geluidsniveuas om het gebrek aan comfort in gebouwen te vermijden.

NBN S01-402

:

Kenmerkende peilen van omgevingslawaai.

NBN S01-403

:

Geluid veroorzaakt door hydraulische uitrustingen.

Deze normen kunnen besteld worden bij: “Belgisch Instituut voor Normalisatie” (BIN) Brabançonnelaan 29 1040 Brussel

Tel.: 02/734.92.05 Fax: 02/733.42.64

 

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

102 | 2 1 0  

 

4.3.2. NBN S01-400: Criteria van de akoestische isolatie Basisprincipes van deze norm zijn:

•  Isolatiecriteria worden uitgedrukt in de vorm van categorieën: een welbepaalde wand heeft een bepaalde isolatieklasse die uitgedrukt wordt door een één-getalwaarde. •  Er bestaan minimale comfortklassen en aanbevolen klassen. •  Voor de buitengevelisolatie werd rekening gehouden met de aard aar d van de “buitenomgeving” voor het opleggen van de geluidsisolatiecriteria. •  Het lichtjes overschrijden van een bepaalde klasse kan getolereerd worden onder duidelijk aangegeven omstandigheden. De huidige norm NBN S01-400 laat toe op een behoorlijke correcte wijze de comfortsituatie in te schatten in een bestaand gebouw en anderzijds vrij nauwkeurig akoestische isolatiekwaliteiten op te leggen voor nieuw te bouwen constructies. Bovenstaande principes werden in de norm op volgende manier uitgewerkt:

•  De minimale isolatiecriteria worden uitgedrukt door curven met index b, de •  • 

aanbevolen criteria met index a. Tussen beide curven bestaat bij luchtgeluidsisolatie een verschil van 5 dB terwijl dit bij schokgeluiden 3 dB bedraagt. De invloed van de buitenomgeving wordt door de creatie van 4 “buiten-lawaai-zones” bepaald die de akoestiek van de omgeving typeren (deze bepaling geeft aanleiding tot een nieuwe norm, NBN S01-402). De tolerantie werd als volgt begrensd: De overschrijding van een grenscurve in negatieve zin kan maar worden beperkt tot maximaal 2dB over 6 opeenvolgende 1/3 octaaf-intervallen.

In de norm wordt uiteraard een onderscheid gemaakt tussen luchtgeluiden en contactgeluiden:

•  Criteria voor de bruto-geluidsverzwakkingsindex van een wand •  Criteria voor de contactgeluidsisolatie

 

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

103 | 2 1 0  

 

4.3.2.1 Criteria voor de bruto-geluidsverzwakkingsindex van een wand De criteria zijn geldig voor al dan niet naast elkaar liggende lokalen. Ze worden uitgedrukt door 4 limietspectra (a en b). Bij de interpretatie moet men weten dat een klasse Ia een wand met een betere geluidsisolatie aanduidt dan een klasse IVa.

Voor buitengevels wordt de akoestische isolatie uitgedrukt door 4 andere trapcurven (Va, Vb, Vc, Vd). Hier is geen onderscheid o nderscheid gemaakt tussen minimale en aan te raden ccurven. urven.

FIGUUR 74

 

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

104 | 2 1 0  

 

In deze norm bestaan analoge criteria voor de geluidsisolatie van wanden g getest etest in het laboratorium. De geluidsisolatie gemeten in het laboratorium is immers niet dezelfde als op de werf. Zoals hierboven vermeld is, plant het geluid tussen 2 lokalen zich niet alleen voort via de directe weg (bron – lucht – scheidingswand – lucht – luisteraar) maar ook via in directe wegen (bv. zijmuren). Wanneer men over isolatie spreekt tussen 2 lokalen op de werf, dan betreft dit het verschil in geluidsniveau tussen beide ruimtes, m.a.w. het verschil in lawaai van wat directe en indirecte weg is doorgedrongen in het “ontvangstlokaal” in vergelijking met het lawaainiveau in de zendruimte (mits een bijkomende correctiefactor i.v.m. absorptie in rekening te brengen). Wanneer men over geluidsisolatie op de werf spreekt, dan noemt men dit de bruto geluidsisolatie. Wanneer men over geluidsverzwakkingsindex van een materiaal of bouwelement spreekt, dan is dit de in het laboratorium gemeten waarde. In het laboratorium wordt ervoor gezorgd dat de enige mogelijke weg van het geluid de directe geluidsoverdracht is. Het spreekt vanzelf dat de geluidsisolatieverzwakkingsindex meestal hoger is dan de praktijkisolatiewaarde van het bouwelement (of bruto-isolatiewaarde). De labo-index is daarom echter niet oninteressant. Ze laat toe toch die wanden te kiezen opdat een bepaalde geluidsisolatie tussen 2 lokalen kan bekomen worden. Men moet er alleen op letten dat men een zekere veiligheidsmarge in acht neemt. De voorgeschreven klassen van bruto-geluidsisolatie tussen 2 lokalen hangt af van hun functie. In de norm wordt dan ook onderscheid o nderscheid gemaakt voor een reeks praktische gevallen: appartementsgebouwen, kantoren, scholen, hotels, woningen, rusthuizen,… Omdat het uitermate moeilijk is om wanden te t e bouwen met geluidsisolatie klasse I is het aan te raden de ruimtes zodanig te schikken sc hikken dat een dergelijke eis niet voorkomt. Onderstaande figuur geeft enkele voorbeelden van geluidsisolatiecriteria (aanbevolen en minima).er valt op te merken dat de meest gestelde klasse, klasse II is.

 

Bouwfysica 2

Prof. Ir. P. Ampe

105 | 2 1 0  

 

TABEL 11 (1)

WOONGEBOUW

Vertrekken van een woning A Slaap Slaapkam kamer er Li Livi ving ng Keuken Keuken Speelk Speelkam amer er Bad Badkam kamer/W er/WC C

Vertrekken van een wo ning ning B

II  b

II  b

a

II  b

a

II  b

a

II  b

Trappenhuis / Liftkoker 

I  b

a

II  b

a

III  b

a

III  b

a

III  b

 b c

V d 

a

V

a a

a  (2)

III  b

a

Categorie 2 55 dB(A)