Wanneer we de keuze hebben, is deze vraag zelfs overbodig. Maar bij een renovatie is het soms moeilijk of zelfs onmogelijk om langs de buitenkant te isoleren: het gebouw is geklasseerd, de gevels zijn opmerkelijk, de perimeter van het gebouw ligt precies op de grens van het eigendom, … allemaal redenen om de isolatie toch aan de binnenkant te plaatsen. De technische haalbaarheid van deze keuze moet niet meer aangetoond worden. Maar geldt dat ook bij het passief bouwen waar de dikte van de isolatie maximaal is, waar de koudebruggen berekend worden en de luchtdichtheid getest wordt?
De hele problematiek van de binnenisolatie kwam aan het licht door de analyse van de hygrothermische stromen in de wand.
Temperaturen
De plaatsing van thermische isolatie op een bestaande wand wijzigt de interne en de oppervlaktetemperaturen van de wand. In dit geval analyseren we dezelfde wand in drie verschillende situaties wat de thermische isolatie betreft: zonder isolatie, geïsoleerd langs de binnenkant en geïsoleerd langs de buitenkant. De isolatie is 20 cm dik en heeft een thermische geleiding van 0,035 W/mK. De thermische transmissiecoëfficiënt U bedraagt 0,16 W/m².K (een realistische waarde bij passief bouwen). Voor de berekening bedragen de buiten- en binnentemperaturen respectievelijk -10°C en +20°C.
We stellen vast dat de oppervlaktetemperaturen tussen de niet-geïsoleerde wand (geval A) en de geïsoleerde wanden (gevallen B en C) verschillend zijn. Langs de binnenkant doet de isolatie de oppervlaktetemperatuur fundamenteel stijgen en dus uiteraard ook het thermische comfort in de woning. Langs de buitenkant daalt de temperatuur meer. Voor de gevallen B en C stellen we ook vast dat de oppervlaktetemperaturen identiek zijn, ongeacht de plaats van de isolatie. Met een reducerende blik op de thermische transmissiecoëfficiënt kunnen we dus besluiten dat binnenisolatie geen enkel probleem vormt om de passieve richtwaarden te behalen.
Wat er fundamenteel verandert tussen de gevallen B en C zijn de temperaturen in de bestaande wand. In het geval B liggen de temperaturen tussen +18 en +19,4°C. In het geval C liggen ze tussen -9,8 en -8.5°C. Zoals onderstaande grafiek aantoont dalen de binnentemperaturen van de bestaande wand naarmate de thermische weerstand stijgt!
We moeten ons nu absoluut de vraag stellen hoe het zit met condensatie in situatie C, aangezien de wand in geval B beschermd is tegen condensatie?
Vocht
Vocht in een wand kan een gevolg zijn van het bouwen zelf (initieel vocht), van slagregen, van capillaire opstijging en transport van waterdamp. De vochtconcentratie in een wand varieert in functie van de klimaatomstandigheden waaraan de wand is blootgesteld. Deze vochtbronnen kunnen bedwongen worden. Men moet het initiële vocht de tijd en de mogelijkheid geven om te verdwijnen (dit is vaak is tegenstelling tot de snelheid die vereist wordt op de werf). Buitenbekleding kan een wand beschermen tegen slagregen. De vermindering van opstijgend capillair vocht wordt al ingewikkelder, maar ook hiervoor bestaan doeltreffende technische oplossingen. Het transport van waterdamp door een wand daarentegen kan niet verhinderd worden. Net zoals de warmte verplaatst wordt door de uitbalancering van de temperaturen aan beide kanten van de wand, verspreidt de waterdamp zich van een omgeving met een sterke concentratie aan waterdamp naar een omgeving met een lagere concentratie.
En hier maakt het passief bouwen met zijn dikke isolatie de zaken ingewikkeld. Er treedt interne condensatie op wanneer de reële druk op een punt de verzadigingsdruk overschrijdt. Deze verzadiging wordt sneller bereikt wanneer de temperaturen laag zijn. De grotere dikte van de binnenisolatie, zoals hierboven geanalyseerd, verlaagt de temperaturen in de muur, maar vergroot het risico op condensatie op en in de muur.
Om de condensatierisico’s in geval van binnenisolatie te kunnen evalueren, is een controle van de samenstelling van de verschillende lagen van de wand nodig en wel aan de hand van een berekening van de waterdampdiffusie.
Simulaties
De methode die het vaakst gebruikt wordt is de zogenoemde GLASER-methode. Maar deze methode houdt geen rekening met het capillaire watertransport in en het sorptievermogen van het onderdeel en die zorgen nochtans voor een vermindering van het risico op een puinhoop in geval van condensatie. Aangezien de methode zich beperkt tot de analyse van de vochthuishouding in een permanent regime en met sterk vereenvoudigde randvoorwaarden, geeft ze geen inzicht in wat punctueel op specifieke plaatsen gebeurt, noch wat de gebeurtenissen op korte termijn, de regen, de zonneschijn, ... teweegbrengen. Ze geeft een globale evaluatie van de hygrothermische toereikendheid van een onderdeel en geen reële simulatie van de evolutie van de temperatuur en het vochtgehalte in een onderdeel dat blootgesteld wordt aan een klimaat dat overeenstemt met het klimaat waaraan het werkelijk blootgesteld zal worden. (1)
Om een oplossing te bieden voor de verschillende gebreken die hierboven opgesomd werden vormen de simulatieprogramma’s, zoals WUFI bijvoorbeeld, een nauwkeurigere en complexere berekeningsmethode. Met dit type software kan de droogtijd van een wand berekend worden, evenals het risico op interstitiële condensatie, de invloed van slagregen, zonneschijn, … Kortom, het is de ideale tool om de goede werking van een bestaande en aan de binnenkant geïsoleerde wand te controleren.
Op voorwaarde dat u de volumemassa van de bestaande wand kent, maar ook de porositeit, de massawarmte, de thermische geleiding (droog), de waterdampdiffusieweerstandscoëfficiënt (droog), de functie van watervasthouding, de coëfficiënt van het watertransport via absorptie of redistributie, de vochtafhankelijkheid van de thermische geleiding of van de dampweerstandscoëfficiënt, enz. Allemaal gegevens die doorgaans bijna onmogelijk achterhaald kunnen worden! Dus, om zeker te spelen, houdt de berekening rekening met de ongunstige gevallen van deze bestaande wand.
Tot op heden betrof de problematiek enkel de bepaling van de samenstelling van de verschillende lagen van een aan de binnenkant geïsoleerde en “ononderbroken” wand. Maar de zaken worden pas heel ingewikkeld als de wand “onderbroken” wordt door aansluitingen en constructieknopen. En dat zal zeker het geval zijn! Geldt de simulatie dan nog altijd?
Detail: vloerroostering / wand geïsoleerd aan de binnenkant
De constructieknopen en de aansluitingen wijzigen en beïnvloeden de samenstelling van de wand. Zoals de verbinding tussen een houten tussenvloer en een wand die geïsoleerd werd aan de binnenkant. Op de plaats van de aansluiting gaat de roostering door het membraan van het dampscherm en de thermische isolatie en rust het op het bestaande metselwerk. Het houten rooster beschikt over andere hygrothermische kenmerken dan de omliggende membranen. Passief bouwen veronderstelt een perfecte verbinding tussen de dichtingsmembranen en de houten structuur, enerzijds om een voldoende luchtdichtheid te bereiken (waarde n50) en anderzijds om vochtproblemen te vermijden. De moeilijkheid en de noodzakelijke zorg bij de uitvoering worden hieronder geïllustreerd.
Hout, een natuurlijk materiaal dat per definitie niet perfect is en bij oude vloeren vaak barsten vertoont. Door deze barsten kunnen de lucht en dus ook het vocht heel gemakkelijk in de wand dringen en zo het risico op condensatie vergroten. Hout dat gebruikt wordt in een te vochtige omgeving ter hoogte van de ondersteuning kan verzwakken en de stabiliteit van de vloer in gevaar brengen.
Een mogelijke “radicale” oplossing bestaat uit de scheiding van de roostering van de wand. Deze oplossing vermijdt het probleem dat hierboven besproken werd, maar is olie op het vuur voor het debat over stabiliteit en kan, eventueel, het debat over het façadisme opnieuw openen.
Samen met onze vrienden van het PassivHaus Institut hebben we na de analyse van de problemen met betrekking tot de isolatie van binnenuit besloten dat de isolatie langs de buitenkant er wel erg aantrekkelijk begint uit te zien (2).
Tekst: Olivier Henz
Bron: be.passive 04, jun-jul-aug 2010, 70-72, zie: www.bepassive.be
(1) WUFI: computerprogramma dat de gekoppelde overdracht van warmte en massa in de onderdelen van een gebouw berekent, Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP, Holzkirchen.
(2) Protokollband Nr. 32, Arbeitskreis kostengünstige Passivhäuser Phase III, Faktor 4 auch bei sensiblen Altbauten: Passivhauskomponenten + Innendämmung, Passivhaus Institut, Darmstadt 2005.
