2. thermische eigenschappen

Technische documentatie V CE
2004
Thermische eigenschappen
2. THERMISCHE EIGENSCHAPPEN
2.1 Warmteoverdracht
De overdracht van warmte gebeurt steeds tussen twee voorwerpen met verschillende temperaturen.
De warmte verplaatst zich steeds van het warmere lichaam naar het minder warme, totdat de
temperaturen van beide in evenwicht zijn. Het warmtetransportmechanisme geschiedt op drie
manieren :
- geleiding
(celwanden en knopen)
- convectie
(lucht in de cellen)
- straling
(celwanden en knopen)
2.2 Warmtegeleidingscoëfficiënt λ (lambda)
De warmtehoeveelheid die in stationaire toestand en onder permanent regime door een
materiaalelement met 1 m dikte en 1 m2 doorsnede gaat, per eenheid van tijd en per eenheid van
temperatuurverschil tussen twee oppervlakten van dit materiaal, noemt men de
warmtegeleidingscoëfficiënt. De warmtegeleidingscoëfficiënt wordt aangeduid door de Griekse letter
λ (lambda). Als eenheid wordt W/mK (Watt per meter Kelvin) gebruikt.
Als thermisch isolerende materialen worden beschouwd: materialen met een λ < 0,065 W/mK.
De isolatiewaarde van geëxpandeerd polystyreen wordt bepaald door de vele polystyreencellen (∅ 0,2
à 0,5 mm met een wanddikte van + 0,001 mm) waarin lucht zeer fijn verdeeld zit. Het schuim
bestaat uit ongeveer 2 à 6 % polystyreen en 94 à 98 % lucht. Deze lucht (λlucht 10 °C = 0,025 W/mK)
blijft in tegenstelling tot andere gassen steeds aanwezig in de cellen zodanig dat de isolatiewaarde
constant blijft.
Specifieke grondstoffen waarin het warmtetransport door straling geoptimaliseerd is (aangepaste
celdiameter, wanddikte, verbeterd emissie en absorptie, celoriëntatie) geven een beter resultaat tot
een volumemassa van ongeveer 30 kg/m³. Dit zijn onze lambda-producten en hebben een
warmtegeleidingscoëfficiënt die + 15 % beter is dan de conventionele producten (zie grafiek 2.1).
Het toevoegen van regeneraat verhoogt de λ-waarde, aangezien dit aanleiding geeft tot meer open
ruimte tussen de parels of een lagere volumemassa van het aandeel 'nieuwe' parels. Indien minder
dan 10% regeneraat toegevoegd wordt, blijft de stijging meestal te verwaarlozen.
De warmtegeleidingscoëfficiënt wordt bepaald op vierkante proefstukken (300 of 400 mm) volgens de
methode beschreven in ISO 8301 of ISO 8302. De referentietemperatuur bedraagt 10°C.
Test methode
EN 12664
EN 12667
EN 12939
Titel
Thermal performance of building materials and
products – Determination of thermal resistance by
means of guarded hot plate and heat flow meter
methods – Dry and moist products of medium and
low thermal resistance
Thermal performance of building materials and
products – Determination of thermal resistance by
means of guarded hot plate and heat flow meter
methods – Products of high and medium thermal
resistance.
Thermal performance of building materials and
products – Determination of thermal resistance by
means of guarded hot plate and heat flow meter
methods – Thick products of high and medium
thermal resistance
KEM-products n.v.
Website : www.kemisol.be
Hulshoutsesteenweg 33
Tel:+32 (0)15 24 46 21
Richtlijnen, wanneer toepassen
For all samples with a thermal
resistance R:
0,02 m²K/W [ R [ 0,5 m²K/W
For all samples with a thermal
resistance R:
R / 0,5 m²K/W
For all thick insulation products
(100mm – 150 mm, depending
on the used apparatus, if the
test
specimen
cannot
be
measured in whole thickness.
2220 Heist-op-den-Berg
Fax:+32 (0)15 22 49 59
5
Technische documentatie V CE
2004
Thermische eigenschappen
Principieel is de grootheid warmtegeleidingscoëfficiënt enkel zinvol bij niet poreuze materialen. Zodra
men poriën in een materiaal heeft, is het warmtetransport een samenspel van:
- geleiding door materialenskelet, poriëngas, en, zo vochtig, waterlaagjes.
- straling tussen de poriënwanden.
- convectie in grotere poriën.
- indien vochtig, latent warmtetransport.
Toch blijft men, in zoverre het poreuze materiaal homogeen is, ook dit complexe geheel van
warmtetransport samenballen in een equivalente warmtegeleidingscoëfficiënt λ.
2.3 De gedeclareerde λ-waarde : λd
De gedeclareerde λ-waarde is een door de fabrikant te definiëren waarde, aan dewelke hij contractueel
gebonden wordt voor de verkopen van zijn product.
Deze waarde wordt bepaald aan de hand van
-gemeten gegevens:
aan een referentietemperatuur van 10 °C
aan een referentiedikte van 50 mm
na conditionering bij 23 °C en een relatieve vochtigheid van 50%
-een vastgestelde fractile met een gegeven betrouwbaarheidsinterval (90/90) (cfr. ISO/DIS 10456)
-na een redelijke levensduur in normale omstandigheden
Het is dus een statistisch bepaalde waarde, op basis van een groot aantal metingen, met een
betrouwbaarheidsinterval van 90/90. Dit wil zeggen dat met een betrouwbaarheid van 90 % kan
gesteld worden dat 90 % van de productie een λ-waarde heeft die minstens even goed is als de
gedeclareerde waarde.
Praktisch kan tabel 2.1 of grafiek 2.1 met trapcurve gevolgd worden. Deze trapcurve kan eventueel
vervangen worden door de volgende formule (Europese mastercurve 90/90) die functie is van de
volumemassa ρ:
voor 8kg/m³ < ρ < 55 kg/m³ is
λmean
= 0.025314 + 5,1743*10-5 *ρ + 0.173606/ρ [W/mK]
λpred90/90 = 0.027174 + 5,1743*10-5 *ρ + 0.173606/ρ [W/mK]
0,0450
0,0440
0,0430
0,0420
0,0410
lambda [W/mK]
0,0400
0,0390
0,0380
0,0370
0,0360
0,0350
0,0340
0,0330
0,0320
0,0310
0,0300
10
15
20
30
40
50
60
70
80
densiteit [kg/m³]
l-mean
KEM-products n.v.
Website : www.kemisol.be
l-pred
Hulshoutsesteenweg 33
Tel:+32 (0)15 24 46 21
2220 Heist-op-den-Berg
Fax:+32 (0)15 22 49 59
6
Technische documentatie V CE
2004
Thermische eigenschappen
Lambda
[W/mK]
0.045
0.044
regeneraat
0.043
0.042
0.041
0.040
0.039
0.038
0.037
0.036
0.035
0.034
lambda EPS
0.033
0.032
0.031
0.030
10
20
30
standaard EPS
40
50
60
70
80
Densiteit [kg/m³]
Grafiek 2.1 : λ-waarde voor de verschillende types EPS in functie van de densteit
T HEO R ET ISC HE LA M B D A W A A R D E ST A N D A A R D EPS b i j 10 C
°
0,04500
0,04400
0,04300
0,04200
0,04100
0,04000
0,03900
0,03800
0,03700
0,03600
0,03500
0,03400
0,03300
0,03200
STRALINGSAANDEEL
0,03100
0,03000
0,02900
0,02800
GELEIDINGSAANDEEL
STYREEN
0,02700
0,02600
0,02500
0,02400
GELEIDINGSAANDEEL LUCHT
0,02300
0,02200
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
D E N SI T E I T [ k g/ m³]
5 mm
10 mm
20 mm
30 mm
50 mm
200 mm
500 mm
1000 mm
l ucht
PS
100 mm
Grafiek 2.2 : theoretische λ-waarde voor standaard EPS in functie van de densteit
KEM-products n.v.
Website : www.kemisol.be
Hulshoutsesteenweg 33
Tel:+32 (0)15 24 46 21
2220 Heist-op-den-Berg
Fax:+32 (0)15 22 49 59
7
Technische documentatie V CE
Europees type EPS
2004
Thermische eigenschappen
Belgisch type EPS
gedeclareerde λ-waarde
(W/mK)
EPS S
0,045
EPS 30
0,040
EPS 50
0,040
EPS 60
PS 15 en PS 15 SE
0.038
EPS 70
0,038
EPS 80
0,038
EPS 90
0,036
EPS 100
PS 20 en PS 20 SE
0.036
EPS 120
0,036
EPS 150
PS 25 en PS 25 SE
0.035
EPS 200
PS 30 en PS 30 SE
0.034
EPS 250
PS 35 en PS 35 SE
0.033
EPS 300
PS 40 en PS 40 SE
0.033
PS 45 en PS 45 SE
0.033
PS 50 en PS 50 SE
0.033
PS 55 en PS 55 SE
0.033
PS 60 en PS 60 SE
0.033
EPS 400
EPS 500
Tabel 2.1 : gedeclareerde λ-waarde in functie van het type EPS
Meetwaarden van de warmtegeleidingscoëfficiënt van geëxpandeerd polystyreen in droge toestand in
functie van de temperatuur.
Lambda [W/mK]
EPS 100
0,0500
0,0480
0,0460
0,0440
0,0420
0,0400
0,0380
0,0360
0,0340
0,0320
0,0300
0,0280
0,0260
0,0240
0,0220
0,0200
-100
-50
0
50
100
Temperatuur [°C]
Grafiek 2.2 : λ-waarde EPS in functie van de temperatuur
Voor toename (afname) van de warmtegeleidingscoëfficiënt mag voor praktische toepassingen
gerekend worden met 0.0001 W/mK voor een temperatuurstijging (-daling) van 1 °C.
KEM-products n.v.
Website : www.kemisol.be
Hulshoutsesteenweg 33
Tel:+32 (0)15 24 46 21
2220 Heist-op-den-Berg
Fax:+32 (0)15 22 49 59
8
Technische documentatie V CE
2004
Thermische eigenschappen
lambda [W/mK]
Meetwaarden van de warmtegeleidingscoëfficiënt van geëxpandeerd polystyreen in functie van het
vochtgehalte bij een temperatuur van +10 °C. (λwater=0.58 W/mK bij +10 °C)
0,0630
0,0605
0,0580
0,0555
0,0530
0,0505
0,0480
0,0455
0,0430
0,0405
0,0380
0,0355
0,0330
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
vochtgehalte [vol %]
EPS 60 (measured value)
EPS250 (design value)
EPS 100 (design value)
Grafiek 2.3 : λ-waarde in functie van het vochtgehalte
Bij normale woningbouwtoepassingen, zoals vloeren, gevels, daken, … kan deze invloed verwaarloosd
worden. Per volume% vocht neemt de warmtegeleidingscoëfficiënt met 3 tot 4 % toe. Praktisch ligt
het vochtgehalte in ingebouwde toestand tussen 0.1 en 1 volume%. Dit betekent een maximale
verhoging van 1.5 mW/mK, in realiteit meestal kleiner dan 1 mW/mK.
Voor toepassingen ‘op’ of ‘onder’ water (zoals perimeterisolatie, kelderisolatie), waar de isolatie
permanent in contact met water is, rekent men met correctiefactoren waarmee men de λ-waarde
vermenigvuldigd voor het bekomen van de rekenwaarde. Er wordt rekening gehouden met het feit of
het al dan niet een gedraineerde toepassing is (=halvering van het vochtgehalte).
lU = lD x FΧ waarin FΧ = 1,0 + 0,032078 u + 0,0010031 u² met u = vochtgehalte in vol%
Europees
type EPS
‘Level’
Belgisch
volgens
type
EN
EPS
13163
Praktisch vochtgehalte
Correctiefactor vocht FΧ
NIET
gedraineerd
gedraineerd
NIET
gedraineerd
gedraineerd
WL(T)5
[ 5,0
[ 2,5
1.22
1.11
EPS 70
WL(T)5
[ 5,0
[ 2,5
1.22
1.11
EPS 80
WL(T)5
[ 5,0
[ 2,5
1.22
1.11
WL(T)5
[ 5,0
[ 2,5
1.22
1.11
WL(T)5
[ 5,0
[ 2,5
1.18
1.09
WL(T)5
[ 5,0
[ 2,5
1.18
1.09
WL(T)5
[ 5,0
[ 2,5
1.15
1.07
EPS S
EPS 30
EPS 50
EPS 60
PS 15 en
PS 15 SE
EPS 90
EPS 100
PS 20 en
PS 20 SE
EPS 120
EPS 150
PS 25 en
PS 25 SE
KEM-products n.v.
Website : www.kemisol.be
Hulshoutsesteenweg 33
Tel:+32 (0)15 24 46 21
2220 Heist-op-den-Berg
Fax:+32 (0)15 22 49 59
9
Technische documentatie V CE
2004
Thermische eigenschappen
PS 30 en
[ 3,0
[ 1,5
WL(T)3
1.13
1.06
PS 30 SE
PS 35 en
[ 2,0
[ 1,0
EPS 250
WL(T)2
1.08
1.04
PS 35 SE
PS 40 en
[ 1,0
[ 0,5
EPS 300
WL(T)1
1.04
1.02
PS 40 SE
PS 45 en
[ 1,0
[ 0,5
WL(T)1
1.04
1.02
PS 45 SE
PS 50 en
[ 1,0
[ 0,5
EPS 400
WL(T)1
1.04
1.02
PS 50 SE
PS 55 en
[ 1,0
[ 0,5
WL(T)1
1.04
1.02
PS 55 SE
PS 60 en
[ 1,0
[ 0,5
EPS 500
WL(T)1
1.04
1.02
PS 60 SE
Tabel 2.2 : correctiefactoren λ-waarde voor toepassing met permanent contact water
EPS 200
Meetwaarden van de warmtegeleidingscoëfficiënt van geëxpandeerd polystyreen in droge toestand in
functie van de dikte.
EPS 60 temperatuur +10°C
lambda i.f.v. de dikte
0,0380
lambda [W/mK]
0,0375
0,0370
0,0365
0,0360
0,0355
200
190
180
170
160
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
0,0350
dikte [mm]
Grafiek 2.4 : λ-waarde in functie van de dikte
Voor platen met een dikte groter of gelijk aan 50 mm (de referentiedikte) en een λd < 0.038 W/mK, is
het dikte-effect te verwaarlozen. Dan wordt gerekend met de gedeclareerde waarde bij 50 mm.
Voor platen met een dikte kleiner dan 50 mm wordt dikte-effect parameter L, gegeven in tabel 2.3.,
vermenigvuldigd met de λd-waarde.
λd-waarde (W/mK)
bij referentiedikte
van 50 mm
0,046
KEM-products n.v.
Website : www.kemisol.be
λ
d
=
λ
dikte
L
of
λ
dikte
= λd * L
dikte van de isolatie
(mm)
dikte-effect parameter
L
20
0,90
30
0,92
40
0,93
50
0,95
100
0,98
200
1,00
Hulshoutsesteenweg 33
Tel:+32 (0)15 24 46 21
2220 Heist-op-den-Berg
Fax:+32 (0)15 22 49 59
10
Technische documentatie V CE
0,043
0.040
0.038
0.035
0.032
2004
Thermische eigenschappen
20
0,91
30
0,93
40
0,94
50
0,97
100
1,00
20
0.92
30
0.95
40
0.96
50
0.97
100
1,00
20
0.93
30
0.96
40
0.97
50
0.98
100
1.00
20
0.94
30
0.97
40
0.98
50
1,00
100
1,00
20
0.96
30
0.97
40
0.98
50
1,00
100
1,00
Voor een isolatiedikte gelegen tussen de bovenstaande waarden mag lineaire interpollatie toegepast
worden.
Tabel 2.3 : correctiefactoren λ-waarde in functie van de dikte
2.4 De praktische rekenwaarde van de warmtegeleidingscoëfficiënt
De gedeclareerde waarde voor de warmtegeleidingscoëfficiënt is:
-een statistisch veilige waarde
-bij het gebruik van geëxpandeerd polystyreen bij binnenconditie (luchtdroog) gelijk aan dit
voor buitencondities (λi=λe).
De rekenwaarde:
-waarde van de thermische eigenschap van een materiaal of een product van een gebouw in
typische toepassing.
2.4.1 BELGIE (STS 08.82 uitgave 1997)
- Temperatuursinvloeden:
- Vochtinvloeden:
KEM-products n.v.
Website : www.kemisol.be
voor zover er geen extreme temperatuursomstandigheden zijn, wordt
geen toeslagwaarde voorzien.
voor zover er geen bijzondere vochtomstandigheden zijn, wordt geen
toeslagwaarde voorzien.
Hulshoutsesteenweg 33
Tel:+32 (0)15 24 46 21
2220 Heist-op-den-Berg
Fax:+32 (0)15 22 49 59
11
Technische documentatie V CE
2004
Thermische eigenschappen
- Maat- en plaatsingstoleranties: een vermindering van de berekende gedeclareerde
λd) met 0.1 m²K/W wordt in
warmteweerstand (Rd = d/λ
rekening gebracht.
- Een supplementaire ∆k aan te rekenen voor mechanisch bevestigde isolatie (EN 6946/1)
kgecorrigeerd = kberekend + ∆k
waarin ∆k = α . λf . nf . Af
met
α = 6 m-1 bij spouwtoepassingen en 5 m-1 bij daktoepassingen
λf = de thermische geleidbaarheid van de bevestiger
nf = aantal bevestigingen per m²
Af = sectie van 1 bevestiger
Deze correctie is niet aan te rekenen in volgende gevallen:
spouwhaken bij een lege spouw
als de thermische geleidbaarheid van de bevestiger (of een deel ervan) kleiner is dan 1 W/mK
Voor toepassingen met bijzondere thermische omstandigheden (schoorstenen, vriescellen, …),
bijzondere vochtomstandigheden (omkeerdaken, vochtgevoelige materialen, …) en koudebrug
werking (constuctie-elementen, mechanische bevestigingen, …) is de bepaling van de rekenwaarde
complexer.
Hierbij dienen specifieke temperatuur- en/of vochtcorrectiefactoren in rekening gebracht te worden.
Het effect van lineaire koudebruggen kan volgens EN-ISO 10211 berekend worden waarvoor
momenteel softwareprogramma’s beschikbaar zijn.
2.4.2 NEDERLAND (NEN 1068)
Conform NEN 1068 die aangewezen is door het Bouwbesluit, geldt voor EPS een toeslagfactor van
5 % voor materiaal en applicatiecorrectie tesamen.
In tabel 2.4 zijn de praktische rekenwaarden voor Nederland opgenomen.
Belangrijke opmerkingen:
Een fout van + 1 mW/mK op de meetwaarden is mogelijk omwille van :
- dichtheidsgradiënt in de EPS-plaat (productie)
- lichte kromming van de platen (productie)
- kalibratie en ruimtetemperatuur (meting)
- wijziging van de dikte van de plaat tijdens de proef bij lichte belasting (meting)
- planparallelle oppervlakten van het meettoestel (meting)
Individuele producten kunnen afwijken van de in tabel 2.4 vermelde waarden. Zeker voor speciale
toepassingen zoals bekistingsmateriaal, wegenbouw, …
λd gedeclareerde waarde
(W/mK)
λu rekenwaarde
(W/mK)
EPS S
0,045
0,048
EPS 30
0,040
0,042
0,040
0,042
0.038
0.040
EPS 70
0.038
0.040
EPS 80
0.038
0.040
EPS 90
0.038
0.040
0.036
0.038
0.036
0.038
Europees type EPS
Belgisch type EPS
EPS 50
EPS 60
EPS 100
PS 15 en PS 15 SE
PS 20 en PS 20 SE
EPS 120
KEM-products n.v.
Website : www.kemisol.be
Hulshoutsesteenweg 33
Tel:+32 (0)15 24 46 21
2220 Heist-op-den-Berg
Fax:+32 (0)15 22 49 59
12
Technische documentatie V CE
2004
Thermische eigenschappen
EPS 150
PS 25 en PS 25 SE
0.035
0.037
EPS 200
PS 30 en PS 30 SE
0.034
0.036
EPS 250
PS 35 en PS 35 SE
0.033
0.035
EPS 300
PS 40 en PS 40 SE
0.033
0.035
PS 45 en PS 45 SE
0.033
0.035
PS 50 en PS 50 SE
0.033
0.035
PS 55 en PS 55 SE
0.033
0.035
PS 60 en PS 60 SE
0.033
0.035
EPS 400
EPS 500
Tabel 2.4 : λ-waarden voor Nederland
2.5 De warmteweerstand van een materiaal
De warmteweerstand is de weerstand die een materiaal tegen warmtetransmissie biedt.
R=
met
d
λ
R = warmteweerstand van de materiaallaag [m²K/W]
d = dikte van de materiaallaag [m]
λ = warmtegeleidingscoëfficiënt van de materiaallaag [W/mK]
2.6 De warmteweerstand van een samengestelde wand
Rtot = Ri + ∑
met
d
λ
+ R sp + R e
= totale warmteweerstand van de samengestelde wand [m²K/W]
= warmteweerstand van de spouw = 0.17 m²K/W
= 1/hi = overgangsweerstand aan het binnenoppervlak [m²K/W]
met
hi = overgangscoëfficiënt aan het binnenoppervlak [W/m²K]
hi = 8 W/m²K
= 1/he = overgangsweerstand aan het buitenoppervlak [m²K/W]
met
he = overgangscoëfficiënt aan het buitenoppervlak [W/m²K]
he = 23 W/m²K
Rtot
Rsp
Ri
Re
d
∑λ
= sommatie van de warmteweerstanden van de verschillende materiaallagen
2.7 De warmtedoorgangscoëfficiënt van een samengestelde wand
De warmtedoorgangscoëfficiënt of k-waarde geeft aan hoeveel warmte per tijdseenheid door een
constructie van 1 m² oppervlakte gaat bij een temperatuurverschil van 1 K. Deze grootheid hangt
samen met een bepaalde wand of constructie en is dus geen materiaaleigenschap !
k =U =
met
KEM-products n.v.
Website : www.kemisol.be
1
Rtot
k of U = warmtedoorgangscoëfficiënt [W/m²K]
Hulshoutsesteenweg 33
Tel:+32 (0)15 24 46 21
2220 Heist-op-den-Berg
Fax:+32 (0)15 22 49 59
13
Technische documentatie V CE
2004
Thermische eigenschappen
2.8 Rekenvoorbeeld
Een spouwmuur bestaat van buiten naar binnen uit:
90
30
15
140
9 cm volle baksteen
3 cm luchtspouw
thermische isolatie
14 cm snelbouw
1.5 cm pleisterlaag
R= 0.10 m²K/W
R= 0.17 m²K/W
R= 0.27 m²K/W
R= 0.03 m²K/W
Als thermische isolatie gebruiken we in dit voorbeeld KEMIDUR van 7 cm dik. KEMIDUR zijn
isolatieplaten bestaande uit geëxpandeerd polystyreen (EPS 100 SE) PS 20 SE met een λd = 0.036
W/mK.
Rd =
d
λd
Rd = 0.07/0.036 = 1.95 m²K/W.
Rtot = Ri + ∑
λ
+ R sp + R e
Rtot = (1/8) + 0.10 + 0.17 + 1.85 + 0.27 + 0.03 + (1/23) = 2.59 m²K/W
k =U =
d
De rekenwaarde is dan Ru = Rd – 0.1 = 1.85 m²K/W.
1
Rtot
k = U = 1/2.59 = 0.39 W/m²K
De totale warmteweerstand van deze spouwmuurconstructie is dus
De warmtedoorgangscoëfficiënt (k-waarde) van deze wand is dan
Rtot = 2.59 m²K/W.
k =U= 0.39 W/m²K.
De eisen van het Vlaamse Gewest geven een maximale k-waarde van 0.6 voor dergelijke constructies.
In dit rekenvoorbeeld is daar ruim aan voldaan.
In Nederland spreekt men van de warmteweerstand van de constructie (Rc-waarde). Dit is de
R-waarde van de ganse constructie zonder de overgangsweerstanden! Volgens NEN 1068 moet deze
Rc-waarde minimum 2.5 m²K/W bedragen.
Rc = ∑
met
Rc
Rsp
KEM-products n.v.
Website : www.kemisol.be
d
λ
+ Rsp
= totale warmteweerstand van de constructie [m²K/W]
= warmteweerstand van de spouw
Hulshoutsesteenweg 33
Tel:+32 (0)15 24 46 21
2220 Heist-op-den-Berg
Fax:+32 (0)15 22 49 59
14
Technische documentatie V CE
d
∑λ
2004
Thermische eigenschappen
= sommatie van de warmteweerstanden van de verschillende materiaallagen
Voor de verschillende materiaallagen van de spouwmuur worden volgende waarden gehanteerd :
- het binnenspouwblad : 0.10 m²K/W
- de luchtspouw :
0.17 m²K/W
- het buitenspouwblad :
0.10 m²K/W
- voor de isolatie wordt ook de koudebrugwerking van de spouwankers ingerekend met
λisolatielaag = N an ker × Aan ker × λ an ker + (1 − N an ker × Aan ker ) × λisolatie
met
λisolatielaag = lambda waarde voor de gehele isolatielaag, inclusief ankers
Nanker
Aanker
λanker
λisolatie
=
=
=
=
aantal spouwankers per m² (4 ankers/m²)
kerndoorsnede van het spouwanker (4 mm) = 1.257 x 10-5 m²/anker
lambda waarde van het spouwanker = 50 W/mK
lambda waarde van het isolatiemateriaal
Als thermische isolatie gaan we in dit voorbeeld KEMIFORT RE gebruiken. KEMIFORT RE is een
isolatieplaat van gerecycled geëxpandeerd polystyreen met een minimum densiteit van 23.5 kg/m³ en
een λd = 0.036 W/mK. We gaan de minimum dikte bepalen voor een Rc-waarde van 2.5 m²K/W.
Rc = ∑
d
λ
+ Rsp
2.50 =
d isolatielaag
λ isolatielaag
+ 0.10 + 0.17 +0.10
d isolatielaag
λ isolatielaag
= 2.13 m²K/W
λisolatielaag = N an ker × Aan ker × λ an ker + (1 − N an ker × Aan ker ) × λisolatie
λisolatielaag = 4 x 1.257 x 10-5 x 50 + (1 – 4 x 1.257 x 10-5) x 0.036 = 0.038 W/mK
Voor de bepaling van Rd worden volgende rekenregels toegepast:
- bepaal Rd op zes decimalen nauwkeurig
- rond naar boven af op 0.00 of 0.05 m²K/W
De gevonden minimum rekenwaarde bedraagt 2.13 m²K/W, omgezet naar de gedeclareerde waarde
(factor 5%) vinden we 2.24 m²K/W. Als we hierop bovenstaande rekenregels toepassen vinden we :
2.25 = 2.200001 =
KEM-products n.v.
Website : www.kemisol.be
d isolatielaag
0.038
83 mm KEMIFORT voor een Rc-waarde = 2.5 m²K/W
Hulshoutsesteenweg 33
Tel:+32 (0)15 24 46 21
2220 Heist-op-den-Berg
Fax:+32 (0)15 22 49 59
15
Technische documentatie V CE
2004
Thermische eigenschappen
2.9 De volumemassa
Meetmethode : EN 1602
De volumemassa of densiteit is de massa van een volume-eenheid droog materiaal. Het begrip
droog is daarbij genormaliseerd. Aanvankelijk vochtig geëxpandeerd polystyreen wordt droog
genoemd als bij droging de dagelijkse massavermindering kleiner wordt dan 0,1% van de
oorspronkelijke massa. De massa per volume-eenheid vochtig geëxpandeerd polystyreen bedraagt:
ρ ' = ρ + 10ψ
met
ψ = vochtgehalte geëxpandeerd polystyreen [% m³/m³]
ρ = volumemassa droog geëxpandeerd polystyreen [kg/m³]
Europees type
EPS
EPS S
minimum volumemassa
[kg/m³]
Belgisch type EPS
minimum volumemassa
[kg/m³]
PS 15 en PS 15 SE
13.5
PS 20 en PS 20 SE
18.0
PS 25 en PS 25 SE
22.5
PS 30 en PS 30 SE
27.0
PS 35 en PS 35 SE
31.5
PS 40 en PS 40 SE
36.0
PS 45 en PS 45 SE
40.5
PS 50 en PS 50 SE
45.0
PS 55 en PS 55 SE
49.5
EPS 30
EPS 50
EPS 60
EPS 70
EPS 80
EPS 90
GEEN MINIMUM EIS
VOLUMEMASSA !!!
EPS 100
EPS 120
EPS 150
EPS 200
EPS 250
EPS 300
EIS =
DRUKSTERKTE EN
BUIGSTERKTE !!!
EPS 400
EPS 500
PS 60 en PS 60 SE
Tabel 2.5 : minimum volumemassa in functie van het type EPS
54.0
2.10 De soortelijke warmte
De soortelijke warmte is de warmte nodig om de temperatuur van 1 MASSA - eenheid materiaal
met 1 Kelvin te doen stijgen. Voor geëxpandeerd polystyreen in droge toestand bedraagt de
soortelijke warmte 1470 J/kgK. Voor min of meer vochtig geëxpandeerd polystyreen geldt:
c' =
met
1470 ρ + 41870ψ
ρ + 10ψ
c’ = soortelijke warmte vochtig geëxpandeerd polystyreen [J/kgK]
ρ = volumemassa geëxpandeerd polystyreen [kg/m³]
Ψ = vochtgehalte geëxpandeerd polystyreen [% m³/m³]
Het vochtgehalte heeft een zeer grote invloed op de soortelijke warmte.
KEM-products n.v.
Website : www.kemisol.be
Hulshoutsesteenweg 33
Tel:+32 (0)15 24 46 21
2220 Heist-op-den-Berg
Fax:+32 (0)15 22 49 59
16
Technische documentatie V CE
2004
Thermische eigenschappen
De volumieke warmtecapaciteit is de hoeveelheid warmte, nodig om de temperatuur van 1 VOLUME
eenheid materiaal met 1 Kelvin te wijzigen. Voor min of meer vochtig geëxpandeerd polystyreen
geldt:
1470 ρ + 41870 Ψ
[J/m³K]
2.11 De contactcoëfficiënt of warmte-indringingsgetal
De contactcoëfficiënt bepaalt de snelheid, waarmee in niet stationair regime warmte door een
materiaal opgenomen wordt.
Voor min of meer vochtig geëxpandeerd polystyreen geldt:
b = λ (ψ ) ⋅ ( ρc + 41870ψ )
met
b=
contactcoëfficiënt geëxpandeerd polystyreen [J/m²K√s]
λ(Ψ) = de warmtegeleidingscoëfficiënt horende bij geëxpandeerd polystyreen met een
vochtgehalte [% m³/m³]
[W/mK]
ρ=
volumemassa geëxpandeerd polystyreen [kg/m³]
c=
soortelijke warmte geëxpandeerd polystyreen [= 1470 J/kgK]
Ψ=
vochtgehalte geëxpandeerd polystyreen [% m³/m³]
Voor geëxpandeerd polystyreen is de contactcoëfficiënt of het warmte-indringingsgetal gelegen
tussen 30 à 50 J/m2K√s in droge toestand.
2.12 De temperatuurvereffeningscoëfficiënt
De temperatuurvereffeningscoëfficiënt bepaalt de snelheid, waarmee zich in niet stationair regime een
temperatuurwijziging in een materiaal uitbreidt.
D=
met
λ (ψ )
ρc + 41870ψ
D=
temperatuurvereffeningscoëfficiënt [m²/s]
λ(Ψ) = de warmtegeleidingscoëfficiënt horende bij geëxpandeerd polystyreen met een
vochtgehalte [% m³/m³]
[W/mK]
ρ=
volumemassa geëxpandeerd polystyreen [kg/m³]
c=
soortelijke warmte geëxpandeerd polystyreen [= 1470 J/kgK]
Ψ=
vochtgehalte geëxpandeerd polystyreen [% m³/m³]
Voor geëxpandeerd polystyreen is de temperatuurvereffeningscoëfficiënt gelegen tussen 0,5 x 10-6 en
2,0 x 10- 6 m2/s in droge toestand.
2.13 De thermische uitzettingscoëfficiënt
De lineaire, reversibele, thermische uitzettingscoëfficiënt van geëxpandeerd polystyreen wordt
gedefinieerd door :
α=
met
α=
Lo =
∆L =
∆T =
∆L
Lo ∆T
thermische uitzettingscoëfficiënt [mm/mK]
oorspronkelijke lengte [m]
lengteverandering [mm]
temperatuurverandering [K]
KEM-products n.v.
Website : www.kemisol.be
Hulshoutsesteenweg 33
Tel:+32 (0)15 24 46 21
2220 Heist-op-den-Berg
Fax:+32 (0)15 22 49 59
17
Technische documentatie V CE
2004
Thermische eigenschappen
Voor geëxpandeerd polystyreen is de thermische uitzettingscoëfficiënt gelegen tussen 0,04 en 0,09
mm/mK. Als gemiddelde waarde wordt met 0,07 mm/mK gerekend.
Afhankelijk van de mogelijke temperatuurgradient worden de afmetingen van de plaat in combinatie
met de detaillering van de randafwerking gedimensioneerd.
2.14 Krimp
Naast de reversibele lengteverandering, vindt bij geëxpandeerd polystyreen ook een
temperatuurgekoppelde irreversibele lengtevariatie, namelijk krimp plaats.
De eerste 24 uur heeft men krimp te wijten aan het afkoelen van het juist geproduceerde blok
isolatiemateriaal. Het productieproces, grondstof en densiteit zijn hier de belangrijkste parameters.
Met nakrimp wordt de kontraktie aangeduid van geëxpandeerd polystyreen dat meer dan 24 uur oud
is. Deze nakrimp verloopt in het begin zeer snel waarna men een langzaam verloop krijgt tot een
eindwaarde.
Afhankelijk van de volumemassa en het produktieproces bedraagt de nakrimp 0,3 à 0,5 %.
Het belangrijkste deel van de nakrimp wordt door stockeren in de fabriek reeds weggenomen (14
dagen).
De eindwaarde wordt bereikt na 150 dagen. De nakrimp bij het verlaten van de fabriek tot de
eindwaarde bedraagt 1,5 à 2,0 mm/m.
Bij 'nieuwe' low-pentane grondstof is de nakrimptijd veel korter (stabilisatietijd 1 week i.p.v. 6
weken).
Bij gecacheerde toepassingen kan, afhankelijk van de bekleding, deze nakrimp verhinderd worden.
Nakrimp
[mm/m]
4
standaard
3
low pentane
2
1
3 28 50
100
150
200
250
300
400
Tijd [dagen]
Grafiek 2.5 : nakrimp in functie van de tijd
Voor een aantal toepassingen is het nodig een maximum waarde aan te geven voor de niet
omkeerbare (irreversibele) lengteveranderingen.
KEM-products n.v.
Website : www.kemisol.be
Hulshoutsesteenweg 33
Tel:+32 (0)15 24 46 21
2220 Heist-op-den-Berg
Fax:+32 (0)15 22 49 59
18
Technische documentatie V CE
2004
Thermische eigenschappen
De huidige eis bedraagt:
bij een test op 23 °C na 42 dagen blijft de verandering in nominale lengte en breedte beperkt tot
+1 % en – 0.3%.
Volgens EN 1603 methode B geldt als eis + 0.5 %.
Bij buitengevelisolatie meestal + 0.2 %.
Een goed gedimensioneerde sponning of tand- en groefverbinding is belangrijk om een ‘gesloten’
isolatienaad te behouden!
Europees type EPS
Belgisch type EPS
EPS S EPS 500
PS 15 (SE) PS 60 (SE)
KEMISTABIL
Class EN 13163
DS(N)5
DS(N)2
Eis
+ 0,5%
+ 0,2%
2.15 Thermische vormstabiliteit
De gebruikstemperatuur van geëxpandeerd polystyreen hangt zoals bij alle thermoplastische
kunststoffen sterk af van de grootte en de tijdsduur van de belasting.
Zonder bijkomende belasting verdraagt geëxpandeerd polystyreen kortstondig temperaturen tot
+100 °C (DIN 53 424).
Volgens DIN 18164 en een langdurige belasting van 5000 N/m² verdraagt geëxpandeerd
polystyreen temperaturen tot + 85 °C. Bij een langdurige belasting van 20.000 N/m2 worden de
temperaturen in tabel 2.6 weergegeven.
Zie ook in dit verband de invloed bij de mechanische eigenschappen.
Europees type EPS
Belgisch type EPS
temperatuur [°C]
PS 15 en PS 15 SE
75 – 80
EPS S
EPS 30
EPS 50
EPS 60
EPS 70
EPS 80
EPS 90
EPS 100
PS 20 en PS 20 SE
EPS 120
EPS 150
PS 25 en PS 25 SE
EPS 200
PS 30 en PS 30 SE
EPS 250
PS 35 en PS 35 SE
EPS 300
PS 40 en PS 40 SE
80 – 85
PS 45 en PS 45 SE
EPS 400
PS 50 en PS 50 SE
PS 55 en PS 55 SE
EPS 500
PS 60 en PS 60 SE
Tabel 2.6 : thermische vormstabiliteit bij langdurige belasting in functie van het type EPS
Bij het cacheren is EPS zeer korte tijd hoger belastbaar (+ 160 °C). Aangezien EPS een
isolatiemateriaal is, is de indringdiepte gering.
KEM-products n.v.
Website : www.kemisol.be
Hulshoutsesteenweg 33
Tel:+32 (0)15 24 46 21
2220 Heist-op-den-Berg
Fax:+32 (0)15 22 49 59
19
Technische documentatie V CE
2004
Thermische eigenschappen
Door zijn structuur is EPS bijzonder geschikt voor toepassingen bij zeer lage temperaturen (cryogene
installaties) en wel tot –180 °C.
Dimensionele stabiliteit onder specifieke temperatuur en vochtigheid:
Wordt bepaald overeenkomstig EN 1604. De lengteverandering in lengte, breedte en dikte zijn kleiner
dan de eis in de laatste kolom van onderstaande tabel.
Europees
type EPS
?
?
EPS 60
EPS 70
EPS 80
EPS 90
EPS 100
EPS 120
EPS 150
EPS 200
EPS 250
EPS 300
EPS 400
EPS 500
Belgisch type EPS
‘Level’ volgens
EN 13163
DS(70,-)1
DS(70,-)2
48 h, 70°C
48 h, 70°C
Eis
%
1
2
DS(70,-)3
48 h, 70°C
3
DS(70,90)1
48 h, 70°C, 90%
1
conditie
PS 15 en PS 15 SE
PS 20 en PS 20 SE
PS
PS
PS
PS
PS
PS
PS
PS
25
30
35
40
45
50
55
60
en
en
en
en
en
en
en
en
PS
PS
PS
PS
PS
PS
PS
PS
25
30
35
40
45
50
55
60
SE
SE
SE
SE
SE
SE
SE
SE
Vervorming onder specifieke belasting en temperatuur:
Wordt bepaald overeenkomstig EN 1605. Het verschil in dikteverandering tussen stap A en stap B
zoals beschreven in EN 1605 is kleiner dan 5%.
Europees
type EPS
Belgisch type EPS
‘Level’ volgens
EN 13163
conditie
Eis
%
-
-
-
EPS S
EPS 30
EPS 50
EPS 60
EPS 70
EPS 80
EPS 90
EPS 100
EPS 120
EPS 150
EPS 200
EPS 250
EPS 300
EPS 400
EPS 500
PS 15 en PS 15 SE
DLT(1)5
PS 20 en PS 20 SE
DLT(2)5
PS
PS
PS
PS
PS
PS
PS
PS
25
30
35
40
45
50
55
60
en
en
en
en
en
en
en
en
KEM-products n.v.
Website : www.kemisol.be
PS
PS
PS
PS
PS
PS
PS
PS
25
30
35
40
45
50
55
60
SE
SE
SE
SE
SE
SE
SE
SE
DLT(3)5
Hulshoutsesteenweg 33
Tel:+32 (0)15 24 46 21
Belasting 20 kPa
Temperatuur: (80 + 1) °C
Tijdsduur: (48 + 1) h
Belasting 40 kPa
Temperatuur: (70 + 1) °C
Tijdsduur: (168 + 1) h
[5
Belasting 80 kPa
Temperatuur: (60 + 1) °C
Tijdsduur: (168 + 1) h
2220 Heist-op-den-Berg
Fax:+32 (0)15 22 49 59
20