B. Redenen voor de isolatie van de

ISOLATIE
Thermische isolatie
2
Thermische isolatie is alle isolatie die als doel heeft het
warmteverlies in het gebouw te verminderen.
Over het algemeen wordt thermische isolatie verdeeld in twee
hoofdcategorieën:
A.
Thermische isolatie van gebouwen
B.
Thermische isolatie van de voorzieningen van het gebouw
(d.w.z. leidingen en ICT apparaten)
A. Waarom isoleren?
3
Een daling in het energieverbruik staat in verband met de extra
isolatie van een gebouw. Er zijn veel redenen om gebouwen te
isoleren voor energiebesparing en goede werkomstandigheden.
Andere redenen zijn:
•
Verminderen van warmteverlies
•
Bieden van thermisch comfort
•
Voldoen aan de voorwaarden
•
Controle van condensvorming
Andere
besparingsmogelijkheden
4
Naast extra isolatie van gebouwen zijn er andere mogelijkheden
om energie te besparen:
•
ramen vervangen
•
gebruik van passieve zonne-energie (bijvoorbeeld voortdurend de
kamers aan de zuidkant bezetten; veel glas aan de zuidkant van het
gebouw)
Echter kunnen beide beter worden overwogen wanneer het
gebouw gerenoveerd wordt in verband met de hoge kosten.
Analyse van de huidige
stand van isolatie
5
De voornaamste reden van het analyseren van de huidige status
van isolatie is het verlagen van de energierekening.
Het analyseren van de gebouwisolatie omvat:
•
buitenmuren
•
transparante constructies (ramen, deuren, glaspanelen)
•
daken
•
vloeren
•
kelders
Visuele inspectie
6
Het personeel en de energiemanager kennen normaal gesproken het gebouw waarin
ze werken en waar de zwakke punten liggen. Plannen met gedetailleerde informatie
over de constructie, het jaartal waarin het gebouwd is en de materialen die hiervoor
gebruikt zijn, zijn over het algemeen beschikbaar en geven een eerste overzicht van
de huidige situatie.
Als er echter geen informatie beschikbaar is, kan het handig zijn om het gebouw op
een systematische manier te inspecteren. Hierbij moet worden gekeken naar de
volgende punten:
1.
Dak
2.
Condensatie
•
Aanwezigheid van schimmel
•
Thermocamera
7
1.Dak
Kijk in landen met koude winters of de sneeuw op het dak blijft
liggen. Als het smelt maar op andere daken blijft liggen komt dit
waarschijnlijk door het warmteverlies via het dak als gevolg van
onjuiste of zelfs geen isolatie in het dak.
Dan is extra isolatie van het dak noodzakelijk.
8
2.Condensatie
Condensatie treedt op wanneer warme lucht in contact komt met
koude oppervlakken.
Ga op zoek naar vochtige plekken op buitenmuren, water op
vensterbanken.
3.Aanwezigheid van
schimmel
9
Schimmel komt voor op vochtige plekken. Dit kan komen door
condensatie maar ook door het binnendringen van water.
De oplossingen voor het verwijderen van condensatie en
schimmel zijn:
•
Extra isolatie
•
Juiste verwarming
•
Genoeg ventilatie
10
4.Thermocamera
Warmtebeelding helpt bij het vaststellen van isolatie gaten en
scheuren. Het bepaalt niet precies de hoeveelheid uitgestraalde
warmte, maar toont meer de kritische plekken van de
gebouwschil.
Het
is
dan
mogelijk
om
de
exacte
warmteoverdracht te meten. Het principe van deze meting ligt in
het scannen van de infrarode straling die uit het gebouw komt.
11
Voorbeeld – Warmtebeeld
Voorbeeld van een warmtebeeld.
verschillende temperaturen.
De
kleuren
staan
voor
Meten & berekenen
12
Een andere manier om het energieverbruik in gebouwen te
analyseren is
•
De buitentemperatuur en het energieverbruik te meten
•
Het verbruik berekenen
13
Meten van de
buitentemperatuur en het
energieverbruik
Alhoewel ze niet specifiek bedoeld zijn voor het analyseren van
gebouwisolatie, kunnen ET curves een indicator vormen voor de
gebouwisolatie.
De ET curve legt verband tussen het energieverbruik voor
verwarming
en
de
buitentemperaturen.
Hoe
lager
de
buitentemperatuur, des te hoger is het energieverbruik.
14
Evalueren van de bouwgegevens
Eén van de belangrijkste punten om te evalueren is thermische
geleiding.
De energie-efficiëntie van een gebouw wordt beïnvloed door de
thermische geleidbaarheid ‘k’ (gemeten in Watt per vierkante
meter Kelvin (W/m2K)) van de materialen die worden gebruikt.
Deze waarde verschilt per materiaal. Hoe lager de k-waarde, des
te beter het materiaal isoleert.
De dikte van het materiaal beïnvloed ook de efficiëntie. Bij het
meten van de algehele efficiëntie van een gebouw moet rekening
worden gehouden met alle gebruikte materialen (binnenmuren,
isolatie, luchtruimtes, buitenmuren). De warmtegeleiding ‘U’ is een
maatstaf voor de snelheid van de warmtestroom door een
bouwelement (bijv. een muur of dak).
15
Evalueren van de bouwgegevens
Om de kwaliteit van de bouwconstructie te analyseren is de
volgende informatie handig om te hebben:
• Bouwjaar
• Bouwmaterialen
-
Isolatiemateriaal
-
Soort deuren en ramen
Isolatiematerialen voor gebouwen
16
Bij het kiezen van isolatiemateriaal moet er rekening worden gehouden
met de volgende selectiecriteria:
1.
Thermische kwaliteit van het isolatiemateriaal Verschillende
materialen hebben een verschillende thermische geleidbaarheid.
Kies materialen met de laagste thermische geleidbaarheid.
2.
Dikte wordt gekozen op basis van de nationale normen en eisen
3.
Brandbaarheid Er zijn nationale normen voor welk type materialen
zijn toegestaan op verschillende locaties. De materialen zelf zijn
ingedeeld in categorieën van brandbaarheid
4.
Luchtvochtigheid Er moet worden nagedacht over de weerstand
van het materiaal tegen waterdamp en de mate waarin het
absorbeert
17
Eigenschappen van
thermisch isolatiemateriaal
De foto laat de meest populaire isolatiematerialen zien.
•Minerale wol met aluminium dampscherm
•Minerale wol in vormen van platen of stroken. Geschikt voor dakisolatie
•Minerale wol vilt
•Geschuimde polystyreen plaat
•Houtvezelplaat. Gebruikt als thermische isolatie en geluidsisolatie
•Houtvezelplaat met messing en groef
•Gipsvezelplaat voor isolatie van gebouwschil
•Kurk isolatie zonder lijm en hulpstoffen
18
Eigenschappen van
thermisch isolatiemateriaal
In de onderstaande tabel staan een aantal eigenschappen van
thermisch isolatiemateriaal.
Bulk
density
[kg/m3]
Coefficient of
thermal conductivity
[W/m2K]
Suitability in
buildings height
[m]
Foam polystyrene
15-30
0.027-0.04
to 9m, to 22.5 m
Extruded polystyrene
25-45
0.020-0.044
to 9m, to 22.5 m
Mineral wool. sheets
50-150
0.040-0.049
without limit
Mineral granulate
170-185
0.042-0.450
without limit
Foamglass
100-180
0.035-0.055
without limit
PUR foam
20-80
0.018-0.038
to 9m, to 22.5 m
Pearlite plaster
250-40
0.080-0.100
without limit
Cork
100-500
0.035-0.045
to 9m, to 22.5 m
Name
Waar te isoleren
19
Er moet worden gekeken naar de volgende punten:
1.
openingen
2.
daken
•
buitenmuren
•
binnen
•
vloeren
20
1.Waar te isoleren openingen
De zwakste delen van een gebouw zijn de deuren en transparante
delen. Ramen kunnen een bron van warmteverlies vormen maar ook
zonne-energie
binnenlaten.
Ramen
vertegenwoordigen
een
aanzienlijk deel van het totale warmteverlies van een gebouw (30%
tot 50%).
21
Waar te isoleren - openingen
Warmteverliezen door ramen gaat door middel van warmteoverdracht
en ventilatie. Er moet rekening worden gehouden met warmteverlies
door glas en kozijnen. Kozijnen worden meestal gemaakt van hout,
plastic, metaal of een combinatie van hiervan. Houten raamkozijnen
geven de beste thermische isolatie.
Thermisch-technische eigenschappen van een raam hangen af van:
•
Dikte van de luchtspleet – optimale dikte is ongeveer 25-30 mm.
•
Type – enkel, dubbel of driedubbel glas
•
Vulling – lucht of inerte gassen
22
Waar te isoleren - openingen
Het vervangen van ramen door energie-efficiënte ramen brengt ook
voordelen met zich mee wat betreft omstandigheden aan de
binnenzijde (bijv. betere geluidsisolatie, minder tocht). De
terugverdientijd ligt normaal gesproken rond de 15 jaar.
Eén van de meest effectieve dingen te doen is het uitsluiten van
tocht uit openingen rondom deuren en ramen. Dit kan simpelweg
worden gedaan door middel van tochtstrips.
Echter, de dichtheid van de ramen moet niet te hoog zijn omdat het
nog wel minimale luchtverversing moet toestaan.
23
2.Waar te isoleren - daken
Niet-geïsoleerde daken zijn goed voor 8-15% van het verlies van het
totale energieverbruik. Met de juiste dakisolatie kan er 5-9% worden
bespaard.
Daken worden geïsoleerd aan de binnenkant. De keuze voor het
soort isolatie heeft te maken met de dakconstructie, thermische
eisen en brandbaarheid.
24
2.Waar te isoleren - daken
PLATTE DAKEN
Er moeten steenwolplaten met een bepaald gewicht van niet meer
dan 100 tot 150 kg/m3 worden gebruikt die niet meer dan 10% van
hun dikte te comprimeren zijn.
Om thermische geleidbaarheid door middel van damp in de isolatie
te voorkomen kan er een dampremmende laag worden geplaatst.
25
2.Waar te isoleren - daken
SCHUINE DAKEN.
Er moet worden nagedacht over of de ruimte zal worden bewoond of niet.
Als de ruimte niet zal worden bewoond, wordt aanbevolen het
buitenoppervlak
van
het laatste
plafond
te
isoleren.
Als
de
plafondconstructie is gemaakt van hout, dan is de meest geschikte isolatie
glas of minerale vezels. Thermische isolatie kan worden geplaatst in twee
lagen. Echter is zulke warmte-isolatie niet geschikt voor ruimtes met een
hoog vochtgehalte.
Als de ruimte wel wordt bewoond en verwarmd, moet de dakconstructie
zelf worden geïsoleerd. Aangezien hout vaak wordt gebruikt in de
constructie
van
schuine
daken,
wordt
aanbevolen
thermisch
isolatiemateriaal te gebruiken dat niet brandbaar is, zoals mineraal
vezelmateriaal.
Het is belangrijk om:
• Een dampscherm of dampremmende laag te gebruiken
• Een luchtspleet te laten tussen de isolatie en de dakpannen
3.Waar te isoleren buitenmuren
26
Niet-geïsoleerde buitenmuren kunnen zorgen voor 20-40% van het
verlies van het totale energieverbruik. Met geschikte isolatie in de
muren kan meer dan de helft van het energieverlies worden bespaard.
Buitenmuren
geïsoleerd.
kunnen
van
de
binnenkant
of
buitenkant
worden
27
4.Waar te isoleren – binnen
Inner insulation
Advantage
Easy and cheap installation.
Disadvantage
Inner insulation does not remove
thermal bridges
Reduction of room size (insulation
layer is approximately 50 - 80 mm)
Does not make use of capacity of the
wall to conserve heat, because the
heat energy from the heating system
does not come to this layer.
28
4.Waar te isoleren – binnen
Isolatie aan de buitenkant. Buitenisolatie is vanuit technisch
oogpunt een betere oplossing voor extra isolatie.
Thermische installatie met schuim of steenwol – of als de
buitenkant van de muur gemaakt is van baksteen- is veel
duurder dan binnen isolatie.
Outer insulation
Advantage
The outer insulation keeps the capacity
of wall to retain heat, which provides
for good indoor conditions
Distribution pipes placed in walls are
better protected.
Disadvantage
High cost
29
5.Waar te isoleren - vloeren
Thermische isolatie lagen zijn meestal gemaakt van geschuimd
kunststof of vezelachtige isolatie: polystyrene platen.
De thermische isolatielaag is grotendeels bedekt met hydroisolerende folie. Typische isolatiedikte lig tussen 20 tot 60 mm. De
dichtheid moet oplopen tot 20 kg / m3 en de comprimeerbaarheid
mag niet meer dan 5 mm zijn.
Thermische isolatie die wordt gebruikt voor vloerverwarming moet
van gelamineerd thermisch isolatie schuim zijn. De meest
effectieve platen zijn van geschuimd polystyreen of gelamineerd
polyurethaan. Gebouwen zonder kelders moeten worden
geïsoleerd tegen grondvocht.
30
VOORBEELD – Energiebesparing
Voorbeeld
van
energiebesparing
(berekend
voor
het
energieverbruik van verwarmingssysteem), wat kan worden
verkregen door extra thermische isolatie van een industrieel
gebouw met een jaarlijks energieverbruik van 68079 kWh.
Energy consumption decrease
in comparison to the initial state of the hall [%]
Measures
decrease
Replace single glazed windows with double glazed
(U-value 2.4 W/m2.K) and replace entrance door
with a better insulated door (U-value 3.0 W/m2.K)
26%
Additional insulation of roof (U-value 0.189 W/m2.K)
16%
Additional insulation of walls (U-value 0.311 W/m2.K)
11%
B. Redenen voor de isolatie van
31
de voorzieningen van het gebouw
Het tweede deel waar isolatie moet worden overwogen is in de
voorzieningen van het gebouw.
De voornaamste redenen voor de isolatie van de voorzieningen
van het gebouw zijn:
•
verliezen verminderen
•
procestemperatuur beheersen
•
bescherming tegen vorst
•
leidingen, apparatuur en constructie beschermen tegen
mechanische schade
B.
32
Redenen voor de isolatie van
de voorzieningen van het gebouw
De voornaamste redenen voor het isoleren van de voorzieningen
van het gebouw zijn:
•
verliezen verminderen. Het netwerk van leidingen vervoert
verwarmende en koelende vloeistoffen. Dit kunnen de centrale
verwarming,
warm
en
koud
water,
ventilatie
of
productieprocessen zijn. Om verliezen te verminderen en hierdoor
de efficiëntie te verhogen is het noodzakelijk om deze leidingen
en serviceapparatuur te isoleren.
•
procestemperatuur beheersen
•
bescherming tegen vorst
•
leidingen, apparatuur en de constructie beschermen tegen
mechanische schade
33
B. Redenen voor de isolatie van de
voorzieningen van het gebouw
De voornaamste redenen voor het isoleren van de voorzieningen
van het gebouw zijn:
•
verliezen verminderen
•
procestemperatuur beheersen. Isolatie moet warmte en koeling
verliezen voorkomen en de temperatuur in leidingen, het
verdelingsnetwerk
of
serviceapparatuur
behouden.
Warmteverliezen zorgen ervoor dat er meer gevraagd wordt van
apparatuur, wat zorgt voor een extra belasting en als gevolg
hiervan een hoger energieverbruik.
•
bescherming tegen vorst
•
leidingen, apparatuur en de constructie beschermen tegen
mechanische schade
34
B. Redenen voor de isolatie van de
voorzieningen van het gebouw
De voornaamste redenen voor het isoleren van de voorzieningen
van het gebouw zijn:
•
verliezen verminderen
•
procestemperatuur beheersen
•
bescherming tegen vorst. Als gevolg van vorst kan de
werking van systemen onder bepaalde temperaturen
resulteren in hogere energieverliezen en schade aanbrengen
aan leidingen en apparatuur. Er moet aandacht worden
besteed aan koelingsinstallaties om te voorkomen dat water
gaat condenseren aan de buitenkant.
•
leidingen, apparatuur en de constructie beschermen tegen
mechanische schade
35
B. Redenen voor de isolatie van de
voorzieningen van het gebouw
De voornaamste redenen voor het isoleren van de voorzieningen
van het gebouw zijn:
•
verliezen verminderen
•
procestemperatuur beheersen
•
bescherming tegen vorst
•
leidingen, apparatuur en de constructie beschermen
tegen mechanische schade. Een extra voordeel van
thermische isolatie is de bescherming van leidingen en
apparatuur tegen onvoorziene mechanische schade.
Analyseren van de huidige isolatie
36
Onjuiste thermische isolatie van leidingen en apparatuur kan vaak
worden vastgesteld door het gebouw te doorlopen
•
visuele inspectie van de leidingen
•
raak simpelweg de leidingen aan om een idee te krijgen van
hun temperatuur.
37
Analyseren van de huidige isolatie
Alle warmt dragende leidingen moeten zijn geïsoleerd, vooral als
ze door gebieden lopen met verschillende indoor omstandigheden.
Voorbeelden hiervan zijn kelders of magazijnen.
Analyseren van de huidige isolatie
38
Visuele inspectie. Als er geen informatie beschikbaar is over de
huidige status en de kwaliteit van de isolatie van de voorzieningen
van het gebouw, is het handig om de leidingen op een
systematische manier te controleren.
Er moet worden gelet op de volgende punten:
1. Condensatie
2. Schimmel
3. Corrosie van leidingen
Als één van het bovenstaande zichtbaar is, kan dit komen door:
•
onvoldoende isolatie
•
lekkende leidingen
•
defecten in leidingen
VOORBEELD – Isolatie in leidingen
39
De volgende foto’s laten een goed en fout geïsoleerd netwerk van
leidingen zien
a.
Goed
geïsoleerde
afsluiters
b.
Ernstige corrosie van leidingen als gevolg van onvoldoende
geïsoleerde leidingen
c.
distributieleidingen,
Beschadigde isolatie op distributieleidingen
niet-geïsoleerde
40
Thermobeelden
Wanneer je de visuele inspectie hebt gedaan en als gevolg
hiervan corrigerende maatregelen hebt genomen, is de volgende
stap het gebruiken van een thermocamera om thermobeelden te
produceren.
Thermobeelden laten gebieden waren verliezen worden geleden
zien die anders moeilijk te zien zijn. Er moeten foto’s worden
gemaakt van boilers, ventilatie- en distributieleidingen, tanks etc.
Beelden die temperatuurverschillen van een leiding laten zien kan
duiden op een ongewenste koeling/verwarming van de leiding.
41
VOORBEELD – Thermobeelden
Thermocamera foto van een niet-geïsoleerde distributieleiding
42
Metingen
Er worden zelden metingen uitgevoerd voor het evalueren van de
effectiviteit van de isolatie van leidingen, boilers etc.
Metingen en gedetailleerde analyses worden meestal uitgevoerd
door specialisten.
43
Isolatiematerialen voor de
voorzieningen van het gebouw
Thermische isolatie van de voorzieningen van het gebouw moeten
bestaan uit
•
warmte-isolerende laag en
•
oppervlaktebehandeling
Thermische isolatie moet worden gebruikt voor alle onderdelen
van de serviceapparatuur en alle soorten leidingen van het
gebouw.
Oppervlaktebehandeling kan zowel nat als droog zijn. Het biedt de
apparatuur en leidingen bescherming tegen andere invloeden.
44
Isolatiematerialen voor de
voorzieningen van het gebouw
Isolatiematerialen zijn verkrijgbaar in vele vormen. Onderstaande
tabel is ook beschikbaar als document.
Insulation
Calcium silicate
Cellular glass
Expanded rubber
Extruded polystyrene
Extruded polystyrene foam
Glass mineral wool
Magnesia
Melamine foam
Microporous silicia insulation
Phenolic foam
Polyethylene foam
PIR
PUR
Rock mineral wool
Temperature
range (°C)
Thermal conductivity
(W/m2K)
Thickness
range (mm)
-20 to +800
-260 to +430
-40 to +116
-100 to +80
-180 to +70
-160 to +230
-20 to +315
-20 to +220
-20 to +1050
-185 to +120
-20 to +100
-185 to +140
-185 to +110
-160 to +850
0.006
0.050
0.036
0.033
0.027
0.040
0.060
0.040
0.025
0.020
0.037
0.023
0.023
0.040
20-100
40-130
6-32
12-610
30-100
19-100
25-88
6-250
3-75
159-38
151519-1oo
45
VOORBEELD – leidingisolatie
Steenwol – thermische en geluidsisolatie voor het leidingen
distributienetwerk, stadsverwarming, pijpleidingsysteem.
Steenwol met oppervlaktebehandeling – aluminiumfolie (mechanisch
en drukbestendig).
46
VOORBEELD – Thermobeelden
Minerale isolatieplaten (steen)
(brandveilig, druk- en waterbestendig),
gebruikt voor de isolatie van
het ventilatie leidingensysteem.
Combinatie van verschillende isolatiematerialen: elastomeer (zwart rubber)
zonder oppervlaktebehandeling
gebruikt voor de isolatie van distributeurs
en afsluiters (maximale korte termijn
temperatuur 120 tot 125 0C) en
Polyethyleen isolatie op distributieleidingen met temperaturen van 900C.
Andere selectiecriteria
47
Bij de keuze van het isolatiemateriaal voor de voorzieningen en
apparatuur van het gebouw moet over het volgende worden nagedacht:
•
Doel (warmteverlies voorkomen, controle van condensatie, isolatie
van koelleidingen)
•
Operationele temperaturen van het verwerken van vloeistof
•
Temperatuur en luchtvochtigheid van de omringende omgeving
•
Thermisch-fysische parameters van het materiaal
•
Levensduur en weerstand van het materiaal
•
Gezondheid- en veiligheidseisen