Isolatie

In verband met het potentieel moeten na-isoleren van een nieuwe space en de daaraan hangende kosten, is het nuttig om een working knowledge van isolatie op te bouwen. Hier is een korte uitleg van wat je kunt verwachten.

Warmteverlies

De reden dat een ruimte verwarmd wordt is simpel; het is buiten vaak kouder dan binnen, en warmte vloeit van warm naar koud. Een warm gebouw zal zonder verwarming langzaam koud worden. Simpel genoeg. Maar waarom wordt warmte verloren? De twee belangrijkste mechanismen zijn ventilatie en geleidingswarmte door de buitenoppervlakken.

De volgende vraag is: wanneer moet er verwarmd worden? Dit gaat in op het concept van graaddagen. Verwarming kost energie proportioneel aan het temperatuurverschil tussen buiten en binnen. Wanneer het de hele dag precies 5 graden kouder buiten is dan binnen, dan zeggen we dat we 5 graden * 1 dag = 5 graad-dagen moeten verwarmen. In werkelijkheid varieert de temperatuur continu over de dag, dus met een hoop meten en wat weegfactoren hier en daar kun je uitrekenen hoe vaak en hoe veel je moet verwarmen in de vorm van graaddagen. Dit soort resultaten wordt door vele bedrijven en instituten gedaan, voor deze pagina ga ik uit van de informatie hier.

In West-Nederland ondervinden we ca. 2500 graaddagen per jaar bij een binnentemperatuur van 21 graden.

Ventilatie

Ventilatie is noodzakelijk om vocht- en CO2-niveaus op peil te houden. Ventilatie van ruimten wordt gereguleerd door NEN 1087, en deze vereisen als regel 3,6m3/m2/h continue verversing, ook wanneer de ruimtes onbezet zijn. Dit is gebaseerd op typische bezetting van woonhuizen, en is niet altijd voldoende voor een space, zeker als veel mensen tegelijk aanwezig zijn. Als we de space op drukke tijden beschouwen als een vergaderruimte volgens de norm, dan is 10-20m3/m2/h een beter uitgangspunt. Meer informatie bijv. hier.

Lucht kost energie om op te warmen, en alle lucht die vers wordt aangezogen van buiten is ruwweg op de buitentemperatuur. De warmtecapaciteit van lucht is typisch ca. 1kJ/kg/K, dus om 1kg lucht 1 graad op te warmen moet je 1kJ energie erin stoppen (=1000 Watt-seconde). De dichtheid van lucht is ca. 1,2kg/m3.

Als we dus een rekenvoorbeeld doen:

Hypothetisch pand met 350m2 vloeroppervlak
2500 graaddagen
gemiddelde ventilatie van 5m3/m2/h, dus 1750m3/h of 42000m3/dag
Calorische waarde van gas: 35MJ/m3.

Dan is de hoeveelheid stookenergie t.g.v. ventilatie: 2500gd * 42000m3/dag * 1.2kg/m3 * 1kJ/kg/K = 126GJ / 35MJ = 3600 m3 gas, ca. €1100/jr

Warmteterugwinning

Goedechristus wat een hoop gas. Kan dat niet wat minder? Jazeker, met een WTW-installatie. Deze verwarmt de binnenkomende lucht met de (warme) uitgaande lucht, en bespaart hierdoor doorgaans 95% op je ventilatie-stookkosten. Klinkt goed? Helaas kosten ze wel geld en elektriciteit. Een R-vent ROTO 19 HE die 1900m3/h luchtdebiet heeft kost ca. 6000 euro en verbruikt 490W, ofwel 300 euro aan stroom per jaar. Dit kost 7,5 jaar om terug te verdienen. In de praktijk draait hij ca. 60% van de tijd in bypass-modus, waarbij de stroomopname nihil is.

Echter, overal is een oplossing voor. WTW's zijn extreem wijdverbreid, en er is dus ook een gigantische tweedehandsmarkt voor. Met name kleinere units zijn overal voor hoogstens een paarhonderd euro te krijgen, vaak al inclusief bypassklep en regeling. Er is momenteel zelfs een veiling waarop een 900m3/h WTW (ca. de helft van wat we nodig hebben) voor onder de 300 euro staat. Zelfs met BTW en veilingkosten is de terugverdientijd dan maar een paar maanden, en dus een no-brainer.

Geleidingsverliezen

Je dacht dat 3900m3/jr veel was? Wacht maar tot je uitrekent hoeveel warmte er verloren gaat in geleidingsverliezen. Ook wanneer je niet ventileert en alle ramen dicht hebt, lekt er nog steeds warmte van binnen naar buiten door de muren, plafonds en vloer. Hoeveel warmte er weglekt wordt samengevat door de warmteweerstand (Rc-waarde). Deze is materiaalafhankelijk en wordt uitgedrukt in m^2*K/W.

De meest moderne passiefwoningen en -bedrijven hebben Rc-waarden van 10 of iets hoger, ongeisoleerde bedrijfspanden met enkel glas zitten dichter bij de 0,1-0,2. Ja, er zit daadwerkelijk een factor 100 tussen de beste en slechtste, en dit is een belangrijke clue voor hoeveel er te besparen valt.

Laten we eens twee rekenvoorbeelden doen.

Hypothetisch pand met 350m2 betonnen vloer- en dakoppervlak en 100m2 ouderwets dubbel glas, andere oppervlakken goed geïsoleerd
Rc-waarde betonnen oppervlakken: ca. 0,2
Rc-waarde dubbel glas: 0,35

De totale energieconsumptie is dan 2500gd * 24h * 3600s * ((100m2 / 0,35) + (700m2 / 0,2)) = 817GJ / 35MJ = 24000 m3 gas, ca €7500/jaar.

Nu wordt er besloten om de ramen te laten voor wat het is, maar wordt de rest van het pand zwaar geïsoleerd;

Hypothetisch pand met 350m2 vol geïsoleerde vloer en dak, plus 100m2 ouderwets dubbel glas
Rc-waarde vloer en dak: 15
Rc-waarde dubbel glas: 0,35

De totale energieconsumptie is dan 2500gd * 24h * 3600s * ((100m2 / 0,35) + (700m2 / 15)) = 72GJ / 35MJ = 2050 m3 gas, ca €650/jr.

Da's duur, toch?

Nee. Opvallend genoeg zijn isolatiematerialen ontzettend goedkoop om te implementeren, zelfs bij oudere gebouwen. Spouwmuurisolatie (10cm) kost doorgaans eerder honderden dan duizenden euro's, en kan de Rc-waarde van ca. 0,4 naar ca. 2,5-3 verhogen. Een geïsoleerd verlaagd plafond kost (groothandelsprijzen) €10-15/m2 voor Rc=5 (15cm), of ca. €25-30/m2 voor Rc=15 isolatie (35cm).

Vloeren zijn doorgaans het grootste pijnpunt, met name als zware zaken moeten kunnen worden geplaatst. De Rc kan worden verbeterd van 0,2 naar ca. 0,4 met een ondervloer en laminaat, maar om écht goed te zitten (Rc=3,5 of hoger) moet de vloer 10-20cm verhoogd worden om ruimte te maken voor voldoende isolatiemateriaal.

Overige warmtelekken

Isolatie kan niet overal worden aangebracht; pilaren tussen ramen zijn bijvoorbeeld moeilijk te bekleden met voldoende dikke isolerende wandbekleding. WCDs, leidingen en andere onderbrekingen van de isolatie gooien ook roet in het eten. Daarom moet bij iedere ontwerpbeslissing goed worden gekeken naar de impact op de isolatie. Wandcontactdozen kunnen het beste van het opbouwtype zijn met de leidingen zoveel mogelijk zichtbaar langs de wanden, en zo min mogelijk door de isolatie heen. Structurele bevestiging van zaken aan het plafond of de muur dienen geen dikke bouten of spanten door de isolatie heen te hebben. Enz. enz.