Bijlage 1 Bouwfysische begrippen

1.1 Behaaglijkheid

Belangrijke factoren voor een behaaglijk thermisch binnenklimaat zijn:

• (Binnen)temperatuur of resulterende temperatuur (T_res);
• Luchtsnelheid (m/s);
• Relatieve luchtvochtigheid (RV).

Temperatuur of resulterende temperatuur
De (binnen)temperatuur (T_res) is een resulterende temperatuur. T_res is het gemiddelde van de luchttemperatuur (T_lu) en de stralingstemperatuur (T_str) op zithoogte in een bepaald vertrek.
De stralingstemperatuur (T_str) is het gewogen gemiddelde van de oppervlaktetemperaturen van de begrenzende vlakken in de betreffende ruimte.

T_res wordt gebruikt als ontwerp-binnentemperatuur bij:

• De dimensionering van het verwarmingssysteem;
• De berekening van het energieverbruik.

In plaats van 'resulterende temperatuur' wordt vaak de term 'operatieve temperatuur' gebruikt. Beide termen hebben ongeveer dezelfde betekenis.

In afbeelding B.1-1 staan richtwaarden voor de te hanteren binnentemperatuur. Met de opdrachtgever moet deze per vertrek definitief worden vastgesteld. Het is te overwegen om in ruimten zoals toilet en interne verkeersruimten verwarming (bijv. radiatoren) achterwege te laten. Door de goede isolatie van de bouwschil worden deze ruimten in veel gevallen door interne warmtestromen voldoende verwarmd en is het aanbrengen van verwarming dus overbodig.
Te grote variatie van de temperatuur in een ruimte is niet gewenst. Vuistregel: het temperatuurverschil in verticale richting (de zogenoemde verticale temperatuurgradiënt) mag tussen 0,1 en 2 meter boven de vloer maximaal 2 °C zijn.

Let op:

• Door de gemiddelde stralingstemperatuur te verhogen, kan de luchttemperatuur worden verlaagd (afbeelding B.1-2). Dit leidt tot een lager energieverbruik. Een hogere stralingstemperatuur is te bereiken door:

  • Stralingsverwarming;
  • Betere isolatie;
  • Verkleinen van 'koude' vlakken.
• Het verschil tussen de gemiddelde stralingstemperatuur en de luchttemperatuur mag niet meer dan 5 °C zijn.

Afb. B.1-2 Samenhang tussen luchttemperatuur en stralingstemperatuur bij een relatieve vochtigheid van 30 tot 70% en een luchtbeweging van 0,1 tot 0,2 m/s. Uit de grafiek blijkt dat een Tres van 20 °C nog geen garantie hoeft te zijn voor een behaaglijk binnenklimaat. (Bron: [244])

Luchtsnelheid
Een gemiddelde luchtsnelheid van meer dan zo'n 0,2 m/s wordt over het algemeen als onaangenaam ervaren voor een zittend persoon. In afbeelding B.1-3 is de samenhang tussen de luchtsnelheid en de temperatuur nauwkeuriger weergegeven.

Afb. B.1-3 Samenhang tussen de luchttemperatuur (bij gelijke stralingstemperatuur) en de gemiddelde luchtsnelheid (Bron: P.O. Fanger, Technical University of Denmark, Lyngby).

Relatieve luchtvochtigheid
De relatieve vochtigheid van de binnenlucht mag voor een comfortabel binnenklimaat variëren van circa 30% tot 70% binnen het temperatuurgebied van 18 tot 24 °C (afbeelding B.1-4).

Afb. B.1-4 Samenhang tussen luchttemperatuur en relatieve vochtigheid in een ruimte bij een stralingstemperatuur van 19,5 tot 23 °C en een luchtbeweging van 0,1 tot 0,2 m/s. (Bron: [244])

Luchtkwaliteit: CO₂-gehalte
Het CO₂-gehalte in de binnenlucht is een geschikte indicator voor de mate van luchtverontreiniging. Een gehalte van 1.200 ppm CO₂ (buitenluchtconcentratie + 800 = klasse III) wordt in het algemeen als maximum voor (nieuwbouw)woningen beschouwd hetgeen echter erg hoog is te noemen. In de toelichting op het Bouwbesluit wordt opgemerkt dat bij een CO₂-concentratie van 1.000 ppm al klachten als hoofdpijn en slaperigheid kunnen optreden. Daarom is het beter om voor een verblijfsruimte een gehalte van maximaal zo'n 700 ppm na te streven.
Ppm staat voor: parts per million.
Ter indicatie: 'Normale' (niet vervuilde) buitenlucht heeft in Nederland een CO₂-gehalte van 400 tot 500 ppm.

Klasse-indeling voor binnenluchtkwaliteit van woningen volgens de Europese norm EN 15251:2007-Annex B (het gaat hierbij om richtlijnen).

1.2 Transmissie

De belangrijkste begrippen bij transmissie:

• Warmteweerstand (R-waarde in m²·K/W);
• Warmtedoorgangscoëfficiënt (U-waarde in W/(m²·K));
• (Lineaire en puntvormige) thermische brug (ook wel 'koudebrug'), lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt (psi-waarde (Ψ) in W/(m·K));
• Temperatuurfactor (f-factor).

Warmteweerstand (R-waarde)

• Naam: warmteweerstand of R-waarde;
• Eenheid: m²·K/W;
• Formule:
  $$\mathrm{d}/\mathrm{\lambda }$$

• Hoe hoger de R-waarde van een constructie, hoe minder warmte door die constructie verloren gaat;

• Er wordt onderscheid gemaakt tussen diverse typen R-waarden:

  • R_c: warmteweerstand van een constructie. Als deze is samengesteld uit meerdere lagen, dan worden de warmteweerstanden van de diverse lagen bij elkaar opgeteld; in een aantal gevallen wordt hierbij een correctiefactor (of 'toeslagfactor' volgens NTA 8800 [30]) toegepast. Dat is het geval bij onbedoelde convectie (bijvoorbeeld bij slordig aangebracht isolatiemateriaal in spouwconstructie), bij puntvormige bevestigingshulpmiddelen (ankers), bij regenwater tussen isolatie en dakbedekking (omgekeerd dak) en bouwkwaliteit (prefabricage);
  • R_m: warmteweerstand van iedere laag waaruit een constructie is opgebouwd. Soms hebben ze een specifieke naam zoals R_cav (voorheen R_spouw) voor een luchtlaag zoals in een spouwmuur;
  • R_si en R_se: warmteovergangsweerstand aan het binnen- respectievelijk buitenoppervlak van een constructie, zie afbeelding B.5. Zie NTA 8800 [30] voor de exacte omschrijvingen;

• NTA 8800 geeft voor enkele constructiedelen vaste waarden:

  • Voor een spouw van minimaal 20 mm in een spouwmuur (= een 'niet-geventileerde' luchtlaag, ook bij open voegen) bedraagt de R_cav-waarde 0,18 m²·K/W (tabel C.3, met reflecterende folie 0,57). Voor zwak geventileerde luchtlagen bedraagt R_cav 0,16;
  • Voor enkele afwerkconstructies zoals een dakbedekking van pannen inclusief luchtlaag (afbeelding B.7) tussen pannen en dak(isolatie)elementen, mag gerekend worden met een R_c-waarde van 0,06 m²·K/W. Zie NTA 8800 voor de berekening van de R_c-waarde van constructies met een verschillende opbouw per doorsnede of van constructies met een ingewikkelde vorm zoals een niet vlakke plaat;
• Een gratis hulpmiddel voor het berekenen van de warmteweerstand: de SBRCURnet 'Rekentool Warmteweerstand'. Gebruik voor definitieve berekeningen altijd officiële gegevens (met certificaat) van de desbetreffende fabrikant.

Afb. B.1-6 Warmteovergangsweerstanden (= warmteweerstand) van de diverse luchtlagen grenzend aan een constructie. De waarden van Rsi en Rse zijn sterk afhankelijk van de luchtsnelheid nabij de constructie; over het algemeen worden de in de afbeelding aangegeven vaste waarden gehanteerd. R in m².K/W. (Bron NTA 8800) [30]

Afb. B.1-7 Warmteweerstand voor veel voorkomende luchtlagen in een spouwmuur en in een hellend dak met dakpannen, volgens NTA 8800 [30]. Bij toepassing van een reflecterende folie op de isolatie aan de spouwzijde bedraagt de R_cav 0,57 i.p.v. 0,18. Let op dat het effect van de folie niet dubbel geteld wordt: èn bij het isolatiemateriaal (inclusief folie) èn bij de spouw

Warmtedoorgangscoëfficiënt (U-waarde):

• Naam: warmtedoorgangscoëfficiënt (van een scheidingsconstructie); vroeger aangeduid met k-waarde;
• Eenheid: W/m²·K;
• Formule: 1/(R_si + R_c + R_se) Zie voor de toelichting op de R-waarden hierboven;

• Veel gebruikte begrippen zijn:

  • U_raam of U_w (de w van window): de U-waarde van kozijn + glas of kozijn + deur;
  • U_kozijn: de U-waarde van het kozijn zelf, ook aangeduid met U_frame, afgekort U_f of U_fr.

Thermische brug (lineair en puntvormig, NTA 8800 [30])

• Een thermische brug, ook wel aangeduid met 'koudebrug', is een relatief klein deel (een detail) van de bouwkundige omhulling van een woning (of gebouw) waar de warmtestroom door het detail wijzigt ten opzichte van de aangrenzende vlakken van die omhulling door:

  • Doorbreking van de isolatielaag;
  • Dikteveranderingen;
  • Aansluitingen tussen verschillende scheidingsconstructies (bijv. dak – gevel, rondom kozijnen).
• Thermische bruggen worden gekarakteriseerd door de Ψ-waarde (psi-waarde) en de f-factor (voor beide zie hierna);

• De nadelige effecten van een thermische brug zijn:

  • Een verhoogde kans op oppervlaktecondensatie;
  • Een plaatselijk (relatief) hoog warmteverlies;
  • Verhoogde temperatuurspanningen (vooral bij zonbestraling), waardoor de levensduur van de constructie mogelijk wordt bekort.

Psi-waarde (Ψ)

• Naam: lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt;
• Eenheid: W/m¹·K;Ψ geeft het warmteverlies per m detail. Deze grootheid is van belang om de thermische kwaliteit van een koudebrug aan te geven. Ψ is over het algemeen alleen met specifieke computerprogramma's te berekenen. In de SBR-referentiedetails Woningbouw [96] en Uitwerkingsinstructie Toolkitconcepten Passiefhuis [63] wordt bij elk detail de Ψ-waarde gegeven. Zo is de Ψ-waarde voor de aansluiting schuindak-kopgevel 0,028 W/(m¹·K) uitgaande van zeer goed geïsoleerde constructie. In [63] wordt voor passiefhuizen geadviseerd om de Ψ-waarden voor alle aansluitingen kleiner dan 0,01 W/(m·K) te maken;
• De invloed van lineaire koudebruggen op de energieprestatie kan forfaitair worden meegenomen door middel van een automatische toeslag op de U-waarde of door middel van de uitgebreide methode. Hierbij wordt per koudebrug de lengte (binnenafmeting) en de Ψ-waarde in rekening gebracht.

f-factor

• Naam: binnenoppervlaktetemperatuurfactor of temperatuurfactor;
• Kengetal voor de gevoeligheid voor oppervlaktecondensatie: wanneer een constructie bijvoorbeeld een ernstige koudebrug heeft, is de f-factor laag;
• Eenheid: -
• Formule:
  $$\mathrm{f}=\left({\mathrm{T}}_{\mathrm{s};\mathrm{i}}-{\mathrm{T}}_{\mathrm{e}}\right)(\left({\mathrm{T}}_{\mathrm{i}}-{\mathrm{T}}_{\mathrm{e}}\right)$$

Het Bouwbesluit eist een f-factor van 0,65 of hoger voor uitwendige scheidingsconstructies, inclusief vloeren boven een kruipruimte, van een verblijfsgebied, toilet- of badruimte. De eis geldt niet voor een kozijn, raam of deur. In [96] staan bij details en soms bij combinatie van details f-factoren vermeld.

Afb. B.1-8 De f-factor van dit knooppunt bedraagt 0,79

1.3 Ventilatie en luchtdoorlatendheid

De belangrijkste begrippen bij ventilatie en luchtdoorlatendheid (in de praktijk vaak aangeduid met luchtdichtheid) zijn:

• Ventilatievoud;
• q_v10-, q_v10.spec- en q_ve;inf- waarde;
• C- en c-waarde;
• Luchtdichtheidsklasse 1, 2 (en 3).

Het Bouwbesluit 2012 (versie 03/11/2018) (artikel 5.4 Luchtvolumestroom) stelt als eis aan de maximale luchtvolumestroom (bepaald volgens NEN 2686 [100]): q_v10 ≤ 200 dm³/s (oftewel 0,2 m³/s); deze waarde geldt per 500 m³ woninginhoud. Deze eis dient als 'vangnet' want in de nieuwbouw is een betere luchtdichtheid zeer gewenst.

Ventilatievoud

• Het ventilatievoud geeft aan: het aantal malen dat de totale inhoud van een ruimte per uur volledig wordt ververst. Het begrip wordt in de woningbouw niet zo veel gebruikt, dit i.t.t. de utiliteitsbouw. Ter indicatie: De minimumeisen voor ventilatie uit het Bouwbesluit komt globaal overeen met een ventilatievoud van 0,5;
• Eenheid: -

q_v10-waarde

• De q_v10-waarde geeft de luchtlekkage aan van een woning bij 10 Pascal over- of onderdruk (in de woning), met afgeplakte toe- en afvoeropeningen van ventilatiekanalen en rookgasafvoerkanalen;
• Eenheid: dm³/s;
• De q_v10-waarde kan berekend worden met behulp van een rekenmodel (zie hierna) dat is opgenomen in de SBR-Referentiedetails Woningbouw (zie www.sbr.nl voor de verkrijgbaarheid van de digitale uitgaven van deze details). De berekening gaat voor de luchtdichtheid van een woning uit van de in dezelfde uitgave opgenomen standaard details;
• In de publicatie Luchtdicht bouwen [99] wordt aan de hand van foto's en tekeningen een groot aantal details behandeld. Er worden aanwijzingen gegeven op welke wijze details moeten worden uitgevoerd om in de praktijk een bepaalde luchtdichtheid te halen. Met een 'opblaasproef' kan achteraf, dus na de bouw, de gerealiseerde q_v10-waarde gemeten worden. NEN 2686 [100] geeft een meetmethode hiervoor.

q_v10.spec(specifieke infiltratie)-waarde

• De q_v10.spec-waarde geeft volgens NTA 8800 [30] de luchtdichtheid aan per m² gebruiksoppervlakte van de woning, de q_v10-waarde geeft (zoals hiervoor omschreven) de luchtdichtheid van de gehele woning en is (dus) gekoppeld aan de netto-inhoud van de woning. In NTA 8088 wordt uitgebreid ingegaan op het berekenen van q_v10.spec. Belangrijke variabelen zijn het bouwjaar (van belang voor bestaande bouw), woningtype en bouwaard (steenachtig, houtskeletbouw of overig). Wanneer een woning onder een kwaliteitsborgingsprocedure wordt gebouwd waarbij ook de q_v10.spec is vastgelegd, mag die waarde worden aangehouden. De forfaitaire waarde van q_v10.spec kan volgens de formules in NTA 8088 variëren van circa 0,4 tot 1,6 dm³/(s·m²). De veel gebruikte eis van 0,15 dm³/(s·m²) voor de luchtdichtheid van passiefhuizen is dus aanzienlijk zwaarder! Een opblaasproef ('blowerdoor-test') zal kunnen aantonen of een passiefhuis inderdaad aan die eis voldoet. De gemeten waarde van zo'n test = q_v10.spec x het vloeroppervlak.
  In de praktijk wordt 'spec' (ofwel 'specifiek') vaak weggelaten, hetgeen dus verwarring kan geven met de andere qv-waarden, let dus goed op de eenheid);
• Eenheid: dm³/s·m²

q_v;eff;lea(effectieve volumestroom door infiltratie)

• De q_v10.lea;ref geeft de toevoerluchtvolumestroom door infiltratie. In NTA 8800 [30] wordt uitgebreid ingegaan op het berekenen van q_v;lea;ref. Belangrijke variabelen zijn q_v10.spec, gebouwhoogte (winddruk), woningtype, ventilatiesysteem en gebruiksoppervlak. De q_v10.lea;ref wordt mede gebruikt om de BENG 2 indicator (volgens NTA 8800) [30] te berekenen;
• Eenheid: dm³/(s·m²)

C- en c-waarde en het rekenmodel voor luchtdoorlatendheid

• Het rekenmodel om de q_v10-waarde te berekenen, is gebaseerd op de relatie tussen de luchtdoorlatendheid van een woning en de bouwkundige aansluitdetails. Hoe meer strekkende meters naden en kieren, hoe meer lucht de woning in- en uitstroomt. Voor de meest gangbare aansluitdetails is de zogenoemde c-waarde bepaald. Deze is afhankelijk van de luchtdichtheidsklasse die gekozen is;
• Eenheid: dm³/s·m;
• Door de lengte van alle aansluitingen op te meten en te vermenigvuldigen met de betreffende c-waarde en deze op te tellen, verkrijgt men de totale luchtdoorlatendheidscoëfficiënt, de C-waarde. Vult men vervolgens deze C-waarde in een bepaalde formule in, dan krijgt men de q_v10-waarde. Zie verder de uitgaven Luchtdicht bouwen [99] en SBR-Referentiedetails [96];
• Eenheid C-waarde: dm³/s bij 1 Pascal (let op: omrekenen naar q_v10-waarde moet met een formule gebeuren, en kan niet met x 10).

Luchtdichtheidsklasse 1, 2 (en 3) volgens NEN 2687
In NEN 2687:1989 [101] wordt onderscheid gemaakt tussen twee luchtdichtheidsklassen (afbeelding B1-9):

• Klasse 1: 'normale' luchtdichtheid, te verkrijgen met standaard details;
• Klasse 2: extra luchtdicht, te verkrijgen door aangepaste details en extra zorg aan de uitvoering.

In de uitgave 'Luchtdicht bouwen' [99] worden voor de gangbare details aanwijzingen gegeven hoe deze in de bouwpraktijk kunnen voldoen aan klasse 1 of 2. Voor passiefhuizen is een extra klasse in het leven geroepen: Klasse 3. Deze klasse wordt in 'Uitwerkingsinstructie Toolkitconcepten Passiefhuis' [63] voorgesteld en staat dus niet in NEN 2687. De zeer goede luchtdichtheid moet gerealiseerd worden door een zeer zorgvuldige detaillering en uitvoering die beide in [236] worden toegelicht.

NEN 2687
NEN 2687:1989 [101], Luchtdoorlatendheid van woningen – Eisen, houdt rekening met de verschillende ventilatiesystemen. Met name bij een gebalanceerd ventilatiesysteem moet de woning goed luchtdicht zijn. Bij natuurlijke toevoer wordt ook een minimale luchtdichtheid gevraagd! De woning mag dus niet te goed luchtdicht zijn, dit om te voorkomen dat er te weinig toevoer is van verse buitenlucht als bewoners alle toevoeropeningen dicht zouden doen.

1.4 Zonlichttoetreding

g-factor

• Naam: zontoetredingsfactor of g-factor van een raam (of beglazings)systeem;
• De g-factor geeft de verhouding tussen de binnenkomende en de opvallende zonnestraling (zowel directe als diffuse straling). Hoe hoger de g-factor, hoe meer zontoetreding;
• Eenheid: -

In paragraaf 5.2 zijn de g-factoren voor verschillende soorten beglazing vermeld. Het gaat hierbij om globale rekenwaarden.

TL-factor (voorheen LTA-waarde)

• Naam: lichttoetredingsfactor of TL-factor van een raam- (of beglazings)systeem. De TL-factor geeft de verhouding tussen de binnenkomende en de opvallende zichtbare zonnestraling. Hoe hoger de TL-factor, hoe meer lichttoetreding;
• Eenheid: -

In paragraaf 5.2 zijn de TL-factoren voor verschillende soorten glas vermeld. Het gaat hierbij om globale waarden.

1.5 Vocht

Lucht bevat altijd een hoeveelheid vocht in de vorm van waterdamp. Hoe hoger de temperatuur is, hoe meer waterdamp de lucht kán bevatten.
Het absolute vochtgehalte is de hoeveelheid waterdamp per m³ lucht. De relatieve vochtigheid is de hoeveelheid waterdamp in de lucht, uitgedrukt als percentage van de maximale hoeveelheid waterdamp die de lucht bij de heersende temperatuur kan bevatten. De dauwpunttemperatuur is de temperatuur die afkoelende lucht heeft op het moment dat daarin condensatie begint op te treden.

Zodra de temperatuur van een constructie beneden de dauwpunttemperatuur komt, treedt condensatie op. Deze condensatie kan plaatsvinden op een koud vlak, zoals een raam of op een koudebrug. Er is dan sprake van oppervlaktecondensatie.
We spreken van inwendige condensatie wanneer condensatie in een constructie optreedt. Dit gebeurt wanneer er een damptransport plaatsvindt van binnen naar buiten en deze dampstroom binnen de constructie in aanraking komt met een vlak waarvan de temperatuur lager is dan de voor de dampstroom geldende dauwpunttemperatuur. Inwendige condensatie is te voorkomen door bijvoorbeeld het aanbrengen van een goed uitgevoerde dampremmende laag aan de woningzijde (dus de warme zijde) van een gevel-, dak- of vloerconstructie. Zie ook paragraaf 5.1.2 en 5.1.3.

De mate van dampdichtheid van een dampremmende laag wordt uitgedrukt in de S_d-waarde (eenheid in meter). Ter indicatie:

• Een dampremmende folie heeft een S_d-waarde van tenminste zo'n 10 m; maar deze waarde kan ook wel > 150 m bedragen voor zeer dampremmende lagen zoals bijv. nodig is onder een epdm-dakbedekking;
• Een dampopen folie heeft een S_d-waarde van ca. 0,02 m of kleiner.

Afb. B.1-10 Een constructie moet van binnen naar buiten altijd een afnemende dampdichtheid hebben, anders kunnen er condensatieproblemen ontstaan. Een dampremmende laag moet daarom altijd aan de binnenzijde (woningzijde) van een constructie aangebracht worden, zoals in deze houtskeletbouw-constructie.