Door meer dampopen en biobased te bouwen kunnen we toe met minder installaties, stellen specialisten Max Drath en Laurens Taal van Aveco de Bondt. Nauwkeurige simulaties over het gedrag van warmte en vocht in constructies tonen dit aan.
Een gezond gebouw zonder koeling en ventilatiesysteem. Dat kan. Het staat in Lustenau in Oostenrijk en heet 2226. “Het heeft een serverkast en kleppen en ramen die automatisch open kunnen en that’s it”, zegt Laurens Taal. Collega Max Drath en hij zijn met Aveco de Bondt op missie om zo’n gebouw ook in Nederland te realiseren. Om te bewijzen dat het hier ook kan: een gebouw dat functioneert op natuurlijke principes.
Drath is Duits architect, planoloog en bouwbioloog (opgeleid aan het Institut Baubiologie und Nachhaltigkeit). Taal is bouwkundige met een voorliefde voor en specialisatie in duurzame integrale bouwtechniek. Als adviseurs brengen ze voor opdrachtgevers onder meer de CO2-footprint in kaart van bouwmaterialen. Daarbij kijken ze niet alleen naar de Nationale Milieudatabase (NMD), maar ook naar een Europese database waarin zo’n 25.000 bouwproducten staan vermeld met hun EPD’s (European Product Declarations).
Omdat de meeste biobased materialen grootschalig in het buitenland geproduceerd worden, bevat de NMD-database op dit moment nog weinig biobased categorie 1-producten. Door dit verschil in datakwaliteit verliezen de biobased materialen het snel van de traditionele materialen die wel in categorie 1-data beschikbaar zijn.
De NMD werkt er momenteel hard aan om meer buitenlandse biobased producten in de database te krijgen. Tegelijkertijd is in Europa afgesproken dat LCA’s in de toekomst volgens één standaard opgesteld worden, zodat alle bouwproducten met elkaar vergelijkbaar zijn.
Natuurlijke regulerende functies
Met de afdeling bouwfysica richt Aveco de Bondt zich daarnaast op de specifieke eigenschappen van biobased materialen. “Biobased materialen kunnen worden ingezet om dampopen te bouwen, waarbij je gebruik kunt maken van hun natuurlijke regulerende functies.”
Voorbeeld: faseverschuiving. Natuurlijke isolatiematerialen kunnen warmte veel langer bufferen dan traditionele isolatiematerialen. Drath: “Als de zon in de middag op de gevel staat, dan duurt het met een materiaal als houtvezel zo’n tien uur tot het aan de binnenkant aankomt. Op dat moment is het al voldoende afgekoeld en belast deze warmte het binnenklimaat niet meer. Je hebt geen extra koeling nodig en voert de warmte ’s nachts af via ramen.”
Rekenen
Er bestaan softwaretools om dit gedrag te berekenen, van een laag niveau tot een heel hoog niveau. Wel veelal Duitse programma’s. “Het lage niveau bevat een tool die wij ook regelmatig gebruiken, waarbij je een constructie kunt samenstellen. Het programma berekent vervolgens de faseverschuiving van dat bouwdeel.”
Rekenen op hoog niveau kan Aveco de Bondt ook – en naar eigen zeggen als enige ingenieursbureau in Nederland – met behulp van WUFI Plus, een tool van het Fraunhofer Institut. Met deze software maken ze een dynamische hygroscopische (vocht- en warmte-)berekening van een gebouw. Die laat zien wat over meerdere jaren bekeken de invloed van warmte en vocht op de constructie is. “Dit is een stuk uitgebreider dan de lineaire Glaser-methode die in Nederland standaard is bij bouwfysische berekeningen. Er zit een enorm model achter”, zegt Taal.
Zo kunnen de adviseurs zien of tijdens het gebruik van een gebouw installaties bij moeten springen om het binnenklimaat te reguleren en of er mogelijke vochtproblemen ontstaan, zodat zij dit kunnen aanpassen door andere of dikkere materialen te kiezen. “Het is ingewikkelder rekenen, maar als we daarmee de installatiekosten op termijn uit een gebouw kunnen halen en een gebouw kunnen maken dat zichzelf reguleert, dan is dat natuurlijk een prachtige investering.”
Er komen in een hygroscopische berekening zaken aan het licht die anders niet naar voren komen. Drath geeft een voorbeeld: “Als ik met schuimisolatie iets renoveer of verbouw, dan is er volgens de Glaser-methode helemaal geen probleem met vocht. Omdat er materiaal inzit dat geen vocht doorlaat in welke richting dan ook. Er wordt lineair gekeken: is er een dauwpunt? Nee, klaar. En dan wordt er een bouwvergunning afgegeven omdat je voldoet aan de bouwfysische eisen. Als je dynamisch rekent met WUFI, krijg je gelijk na invoering vochtophopingen aan beide kanten van die isolatieplaat.”
Met WUFI kan Aveco simuleren hoeveel vocht er in een constructie kan komen, hoelang dat vocht in de constructie blijft en in welke richting de constructie weer uitdroogt. “We kunnen daarmee aantonen dat een rijksmonument wordt aangetast als je het niet goed doet.”
Monumenten
Bij monumenten krijgt Aveco de Bondt momenteel voet aan de grond met de uitgebreide rekenmethodiek, met name in Amsterdam. “Wij tonen aan dat het de meest waardevolle manier is om een rijksmonument – maar ook een gewoon huis – te isoleren met biobased materialen. Dan voeg je dampopen materialen toe aan een constructie die sowieso altijd al dampopen was”, zegt Drath. “Oude gebouwen zijn dampopen, de bouwmeesters van destijds wisten dat. Daarom kom je in oude gebouwen soms lagen van 3 cm kalkpleister op de muur tegen. Dat deden ze zodat die laag altijd voldoende luchtvochtigheid kan opnemen en ook weer afgeven. Die principes waren bekend, alleen was er geen noodzaak om te isoleren in die tijd.”
Dat is nu anders. “Maar: ga je minerale wol of piepschuim toevoegen aan een dampopen constructie, dan zorgt dat voor problemen voor het oude gedeelte. Met natuurlijke maatregelen maak je de dampopen constructie gewoonweg dikker. De nieuwe én oude laag kunnen met vocht omgaan en warmte bufferen. Minerale wol begint te rotten als die vochtig wordt en verliest de isolatiewaarde. Een houtvezelplaat kan met waterdamp omgaan en verliest daardoor zijn isolatiewaarde niet.”
Nieuwbouw
De nieuwbouw is een volgend terrein waar de adviseurs stappen willen zetten, met het voorbeeld uit Oostenrijk als stip op de horizon. Maar dit past niet in het kader van de Nederlandse bouwregelgeving op het gebied van ventilatie en verwarmen/koelen. Drath: “Een BENG-berekening kan niet goed omgaan met de voordelen van de biobased materialen, waardoor er in de berekening een hogere energievraag is dan in praktijk. En in een BENG-berekening dient altijd een verwarmingssysteem aanwezig te zijn. Je kunt niet aanklikken: ik verwarm niet. Dus is een gebouw zonder verwarming niet door te rekenen in BENG en is er geen energielabel te genereren. Terwijl: als je niet hóéft te verwarmen zou dat natuurlijk de maximale score in BENG moeten opleveren.”
Biobased en dampopen concepten zonder installaties komen momenteel slecht uit de verf. Taal: “Als er in tenders keihard gescoord wordt op BENG, is het heel moeilijk om met dergelijke concepten te winnen. Daarin moeten we beweging gaan zien van de overheid. In het Bouwbesluit zit wel gewoon artikel 1.3 Gelijkwaardigheid. Dus: als je onderbouwd kunt aantonen dat iets gelijkwaardig is of beter, dan is het een geaccepteerde oplossing.”
Een WUFI-simulatie voor tien jaar kan dan bijvoorbeeld uitwijzen dat er geen koeling nodig is. Waarmee het gesprek over de oververhittingseis TOjuli kan worden gevoerd. Taal: “We pellen dat af. Dat TOjuli-getal is er omdat er met beter geïsoleerde woningen met veel zontoetreding vaak oververhitting plaatsvindt. Daarom is die comforteis toegevoegd aan BENG. Wij kunnen dan met een simulatie aantonen dat die oververhitting niet plaatsvindt. Dan heb je wel nog een gesprek met je vergunningverlener, maar dan kun je die stap gaan maken. Dat is voor ons de haak waar we dit aan ophangen.”
Dit artikel is gepubliceerd in Aannemer 05-2022.
Discussie zien we graag op Aannemervak, maar wel met respect voor elkaar. Wij vragen daarom om onder volledige naam te reageren. Lees onze andere regels voor discussie hier. Met het plaatsen van een reactie verklaart u zich akkoord met deze regels.