Solar Decathlon - Aansluitingen van prefabpanelen bij de renovatie van naoorlogse woontorens

Stéphanie Van Linden
Energie-efficiënt bouwen is tegenwoordig geen optie meer maar een must. Naoorlogse woontorens zijn verantwoordelijk voor een groot deel van het energieverbruik en moeten op een snelle en goedkope manier gerenoveerd worden. Prefabpanelen kunnen hiervoor een oplossing bieden. De voegen tussen deze panelen dienen echter lucht-en waterdicht afgesloten te worden. Deze scriptie beschrijft de prestatie en duurzaamheid van verschillende materialen die hiervoor kunnen toegepast worden, aan de hand van een experimenteel onderzoek.

Naoorlogse woontorens, energievreters of gerenoveerde hoogstandjes?

In 2010 was de residentiële sector verantwoordelijk voor 35% van het totale energieverbruik in België. Drie vierde daarvan is te wijten aan de oudere huizen die dubbel zo veel verbruiken als de recent gebouwde woningen. Sociale huisvestingsmaatschappijen hebben reeds inspanningen geleverd om een aantal woontorens te renoveren. De naoorlogse woontorens die in het bezit zijn van particuliere eigenaren, zijn echter nog steeds problematisch. De vraag die gesteld kan worden, is: hoe kunnen deze gebouwen zo efficiënt mogelijk energetisch gerenoveerd worden zonder dat de bewoners onnodig lang hun woning moeten verlaten en de kostprijs voldoende laag is?

Prefabgevelrenovatie als oplossing

Image removed.Image removed.Voornamelijk naoorlogse appartementsgebouwen die in het bezit zijn van particuliere eigenaren, zijn problematisch aangezien meestal 80% van de bewoners akkoord moet gaan met een energetische renovatie. Deze eigenaren hebben vaak de investeringscapaciteit niet en ook het feit dat de bewoners gedurende een bepaalde periode hun woning moeten verlaten, vormt een drempel om akkoord te gaan met een renovatie. Het gebruik van geprefabriceerde gevelpanelen kan hierbij een oplossing bieden. De voordelen van deze panelen zijn onder andere de korte constructietijd ter plaatse en de lagere kostprijs. Ze worden namelijk grotendeels in de fabriek gemaakt en dienen enkel nog ter plaatse bevestigd te worden aan de structuur van het gebouw. Ook worden ze aan de hand van gestandaardiseerde processen in grote hoeveelheden vervaardigd hetgeen resulteert in een verlaagde kostprijs. De bestaande gevel kan vervangen worden door de nieuwe prefabpanelen of de panelen kunnen rechtstreeks tegen de bestaande gevel geplaatst worden. De panelen kunnen bestaan uit een houten structuur of een betonstructuur met tussenin isolatie. De gevelbekleding kan zowel tijdens prefabricatie als ter plaatse bevestigd worden. In de geprefabriceerde gevelelementen kunnen ook nieuwe installaties zoals ventilatie en verwarming geïntegreerd worden. Aangezien er meerdere panelen zullen moeten gebruikt worden om de volledige gevel te bedekken, ontstaan er tussen deze panelen voegen die op een juiste manier gedicht moeten worden. Indien bv. een van de woontorens in het Breughelpark te Zellik, Brussel, bestaande uit 13 verdiepingen en 12 appartementen per verdieping, zou gerenoveerd worden aan de hand van geprefabriceerde gevelpanelen per verdieping en per appartement, resulteert dit in 2745,6 lopende meter voeg. Het efficiënt en correct afdichten van deze voegen zal bijgevolg een grote impact hebben op de constructietijd en de energie-efficiëntie.

Tegen wind en regen

Energie-efficiënt bouwen is tegenwoordig geen optie meer maar een must. Hierbij vormen een thermische isolatie en een goede ventilatie belangrijke factoren. Deze hebben maar kans op slagen dankzij een goede luchtdichtheid en waterdichtheid van het gebouw. De luchtdichtheid van een gebouw wordt bij het ontwerpen beschouwd als een ononderbroken schil rond de verwarmde ruimtes en zorgt ervoor dat tijdens de winter geen warme lucht en in de zomer geen koude lucht naar buiten kan. Hierdoor kunnen er ook geen luchtstromen ontstaan rond de isolatie, die zich aan de buitenkant van de luchtdichte laag bevindt, die ervoor zouden kunnen zorgen dat de thermische werking van deze isolatie drastisch vermindert. Ook waterdichtheid is een belangrijk concept om rekening mee te houden tijdens het ontwerpen van een gebouw. Vocht dat aanwezig is in een constructie, kan immers grote schade tot gevolg hebben door o.a. condensatie, schimmelvorming, roestvorming, volumeveranderingen van constructiematerialen, ... wat de levensduur van een gebouw sterk kan beïnvloeden. De waterdichtheid van een gebouw wordt bepaald door de buitenste lagen van de gebouwschil namelijk de gevelbekleding en/of het regenscherm. De luchtdichte laag en de waterdichte laag, in de vorm van een folie of plaat, kunnen reeds tijdens prefabricatie aan de panelen bevestigd worden. De voegen tussen de panelen daarentegen zullen ter plaatse luchtdicht en waterdicht afgewerkt moeten worden.

Lekkende voegen, geen optie!

Image removed.Verschillende materialen kunnen gebruikt worden om de voegen tussen prefabpanelen te dichten bv. tapes, silicone, zwelbanden, schuimen, … Deze materialen worden elk op een andere manier aangebracht en presteren bijgevolg ook anders. De factoren die deze prestatie kunnen beïnvloeden zijn o.a. de ondergrond, de weerstand tegen mechanische veroudering m.a.w. de mate waarin ze kunnen vervormen, weersinvloeden zoals regen en wind, de aanwezigheid van een kruising tussen twee voegen en ten slotte menselijke fouten bij het aanbrengen van de materialen. Labotesten tonen aan dat voornamelijk de karakteristieken van de afdichtingsmaterialen zelf en de stijfheid en ruwheid van de ondergrond een grote invloed hebben op de luchtdichtheid van de voegen evenals de aanwezigheid van water. Het besproeien van de materialen zorgt er immers voor dat kleine openingen en poriën gesloten worden door waterdruppeltjes wat resulteert in een betere luchtdichtheid. Daarentegen werd er geobserveerd dat de waterdichtheid van de voegen voornamelijk bepaald wordt door de aanwezigheid van een kruising tussen twee voegen. Ter hoogte van deze kruising ontstaat er immers een overlap tussen twee stroken van een bepaald afdichtingsmateriaal of komt een verticale strook samen met een horizontale, hetgeen kan resulteren in kleine openingen. Het is dan ook niet verwonderlijk dat het bevestigen van een extra diagonaal kruis ter hoogte van deze kruispunten een grote invloed heeft op zowel de waterdichtheid als luchtdichtheid. Het aanbrengen van deze kruisen zorgde voor een vermindering van het luchtlekdebiet met meer dan de helft. Algemeen is de juistheid van aanbrengen van de materialen de grootste factor die de prestatie zal bepalen. Indien bv. de tape niet voldoende wordt aangedrukt kunnen er openingen aanwezig blijven waardoor lucht kan stromen of water kan binnendringen met zelfs het volledig loskomen van de tape als gevolg.

Efficiënt renoveren

Indien de lucht- en waterdichtheid van de panelen zelf perfect is maar de voegen veel lekkages vertonen, is dit hetzelfde als dweilen met de kraan open. Gezien de impact van deze voegen wordt er aangeraden om de voegafdichtingen ook reeds gedeeltelijk aan te brengen tijdens prefabricatie. Dit verkleint de kans op fouten doordat dit in de fabriek in gecontroleerde omstandigheden kan gebeuren. Daarenboven wordt de constructietijd ter plaatse ook sterk verlaagd, vermits geen kilometers voegen meer moeten afgedicht worden. Hierdoor ondervinden de bewoners minder hinder, hetgeen hen kan overtuigen om toch te kiezen voor een energetische renovatie.

Bibliografie

Boeken

De Meulder, B. ‘De Belgische stedenbouw en de belofte van welvaart 1945-1975. 10 punten over de veranderende productie van het wonen’ in : Van Herck, K. & Avermaete, T. (red.) (2006). Wonen in welvaart. Woningbouw en wooncultuur Vlaanderen 1948-1973. Rotterdam: Uitgeverij 010

Carrié, F.R. & Jobert, R. & Leprince, V. (2012). Methods and techniques for airtight buildings. Belgium: AIVC

Carll, C. (2000). Rainwater Intrusion in Light-Frame Building Walls. in Proceedings of 2nd annual conference on Durability and Disaster Mitigation in Wood-Frame Housing. Madison: Wisconsin.

Panek, J.R. & Cook, J.P. (1991). Construction sealants and adhesives. New York: John Wiley & Sons

Proskiv, G. (1995) Air leakage characteristics of various rough-opening sealing methods for windows and doors. in Modera, M.P. & Persily A.K. (1995) Airflow performance of building envelopes, components and systems. Philadelphia: American Society for Testing and Materials

Taerwe, L. (2006). Betontechnologie [cursus]. Universiteit Gent, Faculteit Ingenieurswetenschappen

Turkington, R. & van Kempen, R. & Wassenberg, F. (red.) (2004). High-rise housing in Europe. Current trends and future prospects. Delft: DUP Science, Delft University Press

Papers

Bieseman, W & Wallyn, B & Bosmans, W. & Dilles, A. (2013). Woonforum 2013, Resultaten enquête 2012. Energie Renovatie Programma 2020

Carbonez, K. (2015) Rapport: Waterdichtheid- en luchtdichtheidstesten op zwelbanden met verschillende compressiegraad [Ongepubliceerd Rapport], Universiteit Gent, Onderzoeksgroep Bouwfysica, Vakgroep Architectuur & Stedenbouw

De Loof, P.J. & Rottiers, R. & van de Walle, D. (2011). E-Cube ontwerp en bouw van een nul- energiewoning [Scriptie]. Universiteit Gent, Vakgroep Architectuur en Stedenbouw.

De Pauw, J. & Cleemput, E. (2015). Solar Decathlon: ontwerpend onderzoek naar renovatiesrategieën van Etrimo woontorens [Scriptie]. Universiteit Gent, Vakgroep Architectuur en Stedenbouw.

De Vogelaere, K. (2016) Rapport: Waterdichtheid van zwelbanden met verschillende compressiegraden. Kruispunten van voegen tussen prefabpanelen. [Ongepubliceerd Rapport], Universiteit Gent, Onderzoeksgroep Bouwfysica, Vakgroep Architectuur & Stedenbouw

ERA-NET WoodWisdom Net. (2009). TES Energy Façade - Prefabricated timber based building system for improving the energy efficiency of the building envelope

FOD Economie, K.M.O. Middenstand en Energie (2010). De energiemarkt in 2010. Brussel: Jean- Marc Delporte

FOD Economie, K.M.O. Middenstand en Energie (2014). STS P 71-3 Luchtdichtheid van gebouwen. Luchtdichtheidstest.

Hens, H. (2008). Koudebruggen en luchtdichtheid: berekening, impact op de gebouwprestaties. Studienamiddag koudebruggen. K.U. Leuven

Hilderson, W. & Meicnik, J. & Cré, J. (2010). Potential of Low Energy Housing Retrofit (LEHR). Brussels: Belgian Science Policy

International Energy Agency, Energy Conservation in Buildings and Community Systems (2011).

Annex 50: Prefabricated Systems for Low Energy Renovation of Residential Buildings - Part 1: Retrofit Strategies Design Guide

International Energy Agency, Energy Conservation in Buildings and Community Systems (2011).

Annex 50: Prefabricated Systems for Low Energy Renovation of Residential Buildings - Part 2: Retrofit Module Design Guide

Langmans, J. & Klein, R. & Roels, S. (2010). Air permeability requirements for air barrier materials in passive houses - Comparison of the air permeability of eight commercial brands of OSB. Catholic University of Leuven, Department of Civil Engineering

Langmans, J. & KLein, R. & De Paepe, M. & Roels, S. (2010). Potential of wind barriers to assure airtightness of wood-frame low energy constructions. Catholic University of Leuven, Department of Civil Engineering

Langsmans, J. & Klein, R. & Roels, S. (2012). Hygrothermal risks of using exterior air barrier systems for highly insulated light weight walls: A laboratory investigation.

Langmans, J. & Desta, T.Z. & Alderweireldt, L. & Roels, S. (2015). Laboratory investigation on the durability of taped joints in exterior air barrier applications. University of Leuven, Building Physics Section

Maes, P. (2009) Luchtdichte gebouwen, een nieuwe norm. Syllabus voor luchtdichting van gebouwen. Boomer bvba

Relander, T.O. & Thue, J.V. & Gustavsen, A. (2008). Air tightness performance of different sealing methods for windows in wood-frame building. Norwegian University of Science and Technology, Department of Civil and Transport Engineering

Sahala, N. & Lacasse, A. (2004). Water entry function of a hardboard siding-clad wood stud-wall. Sherman, M.H. & Chan, R. (2004). Building Airtightness: Research and Practice. U.S. Department

of Energy
Straube, J. (2001). Pressure Moderation and Rain Penetration Control. University of Waterloo

Testcentrum voor Gevelelementen (2009). Controleverslag Ref.: 839/62 AEV Ramentestbank FIMEP P100

Van Parys, T. & Tassignon, T. (2013). Solar Decathlon China 2013: Construction and Engineering Process of the Prefabricated Composite House ‘Solatrium’ [Scriptie]. Universiteit Gent, Vakgroep Architectuur en Stedenbouw.

Vanneste, D. & Thomas, I. & Goossens, L. (2007). Woning en woonomgeving in België. Brussel: FOD Economie, K.M.O. Middenstand en Energie

Verbeeck, G. & Ceulemans, W. (2015). Samenvattend rapport analyse van de EPC databank. Resultaten tot en met 2012. Steunpunt Wonen

Brochures

Bison Promax Purschuim technische fiche. Geraadpleegd op 28 januari 2016 via http:// www.bison.be/static/products/assets/asset_3989_2.pdf.

Infobrochure Etrimo

Intelligent luchtdicht renoveren isoproc. Geraadpleegd op 25 januari 2016 via http://www.oved.be/ sites/default/files/upload/K3_Isoproc-XG-EPC-Luchtdicht_renoveren%20(2).pdf

Isocell. Perfect luchtdicht afwerken van ramen. Geraadpleegd op 28 januari 2016 via http:// www.buildtechnics.be/resources/pdf.

Luchtdicht bouwen. Isover. Geraadpleegd op 25 januari 2016 via http://docs.isover.be/ Luchtdicht_bouwen_NL.pdf

Thema-avond Implicaties van lage-energie constructies voor de ruwbouw. luchtdicht bouwen. WTCB (2010) Geraadpleegd op 25 januari 2016 via http://www.wtcb.be/homepage/download.cfm? dtype=agenda&doc=Luchtdicht_Bouwen_Themaavond_FABA_sept_okt_2010.pdf

Speciale uitgave: luchtdichtheid (2012). Brussel: WTCB

Artikels

Lambrecht, J. (2014, 12 september). Drie Limburgse proeftuinen prikkelen transitie in de bouwsector. Bouwkroniek

Websites

AIM-ES (2014). http://www.brusselsretrofitxl.be/projects/aim-es/. Geraadpleegd op 7 januari 2016

Bebouwde oppervlakte Vlaanderen (2014). http://www.milieurapport.be/nl/feitencijfers/ milieuthemas/bodem/bodemafdichting/bebouwde-oppervlakte/. Geraadpleegd op 4 januari 2016

Bebouwde oppervlakte Nederland (2013). http://www.pbl.nl/nieuws/nieuwsberichten/2013/ ontwikkeling-stedelijk-gebied. Geraadpleegd op 4 januari 2016

Bevolking en gezinnen 1970-2009 (2012). http://www.indicators.be/nl/indicator/gezinsgrootte- personen-gezin?detail=. Geraadpleegd op 14 januari 2016

Blowerproof via http://www.blowerproofliquid.com/nl/. Geraadpleegd op 28 januari 2016

Cijfers over sociale huisvesting in Vlaanderen (2016). https://www.wonenvlaanderen.be/ woononderzoek-en-statistieken/cijfers-over-sociale-huisvesting-vlaanderen. Geraadpleegd op 18 februari 2016.

Commissie voor Binnenlandse Aangelegenheden, Huisvesting en Stedelijk Beleid Vergadering van 10/02/2000 (2000). https://docs.vlaamsparlement.be/website/htm-vrg/273505.html. Geraadpleegd op 5 januari 2016

Demografische vooruitzichten 2060 (2014). http://www.plan.be/press/communique-1321-nl-volgens +de+demografische+vooruitzichten+zal+belgie+tegen+2060+1+4+miljoen+meer+inwoners+en +1+miljoen+meer+gezinnen+tellen. Geraadpleegd op 14 januari 2016

E-cube (2011). http://www.solardecathlon.ugent.be/nl/. Geraadpleegd op 4 januari 2016

EPB-eisen vanaf 1 januari 2016. Geraadpleegd op 25 januari 2016 via http://www2.vlaanderen.be/ economie/energiesparen/epb/doc/epbeisentabel2016.pdf

Etrimo (2014). https://fr.wikipedia.org/wiki/Etrimo. Geraadpleegd op 5 januari 2016

Etrimo, une affaire qui a marqué l’immobilier au fer rouge (2014). http://www.lesoir.be/679026/ article/economie/immo/2014-10-13/etrimo-une-affaire-qui-marque-l-immobilier-au-fer-rouge. Geraadpleegd op 5 januari 2016

GAP-Solutions (2014). http://www.gap-solutions.at/en/solutions/gapskin/. Geraadpleegd op 8 januari 2016

Luchtdichtheidstest: te meten zone. (2014) Geraadpleegd op 25 januari 2016 via http:// www2.vlaanderen.be/economie/energiesparen/epb/doc/luchtdichtheidstesttemetenzone.pdf

Renovatie 2020 (2015). http://www.renovatie2020.be/wat-is-renovatie2020.php. Geraadpleegd op 4 januari 2016
Solar Decathlon 2014. http://www.solardecathlon2014.fr. Geraadpleegd op 4 januari 2016

Solar Decathlon China (2013). http://www.architectuur.ugent.be/2013/09/solar-decathlon-china/. Geraadpleegd op 4 januari 2016

Team BEMANY (2013). http://bemany.wpi.edu/home.htm. Geraadpleegd op 4 januari 2016

Normen

NBN B 25-002-1 (2009). Buitenschrijnwerk - Deel 1 - Algemene voorschriften. Brussel: Belgisch Instituut voor Normalisatie

NBN D 50-001 (1991). Ventilatievoorzieningen in residentiële gebouwen. Brussel: Belgisch Instituut voor Normalisatie

NBN EN 1027 (2000). Ramen en deuren - Waterdichtheid - Beproevingsmethode. Brussel: Belgisch Instituut voor Normering

NBN EN 12208 (2000). Ramen en deuren - Waterdichtheid - Classificatie. Brussel: Belgisch Instituut voor Normalisatie

NBN EN 12114 (2000). Thermische eigenschappen van gebouwen - Luchtdoorlatendheid van bouwcomponenten en bouwelementen - Laboratoriumbeproevingsmethode. Brussel: Belgisch Instituut voor Normalisatie

NBN EN 12211 (2000). Ramen en deuren - Weerstand tegen windbelasting - Beproevingsmethode. Brussel: Belgisch Instituut voor Normering

NBN EN 13829 (2001). Thermische eigenschappen van gebouwen - Bepaling van de luchtdoorlatendheid van gebouwen - Overdrukmethode. Brussel: Belgisch Instituut voor Normalisatie

Universiteit of Hogeschool
Master of Sience in de Ingenieurswetenschappen en Architectuur
Publicatiejaar
2016
Promotor
prof. dr. ir.-arch. Nathan Van Den Bossche
Kernwoorden