Bouwbesluit Energiezuinigheid

Bouwbesluit thema's --- selecteer een onderwerp --- daglicht gebruiksfuncties gebruiksoppervlakte verblijfsgebied verblijfsruimte spuiventilatie thermische isolatie ventilatiebalans ventilatie eisen woning ventilatieberekening garage toiletruimte badruimte meterruimte ruimtebenaming verkeersruimte vloerafscheidingen

Wat is de R_c -waarde van een gemetselde wand?

Een muur van baksteen bestaat uit twee soorten materialen. Namelijk baksteen en een metselmortel. Dit wordt een heterogene constructielaag genoemd omdat de twee materialen verschillende fysische eigenschappen hebben. De warmtegeleidingscoëfficiënt λ van baksteen is immers anders dan de warmtegeleidingscoëfficiënt λ van de metselmortel. Om de warmteweerstand R_c van de heterogene muur uit te kunnen rekenen moet het percentage baksteen worden berekend en het percentage metselmortel. Aan de hand van het percentage baksteen en metselmortel kan de de gemiddelde warmtegeleidingscoëfficiënt λ over de wand worden berekend. De R_c -waarde is dus afhankelijk van de steenafmeting en van de dikte van de voegen. Tevens is de R_c -waarde afhankelijk van warmtegeleidingscoëfficiënt λ van de stenen en van de warmtegeleidingscoëfficiënt λ van de metselmortel. De λ-waarde van de stenen is weer afhankelijk van het gewicht van de stenen (hoe zwaarder de steen, hoe slechter de isolatie) en van de toepassing (een droge binnenmuursteen isoleert beter dan een natte buitenmuursteen). De λ-waarde van de metselmortel is afhankelijk van de soort metselmortel. Een cementmortel isoleert slechter dan een bastaardmortel. In onderstaande tabellen zijn de λ-waarden te vinden van baksteen (naar gewicht en toepassing) en van metselmortels.

Baksteen

Soortelijk gewicht Kg/m³	λreken binnentoepassing 1) W/m.K	λreken buitentoepassing 2) W/m.K
< 700	0,20	0,39
< 800	0,23	0,45
< 900	0,26	0,51
< 1000	0,29	0,57
< 1100	0,32	0,64
< 1200	0,35	0,70
< 1300	0,39	0,76
< 1400	0,43	0,85
< 1500	0,46	0,91
< 1600	0,50	0,99
< 1700	0,55	1,08
< 1800	0,59	1,16
< 1900	0,64	1,27
< 2000	0,69	1,35
< 2100	0,74	1,46

---

Mortelvoegen

	Soortelijk gewicht Kg/m³	λreken binnentoepassing 1) W/m.K	λreken buitentoepassing 2) W/m.K
Cementmortel	1900	0,93	1,5
Bastaardmortel	1600	0,70	1,2

Bron van de tabellen: Baksteen.be

1) is de rekenwaarde van de warmtegeleidbaarheid in een buitenwand, beschermd tegen vocht en condensatie, en in een binnenwand.
2) is de rekenwaarde van de warmtegeleidbaarheid van een materiaal in een buitenwand, die door regeninslag, door oppervlakte- en blijvende inwendige condensatie of door opstijgend vocht nat kan worden. (bvb. gevelsteen) Ook voor materialen die dampdicht ingebouwd worden en vocht kunnen bevatten.

Voorbeeld bakstenen buitenspouwblad

Gegeven

Buitenspouwblad van baksteen waalformaat, soortelijk gewicht is 1700 kg/m³ . Gemetseld met een cementmortel. Zowel de stoot- als lintvoegen hebben een dikte van 12 mm.

Gevraagd

Bepaal de R_c -waarde van het buitenspouwblad.

Oplossing

Het buitenspouwblad staat niet in een droge omgeving. De λ-waarde van de baksteen bedraagt in dat geval 1,08 W/m.K. (zie de tabel). Een waalformaat heeft als afmeting 210x100x50 mm.
De λ-waarde van de cementmortel bedraag 1,50 W/m.K (zie de tabel)

Het oppervlakte behorende bij 1 steen is:
Totale oppervlakte steen met mortel is: 222 x 62 + 12 x 12= 13908 mm²
Totale oppervlakte steen is: 210 x 50 = 10500 mm ²

Percentage steen wordt nu: (10500/13908) x 100 = 75,5 %
Percentage voeg wordt nu: (3408/13908) x 100 = 24,5 %

De gemiddelde λ-waarde over de muur wordt:
(0,755 x 1,08) + (0,245 x 1,5) = 1,1829 W/m.K

De R_c -waarde van de muur wordt:
R_c = dikte muur / gemiddelde λ waarde muur
R_c = 0,1 / 1,1829
R_c = 0,0845 m² .K/W

Wanneer men het voegwerk niet had meegerekend bedraagt de R_c -waarde:
R_c = 0,1 / 1,08
R_c = 0,0926 m² .K/W

Het verschil is minimaal, namelijk 0,0081. Het voegwerk in rekening brengen lijkt mij daarom wat ver gaan voor het buitenspouwblad en wordt in de praktijk ook nauwelijks gedaan.
Dit ligt natuurlijk wel anders bij een binnenspouwblad met een lichte (poreuze) baksteen (bijvoorbeeld 1000 kg/m³ ) en met dikke voegen van 12 mm. In dat geval bedraagt de R_c -waarde:

De gemiddelde λ-waarde over de muur wordt:
(0,755 x 0,29) + (0,245 x 0,93) = 0,4468 W/m.K

De R_c -waarde van de muur wordt:
R_c = dikte muur / gemiddelde λ waarde muur
R_c = 0,1 / 0,4468
R_c = 0,224 m² .K/W

Wanneer men het voegwerk niet had meegerekend zal de R_c -waarde worden:
R_c = 0,1 / 0,29
R_c = 0,345 m² .K/W

Voor het berekenen van de R_c -waarde over een bakstenen binnenspouwblad mag niet zonder meer worden uitgegaan van de λ-waarde van de steen die de fabrikant opgeeft. Het voegwerk moet in rekening worden gebracht. In de NPR 2068 staan tabellen met welke λ-waarde gerekend mag worden voor gemetselde wanden inclusief de voegen voor zowel baksteen als betonsteen, kalkzandsteen en cellenbeton.

Lambda waarde uit productdocumentatie van fabrikanten

De λ-waarden die fabrikanten vermelden in productdocumentatie kunnen in de meeste gevallen niet zonder meer worden overgenomen voor het berekenen van de R_c -waarde van een constructie. Fabrikanten vermelden uitsluitend de λ-waarde van de steen exclusief de voegen. Vaak wordt de meest gunstige λ-waarde weergegeven, bepaald dus in een laboratorium situatie ( λ_droog-waarde)

Een voorbeeld

Uit de technische brochure van Wienerberger Porotherm Poriso Keramische binnenmuurstenen haal ik de volgende informatie:



De fabrikant geeft een λ-waarde op van 0,35 W/m² .K. Het is echter niet duidelijk hoe de λ-waarde is bepaald. Bedoelt de fabrikant de λ_droog-waarde, de λ_{90/90 waarde} of de λ_reken-waarde. Met de laatste λ-waarde moet gerekend worden bij het berekenen van de R_c -waarde van een constructie. Indien de fabrikant niet aangeeft dat de opgegeven λ-waarde de reken waarde is, mag men er nooit vanuit gaan dat het om de rekenwaarde gaat.

Nu niet de λ-waarde uit de productdocumentatie van de fabrikant gehaald kan worden moet men terugvallen op de normbladen. Natuurlijk kan er ook geïnformeerd worden bij de fabrikant. Let er dan wel op dat je dan altijd om kwaliteitsverklaringen / certificaten moet vragen indien de λ-waarde van de fabrikant gunstiger is dan de λ-waarde uit de normbladen. Deze kwaliteitsverklaringen moeten toegevoegd worden bij de aanvraag om bouwvergunning bij de gemeente.

In het normblad NPR 2068 staan in bijlage C tabellen voor de λ-waarde voor metselwerk. Deze norm geeft voor baksteen metselwerk met een volumieke massa van 1350 kg/m³ de volgende λ-waarde:

λ_droog= 0,38 W/m.K
λ_{reken droog binnenmilieu} = 0,567 W/m.K
λ_{reken overige toepassingen} = 0,7655 W/m.K

De norm heeft bij de rekenwaarde de voegen al in rekening gebracht. Dus conform de norm zal een 100 mm dikke binnenspouwblad een R_c -waarde hebben van:

R_c = 0,1 / 0,567
R_c = 0,176 m² .K/W

Had men klakkeloos de λ-waarde van de fabrikant overgenomen dan wordt de R_c -waarde:

R_c = 0,1 / 0,36
R_c = 0,278 m² .K/W

Toch een aanzienlijk verschil om rekening mee te houden! Zoals eerder aangegeven betreffen de λ-waarden uit de NPR 2068 van metselwerk wanden inclusief het voegwerk. Er is dus uitgegaan van een bepaalde standaard steenafmeting en standaard voegen.

Natuurlijk kan de λ_reken-waarde over het Poriso metselwerk ook berekend worden aan de hand van de λ-waarde van de stenen en aan de hand van de λ-waarde over de voegen:

Stel afmetingen Porisosteen: 210 x 100 x 70 mm, voegen 10 mm in cementmortel, betreft een binnenspouwblad, volumieke massa Porisosteen is 1350 kg/m³ . De λ-waarde van de cementmortel bedraag 0,93 W/m.K (zie de tabel), De λ-waarde van de baksteen met een volumieke masse van 1350 kg/m³ bedraag 0,43 W/m.K (zie de tabel).

De oppervlakte behorende bij 1 steen is:
Totale oppervlakte steen met mortel is: 220 x 80 + 10 x 10= 17700 mm²
Totale oppervlakte steen is: 210 x 70 = 14700 mm²
Totale oppervlakte voeg is: 17700 - 14700 = 3000 mm²

Percentage steen wordt nu: (14700/17700) x 100 = 83,1 %
Percentage voeg wordt nu: (3000/17700) x 100 = 16,9 %

De gemiddelde λ-waarde over de muur wordt:
(0,831 x 0,43) + (0,169 x 0,93) = 0,51 W/m.K

De Rc-waarde van de muur wordt:
R_c = dikte muur / gemiddelde λ waarde muur
R_c = 0,1 / 0,51
R_c = 0,2 m² .K/W

Dit is een nauwkeurige methode dan de tabellen uit de NPR 2068 omdat hier dus de exacte steenafmeting en voegen in rekening worden gebracht.

Praktische benadering R_c -waarde metselwerk

De R_c -waarde van een spouwmuur wordt grotendeels bepaald door het isolatiemateriaal. De invloed van het metselwerk op de R_c -waarde van een normale spouwmuur is slechts zeer beperkt (minder dan 6%). Voor de gangbare constructies is het daarom niet zinvol om de  R_c -waarde van het metselwerk exact te bepalen aan de hand van de steenafmeting, steensoort, voegafmetingen en de voegmortel. In de praktijk wordt dit zelden gedaan. In de NPR 2068 staan tabellen voor metselwerk inclusief voegen en naar toepassing (droog milieu of natte toepassing) met de λ-rekenwaarde voor baksteen, betonsteen, kalkzandsteen en cellenbeton. Deze λ-waarden kunnen zonder meer worden gebruikt voor het berekenen van de  R_c -waarde van een spouwmuur omdat deze waarden iets ongunstiger zijn dan een exacte berekening.
Metselwerk kan bovendien gelijmd worden waardoor de voegen aanzienlijk dunner uitgevoerd kunnen worden (2 tot 6 mm). Indien de lijmelementen voorzien zijn van een tand en groef verbinding is verlijmen van de lintvoeg voldoende en kunnen de stootvoegen achterwege blijven. De invloed van de lijmmortel is in dat geval een stuk minder dan bij traditioneel metselwerk waar gevoegd wordt met voegen van ongeveer 10 tot 12 mm.

Bron foto : Wienerberger

Bron foto: Wienerberger

Lijmelementen met een tand en groef verbinding.


Bron foto: Baksteen.be
Lijmen van baksteen

Van waar dan heel deze uitleg over het berekenen van de  R_c -waarde over metselwerk? Om u meer inzicht te geven in de R_c -berekening zodat bij afwijkende constructies deze ook op een verantwoorde manier berekend en/of getoetst kunnen worden. En om u er op te attenderen dat de λ-waarden die fabrikanten van stenen claimen in hun productdocumentatie in de meeste gevallen niet één op één kunnen worden overgenomen voor het berekenen van de R_c -waarde van een gemetselde wand.