Warmtegeleiding holle betonmetselstenen

Om het energieverbruik van gebouwen te beperken legt de Belgische energieprestatieregelgeving o.a. maximale warmtedoorgangs­coëfficiënten (Umax) op aan de buitenschil van de gebouwen. Deze waarden zijn onderdeel van de gewestelijke EPB-eisen, waarbij EPB staat voor ‘Energieprestatie en Binnenklimaat’. Om te beoordelen of een buitenmuur voldoet aan de eisen, moeten de warmtegeleidingscoëfficiënten (λ) van de verschillende bouwmaterialen gekend zijn. In dit artikel staan we stil bij de λ-waarden van holle betonmetselstenen.

In de norm voor betonmetselstenen NBN EN 771-3 (1) en zijn Belgische toepassingsvoorschriften PTV 21-001 (2) staat dat de fabrikanten van betonmetselstenen de warmte­geleidingscoëfficiënt λ 10,droog, metselsteen moeten verklaren als de metselstenen bestemd zijn voor bouwdelen die aan thermische eisen onderworpen zijn. In dit kader betreft het de gemiddelde waarde van de warmtegeleidingscoëfficiënt van de metselsteen in droge toestand bij een gemiddelde temperatuur van 10 °C. Deze verklaring valt onder de CE-markering. Als alternatief mag ook de netto droge volumemassa van het beton of de bruto droge volumemassa van de metselsteen, samen met de configuratie van de metselsteen verklaard worden. De configuratie bevat o.a. de afmetingen van de steen, de vorm en afmetingen van de holtes, de dikte van de bovenschil en van de dwars- en langswanden. In principe kan λ10, droog, metselsteen op basis van deze gegevens door de gebruiker uitgerekend worden, maar dat is in de praktijk een hele klus.

Bovendien is λ10, droog, metselsteen niet direct bruikbaar om de prestatie van een bouwdeel in het kader van de EPB-regelgeving te beoordelen. Daarom dient volgens [2] een bijkomende ë-waarde verklaard te worden als λ 10, droog, metselsteen verklaard wordt, nl. deze waarvoor geldt dat 90 % van de productie, met een betrouwbaarheid van 90 %, een ë-waarde heeft die kleiner dan of gelijk is aan de verklaarde waarde (λ 10, droog, metselsteen, 90/90).

Men noemt dit ook wel de 90/90-waarde. Deze bijkomende verklaring geeft aansluiting met de EPB-regelgeving en wordt afgedekt door de BENOR-certificatie. Op basis van [2] kunnen onder het BENOR-merk aanvullend de rekenwaarden van de warmtegeleidingscoëfficiënt voor binnen- (λ Ui ) en buitentoepassing (λ Ue ) gecertificeerd worden. Deze rekenwaarden houden rekening met welbepaalde omstandigheden van vochtigheid en temperatuur. De rekenwaarden worden afgeleid van λ 10,droog, metselsteen, 90/90 en moeten volgens het Transmissie Referentie Document (3) gebruikt worden in de berekening van de transmissieverliezen in het kader van de EPB-regelgeving. De fabrikant van de metselstenen kan deze rekenwaarden laten erkennen door de drie gewesten en ze laten opnemen in de EPB-productgegevensdatabank. Hierdoor zullen ze nooit in twijfel worden getrokken bij de controle van EPB-aangiften.

De bepaling van de warmtegeleidingscoëfficiënten van de metselstenen gebeurt volgens één van de modellen van NBN EN 1745 (4) op basis van tabelwaarden of berekeningen. Voor beide methoden dient men eerst de warmte­geleidingscoëfficiënt van het beton te bepalen. Dit kan op basis van metingen of tabellen. In het laatste geval wordt voor de bepaling van λ 10, droog, metselsteen gebruik gemaakt van de gemiddelde waarde van de netto droge volumemassa van het beton als input voor de tabel, voor λ 10, droog, metselsteen, 90/90 wordt de 90/90-waarde van de netto droge volumemassa van het beton gebruikt [2]. Op basis van [1], [2] en [4] kan helaas geen uitspraak gedaan worden over het betrouwbaarheidsniveau dat geassocieerd moet zijn met λ 10, droog, metselsteen en dus ook niet over de exacte waarde die onder de CE-markering verklaard moet worden. Deze waarde is in België gelukkig niet relevant omdat ze niet gebruikt moet worden in de berekening van de transmissieverliezen in het kader van de EPB-regelgeving.

Voor de Belgische holle betonmetselstenen zijn de tabellen van [4] niet bruikbaar omdat de configuratie van de metselstenen niet overeenkomen met de Belgische praktijk. Binnen de Belgische normcommissie E125 ‘Metselwerk’ werden daarom nieuwe tabellen opgesteld op basis van de Belgische configuraties. Deze tabellen zullen binnenkort verschijnen in de eerste nationale bijlage van (4). De λ-waarden in de tabellen zijn berekend op basis van de vereenvoudigde methode omschreven in de NBN EN ISO 6946 (5). Deze methode is toegelaten in het kader van de EPB-regelgeving. Hierbij worden de betonmetselstenen opgesplitst in lagen en secties, zodanig dat het element enkel nog bestaat uit delen die op zichzelf thermisch homogeen zijn [3], dus ofwel uit beton ofwel uit lucht bestaan (fig. 1). De tabellen geven in functie van de dikte van de dwarswanden, de langswanden en de bovenschil van de betonmetselstenen de λ 10, droog, metselsteen voor verschillende waarden van ρnetto, droog, beton.

Dit kan zoals eerder vermeld de gemiddelde waarde of de 90/90-waarde van de netto droge volumemassa van het beton betreffen. De dikte van de dwarswanden, van de langswanden en van de bovenschil van de betonmetselstenen is in praktijk niet overal gelijk, vandaar dat voor de eenvoud telkens de gemiddelde waarde dient beschouwd te worden, zijnde de helft van de som van de kleinste en de grootste nominale waarde. Om dezelfde reden is de dikte van de verschillende dwarswanden gelijk in de tabellen, alsook deze van de langswanden. Men dient hiervoor telkens rekening te houden met de gemiddelde waarde van de verschillende wanden (fig. 2). Er werden tabellen opgesteld voor verschillende formaten van betonmetselstenen met één, twee en drie holtes, met zowel gewone granulaten als met geëxpandeerde kleikorrels. Binnen afzienbare tijd zullen de nodige stappen ondernomen worden om de waarden volgens deze tabellen ook onder het BENOR-merk te laten certificeren. Bij wijze van voorbeeld geven 1 en Tabel 2 enkele waarden voor betonmetselstenen met twee holtes.

De bijdrage van holle betonmetselstenen aan de warmteweerstand van de buitenschil van een gebouw is beperkt. Daarom, maar vooral omdat de bepaling van de gepaste ë-waarde voor holle betonmetselstenen niet evident was, zagen veel fabrikanten ervan af om voor dit soort metselstenen een waarde te verklaren die bruikbaar is in het kader van de EPB-regelgeving en daartoe in de EPB-productgegevensdatabank opgenomen kon worden. Hierdoor bleven holle betonmetselstenen veelal ‘onzichtbaar’ voor architecten en studiebureaus. Op basis van de nieuwe tabellen zal de verklaring van de thermische prestaties van holle betonmetselstenen veel eenvoudiger worden en bovendien zullen de waarden de realiteit goed benaderen. Deze waarden kunnen dan hun weg vinden naar de EPB-productgegevensdatabank en vervolgens toegepast worden in het kader van de EPB-regelgeving. (BHE)

REFERENTIES

  1. NBN EN 771-3+A1:2015 – Voorschriften voor metselstenen – Deel 3: Betonmetselstenen (gewone en lichte granulaten)
  2. PTV 21-001 – Technische voorschriften voor betonmetselstenen, PROBETON, uitgave 4, 2021
  3. Transmissie Referentie Document, Bijlage 4 bij het MB van 28 december 2018, Ministerieel besluit houdende algemene bepalingen inzake de energieprestatieregelgeving
  4. NBN EN 1745:2020 – Masonry and masonry products – Methods for determining thermal properties
  5. NBN EN ISO 6946:2017 – Building components and building elements – Thermal resistance and thermal transmittance – Calculation methods