Vocht
Koudebruggen veroorzaken lagere temperaturen aan de binnenkant van bouwonderdelen. Dit leidt tot een verhoogd risico op schimmelvorming en condens.
Dit kan worden voorkomen door koudebruggen te vermijden.
Vocht in een gebouw ontstaat tijdens het gebruik, door bijvoorbeeld koken of douchen. Door te ademen produceert de mens ook vocht. Infiltrerend vocht of optrekkend vocht zijn andere vochtbronnen in een gebouw.
Als gevolg van vocht kan er een binnenklimaat ontstaan waarin organismen als schimmels zich vormen. Schade aan constructies als gevolg van vocht kan ontstaan door vorst en corrosie. Daarnaast verslechtert de thermische kwaliteit van materialen op het moment dat ze vochtig zijn met een groter warmteverlies tot gevolg.
Doorgaans wordt met de luchtvochtigheid het aandeel van waterdamp in de lucht bedoeld. Hoeveel waterdamp de lucht kan bevatten hangt (naast de luchtdruk) van de temperatuur van de lucht af. Hoe hoger de luchttemperatuur, hoe meer waterdamp in de lucht kan worden opgenomen.
Condensvorming aan de hand van een voorbeeld van één kubieke meter lucht; een met lucht gevulde ruimte (rechts) bevat een bepaalde hoeveelheid waterdamp. Als deze lucht wordt afgekoeld, kan er minder waterdamp worden vastgehouden (links) en ontstaat er condens.
Zoals in de afbeelding te zien is, condenseert een deel van de waterdamp dat opgenomen is in de lucht op het moment dat de lucht wordt afgekoeld. Dit is een probleem bij koude vlakken in een verwarmde ruimte, denk dan bijvoorbeeld aan een (enkel)glasvlak of een koudebrug. Bij een hoge luchtvochtigheid bestaat de kans op schimmelvorming, zelfs al voordat er sprake is van condensatie. Om de invloed van het vochtgehalte bij deze processen te duiden wordt de term 'relatieve vochtigheid' gebruikt.
De relatieve luchtvochtigheid
De relatieve vochtigheid is een procentuele waarde die aangeeft in welke mate de lucht 'verzadigd' is met waterdamp. Een relatieve vochtigheid van 100% betekent dat er niet meer vocht opgenomen kan worden door de lucht; als er nog meer vocht wordt geproduceerd leidt dat tot condensatie. De relatieve vochtigheid is afhankelijk van de luchttemperatuur. Lucht met een hoge temperatuur kan meer vocht opnemen dan koude lucht. Bij een veranderende luchttemperatuur wijzigt dus ook de relatieve vochtigheid op het moment dat de absolute vochtigheid gelijk blijft.
Voorbeeld:
Als lucht van 20°C met een relatieve vochtigheid van 50% wordt afgekoeld naar 18°C dan stijgt de relatieve vochtigheid met 7%. De reden is dat koude lucht minder vocht kan bevatten dan warme lucht.
Carrier-diagram volgens DIN 4108, ook wel verzadigingscurve genoemd, geeft de relatie weer tussen het opneembare waterdampgehalte, de relatieve luchtvochtigheid en de temperatuur.
Bij oppervlaktecondensatie condenseert vocht uit de lucht op een koud oppervlak. De luchttemperatuur daalt als gevolg van een koud bouwdeel. Daardoor kan er minder vocht in de lucht worden opgenomen waardoor er condensatie kan ontstaan. Op het moment dat de relatieve vochtigheid 100% wordt dan vindt er condensatie plaats. De temperatuur waarbij condensatie plaatsvindt wordt de dauwpunttemperatuur genoemd.
Het dauwpunt hangt af van de temperatuur van de ruimte en van de luchtvochtigheid in de ruimte. Een hoge relatieve vochtigheid met een hoge ruimtetemperatuur leidt tot een hoger dauwpunt. Bij een hoog dauwpunt zal er eerder oppervlaktecondensatie ontstaan.
Een relatieve vochtigheid van circa 50% is gebruikelijk in een ruimte van circa 20°C. Daarbij hoort een dauwpunttemperatuur van 9,3°C. In ruimtes met een hogere vochtbelasting, zoals de badkamer, wordt een relatieve vochtigheid van meer dan 60% gemeten. Als gevolg daarvan ligt het dauwpunt hoger en is het risico op condens groter. Bij een relatieve vochtigheid van 60% en een ruimtetemperatuur van 20°C ligt het dauwpunt al bij 12°C. Het dauwpunt is sterk afhankelijk van de relatieve vochtigheid. Een kleine verhoging van de relatieve vochtigheid leidt tot een aanzienlijke verhoging van het dauwpunt. Dit heeft een duidelijke verhoging van het risico op condensatie ter plaatse van koude oppervlakken tot gevolg.
Afhankelijkheid van de dauwpunttemperatuur van de luchtvochtigheid en de temperatuur in de ruimte
Voorbeeld: Een kast voor een buitengevel; de vochtige lucht tussen wand en kast kan condenseren door een lage luchtstroom en dus beperkte opwarming van de gevel vanuit de ruimte. Op een zelfde manier kan condens ontstaan tussen een gordijn en een raam.
Inwendige condens
Met een dampspanningsberekening volgens de Glaser-methode uit NBN-EN ISO 13788 kan naast het gevaar op inwendige condens ook de hoeveelheid condens worden beoordeeld.
Uitgangspunt in een berekening volgens de Glaser-methode is een stationaire situatie. Daarbij wordt de invloed van vocht op de warmtegeleidingscoëfficiënt niet beschouwd. De analyse volgens de Glaser-methode heeft betrekking op de vergelijking tussen de grensvlakken (binnen en buiten) van een constructie.
De temperatuurfactor beschrijft de thermische isolatiekwaliteit van externe bouwonderdelen en is een karakteristieke waarde voor het inschatten van het risico op schimmelgroei op een constructie.
De temperatuurfactor aan de binnenzijde fRsi wordt gedefinieerd als het temperatuurverschil tussen de oppervlaktetemperatuur aan de binnenzijde en de buitenluchttemperatuur (θsi - θe) in verhouding tot het temperatuurverschil tussen de binnen- en buitenlucht (θi – θe):
Minimumeis volgens DIN 4108-2
De minimumeis voor de fRsi-waarde dient om schade aan het bouwweefsel door schimmelgroei te voorkomen. Hierbij geldt het volgende:
fRsi ≥ 0,70
Ofwel kunnen koudebruggen worden ontworpen in overeenstemming met DIN 4108, bijlage 2 of een fRsi ≥ 0,7 moet worden geverifieerd op het meest ongunstige punt van de constructie. De verificatie wordt uitgevoerd met behulp van een koudebrugcatalogus of moet numeriek worden berekend.
Der fRsi-waarde is een relatieve waarde en heeft daarom het voordeel dat deze alleen afhankelijk is van de constructie van de koudebrug en niet, zoals θsi van de aangenomen buiten- en binnenluchttemperatuur. De temperatuurfactor heeft de waarde f=1, als de minimale oppervlaktetemperatuur aan de ruimtezijde θmin overeenkomt met de ruimteluchttemperatuur en f=0, als deze overeenkomt met de buitenluchttemperatuur (zie afbeelding).
Definitie van de fRsi-waarde
De oppervlaktetemperatuur binnen θsi geeft informatie over de warmtegeleiding van een component. Als de oppervlaktetemperatuur binnen laag is ondanks hoge binnentemperaturen, kan worden geconcludeerd dat er veel thermische energie via het onderdeel naar buiten wordt geleid.
De laagste oppervlaktetemperaturen komen voor in de buurt van koudebruggen, daarom wordt in deze context ook de minimale oppervlaktetemperatuur θsi,min gebruikt. De waarde van de minimale oppervlaktetemperatuur is doorslaggevend om te bepalen of er condensatie zal optreden op een koudebrug of dat er zich schimmel zal vormen. De minimale oppervlaktetemperatuur is daarom een karakteristieke waarde voor de vocht gerelateerde effecten van een koudebrug. θsi,min hangt daarom rechtstreeks af van het structurele ontwerp van een koudebrug (geometrieën en warmtegeleidingsvermogens van de materialen die de koudebrug vormen).
De condities voor schimmelvorming op constructieoppervlakken worden al bij een relatieve vochtigheid van 80% bereikt. Dit betekent dat er al schimmelvorming kan ontstaan op het moment dat een constructievlak zo koud is dat de relatieve vochtigheid van de aangrenzende luchtlaag 80% is. De temperatuur waarbij schimmelvorming mogelijk al optreedt is dus hoger dan de dauwpunttemperatuur.
De temperatuur waarbij schimmelvorming optreedt is 12,6°C bij een ruimte van 20°C met een relatieve vochtigheid van 50%; 3,3°C hoger dan het dauwpunt. Om schimmelvorming te voorkomen is deze temperatuur dus maatgevend en niet de dauwpunttemperatuur.
Afhankelijkheid van de schimmeltemperatuur van de luchtvochtigheid en temperatuur in de ruimte
Samenvattend:
Het is onvoldoende om uitsluitend het dauwpunt te beoordelen. Schimmelvorming kan al eerder (bij een hogere temperatuur) optreden. Als grenswaarde daarvoor kan 80% relatieve vochtigheid worden aangehouden.
Veel problemen met schimmelvorming doen zich in bestaande gebouwen voor. Ter plaatse van ramen (enkel glas) ontstaat vaak condensatie door de lage oppervlaktetemperatuur van het glas. Dat is voor de bewoner het signaal dat er meer geventileerd moet worden. Bij renovatie wordt de beglazing vaak vervangen door HR++ glas, waardoor de oppervlaktetemperatuur stijgt en oppervlaktecondensatie wordt voorkomen. Het risico bestaat echter dat de knooppunten nog steeds koudebruggen zijn, waardoor hier nog wel condensatie optreedt met alsnog een risico op schimmelvorming.
