Het platte dak van m’n aanbouw na-isoleren (1/2 : theorie)

Plushuis.nu logo

Oplettende Twitteraars hebben de afgelopen weken vast mijn obsessie voor platte daken van aanbouwen ontdekt. Het is niet alleen door mijn nieuwe beroep dat ik er zo in geïnteresseerd ben: ik heb er zelf ook een. U kent ze wel, de 4 meter diepe pandbrede uitbouw/aanbouw waarvan er 100.000’den in Nederland zijn.

De mijne is in 2005 aan het huis uit 2002 gebouwd. Op de bouwtekening staat 8cm hardschuim als  isolatie. De opbouw van het dak (van binnen naar buiten):

  • Gips
  • Raggels (om de 40 cm)
  • 16 cm lucht
  • 20mm dakbeschot
  • Dampremmer (vermoed ik)
  • 80 mm Hardschuim – Rc 3
  • Zwart dakleer

Het probleem
Ik woon nu twee jaar in dit huis (zonder gas, op dag 1 weg laten halen) en ervaar twee “problemen” / woongenotbedervers:

– op zonnige zomerdag “straalt” het hele plafond midden op de dag, het plafond is dan 31 graden of meer. Hittestress is niet fijn in je eigen huis.

– in de winter is het plafond 18C terwijl het in de woonkamer 21C is en er in de hele uitbouw vloerverwarming ligt. Bij de gaten van de spotjes voel ik kou, als ik een spotje losdraai stroomt er ijskoude lucht uit.

– ik verwarm met een warmtepomp met een thermische capaciteit van 3,5 kW (dat is ongeveer 1/10e van het vermogen van uw CV)

– als het het koudst is moet de warmtepomp het hardst werken en haalt dan nog maar een COP van 2 (van 1 kW stroom maakt hij dan 2 kW warmte)

Mijn vermoeden is dat het dak veel te veel geventileerd wordt door slordige bouw en dat het isolatiepakket te weinig is om de warmte buiten te houden.

De oplossing

Ik ben maandenlang bezig geweest met het zoeken naar een oplossing. Navraag bij een bevriende architect en collega bouwadviseurs luidde : “gewoon goed doen, gips er af, goed isoleren, dampremmer plaatsen, gips er op”.

Tja…. ik ga toch niet een perfect strak plafond vernielen om een pak isolatie te plaatsen? Dat moet toch veel makkelijker kunnen?

Optie 1 : dak na-isoleren aan buitenkant

Dus ik ging bellen voor na-isolatie van het dak maar dat knaagde toch wel, want een dik pak isolatie op het dak zou niks veranderen aan de ijskoude lucht uit de gaten van de spotjes. Niet goed genoeg voor mij dus vond ik.

Optie 2 : EPS-parels inblazen

Dit leek me ideaal : bij miljoenen huizen worden de spouwen volgeblazen met piepschuimparels, waarom kan dat bij mij niet dacht ik? Uurtje parels blazen door de spotjesgaten en klaar! Helaas, ik heb wel 5 specialisten gebeld en iedereen weigerde offerte uit te brengen. Waarom? “U moet een dampremmer aan de warme kant van de isolatie hebben omdat u uw “warmdak” verandert in een “kouddak”. Om een lang verhaal kort te maken: door de sterk verbeterde isolatie van de parels wordt de binnenkant van het dak de koude kant van het dak en kan er woonvocht op condenseren en houtrot veroorzaken. Exit parels. Mijn kennissen hadden gelijk gehad.

Optie 3 : bio-vlokken

Al zoekende ontdekte ik de biologische isolatiematerialen : cellulosevlokken. “Vochtregulerend, zelfs onder platte daken”. Dit leek me echt ideaal. De vlokken kan je zelf inblazen. Maarrrrr, zo waarschuwde weer een andere collega, om het echt goed te doen moet de pakking zo stevig zijn dat je het risico loopt dat je gips van de raggels knapt….. exit bio-vlokken.

Ondertussen hadden we thuis besloten om de gordijnen te vervangen en dat zou een flinke reparatieklus van oude rails-gaten en spotjesgaten opleveren. Dus……

Terug naar af, eerste advies gewoon opvolgen en eigenlijk ook wel in lijn met mijn adviezen aan klanten : doe het goed of doe het niet,

Optie 0 en optie 4 : Comme il faut

Dus:

  • Gips er af
  • Raggels er af
  • houtvezelplaten van 14cm dik met een isolatiewaarde van 3,85 er in
  • Intello dampremmer en de boel luchtdicht maken.
  • Tochtgaten dichten
  • Raggels terug
  • Gips er weer op (dat zouden vermoedelijk nieuwe platen worden schatte ik terecht in)

Intermezzo : Natuurkunde / bouwfysica

Hoeveel warmte straalt mijn dak eigenlijk uit op een koude winterdag vroeg ik me af. Joost de Vree heeft daar al veel over geblogd en deze (zie link) behandelt de samenhang tussen het afgegeven vermogen van het dak in relatie tot de Rc-waarde van de isolatie. Als een constructie heel sterk geventileerd is dan mag je alleen de Rc waarde aan de warme kant van de constructie rekenen, maar daar zit bij mijn alleen gips. Nul dus?…. Ik moet dus mijn vakkennis inzetten en inschatten wat de resterende waarde is van het dak. Voor warmteisolatie schat ik de waarde in op Rc 1,5.

Joost leert ons : Q = (A * h * ΔT) / Rc  (dit is in kWh per tijdsduur, vandaar de 1000* hieronder)
In mijn woorden : verloren energie = oppervlak dak * tijdsduur * verschil binnen en buitentemp / Rc-waarde dak.

In mijn situatie:

T = 24 uur (dat rekent lekker makkelijk)

A = 3 * 5,60 = 16,8 m2

dT = 25 graden (woonkamer 20C, buiten -5C)
Warmteverlies bij -5C met Rc 1,5 (Platte dak was immers  “zwaar geventileerd”)

Q = 16,8 * 24 * 25 / ( 1000 * Rc)

Dus Q = 10.080 / 1500

Dus Q = 6,72 kWh per 24 uur = 280W continu

Voor 6,7 kWh per dag, met een COP van 2 is dat 3.35 kWh elektrisch

Warmteverlies bij -5C met Rc 6,85 (plus luchtdicht)

Q  = 16,8 * 24 * 25 / ( 1000 * 6,85 )

Dus 10.080 / 6850

Dus Q = 1,47 kWh in 24 uur = 60W continu

1,47 kWh / dag met COP 2 is 0,73 kWh elektrisch

Besparing is dus 2,5 kWh elektrisch per dag op de dagen dat we de minste duurzame energie beschikbaar hebben in Nederland. Dat is een toffe prestatie, probeer dat met Kerst maar eens met zonnepanelen op te wekken!

Dus het nieuwe dak spaart ruim 220W warmteverlies uit als het heel koud is. Da’s 7% van de capaciteit van de 3,5 kW van mijn warmtepomp. Mijn isolatie-excercitie geeft me ruim 7% reservecapaciteit als het koud is, en ik vermoed nog meer.

Hittegolf

Op een zonnige dag wordt het dak aan de buitenkant 60 graden ontdekte ik vandaag. Dit uitte zich in de woonkamer, waar ik kantoor houd, in een oncomfortabele warmtestraling van het plafond. Het werd 31 graden maar je voelde gewoon de warmte stralen. De warmtestroomformule maar eens omgekeerd gebruiken dan. Ik reken nu wel met Rc 3 omdat de zonnewarmte eerst door het hele isolatiepakket straalt en daarna het gips bereikt, tocht speelt geen rol.

Instraling bij 60C aan de buitenkant met Rc 3 (piekuur)

P = a * dT / 1000 * Rc =

P = 16,8 * 40 / ( 1000 * 3 )

Dus P = 672/3000

P oud (Rc 3) = 224 W

P nieuw (Rc 6,85) = 147 W

Verschil = 77W minder

Dat lijkt weinig maar vandaag was het 30C met intense zonnestraling en…. de gevreesde warmtestraling was weg! Ik moet nog even verder zoeken naar hoe dat met die stralingswarmte zit, ik vermoed dat het effect groter is dan het bovenstaande model laat zien.

Isolatie en thermische faseverschuiving

Naast isoleren heeft het isolatiepakket nog een belangrijke taak: het verzorgt voor een thermische faseverschuiving door het warmte accumulerend vermogen van het materiaal. Dit houdt in dat er een tijdsverschil zit tussen de maximale temperatuur aan de buitenzijde en de maximale temperatuur aan de binnenzijde. Met mijn Gutex Thermoflex platen heb ik een faseverschuiving van 8-12 uur waardoor de warmte pas doorstraalt lang nadat de zon alweer weg is. Eigenlijk wel lekker, als het ‘s avonds afkoelt komt de warmte pas vrij.

Tot zover de theorie, morgen wat ik aantrof en hoe de uitvoering ging.

Meer informatie over hoe wij onze klanten helpen met verduurzamen.