Naar een beter inzicht in biobased isolatiematerialen

Beoordeling van de prestaties in werkelijke omstandigheden

De prestaties van zes halfstijve biobased isolatiematerialen (schapenwol, vlas, hennep-cellulose, gerecycleerd textiel, gras, vlas-katoen-hennep) werden vergeleken met die van een conventionele halfstijve rotswol. Hiervoor werd er in een proefhuisje met houtskelet (zie afbeelding 1) een muur opgetrokken die opgebouwd was uit zeven modules (met een zijde van 1,2 m en een dikte van 20 cm), uitgerust met verschillende sensoren (temperatuur, warmtestromen en vocht). De klimaatomstandigheden in het huisje werden zodanig geregeld dat de omgevingstemperatuur er 18 °C bedroeg en de relatieve vochtigheid 85 %, wat overeenkomt met de omstandigheden in een slecht geventileerde ruimte.

Uit de ter plaatse gemeten waarden is gebleken dat alle modules aan het EPB-criterium beantwoordden, namelijk een warmteweerstand R van minstens 4,18 m².K/W (zie afbeelding 2). Deze waarden verschilden niet meer dan 10 % van de theoretische waarden. In de zomer, bij grote temperatuurschommelingen, vertoonden alle isolatiematerialen gelijkaardige thermische prestaties.

De metingen hebben aangetoond dat de binnenzijde van de wanden in gezonde toestand bleef (houtvochtgehalte < 20 % en relatieve vochtigheid van de isolatie < 90 %). Dit bevestigt nog maar eens het belang van een verzorgde uitvoering, met een correcte plaatsing van het dampscherm (waterdampdiffusieweerstand Sd ≥ 5 m), dampopen regenscherm, droge isolatie ...

Impact op de regeling van de relatieve vochtigheid van de binnenlucht

De biobased isolatiematerialen, die apart beproefd werden, vertonen goede hygroscopische prestaties. Om deze prestaties in werkelijke omstandigheden na te gaan, werden twee wanden beproefd in een klimaatkamer. De ene wand bevatte vlasvezel en de andere rotswol. Aan de binnenzijde van de wanden waren OSB-platen aangebracht. Hoewel we steeds aanraden om in een dampscherm te voorzien, werden meerdere proeven zonder dampscherm uitgevoerd om het verschijnsel van vochttransport beter te begrijpen. Aan sommige configuraties werd een afwerkingsplaat toegevoegd (gips of klei) om de impact ervan te bestuderen. Tijdens de proeven werd in een deel van de klimaatkamer continu een winters klimaat gesimuleerd en in een ander deel een binnenklimaat met om de 24 uur een bruuske verhoging van de vochtigheid om bijvoorbeeld de omstandigheden in een niet-geventileerde badkamer na te bootsen. Vervolgens werd de lucht in de kamer op korte tijd volledig ververst en werd het vermogen gemeten van de muur om het opgehoopte vocht af te geven.

In de bestudeerde configuraties wordt de regeling van de relatieve vochtigheid aan de binnenzijde van de wand voornamelijk beïnvloed door de OSB-plaat en vervolgens door de afwerkingsplaat (met een grotere impact voor de kleiplaten dan voor de gipsplaten) (zie afbeelding 3). De isolatie speelt slechts een ondergeschikte rol. In de praktijk is het verplicht om een dampscherm aan te brengen in wanden die in contact staan met de buitenomgeving. Andere proeven hebben bevestigd dat een dergelijk scherm de impact van de isolatie op de regeling van de vochtigheid van de binnenlucht nog meer vermindert.

Impact op het zomercomfort

Omwille van zijn dichtheid heeft houtwol theoretisch een hogere thermische faseverschuiving dan rotswol. Om de impact op een volledig systeem na te gaan, werden twee wanden met houtwol of rotswol beproefd onder omstandigheden die een zomerdag met grote temperatuurschommelingen simuleren. De invloed van de binnenafwerking werd eveneens bestudeerd door gipsplaten van 12,5 mm te vergelijken met kleiplaten van 22 mm.

Voor deze configuratie is uit de proeven gebleken dat het type halfstijve isolatie een vrij kleine impact heeft op de thermische faseverschuiving en op de maximale temperatuur die tegen de wand gemeten wordt (zie afbeelding 4). De binnenafwerking en in het bijzonder de kleiplaten hadden een grotere invloed op de thermische inertie van de wand, omdat deze dikker zijn en een grotere dichtheid hebben. Deze vaststelling bevestigt de simulaties die eerder 
uitgevoerd werden door Buildwise (zie 
Buildwise-artikel 2021/02.02) en EMPA. Om het zomercomfort te verbeteren, moet er dus eerst in buitenzonneweringen en een doeltreffende nachtelijke ventilatie voorzien worden. Als men de thermische inertie wil optimaliseren, dan moet men opteren voor isolatiematerialen met een dichtheid van meer dan 100 kg/m³ (stijve houtvezel, kalkhennep ...) of moet het type of de dikte van de binnenafwerking aangepast worden (dubbel zo dikke gipsplaat, kleiplaat ...).

Besluit

Biobased isolatiematerialen vormen een goed alternatief voor de traditionele isolatiematerialen. Het is echter belangrijk om te weten dat de prestaties van de volledige wand niet door de isolatie alleen bepaald worden. Dit geldt ook voor de hygroscopische, thermische en akoestische prestaties en de brandveiligheid. Bijgevolg moet men een globaal beeld hebben van de bouwsystemen.