Oververhitting in woonruimtes

Wanneer we het te warm hebben, voelen we ons niet comfortabel. De reden is dat het menselijk lichaam een optimale lichaamstemperatuur heeft en deze probeert continu te houden. Als deze temperatuur door externe invloeden oploopt tot boven 37°C, ontstaat er een lichamelijke reactie (stress, zweten, dorst, …). Wanneer de temperatuur hoger oploopt of langdurig aanhoudt, kan de lichamelijke reactie ernstige invloed hebben op het functioneren van het lichaam alsook invloed hebben op de mentale toestand van een persoon.

Bij een gezonde persoon is het lichaam in staat om de temperatuur te reguleren en signalen te sturen om de persoon alert te maken op een oververhit lichaam. Bij jonge kinderen of ouderen zijn de signalen minder snel of onvoldoende. De reactie komt soms te laat en zorgt voor een grote stress op het lichaam met alle gevolgen van dien.

Dit verklaart het grote belang van oververhitting in bewoonde ruimtes. De overheid zet bij nieuwbouwwoningen in op een oververhittingsindicator om de bouwheer reeds voor de bouw te waarschuwen dat er oververhitting mogelijk is. Een koelsysteem kan uiteraard zorgen voor een oplossing, maar is een energieverslindende installatie en kan gemakkelijk vermeden worden door andere maatregelen te nemen.

Hoe ontstaat oververhitting?

De zon stoot een elektromagnetische straling uit, waarvan we een groot deel niet kunnen zien. Niet elke vorm van straling bereikt de aarde (zie afbeelding).

Zonnestraling

Het is de onzichtbare zonnestraling die op het raam invalt die het probleem vormt. Glas werkt als een filter voor UV-straling: een groot deel wordt geabsorbeerd of weerkaatst. De infraroodstraling wordt echter doorgelaten door het glas. De infraroodstraling of warmtestraling kunnen we niet zien, maar wel voelen als warmte. De infraroodstraling (uit zonlicht) komt via het glas in een binnenruimte terecht en wordt opgeslagen in materialen (zoals beton of chape) als warmte. Zware materialen kunnen deze warmte een tijdlang vasthouden, maar wanneer de lucht kouder is dan het beton, zal de warmte opnieuw vrijkomen. Deze warmte wordt dan niet meer door het glas doorgelaten en blijft in de woning of ruimte aanwezig. Gedurende warme zomerperiodes met veel zonlicht, ontstaat een kans op oververhitting tenzij er maatregelen worden genomen.

Onderzoek van CIBSE en WTCB tonen aan dat 24°C als comfortgrens wordt ervaren. Vooral in slaapkamers en woonkamers wordt de temperatuur in zonnige periodes al snel als ‘te warm’ ervaren. Studies hebben aangetoond dat temperaturen boven 24°C de slaapkwaliteit doen afnemen.

De “oververhittingsindicator” in EPB

In de EPB-rekenmethodiek wordt een maximaal toelaatbare oververhittingsindicator berekend. Deze indicator schat het volgende in: “hoe waarschijnlijk is oncomfortabele oververhitting?”. Wanneer de maximale waarde wordt overschreden (d.i. 6500 Kh of Kelvinuur verplicht maximum voor alle bouwaanvraagdossiers vanaf 1 januari 2014), wordt er een boete aangerekend (enkel boetes vanaf 250 € worden door VEA geïnd). Wanneer de waarde boven 1000 Kh stijgt, is een toeslag op het E-peil (of energieprestatie-indicator) zichtbaar.

In de bepalingsmethode voor de oververhittingsindicator wordt rekening gehouden met de nuttige en overtollige warmtewinsten. De nuttige warmtewinsten betreft de winsten die in het tussenseizoen bijdragen aan de opwarming van de woning. De overtollige warmtewinsten zijn de niet-nuttige winsten die zorgen voor oververhitting in de zomer.

Het beperken van oververhitting is bijgevolg een must in nieuwbouw, maar ook in bij ingrijpende renovaties.

Hoe oververhitting voorkomen?

Maatregel Invloed op de oververhitting
Luchtdichtheid -
Oriëntatie glas op zuiden beperken +
Afmetingen zuidgericht glas beperken +
Vermijden van hellende beglazing +
Zonwerende beglazing ++
Binnenzonwering +
Buitenzonwering +++
Schaduw (afhankelijk van inplanting) (++)
Gebouwmassa +
Ventilatie D: Bypass + Canadese put ++
Intensieve natuurlijke nachtventilatie +++

1. Invloed van isoleren en luchtdichtheid

Zowel in renovaties als nieuwbouw wordt de bouwheer gemotiveerd om doorgedreven te gaan isoleren. Om energieverlies tot een minimum te beperken, wordt de aandacht voor luchtdichtheid steeds belangrijker. Dit heeft een invloed op de oververhitting: in een luchtdicht gebouw kunnen de overtollige warmtewinsten niet langer via kieren en spleten naar buiten. De kans op opbouw van warmte is daardoor groter.

2. Invloed van beglazing

Oriëntatie, helling en afmetingen

Een zuid gerichte beglazing zal meer zonlicht en warmte toelaten dan noord gerichte of zelfs oost- of west gerichte ramen. Anderzijds hebben ook ramen met oost- en west oriëntatie een aanzienlijke invloed op de oververhitting.

Ramen in hellende stand (vb. in hellend dak) ontvangen meer uren zonlicht dan verticale beglazing.

De afmetingen van het glas spelen hierin mee: hoe meer glas waar zonlicht op valt, hoe groter de kans op oververhitting. In de EPB-berekeningen wordt vooral gekeken naar de hoeveelheid glas ten opzichte van het beschermd volume van het gebouw. De hoogte van het venster speelt hierbij onrechtstreeks ook een rol: hoe hoger een raam, hoe kleiner de kans op beschaduwing van de omgeving (bomen, beplanting, omringende bebouwing,…). Hoge ramen vangen nu eenmaal veel zonlicht.

Oververhitting

Eigenschappen van glas

Zonwerende beglazing, niet-transparante beglazing of matte beglazing kunnen de zoninval beperken. Er bestaat een breed gamma aan beglazingen die ook selectief zonlicht kunnen tegenhouden en toch een groot deel van het zichtbaar licht doorlaten. Het is de g-waarde of ZTA (zontoetredingsfactor) van het glas die bepaalt hoeveel warmte er kan binnenkomen: hoe lager deze factor, hoe minder zonlicht wordt doorgelaten. Standaard glas heeft een g-waarde van ongeveer 0.6 en vanaf een g-waarde van 0.45 spreken we van zonwerend glas.

Het is wel opletten met zonwerende beglazing:

  • sommige selectieve beglazingen zorgen voor een verkleuring van het invallende licht;
  • zonwerende coatings kunnen een spiegelend effect hebben aan de buitenzijde;
  • zonwerende beglazing is minder nuttig bij laagenergie-, passief-, of BEN-woningen waar de nuttige zonnewinsten een noodzaak zijn om de woning te verwarmen in tussenseizoenen als lente en herfst;

Er is echter hoop voor de toekomst: dankzij onderzoek aan de TU Eindhoven is er beglazing op komst waarbij de zonwerendheid met een druk op de knop geregeld kan worden.

3. Invloed van zonnewering

Zonwering aan de binnenzijde heeft een positieve invloed: zoals gordijnen, lamellen, schuifgehelen,… De transparantie en doorzicht worden er echter sterk door beperkt. Soms wordt aangeraden om enkel op het bovenste gedeelte van het raam (bij hoge ramen, vides of gelijkaardig) een zonwering te voorzien om doorzicht (via het lagere raamdeel) steeds mogelijk te maken.

Door de zon echter binnen te laten, is de infraroodstraling en warmte al achter het glas aanwezig. Daarom heeft buitenzonwering de grootste invloed op de oververhitting. De infraroodstraling wordt namelijk geweerd aan de buitenzijde. Indien de keuze valt op buitenzonwering speelt de bediening – automatisch gestuurd met sensoren of manueel – een invloed. Zonwering wordt meestal in een manuele situatie slechts gesloten als het te laat is, zeker wanneer de bewoners op een zonnige dag niet aanwezig zijn.

4. Invloed van schaduw

Net als buitenzonwering werkt schaduw van gebouwdelen, balkons, … als effectieve beperking van zoninval, maar beperkt daardoor ook vaak het uitzicht of de lichtinval. Anderzijds is dit gratis zonwering.

Hierin speelt de omgeving rond een woning een rol: bomen, beplanting, buren, achterburen, tuinafsluitingen, ...

In de EPB-rekenmethode wordt de keuze gelaten tussen een forfaitaire beschaduwing (er wordt aangenomen dat er steeds standaard een beschaduwing aanwezig is voor elk venster van de woning) en gedetailleerde beschaduwing. Bij de keuze voor de gedetailleerde berekening wordt elk venster geëvalueerd op mogelijke beschaduwing door gebouwdelen, hoeken, oversteken, bomen, gebouwen, tuinafsluitingen,… Het gedetailleerd ingeven van de beschaduwing is veel werk en wordt daarom dikwijls niet gedaan door de EPB verslaggevers. Als er problemen zijn met oververhitting is het daarom altijd nuttig om na te vragen of de EPB verslaggever de beschaduwing gedetailleerd ingegeven heeft.

5. Invloed van gebouwmassa

Een zware gebouwmassa, inertie of thermische capaciteit van het gebouw zorgt ook voor het inperken van oververhitting. Door massa bereikbaar te houden voor invallende zonnestraling (vb. een chape-vloer met tegels in een houtskeletbouw), is het mogelijk om de oververhitting te vertragen. De massa neemt tijdelijk de warmte op en geeft deze pas na geruime tijd weer af. Bij lichte constructies met weinig massa, treedt het oververhittingseffect veel sneller op omdat er geen opslagmassa aanwezig is.

Het is sterk aan te raden om na te gaan of de voorziene massa bereikbaar is voor de infraroodstraling. Hiermee wordt gedoeld op o.a. een muur die niet afgeschermd wordt door een lichte voorzetwand in gipskarton.

Er bestaan ook oplossingen zoals de Trombemuur (zware, zwarte muur) die hiervan gebruik maken om de warmte op te vangen en langzaam terug af te geven.

Trombemuur

6. Invloed van ventilatie

Mechanische ventilatie

Bij mechanische ventilatiesystemen (D) is het aan te raden een bypass te voorzien in de warmtewisselaar van de ventilatie-unit om opbouw van warmte in de lucht te voorkomen. Hierbij gaat de buitenlucht niet langer via de warmtewisselaar in de zomermaanden, zodat vooral ’s nachts frissere lucht (indien nodig met hogere debieten dan overdag) de woning kan afkoelen.

Een mogelijke voorkoeling binnen een mechanisch ventilatiesysteem kan via een aardwarmtewisselaar of Canadese put: via een grondbuis word de ventilatielucht langzaam gekoeld naar de bodemtemperatuur. Het grootste nadeel is de prijs van een dergelijke installatie.

Canadese put

Natuurlijke ventilatie

Natuurlijke intensieve ventilatie gedurende de nacht wordt soms over het hoofd gezien, hoewel studies en ervaringen (WTCB) uitwijzen dat dit een groot potentieel biedt om de oververhitting aan te pakken in zomermaanden. Door het openen van ramen, openbare inbraakwerende roosters, … kan de koelere nachtlucht de woning op natuurlijke wijze verkoelen. In lichte constructies heeft deze aanpak de grootste invloed, omdat er geen warmte opgeslagen kan worden in de massieve constructies en de woning hierdoor sneller kan koelen.

Extra oplossingen

Met een bodem/water warmtepomp welke instaat voor verwarming in de winter, is het mogelijk om koelte uit de bodem te gebruiken om de woning te koelen in de zomermaanden. De compressor van de warmtepomp wordt dan uitgeschakeld, waardoor enkel de circulatiepomp op de vloerverwarming of verdeelnet elektriciteit verbruikt. Met dit systeem kan de binnentemperatuur met 2-4°C dalen. Hierbij spreken we van passieve koeling omdat de compressor niet werkt, enkel de pomp die het water rondpomt.

Het nadeel hiervan is dat de bodemtemperatuur door passieve koeling stijgt gedurende de zomermaanden, waardoor de passieve koeling minder effectief is op het einde van de zomer. Anderzijds is bij het begin van het stookseizoen de bodem warmer dankzij de passieve koeling, wat dan weer een voordeel betekent in de winter.

Een warmtepomp (lucht/water, water/water, …) kan ook omkeerbaar zijn, waardoor deze zowel kan verwarmen als actief koelen. Dit zal een invloed hebben op het energieverbruik, maar kan voor woningen met een grote kans op oververhitting comfortproblemen voorkomen. In dat geval werkt de compressor voor actieve koeling.

Het spreekt vanzelf dat een actief koelsysteem zoals een airconditioning of omkeerbare warmtepomp een oplossing kunnen vormen als de eerder besproken ingrepen onvoldoende zijn of niet voorzien kunnen worden.

Ook een koelbatterij kan mogelijk voorzien op de mechanische ventilatie worden, maar is vaak als oncomfortabel ervaren door bewoners omdat er koude lucht in de woning wordt ingeblazen.

Een standaard airconditioningsysteem kan in uiterste nood soelaas bieden. Dit is echter meestal een oplossing die gepaard gaat met een aanzienlijk elektriciteitsverbruik en daarom best vermeden wordt.

Meer weten?

Invloed van oververhitting op de mens:
http://www.gezondheid.be/index.cfm?fuseaction=art&art_id=7496

Passieve en actieve koeling:
https://www.ecoheating.be/blog/wat-is-het-verschil-tussen-passieve-en-actieve-koeling

TU/e, slimme ramen met een schakelaar:
https://www.tue.nl/universiteit/nieuws-en-pers/nieuws/10-05-2017-forse-energiebesparing-dankzij-slimme-ramen-met-een-schakelaar

WTCB-Contact 20217/4, V. Vanwelde, het thermisch comfort in de zomer handhaven, p. 28-29.



Comments

Guido 15:31, 05-06-2018

Beste Joris, Wij starten nu met een nieuwbouw, met een veel glas naar de tuin toe, ZW oriëntatie, type D ventilatie. Er is nu glas beschikbaar met lage zontoetredingsfactor (G=0,26). We willen dure systemen (canadese put, koeling op ventilatie, ... vermijden. Ik ben ook overtuigd van het 's nachts ventileren met koele lucht in de zomer. Vensters openen is niet optimaal. De type D ventilatiesystemen die ik ken, laten onvoldoende debiet toe om te koelen 's nachts. Of bestaan die wel, het lijkt mij een interessante optie? Al maken de ventilatieroosters wat geluid Een andere oplossing is een extra ventilatie (turbine) voorzien die je in de zomer 's nachts geprogrammeerd aanschakelt, maar dat dan een tweede systeem, weinig elegant. Bestaat er een goed nacht-ventilatie systeem?

Maak een comment