ontwerpparameters-bouwschil
Methode van Glaser: berekening inwendige condensatie
9 oktober 2017
Methode van Glaser: berekening
Hier lichten we via een stappenplan de berekeningsprocedure van de methode van Glaser toe, toegepast op het voorbeeld van een massieve wand van 1 ½ steen waartegen we binnenisolatie aanbrengen. Met het programma GLASTA van Physibel kun je eenvoudig een glazerberekening van bouwdelen uitvoeren.
Stap 1: bereken het temperatuurprofiel van de scheidingsconstructie
- Bepaal de binnen- en buitentemperatuur.
- Bepaal het temperatuurverschil tussen binnen en buiten. In ons voorbeeld: 20°C.
- Bepaal de materiaaleigenschappen per laag (dikte d, warmtegeleidingscoëfficiënt λ).
- Bepaal de warmteweerstand R van elke laag aan de hand van de materiaaleigenschappen en de formule R = d/λ.
- Bepaal de totale warmteweerstand Rtot van de volledige constructie, inclusief de overgangsweerstanden binnen en buiten. In ons voorbeeld: Rtot = 0,043 + 0,322 + 3,429 + 0,075 + 0,125 = 3,994 m²/KW.
- Bereken het temperatuurverloop in de scheidingsconstructie aan de hand van het temperatuurschil tussen binnen en buiten en de warmteweerstand. De temperatuurverschillen tussen de verschillende lagen in de constructie worden berekend op basis van de warmteweerstand van de beschouwde laag.
Stap 2: Bereken het verzadigingsdampdrukverloop in de wand
De verzadigingsdampdruk in de wand is de maximale dampdruk per laag bij een RV 100%.
Met het temperatuurverloop van onze scheidingsconstructie (bepaald in stap 1) en het verloop van de verzadigingsdampdruk van waterdamp met de temperatuur, kunnen we het verzadigingsdampdrukverloop (psat) in onze scheidingsconstructie bepalen. Een veelgebruikte formule hiervoor is:
Stap 3: Bereken het dampdrukverloop in de wand
- Bepaal de relatieve vochtigheid binnen en buiten. In ons voorbeeld:
- is er een RV 90% bij 0° buiten.
- is er een RV 40% bij 20° binnen.
- Bepaal de diffusieweerstand per laag door het diffusieweerstandsgetal (μ-waarde) van het materiaal te vermenigvuldigen met de dikte van de laag (d). Voor ons voorbeeld: zie tabel.
- Met deze gegevens kunnen we het dampdrukverloop van de scheidingsconstructie bepalen.
- Bij een temperatuur van 0° is er een verzadigingsdampdruk Psat van 611 Pa. Bij 90% luchtvochtigheid, krijgen we een dampdruk buiten (Pe) van 549,9 Pa.
- Bij een temperatuur van 20° is er een verzadigingsdampdruk Psat van 2342,6 Pa. Bij 40% vochtigheid krijgen we een dampdruk binnen (Pi) van 937 Pa.
Die waarden zetten we uit in onderstaande tekening, waarbij de verschillende lagen zijn voorgesteld overeenkomstig hun diffusiedikte (µd-waarde). Verbinden van de binnendampdruk pi met de buitendampdruk Pe geeft het theoretisch dampdrukverloop in de wand. Deze lijn Pi-Pe mag echter op geen enkele positie boven de berekende verzadigingsdampdruk liggen; dit zou fysisch onmogelijk zijn.
De verzadigingsdampdruk Psat geeft het verloop aan van de dampdruk bij 100% RV per laag. Ter hoogte van de scheiding tussen het metselwerk en de isolatie is de dampdruk in ons voorbeeld hoger dan de verzadigde dampdruk van de scheidingsconstructie. Omdat het onmogelijk is om boven deze verzadigingsdampdruk uit te komen, passen we de oorspronkelijk rode stippellijn aan zodat ze een knik maakt.
De helling van de lijn is een maat voor de dampstroom. Ter plaatse van de knik is de helling niet langer gelijk; m.a.w. de dampstroom die toekomt is hoger dan de dampstroom die vertrekt.
Gevolg: de waterdamp zal hier tussen het metselwerk en de isolatie condenseren. Op het grensvlak van het metselwerk en de isolatie krijgen we inwendige condensatie.
Op dezelfde manier als we de tussenliggende temperaturen berekend hebben, kunnen we nu de tussenliggende dampdrukken berekenen: het dampdrukverloop vertoont een lineair verband tussen binnen en buitendampdruk in functie van de dampdichtheid van de lagen.
Let wel! Inwendige condensatie resulteert niet altijd in een schadegeval. Een bepaalde hoeveelheid condensaat kan aanvaardbaar zijn als het tijdens de zomer kan uitdrogen. Je moet dan wel rekening houden met de duurzaamheid van de materialen.
Beperkingen methode van Glaser
Het grote voordeel van de methode van Glaser is dat je er snel een wand mee kunt evalueren. Maar ze heeft ook nadelen.
- Het gaat om een stationaire methode. De randvoorwaarden worden verondersteld constant te zijn, terwijl ze in werkelijkheid erg veranderlijk zijn naargelang het tijdsverloop. Er wordt gerekend met gemiddelden en er komen heel wat aannames aan te pas.
- De methode is alleen geschikt voor wanden met een goede luchtdichtheid omdat ze enkel rekening houdt met de inwendige condensatie ten gevolge van waterdamptransport door diffusie. Er wordt geen eventueel aanwezig watertransport of luchttransport mee in rekening genomen.
- De methode houdt geen rekening met de capaciteit van bepaalde materialen om een beperkte hoeveelheid vocht te bevatten. Ook een mogelijke uitdroging van de constructie onder invloed van veranderende omstandigheden in de tijd valt niet te simuleren. Bij de toepassing van nieuwe materialen waarvoor die vochtcapaciteit belangrijk is, schiet de methode van Glaser dan ook tekort.
Een alternatief zijn niet-stationaire rekenmodellen voor warmte-, lucht- en vochttransport in bouwdelen. Deze dynamische studies kun je in de praktijk uitsluitend uitvoeren met speciale software zoals de commerciële pakketten WUFI, DELPHIN en andere. De daarmee verkregen simulaties leveren een meer correcte beoordeling op omdat je slagregen, vloeibaar watertransport, capillair gedrag en andere kunt meerekenen. De methodes beoordelen ook het vochtgehalte in een constructie en je kunt rekening houden met het aantal vorst- en dooicycli.
De numerieke modellen bieden heel wat mogelijkheden voor de evaluatie van het hygrothermische gedrag van bouwdelen maar vergen veel input en rekenwerk. Daarom worden ze vooral gebruikt in wetenschappelijk onderzoek. De methode van Glaser wordt gebruikt om de wand snel te evalueren.