Na-isolatie van spouwmuren via spouwvulling is de voorbije jaren helemaal aan het heropleven. Het hoge rendement van deze energiebesparende ingreep en het invoeren van een kwaliteitsbewakings-kader in 2012 heeft ertoe geleid dat 2015 een recordjaar was wat betreft na-isolatie van spouwmuren. Uit onderzoek van Universiteit Gent blijkt ook dat het kwaliteitskader zeer goed functioneert voor de gerealiseerde U-waarden: de metingen stemmen zeer goed overeen met de verwachtingen. Het is echter evident dat aan na-isolatie enkele risico’s zijn verbonden inzake waterbeheersing en daaruit volgende problemen.

Er wordt algemeen aangenomen dat hoe breder de spouw is, des te lager het risico op regendoorslag ten gevolge van na-isolatie van de spouw zal zijn. De toestand van de spouw moet namelijk zo zijn dat er zich een continue laag na-isolatiemateriaal kan vormen, zonder scheuren, openingen of holtes die een weg kunnen vormen voor regendoorslag. Daarom werd in het kwaliteitsbewakingskader een minimale spouwbreedte van 50mm opgelegd. Deze minimale spouwbreedte blijkt echter nogal arbitrair gekozen te zijn en lijkt niet gefundeerd op gedetailleerd hygrothermisch onderzoek dat bevestigt dat deze spouwbreedte werkelijk de minimaal toelaatbare spouwbreedte voor na-isolatie is.

Fig.1. Opvullen van testmuur met EPS-parels

Vulling van de spouw

 

De volledige vulling van de spouw bij na-isolatie kan mogelijks gebreken vertonen bij zeer dunne spouwen. Er werden testen uitgevoerd tot spouwen met een breedte van 30mm. In het geval van na-isolatie met EPS-parels blijkt de vullingsgraad zeer goed te zijn. Zelfs ter hoogte van constructieve obstructies in de spouw sluiten de EPS-parels goed aan. Ook bij PU werden er geen problemen vastgesteld. Bij na-isolatie met minerale wol zijn er wel problemen vastgesteld met de pakkingsdichtheid. Na het inblazen van de minerale wolvlokken kunnen er zich radiale scheuren vertrekkend vanuit het boorgat voordoen. Dit fenomeen werd vastgesteld bij verschillende testopstellingen die gebouwd werden.  Voor de warmteverliezen van het gebouw vormt dit echter geen probleem: de convectie in dergelijke zeer kleine “scheurbreedtes” is verwaarloosbaar. Op basis van bijkomende metingen op de stromingsweerstand op samples met densiteit 30kg/m³ blijkt dat er ook geen risico’s zijn op convectiestromen. De kleine scheuren hebben daar geen impact op.

 

 

Is het buitenspouwblad waterdicht?

 

Het hygrothermisch gedrag van een spouwmuur gaat significant wijzigen na na-isolatie van de spouw. Naast een verbetering van de warmteweerstand kan het ook negatieve gevolgen met zich meebrengen zoals vorstschade en regendoorslag. Een belangrijke factor blijkt de staat van het metselwerk en de spouwvulling te zijn.

 

Uit het literatuuronderzoek en de labo-metingen is gebleken dat er een zeer grote spreiding zit op de omvang van waterinfiltratie door het buitenspouwblad. Er werden metingen uitgevoerd op 12 gemetselde wanden om zicht te krijgen op de regendoorslag wanneer er geen isolatie is, bij PU-schuim, bij gebonden EPS-parels, en bij minerale wol. Daarbij werd gekeken naar dunne spouwen (30mm) en normale spouwen (50mm). Er werden metingen gedaan zonder drukverschil, maar ook met een constant en pulserend drukverschil van 50Pa tot 300Pa. Bij perfect uitgevoerd metselwerk met een goede voegmortel is de waterindringing bijzonder klein (tot <0.1% van de slagregenbelasting), terwijl bij slecht uitgevoerd metselwerk de infiltratie kan oplopen tot meer dan 40%. De staat van het metselwerk en de mortel zal dus cruciaal zijn voor het ontstaan van eventuele vochtproblemen. Uit de metingen is ook gebleken dat het meeste water infiltreert via de stootvoegen (slechte compactering mortel) en via de interface van de mortel aan de baksteen (te sterk zuigende steen met mortel die daar niet voor geschikt is).

Figuur 2 toont een deel van de testresultaten op de infiltratiedebieten. Bij EPS zien we meer infiltratie tot op het binnenspouwblad dan bij een niet-geïsoleerde muur. Bij minerale wol is die infiltratie een pak lager, en bij PU was de infiltratie verwaarloosbaar. Als het hard waait en het drukverschil toeneemt zien we ook dat er meer water op het binnenspouwblad terechtkomt.

Fig.2. Verband tussen drukverschil en infiltratiedebiet.

Vochtrisico’s

Vervolgens is er bijkomend onderzoek gedaan om te bepalen hoe diep water in de isolatie kan indringen, en de combinatie van die gegevens laat toe om bij hygrothermische simulaties rekening te houden met die infiltraties.

 

Bij de verdere evaluatie van na-geïsoleerde spouwmuren wordt dan ook een onderscheid gemaakt tussen twee situaties:

(a) Regendicht buitenspouwblad: in sommige gevallen is het geveloppervlak van de spouwmuur voorzien van een bijkomend regenscherm (zoals een geventileerde gevel, cementering, eventueel een hydrofobering). Dit regenscherm zal regendoorslag doorheen de spouwmuur voorkomen.

(b) Permeabel buitenspouwblad: indien het gevelmetselwerk verder niet afgeschermd wordt, dan kan er zich mogelijks wel regendoorslag voordoen. Bij metselwerk in perfecte staat met goede voegen zal de infiltratie ook beperkt zijn, maar momenteel bestaan er geen methodes om in te schatten wat de kwaliteit van het metselwerk in die zin is. Ook een Karsten-pijp of Karsten-plaat[1] geven geen betrouwbare indicatie.

 

(a)Regendicht buitenspouwblad

In deze situatie is er dus geen risico op regendoorslag. Bij de simulaties werd dan ook verondersteld dat er geen infiltratie is, en dus geen bronterm. Uit de resultaten blijkt dat dit voor alle situaties een veilige opbouw is, ongeacht de dikte van de isolatielaag. In de winter kan er een beperkte stijging zijn van het vochtgehalte in de isolatie, maar dit droogt snel terug uit. In de zomer kan er door solar driven moisture water uit het buitenspouwblad condenseren tegen het binnenspouwblad: als de zon schijnt op een natte wand gaat de dampspanning de lucht in, en zal er een grote vochtflux ontstaan naar binnen. Ook dat is bij een niet geïsoleerde spouwmuur het geval. Er is dus geen verhoging van het risico op vochtschade. Door de beperkte vochtbelasting is er ook geen toename van het risico op vorstschade, heeft het vochtgehalte van de isolatie geen impact op de warmtegeleiding, en ontstaan er ook geen schimmelrisico’s aan de binnenzijde.

Fig.3. Goede vulling bij zeer dunne spouwen: in situ evaluatie met EPS-parels (a), kleine radiaalsch

(b)Permeabel buitenspouwblad

Bij een permeabel buitenspouwblad ontstaat er potentieel een hogere kans op vochtschade. Zonder afscherming van het gevelmetselwerk ontstaat een risico op regendoorslag van water naar het binnenspouwblad.. Op basis van labo-metingen werd bepaald wat de regendoorslag is voor verschillende winddrukken voor de verschillende isolatiematerialen, en voor verschillende spouwbreedtes. Onderstaande figuur toont de vochtgehaltes van een spouwmuur zonder isolatie. Op de X-as staat de tijd afgebeeld (1 jaar), op de Y-as staat de diepte in de muur (onderaan zit het buitenspouwblad, bovenaan het binnenspouwblad), en de kleuren geven het vochtgehalte weer in de verschillende materialen.(rood is droog, blauw is nat)

Fig.4. Verloop van het vochtgehalte van een spouwmuur zonder isolatie.

Bij het evalueren van de simulaties is rekening gehouden met absolute criteria (risico op schimmelgroei), maar zijn de resultaten ook vergeleken met een bestaande spouwmuur zonder isolatie. Die vergelijking laat toe om te controleren  of een aantal risico’s significant toenemen. In die zin is het belangrijk kort het hygrothermisch gedrag van een niet-gevulde spouwmuur toe te lichten. Bij dergelijke wanden is de warmteweerstand van de luchtlaag beperkt. Er is immers ventilatie mogelijk in de spouw ten gevolge van winddrukken en thermische trek, en daarnaast vormt stralingsoverdracht tussen binnen- en buitenspouwblad een belangrijke aandeel in de warmtestroom. Bij een permeabel buitenspouwblad zal het regenwater infiltreren en afstromen op de binnenzijde van het buitenspouwblad. Ter plaatse van mortelbaarden kan water in de spouw naar beneden vallen, en uiteenspatten op een onderliggende mortelbaard en zo het binnenspouwblad nat maken. Bij hogere winddrukken zal er meer water de spouw kunnen overbruggen en terechtkomen op het binnenspouwblad. De simulaties wijzen uit dat bij hevige regenbuien er lokaal wel hoge vochtgehaltes kunnen optreden in het binnenspouwblad. Dit is echter een zeer lokaal effect: dat water wordt snel zijdelings verdeeld in de wand en geeft geen aanleiding tot vochtproblemen. In de zomer ontstaat er ook condensvorming in het binnenspouwblad: door bezonning op een natte gevelsteen loopt de dampdruk lokaal zeer hoog op, wat resulteert in een vochtstroom naar het binnenspouwblad. Dit is geen lokaal effect, maar stijging is zeer klein en veroorzaakt geen problemen.

 

Bij PUR werd er geen waterinfiltratie vastgesteld bij dunne spouwen. Een voorwaarde is uiteraard dat er in de bestaande constructie geen mortelresten zitten die automatisch een vochtbrug met zich kunnen meebrengen. De aanwezigheid van (afhellende) spouwhaken vormt geen probleem. Bij de simulaties werd er dus ook geen infiltratie gesimuleerd en zijn de resultaten vrij gelijkaardig aan de resultaten met een regendicht buitenspouwblad. In tegenstelling tot de situatie met een regendichte afwerking van het buitenspouwblad, zal het vochtgehalte in het metselwerk hier uiteraard hoger zijn. Het aantal vorst-dooi cycli ligt iets hoger dan voor de andere materialen: op basis van een iets lagere λ-waarde en hogere μ-waarde zal het gevelmetselwerk respectievelijk iets kouder en vochtiger staan. De stijging is echter zeer beperkt. Voor dunne spouwen is dit uiteraard minder uitgesproken dan voor bredere spouwen. Bij inspectie van bestaande gebouwen is het daarom ook aangeraden om specifiek te kijken naar locaties waar in bestaande toestand de warmtestroom beperkt is, zoals ter plaatse van buitenhoeken, tipgevels, schouwen, niet verwarmde ruimtes… Als daarbij geen probleem wordt vastgesteld, zal na-isolatie nagenoeg geen bijkomende risico’s introduceren.

Tabel 1. Aantal kritische vries-dooi-cycli bepaald op 0,5cm van het geveloppervlak en aan de binnenk

Na-isolatie met PUR-schuim leidt tot het grootste aantal kritische vries-dooi-cycli in het gevelmetselwerk. PUR-schuim heeft een iets lagere λ-waarde en door het ontbreken van een vochtbron gaat deze λ-waarde weinig variëren, hierdoor zal het gevelmetselwerk iets kouder zijn.

 

Bij minerale wol werd een beperkte waterinfiltratie gemeten in de spouw. Waar er lokaal problemen zijn met de vullingsgraad verhoogt het risico op infiltraties. Die infiltraties zijn echter vergelijkbaar, en zelfs iets kleiner, dan de bevochtiging van het binnenspouwblad als er geen isolatie aanwezig is.

Fig.5. Met behulp van kleurstoffen werden infiltraties bij minerale wol in detail onderzocht. Als er

Uit de simulaties blijkt dan ook dat het risico op vochtschade niet toeneemt. In de winter is het vochtgehalte van het binnenspouwblad lager in vergelijking met een niet- geïsoleerde muur. Door de aanwezigheid van isolatie is er minder regendoorslag, en zal het binnenspouwblad ook iets warmer hebben, wat ook de droging bevordert. Bij spouwen van 3cm of breder blijken er geen bijkomende risico’s te ontstaan. In de zomer zal het effect van solar driven moisture iets groter zijn door het hoger vochtgehalte van het buitenspouwblad (en mogelijks hogere temperatuur), maar dit veroorzaakt geen problemen.

Fig.6. Verloop van het vochtgehalte van een spouwmuur na-geïsoleerd met EPS, PUR, minerale wol, en z

Bij na-isolatie met EPS-parels in een dunne spouw van 3cm en een permeabel buitenspouwblad werd er bij de metingen een behoorlijk grote infiltratie vastgesteld. Wanneer deze infiltratie in rekening werd gebracht in de simulaties liepen de vochtgehaltes van het binnenspouwblad zeer hoog op. Hierdoor ontstaat een risico op schimmelvorming, en door het hoge vochtgehalte neemt ook de λ-waarde van het binnenspouwblad duidelijk toe. Uit bijkomende metingen bleek dat de diepte van indringing in het isolatiemateriaal afneemt bij een dikte van 5 tot 7cm. Vandaag wordt EPS toegepast in spouwen tot minimaal 5cm breedte en zijn er voor zover geweten geen systematische problemen met regendoorslag. Op basis van de resultaten lijkt het aangewezen om geen dunnere spouwen op te vullen als het buitenspouwblad niet waterdicht is.

 

 

Conclusies

 

Hoewel we in België een lange traditie hebben van spouwmuren, was het hygrothermisch gedrag ervan vaak minder gekend. Uiteraard zorgt de spouw voor drainage en droging door verluchting, dus terecht worden vraagtekens gezet bij het hygrothermisch gedrag van die wand als we de spouw opvullen met isolatie. Vooral het risico op regendoorslag is daarbij …“doorslaggevend”. Als de spouw gevuld wordt met PU of minerale wol, dan komt er minder water tot op het binnenspouwblad, en is het hygrothermsich gedrag van de wand probleemloos voor spouwen van 30mm of breder. Bij EPS is er echter meer regendoorslag, en bij spouwen van minder dan 50mm kunnen er problemen ontstaan (vochtplekken, schimmelvorming, verhoogde warmteverliezen). In die gevallen is het nodig om het buitenspouwblad te behandelen zodat dit reeds waterdicht is.

 

[1] Met een Karsten-test wordt in situ gecontroleerd hoeveel water er in een materiaal dringt, en is een indicator voor de absorptiecoëfficiënt van materiaal.

terug naar overzicht