Samen werken aan een veilige, gezonde en duurzame leefomgeving?
- BezoekadresKelvinbaan 40 (2e etage), 3439 MT Nieuwegein
- PostadresPostbus 1475, 3430 BL Nieuwegein
- Telefoon030-2311377
- E-mailinfo@lbpsight.nl
4 oktober 2022
Warmteweerstand prefab houten gevelelementen volgens NTA 8800 en NPR 2068
Dit artikel verscheen eerder in Bouwkwaliteit in de praktijk – Onderdeel van Cobouw. nr. 4 juni 2022. www.omgevingindepraktijk.nl.
Auteurs: Ing. J.J. (John) van den Engel, ing. H. (Martin) Harbers, ir. W.M.P. (Jeffry) van der Pluijm en ir. W.F.P. (William) Veldman
Sinds 1 januari 2021 wordt de energieprestatie van gebouwen en de warmteweerstand van constructies berekend volgens NTA 8800. In januari 2022 is NTA 8800:2022 gepubliceerd die per 1 juni wordt aangestuurd vanuit de bouwregelgeving. Inmiddels is ook de nieuwe NPR 2068 ‘Thermische isolatie van gebouwen, rekenmethode’ met praktische handvatten en rekenvoorbeelden als definitieve versie gepubliceerd. In NTA:8800:2022 is een belangrijke wijziging doorgevoerd, die tot een hogere thermische warmteweerstand voor houten gevelelementen kan leiden.
In dit gezamenlijke artikel van Nieman Raadgevend Ingenieurs en LBP|SIGHT, bespreken we deze belangrijkste wijziging, gaan we in op de schematiseringsregels voor houten gevelelementen en delen wij onze visie voor specifieke situaties.
De methode voor het bepalen van de warmteweerstand (Rc-waarde) is per 1 januari 2021 opgenomen in NTA 8800 (BENG). Tot 2021 was deze methode in NEN 1068 beschreven. In NEN 1068 was er bij de berekening van de warmteweerstand nog sprake van een toeslagfactor voor bouwkwaliteit (ΔUw), waarmee de berekende Rc-waarde werd verlaagd. Voor geprefabriceerde constructieonderdelen vervaardigd onder een gecertificeerd kwaliteitsborgingsysteem, waar houten gevelelementen in het algemeen ook onder vallen, was sprake van een toeslagfactor van 2%. Voor in het werk gemaakte constructieonderdelen werd een toeslagfactor van 5% in rekening gebracht. De geprefabriceerde constructieonderdelen hadden hier vanwege een beter geconditioneerde en beter beheersbare werkomgeving een voordeel van 3 procentpunt. Voor cellulair glas gold een voordeel van 5 procentpunt.
Omdat het in rekening brengen van een toeslagfactor voor de bouwkwaliteit niet in lijn is met de Europese bepalingsmethode is de toeslagfactor voor bouwkwaliteit niet opgenomen in NTA 8800. Als gevolg hiervan zijn de eisen voor de Rc-waarden in de regelgeving verhoogd, voor gevelelementen van Rc ≥ 4,5 m2K/W naar ≥ 4,7 m2K/W. Deze verhoging is bepaald op basis van de toeslagfactor van 5% voor in het werk gemaakte constructies. Bij de overgang van NEN 1068 naar NTA 8800 heeft zo dus indirect een verzwaring van de eisen voor de Rc-waarde plaatsgevonden voor cellulair glas en constructies vervaardigd onder een gecertificeerd kwaliteitsborgingsysteem, zoals prefab houten gevelelementen.
SCHEMATISERINGSREGELS NTA 8800
De eis aan de warmteweerstand van constructies geldt voor de geprojecteerde oppervlakte ‘Acon’ van een constructie, zoals deze in NTA 8800 is gedefinieerd. Voor het berekenen van de directe warmteverliescoëfficiënt voor de energieprestatie-indicator BENG wordt gebruik gemaakt van het geprojecteerde oppervlakte ‘AT’. Constructieonderdelen die buiten Acon vallen, hoeven niet te worden beschouwd bij het bepalen van de warmteweerstand.
Naast het warmteverlies via de geprojecteerde oppervlakten AT wordt warmtetransport in de BENG-berekening in rekening gebracht door het invoeren van de lineaire warmtedoorgangcoëfficiënt van thermische bruggen (ψ-waarde). Voorbeelden hiervan zijn constructieonderdelen die buiten Acon, maar binnen AT vallen en constructiedelen die zowel buiten Acon en AT zijn gelegen, zie bijvoorbeeld de figuren 1 t/m 4. Forfaitaire waarden voor de ψ-waarden zijn opgenomen in bijlage I van NTA 8800.
Voor geprefabriceerde houten gevelelementen is het basisuitgangspunt dus dat de warmteweerstand wordt bepaald over het element zoals deze in de kraan hangt. Hiermee maakt het gehele element in basis onderdeel uit van Acon. Er is in bijlage K van NTA 8800 echter een aantal uitzonderingen opgenomen die resulteren in het verkleinen van Acon en daarmee veelal in een hogere berekende warmteweerstand. Voorbeelden hiervan zijn uit- en inwendige hoeken, zoals aangegeven in figuur 1 en 2, en aansluitingen bij een begane grondvloer (dekvloer). Het oppervlak Acon hoeft niet te worden verkleind overeenkomstig deze uitzonderingen, mits dit resulteert in een hogere warmtedoorgangscoëfficiënt (Uc).
Zoals blijkt uit de figuren 3 en 4 zal er binnen de geprefabriceerde houten gevelelementen waarover de warmteweerstand moet worden bepaald in de praktijk veelal geen sprake zijn van een lokale discontinuïteit, zoals de isolatie ter plaatse van de verdiepingsvloer. Hierbij wordt opgemerkt dat sparingen, ventilatieroosters, hulpconstructies zoals klossen, beugels en schetsplaten geen onderdeel uitmaken van de warmteweerstand. Afwerkingen in de dag maken ook geen onderdeel uit van de Rc-waarde van de gevel en/ of de U-waarde van gevelopeningen.
WIJZIGING SCHEMATISERINGSREGELS NTA 8800:2022
In NEN 1068 en tot voorheen ook in NTA 8800 maakte al het randhout rondom een gevelopening waarin een kozijn wordt geplaatst onderdeel uit van Acon. In NTA 8800:2022 is dit gewijzigd. Met deze wijziging is normatief bepaald dat bij geprefabriceerde houten gevelelementen onderdelen bedoeld om het kozijn aan te bevestigen tot een diktemaat van maximaal 40 mm buiten Acon mag worden geplaatst. Waar het randhout rondom gevelopeningen bestaat uit bijvoorbeeld een 22 mm multiplex plaat is de dikte van de multiplex inclusief 18 mm van de aangrenzende regel de begrenzing van het deel dat geen onderdeel uitmaakt van Acon en daarmee het houtpercentage.
De wijziging heeft een aanzienlijk effect op het totale houtpercentage in berekeningen van de Rc-waarde van geprefabriceerde houten gevelelementen waardoor eenvoudiger aan de vereiste warmteweerstand wordt voldaan. We beschouwen dit meer in detail met twee voorbeelden in het grijze kader. Te zien is dat het effect op het houtpercentage in een geprefabriceerde houten gevelelementen substantieel is, in de voorbeelden 8,0 tot 12,6 procentpunt. Opgemerkt wordt dat de wijziging in NTA 8800 geldt voor alle prefab elementen dus bijvoorbeeld ook voor prefab dakelementen die in dit artikel buiten beschouwing blijven.
Er komen in de praktijk nog altijd situaties voor waarin ook met deze nieuwe schematiseringsregels de minimale warmteweerstand bij een houtskeletbouwelement moeilijk haalbaar is. Voor deze situaties is hieronder door ons aangegeven hoe hiermee in de praktijk kan worden omgegaan. Een belangrijk uitgangspunt hierbij is dat er wordt voldaan aan de BENG eisen.
GEMIDDELD HOUTPERCENTAGE OP GEBOUWNIVEAU
In de meeste gebouwen is sprake van variatie in het houtpercentage per houten gevelelement, bijvoorbeeld door verschillende gevelopeningen. Toetsing van de houten gevelelementen aan de gestelde grenswaarde voor de Rc-waarde, zoals opgenomen in het Bouwbesluit (en straks Besluit bouwwerken leefomgeving), kan worden gedaan op basis van een gemiddeld houtpercentage op gebouwniveau. Het uitrekenen van een gemiddelde Rc-waarde op gebouwniveau (middelen op basis van U-waarde) is daarbij uiteraard ook een mogelijkheid. Hiervoor kan gebruik worden gemaakt van de formules bij opmerking 6 uit hoofdstuk 8.2.2.2.1 uit NTA 8800:2022. Zo kan worden voorkomen dat er verschillende isolatiedikten binnen één gebouw benodigd zijn, of dat de berekening van een maatgevend element voor een bovengemiddeld grote isolatiedikte op gebouwniveau zorgt. Voorwaarde is wel dat op gebouwniveau sprake is van één BENG-berekening en dus één ‘gemiddelde’ thermische schil en de middeling alleen voor de gesloten geveldelen plaatsvindt.
Vooruitlopend op de te verwachten komende wijzigingen in de bouwregelgeving zal er in deze situatie een Rc-waarde van 2,6 m²K/W als ondergrens voor een houten gevelelement moeten worden gehanteerd. Opgemerkt wordt dat in de BENG-berekening het invoeren van een gemiddelde Rc-waarde formeel niet mag leiden tot een gunstigere score. Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn bij berekeningen van het energielabel of TOjuli waarbij berekeningen op woningniveau worden uitgevoerd. Als dit van toepassing is dan moet formeel de werkelijke Rc-waarde van het houten gevelelement worden ingevoerd in plaats van de gemiddelde waarde.
KLEINE PREFAB HOUTEN GEVELELEMENTEN RONDOM GEVELOPENINGEN
Bij gebouwen met steenachtige binnenspouwbladen wordt vaak gekozen om boven kozijnen het binnenspouwblad tot aan het plafond te vullen met een klein geprefabriceerd houten gevelelement. Door de geringe hoogte is het houtpercentage van dit gevelelement relatief hoog. Vergelijkbare hoge houtpercentages komen ook voor bij houten gevelelementen rondom gevelvullende puien. Dergelijke situaties zijn, voor wat betreft het houtpercentage, vergelijkbaar met de situatie bij wangen van dakkapellen. Waar plaatselijke houten gevelelementen met een relatief hoog houtpercentage praktisch niet uitvoerbaar zijn om te voldoen aan de grenswaarde van 4,7 m²K/W, kunnen de betreffende elementen, zoals ook geldt voor de wangen van dakkapellen, worden beschouwd als een met ramen, deuren en kozijnen gelijk te stellen constructieonderdeel waarvoor een U-waarde eis van ten hoogste 1,65 W/m2K geldt.
Opgemerkt wordt dat de overige prestatie eisen aan bijvoorbeeld, brand, akoestiek en de temperatuurfactor ook moeten worden beschouwd en dat de werkelijke Rc-waarde in de BENG-berekening wordt ingevoerd. Hierbij zijn wij van mening dat er voor plaatselijke houten gevelelementen waarin het mogelijk is om hierin isolatiemateriaal op te nemen, 2,6 m²K/W als ondergrens moet worden gehanteerd. Een dergelijke benadering vraagt per project een onderbouwing, maar hoeft niet ter beoordeling te worden voorgelegd aan het bevoegd gezag als deze passend is binnen de regelgeving.
OVERGANGSPERIODE
Naast de inhoudelijke wijzigingen ten aanzien van de schematisering van Acon zijn er meerdere interpretaties, omissies en aanvullende inhoudelijke wijzigingen geïntegreerd in NTA 8800:2022. Voorbeelden van wijzigingen die een directe relatie hebben met de warmteweerstand van geprefabriceerde houten gevelelementen zijn: rekenkundig afronden van Rc-waarden en de verminderde bijdrage van zwak en sterk geventileerde spouwconstructies. Opgemerkt wordt dat er in tabel 4 van NPR 2068 praktische uitgangspunten zijn opgenomen ten aanzien van spouwventilatie.
NTA 8800:2022 zal op 1 juni 2022 wettelijk worden aangestuurd. Een gewenningsperiode van vijf maanden heeft tot doel gehad om te zorgen voor een soepele overgang voor de markpartijen en adviseurs.
KADER
Houtpercentage geprefabriceerde houtskeletbouwelementen
Bij de bepaling van de thermische isolatiewaarde van houten gevelelementen speelt het oppervlakteaandeel van het houten stijl- en regelwerk in het element (houtpercentage) een grote rol. Bij dit stijl- en regelwerk vindt een verhoogde warmtetransmissie plaats ten opzichte van de elementvakken waarin thermische isolatie is opgenomen. Bij een hoger houtpercentage is een grotere isolatiedikte nodig om eenzelfde isolatiewaarde te behalen. Het houtpercentage is daarmee dus een belangrijke parameter. In geprefabriceerde houten gevelelementen met daglicht- en/of deuropeningen zijn houtpercentages, bepaald volgens NTA 8800:2020, van 25 tot 35% geen uitzondering.
In bovenstaande figuren zijn ter illustratie schematisch twee houtskeletbouwelementen getekend. Eén met een gevelopening dat in dit voorbeeld als een gemiddelde opening wordt beschouwd en één met een grotere gevelopening. In de tabel is aangegeven wat het houtpercentage van deze elementen is volgens NTA 8800:2020 en NTA 8800:2022. Met een kleur is in de figuren aangegeven welk oppervlak van het houten gevelelement niet meer wordt toegerekend aan de warmteweerstand.
Informatie over de auteurs
- Ing. J.J. (John) van den Engel: senior adviseur bij Nieman Raadgevende Ingenieurs
- Ing. H. (Martin) Harbers: adviseur bij Nieman Raadgevende Ingenieurs
- Ir. W.F.P. (William) Veldman: senior adviseur bij LBP|SIGHT
- Ir. W.M.P. (Jeffry) van der Pluijm: adviseur bij Unilin Insulation, voorheen adviseur bij LBP|SIGHT.
Dit artikel verscheen eerder in Bouwkwaliteit in de praktijk – Onderdeel van Cobouw. nr. 4 juni 2022. www.omgevingindepraktijk.nl.