Vacuümisolatie oplossing voor renovaties met beperkte ruimte

VIP's als buitenisolatiesystemen kunnen isoleren tot passiefhuisniveau

De invoering van de energieprestatieregelgeving in 2006 heeft een grote impact gehad op de manier waarop we vandaag bouwen. Van grotere isolatiediktes en meer aandacht voor luchtdichtheid tot een traject richting bijna energieneutrale woningen in 2021. Al die regels zijn echter enkel geldig voor de nieuwbouw, terwijl men bij renovatie vaak beperkt is tot 'maximale U-waarden' en 'minimale ventilatievoorzieningen voor nieuwe schildelen'. Dit artikel bespreekt de mogelijkheden en de voor- en nadelen van vacuümisolatie.

Renovatie en EPB 

Europa heeft vooropgesteld dat het energieverbruik van de residentiële sector tegen 2050 met 88 tot 91% gereduceerd moet worden ten opzichte van het verbruik in 1990. De huidige vernieuwingsgraad door hernieuwbouw of grondige renovatie met bouwvergunning is beperkt tot 1%. Uit cijfers van de Confederatie Bouw blijkt dat ongeveer 62% van alle woningen in Vlaanderen gebouwd is voor 1970 en dus hoogstwaarschijnlijk niet geïsoleerd is. Dergelijke woningen verbruiken een veelvoud van recente nieuwbouwwoningen. Om de Europese doelstellingen te halen, moet het renovatieritme sterk de lucht in, tot zo'n 2,5 à 3%! Om ervoor te zorgen dat er ook bij renovatie aandacht wordt besteed aan de energieprestatie, zal het Vlaams Energieagentschap de komende jaren sterk inzetten op richtlijnen voor renovatie. Zo geldt vanaf 1 januari 2015 een regelgeving rond 'ingrijpende energetische renovaties': gebouwen waarvan de technische installaties vernieuwd worden, de draagstructuur grotendeels bewaard blijft, en 75% van de daken en gevels geïsoleerd wordt, moeten voldoen aan een nieuwe set van eisen. Zo is een maximaal E-peil van 90 vooropgesteld voor woningen, kantoren en schoolgebouwen, en van 130 voor andere functies. Een ingrijpende renovatie en isolatie van een bestaande gebouwschil is echter niet altijd eenvoudig. Zeker in een stedelijke omgeving is het niet evident om zomaar 20 cm bijkomende isolatie te plaatsen aan de buitenzijde van een muur. Bijkomende isolatie aan de binnenzijde is minder efficiënt (bouwknopen) en houdt ook meer risico's in (inwendige condensatie, vorstschade aan gevelmetselwerk).Aan de buitenzijde kan men typisch 14 cm ruimte innemen voorbij de rooilijn om bijkomend te isoleren (rooilijndecreet 8 mei 2009). Maar in de stad, bijvoorbeeld bij een smal voetpad, is dat niet mogelijk en dient men op zoek te gaan naar andere mogelijkheden. Wellicht biedt vacuümisolatie hier een oplossing. Naast gevelisolatie kunnen VIP's ook ingezet worden om daken en vloeren te isoleren.

Vacuümisolatie?

Warmte kan zich verplaatsen op drie manieren: geleiding, convectie en straling. Omdat lucht een slechte warmtegeleider is, bestaan traditionele isolatiematerialen vooral uit stilstaande lucht met zo weinig mogelijk materiaal ertussen.Vacuümisolatie gaat nog een stap verder: er is zelfs geen lucht meer aanwezig. Om praktische redenen wordt vacuümisolatie nagenoeg altijd in panelen gemaakt: Vacuüm Isolatie Panelen, of kortweg VIP's. Om een VIP te maken, zijn er drie ingrediënten nodig: een kernmateriaal, een omhulsel en een vacuüm.

• Het kernmateriaal mag niet te geleidend zijn, maar moet wel een behoorlijke druksterkte hebben. De huidige generatie van VIP's maakt gebruik van pyrogeen kiezelzuur met stralingsblokkers. Dit heeft een lage warmtegeleiding en de bijgemengde
   stralingsblokkers zorgen ervoor dat ook de warmteoverdracht door straling verminderd wordt. Dit materiaal wordt als poeder tot platen geperst, gedroogd en daarna in een omhulsel geplaatst. 
• De folie rond het kernmateriaal heeft een cruciale functie voor de prestaties van de VIP. Alleen door een perfect dampdichte en luchtdichte folie is het mogelijk het paneel vacuüm te trekken en vacuüm te houden. De huidige folies bestaan uit meerdere lagen: dunne kunststoffolies, afgewisseld met lagen opgedampte aluminium van amper 30 à 100 nanometer dik (0,00003 - 0,0001 mm). Het aluminium is zo dun om te vermijden dat er grote koudebruggen zijn aan de rand waar de folie rond het paneel doorloopt.
• Vacuüm: de uitzonderlijke thermische prestaties van de VIP zijn uiteraard te danken aan het vacuüm. Zodra het gedroogde kiezelzuur in de dampdichte folie zit, wordt het vacuüm gezogen, waardoor de druk vermindert van 1 bar naar 0,001 bar. Bij deze druk zitten de moleculen van de lucht zo ver van elkaar dat ze onderling niet meer botsen en dus geen energie meer transporteren. Dit principe werd al in 1892 ontdekt; de thermosfles is een typisch voorbeeld van hoe dat concept toegepast wordt.

Voordelen

VIP's hebben één duidelijk voordeel: een superieure thermische prestatie. De warmtegeleidingscoëfficiënt λ (W/mK) is dé kenmerkende eigenschap om isolatiematerialen onderling te vergelijken. Minerale isolatie, zoals glaswol en rotswol, heeft een λ-waarde tussen 0,032 en 0,045 W/mK, terwijl kunststof platen (pur, EPS, XPS …) vaak nog iets beter presteren met een λ-waarde die daalt tot zelfs 0,020 W/mK voor Resolschuim. De thermische prestaties van VIP's zijn zonder meer verbluffend: de initiële λ-waarde bedraagt slechts zo'n 0,0035 W/mK. Ruwweg kunnen we dus zeggen dat vacuümisolatie tot zes keer beter kan isoleren dan traditionele isolatiematerialen. In de praktijk is het verschil echter minder groot door veroudering en koudebrugeffecten, en zal de λ-waarde stijgen naar 0,007 of 0,008 W/mK.

Nadelen 

Zonder het vacuüm stijgt de λ-waarde van VIP's van 0,0035 naar 0,021W /mK, en dat is dan ook het cruciale punt bij VIP's: blijft het vacuüm behouden na verloop van tijd? Fabrikanten garanderen de isolatiewaarde voor minstens 25 jaar. De prestaties hangen volledig af van de duurzaamheid van de folie rond het kernmateriaal: de geringste perforatie doet het drukverschil en het vacuüm teniet. Het grootste probleem is echter het risico op perforaties tijdens het transport en de plaatsing. De VIP-panelen mogen op geen enkel moment met een scherp voorwerp in aanraking komen. Een eerste gevolg is dat de panelen dus niet verzaagd of doorboord kunnen worden op de werf: ze moeten perfect passen. Ook in de uiteindelijke toepassing moeten ze goed beschermd zitten, zodat ze nooit geperforeerd worden. Een ander nadeel is uiteraard de prijs: minerale wol kost zowat € 80/m³, EPS € 100 en pur € 190 per m³, VIP's kosten circa € 2.000 per m³. Als we bovenstaande prijzen herrekenen naar de kostprijs in functie van de thermische prestatie, is de kostprijs voor minerale wol, EPS, pur en VIP respectievelijk € 2,6, 3,2, 4,4 en 14 per warmteweerstand (R) van 1 m²K/W. Dit is enkel de materiaalkost, en die is uiteraard erg afhankelijk van tal van factoren. Niettemin geeft het aan dat isolatiematerialen met een goede λ-waarde eigenlijk meer kosten, maar daardoor kun je secundaire kosten verminderen (kortere spouwhaken, minder brede fundering, minder verlies in bruikbare vloeroppervlakte, smallere dakrand …).

VIP'S in buitenisolatie

We gaan nu op zoek naar een oplossing met VIP's om met een minimale dikte tot op passiefhuisniveau te isoleren (U-waarde 0,15 W/m²K). Als we de dikte willen minimaliseren, zijn gevelmetselwerk en geventileerde opbouwen niet ideaal en komen we al snel uit op buitenisolatie met crépi. Daarbij wordt EPS of minerale wol verlijmd of mechanisch bevestigd op de ondergrond, eventueel vlakgeschuurd, en daarna bepleisterd. Om het risico op beschadiging van VIP's te beperken, kunnen die het best omhuld worden door een ander isolatiemateriaal. Idealiter wordt de VIP beschermd door 1 cm EPS aan de binnenzijde (tussen VIP en metselwerk) en 2 cm aan de buitenzijde (geeft meer marge om de isolatieplaten vlak te schuren, voor de dunpleister aangebracht wordt). De platen kunnen dan op een traditionele manier worden verlijmd aan de ondergrond met kleefmortel of gespoten pur, of mechanisch bevestigd met ankers in de voegen tussen de VIP's. Het belangrijkste verschil is dat de platen niet in situ kunnen worden verzaagd en niet mogen worden geperforeerd. Daardoor is het belangrijk dat er op de plaats van ramen en doorboringen VIP's op maat worden gebruikt, of passtukken in isolatie die kleine stroken opvullen.

Voorbeeld

Stel: we vertrekken van een gemetselde muur van 20 cm (steense muur) zonder isolatie, die initieel een U-waarde heeft van 3,1 W/m²K. Daarop plaatsen we onze ingepakte VIP die bestaat uit 1 cm EPS, 4 cm VIP en 2 cm EPS. Als de EPS en VIP een λ-waarde hebben van respectievelijk 0,032 en 0,007 W/mK, is de totale U-waarde van de wand 0,14 W/m²K. Ter vergelijking: een systeem met dezelfde dikte, volledig in EPS, geeft een U-waarde van 0,39 W/m²K. Het totale pakket met VIP's dat op de muur komt, is dan circa 8 cm dik en het laat toe om een bestaande wand te isoleren tot op passiefhuisniveau. Ook als men bij een renovatie niet voorbij de rooilijn mag isoleren, kan men het gevelparement van een spouwmuur afbreken en binnen de dikte van de gevelsteen isoleren tot op passiefhuisniveau.

Plaatsing

In België worden VIP's al gebruikt als buitenisolatiesysteem, zij het op bescheiden schaal. In landen zoals Duitsland en Zwitserland heeft men wel heel wat ervaring met dit soort isolatie. Een mogelijkheid voor het plaatsen van vacüumisolatie is het lijmen van de platen. Deze worden dan op een vlakke en zuivere ondergrond tegen elkaar geplaatst. De naden worden gekleefd waardoor er ook een dampscherm ontstaat. Ook kunnen de platen geklemd of los geplaatst worden. Montagehandleidingen kunnen door fabrikanten ter beschikking worden gesteld. Daarnaast organiseren sommige fabrikanten een opleiding voor vakmensen. Begeleiding wordt aangeraden, zeker als de werk-man nog niet eerder met het product heeft gewerkt.

Conclusies

VIP's zullen nooit de grote markt veroveren wegens hun hoge kostprijs, maar voor specifieke situaties kunnen ze een oplossing bieden. Een opbouw van amper 8 cm kan een niet-geïsoleerde wand verbeteren tot op passiefhuisniveau. Er is geen risico op inwendige condensatie en alle mechanische testen tonen aan dat het mogelijk is om een betrouwbare wandopbouw te realiseren.