ISOLATIE

Isolatiematerialen bezitten een goede thermische isolatie als ze een groot percentage holle ruimte hebben die gevuld is met droge lucht. Zodra isolatiematerialen als geluidisolatie ingezet worden, zijn er andere criteria van belang. Massa is een goede geluidisolator, dan komen de zwaardere materialen in aanmerking. Wordt een isolatiemateriaal als brandbescherming opgenomen in een bouwconstructie, dan geven de daarvoor benodigde eigenschappen zoals brandweerstand, rookontwikkeling en drupgetal, de doorslag.

 
Per materiaalsoort zullen in deze themapagina de eigenschappen en hun toepassingsgebied aan de orde komen.

Thermische isolatie
Voordat we bouwconstructies thermisch isoleren willen we weten hoeveel warmte er doorheen gaat, als het aan de ene kant kouder is dan aan de andere kant.

 
Om geen convectie in de holle ruimten van isolatiemateriaal te krijgen, één van de manieren van warmteoverdracht, mogen die holle ruimten niet te groot zijn. En zodra de droge lucht kans ziet vocht vast te houden, loopt de isolatiewaarde met grote sprongen achteruit (water is een goede warmtegeleider). Daarom dien je te voorkomen dat vocht zich in het isolatiemateriaal kan dringen, maar vooral dat het daar kan blijven. Geventileerde constructies en dampremmende lagen zijn hiervoor in het leven geroepen. 

 
Warmteweerstand
De hoeveelheid warmte die doorgelaten wordt, hangt af van de totale warmteweerstand van de gehele constructie, Rc genoemd, in m²·K/W.

De warmteweerstand van de totale constructie wordt van lucht op lucht berekend, Rl. Daarin worden, naast de materiaalwaarden, de stilstaande luchtlaagjes die zich aan het binnen- en buitenoppervlak van de constructie vastkleven en bij de warmteoverdracht weerstand bieden, bij opgeteld. De R-waarden van deze luchtlaagjes is van de situatie afhankelijk en worden als standaard gehanteerd. Waar bouwconstructies aan moeten voldoen met hun R-waarden is in het Bouwbesluit vastgelegd.

 
Warmtegeleidingscoëfficiënt
Voor de materialen zelf wordt de warmteweerstand bepaald door de warmtegeleidingcoëfficiënt, λ. Deze coëfficiënt wordt uitgedrukt in W/m·K, waarmee de warmtedoorlaat per graad temperatuurverschil van 1 meter dik materiaal wordt uitgedrukt. Leveranciers en fabrikanten weten van hun producten wat de λ is.

 
Warmtedoorgangscoëfficiënt 
De totale warmtedoorgangcoëfficiënt van een constructie wordt de U-waarde, of de K-waarde in België, genoemd. De U-waarde is de hoeveelheid warmte die door een constructie heen gaat bij 1 graad temperatuurverschil, met als eenheid W/m2·K. Hoe lager de U-waarde van een constructie, hoe beter de isolatiewaarde.  

 
Resumé, termen en formules
λ, warmtegeleidingcoëfficiënt in W/m·K;
Rm, warmteweerstand van een materiaal in m2·K/W;
Rc, warmteweerstand van een totale constructie in m2·K/W;
Rsi, warmteovergangsweerstand binnen (si staat voor surface interior);
Rse, warmteovergangsweerstand buiten (se staat voor surface exterior);
Rl, warmteweerstand lucht op lucht in m2·K/W;
U, warmtedoorgangcoëfficiënt in W/m2·K.

 
Rm = d [m]/λ                Rc = Rm1 + Rm2 + Rm3 + …                 Rl = Rsi + Rc + Rse                    U = 1/R

Polystyreen, ofwel piepschuim, en polyurethaan zijn bekende vertegenwoordigers van geschuimde kunststof. 

 
Polystyreenschuim, geëxpandeerd: EPS
Het schuim wordt gevormd door parels polystyreen, PS. Geëxpandeerd polystyreen bestaat voor 2% uit polystyreen kunststof en voor de rest uit lucht. De parels worden door verwarming eerst voorgeschuimd, dan en een mal gebracht en verhit met stoom. Er ontstaan aan elkaar gekitte bolletjes, die door de optredend vormdruk in de mallen de bolvorm verliezen. De gedeukte bolletjes polystyreenschuim bestaan uit gesloten cellen, tussen de bolletjes ontstaat ruimte. Grote moederblokken worden tot platen gesneden. Deze platen zijn minder sterk en dicht dan producten die vanuit de mal direct worden toegepast. Deze producten hebben als gevolg van het procedé een gesloten huid.

 
EPS is een monomateriaal en zeer geschikt voor recycling. De fabrikanten van EPS in Nederland, verenigd in Stybenex, hebben zich ten doel gesteld het milieubeleid van de overheid vorm te geven en zo bij het Cradle to Cradle, C2C, principe aan te sluiten.

 
Relevante toepassingen: thermische vloerisolatie, dakisolatie, gevelisolatie. 

 
Polystyreenschuim, geëxstrudeerd: XPS
De fabricage van geëxstrudeerd polystyreenschuim gebeurt met een extruder. Platen die op deze wijze gevormd worden hebben een doorgaande structuur van gesloten cellen. Daardoor zijn deze platen goed te onderscheiden van de geëxpandeerde variant. Nadat de massa uit de strengpersmond komt ontstaat de schuimstructuur.

 
De gunstige Cradle to Cradle, C2C, eigenschappen van XPS hebben geleid tot een zilveren certificaat, uitgegeven door het MBDC (McDonough Braungart Design Chemistry).

 
Relevante toepassingen: thermische dakisolatie. 

 
Polyurethaanschuim, PUR en Polyisocyanuraat PIR
Polyurethaanschuim PUR of Polyisocyanuraat PIR zijn kunststofschuimen gebaseerd op:

• Een polymeer opgebouwd uit urethaan-groepen, verkregen door de reactie van polyisocyanaten met polyolen, of;
• Een copolymeer opgebouwd uit urethaan-groepen, verkregen door de reactie van polyisocyanaten met polyolen en uit andere groepen, zoals isocyanuaat-groepen, verkregen door (trimerisering) een chemische reactie van polyisocyanaten.

 
Er ontstaat een schuim met tot 90% gesloten structuur. Door de dichte structuur heeft polyurethaanschuim een zeer hoge isolatiewaarde, met een geringe dikte wordt veel bereikt.

 
Polyurethaanschuimplaten die in de bouw worden toegepast zijn altijd aan twee zijden voorzien van een cacheerlaag (meestal glasvlies of een alu folie).Het is ook mogelijk PUR in het werk te vormen. Na het vloeibaar uitspuiten blaast het op tot een schuim.

 
Relevante toepassingen: thermische isolatie, brandwering, dichten van kieren tussen constructieonderdelen.

Cellenbeton
In de fabriek wordt kalk, cement en kwartszand nauwkeurig gemengd. Daarna wordt water toegevoegd en ook een heel kleine hoeveelheid aluminiumpoeder. Zo ontstaat een mengsel dat in mallen wordt gegoten. Als het mengsel is verhard, de zogenaamde cake, wordt de mal verwijderd en wordt het geheel in een snijmachine gelegd. De gesneden producten worden  in een autoclaaf geplaatst, een lange, stalen ketel.  Na zes tot twaalf uur is het harde cellenbeton ontstaan dat zo nodig nog wordt gefreesd of gezaagd. Cellenbeton wordt geproduceerd onder beheersbare omstandigheden als voorwaarde voor constante kwaliteit.

 
Omdat stilstaande lucht een wezenlijk bestanddeel vormt van cellenbeton, is het thermisch isolerend vermogen. De warmtegeleidingcoëfficiënt varieert van 0,15 tot 0,50 W/m·K.

 
Hergebruik van cellenbeton is tijdens fabricage de normaalste zaak van de wereld. Het maakt niet uit tijdens welk van het fabricageproces het afval ontstaat, het wordt opnieuw gebruikt. Alle fabrikanten van cellenbeton hanteren MRPI-informatie. Dat wil zeggen dat de milieubelastende effecten van cellenbeton nauwkeurig zijn berekend en vastgelegd. Meer informatie omtrent MRPI kunt u vinden bij de leden van de Nederlandse Cellenbeton Vereniging.

 
Relevante toepassingen: (dragende) koudebrugonderbrekingen.

 
Bron: Nederlandse Cellenbeton Vereniging.

 
Schuimbeton
In zijn meest elementaire vorm bestaat schuimbeton uit cement, water, fijne toeslagstoffen, schuimmiddel en lucht. De volumieke massa varieert tussen 400 en 1600 kilo per kubieke meter, de keuze is afhankelijk van de toepassing. Naast het geringe gewicht en de geringe wateropname zijn producteigenschappen als sterkte, thermische isolatie en duurzaamheid minstens even belangrijk. Schuimbeton is niet-corrosief, niet-giftig en past binnen duurzaam bouwen.
Na gebruik is schuimbeton volledig herbruikbaar en het energieverbruik bij productie en verwerking blijft beperkt. Schuimbeton wordt in het Bouwstoffenbesluit tot categorie 1 bouwstof (dus vrij toepasbaar) wordt gerekend.

 
Relevante toepassingen: woningbouw (afschotlaag, isolatie werkvloer, vullaag tussenruimte, renovatie) , wegenbouw (wegen, terreinen, overkluizing, sportvelden, rioolvulling, kadeconstructie).

 
Bron: Stichting Schuimbeton Nederland.

 
Schuimglas
De grondstof voor schuimglas is glas, waarvoor de grondstof weer zand is. Schuimglas ontstaat door verhitting van glas en toevoeging van koolstofpoeder dat belletjes veroorzaakt.  Schuimglas wordt opgebouwd uit hermetisch gesloten cellen waarvan de wandjes bestaan uit zuiver glas. De cellen zijn gevuld met een inert gas.

 
De platen zijn onbrandbaar, waterdicht en waterdampdicht. De isolatiewaarde van het materiaal blijft constant tijdens de gehele levensduur van het gebouw. Schuimglas maatvast en vormvast en heeft het een zeer hoge druksterkte zodat het geschikt is voor toepassingen waarbij grote belastingen aan de orde zijn. Het materiaal is bestand tegen nagenoeg alle zuren en wordt niet aangetast door knaagdieren, insecten of ander ongedierte. De platen kunnen precies op maat worden gezaagd. Schuimglas is tijdens productie, gebruik en hergebruik niet schadelijk voor het milieu.

 
Relevante toepassingen: Op plaatsen waar hoge eisen worden gesteld aan de drukvastheid en dampdichtheid, zoals dragende koudebrugonderbreking, isoleren van kelderwanden, terrasdaken, tuindaken en parkeerdaken, groene gevels.

 
Glaswol
Voor de productie van glaswol wordt 70% glasscherven gebruikt. Na menging van de scherven met zand worden lange dunne draden in een sponsachtige structuur geschikt. Daarna wordt deze vezelmat in een hardingsoven verwarmd om het sterkte en stabiliteit te geven. Tijdens het laatste stadium wordt de wol gesneden en verpakt.

 
Bij het aanbrengen van glaswol zijn een stofmasker en werkhandschoenen niet overbodig en moet de ruimte goed geventileerd worden. De levensduur van het materiaal is 75 jaar en is gedurende deze periode onderhoudsvrij. Het materiaal is goed recycleerbaar.

 
Relevante toepassingen: thermische gevelisolatie, dakisolatie en vloerisolatie, brandwerendheid, akoestische isolatie.

 
 
 
Steenwol
Steenwol of rotswol genoemd, is een isolatiemateriaal dat wordt vervaardigd uit vulkanisch gesteente, diabaas of basalt. De steenmassa wordt gesmolten en wordt vervolgens met een zogenaamde spinner weggeslingerd. Tijdens het spinproces wordt een bindmiddel toegevoegd. Dit bindmiddel zorgt ervoor dat de steenwolvezels later kunnen uitharden, waardoor de vloeistof stolt tot draden. De wolvezels worden vanuit een oven met veel lucht naar een geperforeerde staalband geleid en tot een mat gevormd. Daarna wordt deze vezelmat in een hardingsoven verwarmd om het sterkte en stabiliteit te geven.

 
Relevante toepassingen: thermische gevelisolatie, dakisolatie en vloerisolatie, brandwerendheid, akoestische isolatie.

 
Aluminium
Een nieuw isolatiemateriaal is een dunne, glimmende polyester-aluminiumfolie. Door het aanbrengen van verschillende lagen kun je met heel weinig materiaal een hoge isolatiewaarde behalen. De isolerende werking gaat van reflectie van warmtestraling uit en doordat er gesloten luchtkamers gecreëerd worden.

 
Relevante toepassingen: (na-)isolatie van begane grondvloeren, binnenwanden, na-isolatie van daken, rond leidingen.

Biopolymeren
Biopolymeren is een nieuwe grondstof dat als eindproduct vergelijkbaar is met EPS (geëxpandeerd polystyreen). Het ziet er qua structuur hetzelfde uit en heeft vrijwel dezelfde eigenschappen als EPS. Het grote verschil is dat EPS geproduceerd wordt van polymeren die op fossiele grondstoffen (eindig materiaal) gebaseerd zijn.

De biopolymeren zijn gemaakt van plantaardige grondstoffen (oneindig materiaal) waarmee een schuimisolatie is gemaakt die hergebruikt kan worden. Daarnaast is het ook biologisch afbreekbaar, bij hoge temperaturen onder invloed van vocht en bacteriën industrieel composteerbaar en is het Cradle to Cradle gecertificeerd. Deze biologische schuimisolatie is in vrijwel alle bouwtoepassingen duurzaam en langdurig te gebruiken.

 
Cellulose
Isolatiemateriaal van cellulose ontstaat door oud papier te vermalen tot wollige vlokken. Cellulose uit krantenafval bevat inktresten. Boorzouten worden toegevoegd om het tegen brand, schimmel en ongedierte te beschermen. Holle ruimten in wanden (bij houtskeletbouw) of dakconstructies worden helemaal volgespoten. Door toevoeging van een klein beetje water wordt de cellulose wat plakkerig en kan het ook tegen verticale halfopen wanden worden gespoten, die daarna met plaatmateriaal wordt dichtgemaakt. Vanwege de reactie van cellulose op water is het niet in spouwmuren toe te passen. Isoleren met cellulose leent zich goed voor renovatie omdat daarmee ook onregelmatig gevormde en slecht toegankelijk ruimten worden gevuld.

 
Houtvezels
Houtvezels worden uit de resten van naaldhoutverwerking en uit onbruikbaar hout gehaald. De fijne vezels worden in waterdamp zacht gemaakt en met toevoeging van andere stoffen geperst en gedroogd. Het boorzoutgehalte is gereduceerd tot 1%. Deze natuurlijke isolatie reguleert de vochtbalans van de constructie en het binnenklimaat.

 
Relevante toepassingen: thermische dakisolatie, vloerisolatie en gevelisolatie, vooral in de houtskeletbouw, geluidisolatie.

 
Houtwol
Houtwolplaten zijn gemaakt van grove houtwol met lange vezels en een bindmiddel. De platen zijn universeel toepasbaar, stabiel en toch elastisch. Daarbij zijn deze ecologische platen een goede ondergrond voor pleisterwerk. De eenvoudig te verwerken platen worden op een regelwerk of rechtstreeks op het oppervlak bevestigd.

 
Relevante toepassingen: geluidisolatie, brandwering. 

 
Hennep
De grondstof Hennep is een veelzijdig en vernieuwbaar gewas. Hennep groeit tot bijna 4 meter hoogte in 100 tot 120 dagen en groeit op alle types grond. Hennep zuivert de lucht door grote hoeveelheden CO2 om te zetten tijdens de groei. Het natuurproduct is vrij van schadelijke stoffen. Deze natuurlijke isolatie reguleert de vochtbalans van de constructie en het binnenklimaat. Hennepteelt vraagt weinig kunstmest of bestrijdingsmiddel.

 
Relevante toepassingen: thermische dakisolatie, vloerisolatie en gevelisolatie in nieuwbouw of bestaande bouw.

 
Vlas
Vlasdekens lenen zich vooral goed voor isolatie in de holle bouwdelen tussen balken. Vlas kan 20 procent van het eigen gewicht aan vocht opnemen en weer afgeven, wat het binnenklimaat ten goede komt. Het niet-giftige ammoniumsulfaat zorgt voor brandwerendheid en schimmelresistentie. Vlasteelt veel weinig kunstmest of bestrijdingsmiddel.

 
 
 
Katoen
Maar de helft van alle ingezamelde kleding kan als kleding hergebruikt worden. De rest verdwijnt veelal op de afvalberg. Gelukkig wordt de kleding tegenwoordig steeds vaker gebruikt voor de productie van isolatiemateriaal. De tweedehands kleding wordt ingezameld en gesorteerd en vervolgens met een bindend vezel van polyester (omdat de kleine vezels van de oude kleding dat niet doen) verhit tot 100 graden waardoor het materiaal samen wordt gesmolten tot een isolatiedeken. Dat betekent wel dat het isolatiemateriaal van niet-biologische katoen is gemaakt.

Relevante toepassingen: thermische dakisolatie, vloerisolatie, gevelisolatie.

 
Wol
Schapenwol is een optimaal isolatiemateriaal. Naast thermische isolerend is het ook vocht- en dampregulerend, brandwerend en zelfdovend. Schapenwolisolatie kan voor 100% uit de dierlijke vezel bestaan, maar ook voor 10 tot 15% uit smeltvezels en borax.  Van schapenwolisolatie wordt de isolatiewaarde nauwelijks beïnvloedt door een wisselende relatieve luchtvochtigheid.

 
Relevante toepassingen: thermische dakisolatie, vloerisolatie, gevelisolatie.

 
Schelpen
De winning van (fossiele) schelpen is in principe duurzaam omdat de voorraad steeds opnieuw wordt aangevuld. Voor het transport is echter veel energie nodig. Met een laag schelpen verbeter je het klimaat in kruipruimtes, vooral door het positieve effect op de vochthuishouding. Schelpen trekken geen vocht aan en ook vindt er in een schelpenlaag geen capillaire opstijging plaats.

 
Relevante toepassingen: thermische isolatie in natte kruipruimten.

 
Kleikorrels
Korrels van gebakken klei hebben een vergelijkbaar effect op de water- en warmtehuishouding in kruipruimten als schelpen. kleikorrels zijn echter poreus waardoor de thermische eigenschappen beter zijn. De capillaire opstijging van water in de laag poreuze korrels blijft beperkt tot 22 millimeter als ze in het water liggen en tot slechts 16 millimeter vanaf een 'natte' ondergrond. Door het gebruik van kleikorrels wordt de kruipruimte warmer en droger. Hierdoor wordt de relatieve vochtigheid lager en neemt de kans op condensvorming af.

 
Relevante toepassingen: thermische isolatie in natte kruipruimten, vloerisolatie, dakisolatie.

 
Perlietplaten
De grondstof is voor deze platen is perliet, een vulkanisch gesteente. Het wordt tijdens de productie tot korrels vermalen, door verhitting geëxpandeerd het gebonden water. Er vormen zich nu witte korrels van enkele millimeters groot. Voor platen worden de korrels vervolgens gemengd met glaswol en cellulosevezels (afkomstig van oud papier) verwerkt tot vochtige platen. De in een droogtunnel gedroogde platen worden vervolgens verzaagd. Om de platen ongevoeliger te maken voor vocht, vervangen minerale vezels steeds vaker de cellulose.

 
Relevante toepassingen: thermische isolatie, brandwering.

 
Bovenstaande waarden omvatten per isolatiesoort een breed scala producten van verschillende leveranciers.

 
Over de exacte λ-waarde van een specifiek isolatiemateriaal van een leverancier zijn zij bereid u de waarde van het product te geven dat u in berekeningen aan moet houden.

 
De λ-waarden van katoen en schelpen zijn bij de redactie niet bekend. Heeft u meer informatie?
Schroom dan niet om ons te benaderen op redactieNBD@sdu.nl.

Isolatieplaat combineert isolatie met maximale ontwerpvrijheid
De isolatieplaten scoren uitstekend op gebied van Duurzaam Bouwen en een Rc-waarde van 5,0 is geen probleem
 
 
NBD Themanieuwsbrief Isolatie
Verschillende leveranciers tonen hier de nieuwste product- en systeemontwikkelingen op het gebied van isolatie. 

W
Warmtedoorgangscoëfficiënt: U-waarde, of de K-waarde in België, is de hoeveelheid warmte die door een constructie heen gaat bij 1 graad temperatuurverschil, in W/m²·K.
 
 
Warmtegeleidingscoëfficiënt: de warmtedoorlaat per graad temperatuurverschil van 1 meter dik materiaal, W/m·K.

 
Warmteovergangsweerstand: stilstaande luchtlaagjes die zich aan het binnen- en buitenoppervlak van de constructie vastkleven en bij de warmteoverdracht weerstand bieden.

 
Warmteweerstand: de hoeveelheid warmte die doorgelaten wordt, hangt af van de totale warmteweerstand van de gehele constructie, Rc genoemd in m²·K/W.