ψ-waarden (spreek uit psi-waarden) maken het warmteverlies door lineaire thermische bruggen inzichtelijk. Oftewel, de warmte die verloren gaat door ‘koudebruggen’ in bouwkundige detailaansluitingen. Het gebruik van ψ-waarden in uw energieprestatieberekening resulteert erin dat u minder risico’s loopt op het overschrijden van de BENG-eisen en dat u veel geld bespaart op de bouw- en installatietechnieken. In deze blog leggen wij u uit wat ψ-waarden zijn en wat het gebruik ervan oplevert.
Wat zijn ψ-waarden?
Zoals aangegeven maken ψ-waarden de warmteverliezen door detailaansluitingen inzichtelijk. Naast de Rc- en U-waarden, vormen de ψ-waarden de derde factor die invloed heeft op de isolatiekwaliteit van de thermische schil. ψ-waarden komen voor bij alle aansluitingen waar de thermische schil wordt onderbroken en/of op plekken waar de isolatielaag ‘de hoek omgaat’. Denk hierbij aan funderingsdetails, kozijnaansluitingen, dakgootaansluitingen, nokaansluitingen en hoekdetails van de gevel.
Hoe wordt een ψ-waarden berekend?
ψ-waarden worden berekend door bouwfysisch adviseurs met specialistische software op basis van de ‘eindige-elementenmethode’. Voordat een berekening kan worden gemaakt, dient het bouwdetail eerst te worden geschematiseerd volgens de voorwaarden uit de geldende normen NTA 8800 en NEN-EN-ISO 10211. Ook moeten de isolerende eigenschappen van de bouwmaterialen worden toegekend volgens de waarden uit de NTA 8800, NEN-EN 12524 en/of de DoP-verklaring van de fabrikant.
Vervolgens dienen de oppervlaktetemperaturen en de overgangsweerstanden aan het detail te worden toegekend. Ook deze voorwaarden staan beschreven in de NTA 8800. Voor een eenvoudig hoekdetail, zoals weergegeven op onderstaande afbeelding, gelden de volgende waarden:
- Binnentemperatuur = 20 °C
- Overgangsweerstand binnenzijde (Rsi) = 0,13 (m²·K)/W
- Buitentemperatuur = 0 °C
- Overgangsweerstand buitenzijde (Rse) = 0,04 (m²·K)/W
Als aan de bovenstaande voorwaarden is voldaan, kan het warmteverlies door het bouwdetail worden berekend. Het totale warmteverlies van het hoekdetail is 0,450 W/(m*K). Om tot de ψ-waarde te komen moeten we de U-waarde van de kop- en langsgevel van het totale warmteverlies afhalen. Beide U-waarden bedragen 0,200 W/(m²·K). Hierdoor komen we tot het lineaire warmteverlies door het hoekdetail van:
ψ = 0,450 – 0,200 – 0,200 = 0,050 W/(m*K)
Hierbij is het van belang om te weten dat de U-waarde wordt verkregen vanuit de Rc-waarde met de volgende formule:
U = 1/(Rc+Rsi+Rse)
Hoe neem je de invloed van ψ-waarden op in de BENG-berekening?
Voor de opname van lineaire thermische bruggen in de BENG-berekening omschrijven NTA 8800 en ISSO 82.1 de volgende methoden:
- Forfaitaire methode volgens paragraaf 8.2.1 van NTA 8800. De forfaitaire verrekening van lineaire thermische bruggen mag je alleen toepassen als je dit voor het gehele gebouw doet;
- Methode waarbij voor de bepaling van de ψ-waarde waarbij je gebruik maakt van de waarde gegeven in paragraaf I.1 van de NTA 8800;
- Methode waarbij je voor de bepaling van de ψ-waarde gebruik maakt van numeriek berekende referentiedetails, mits deze volgens de NTA 8800 berekend zijn. Als de werkelijke detaillering een kleine afwijking heeft, moet je voor de zekerheid een toeslag van 25% toepassen.
- Methode waarbij je voor de bepaling van de ψ-waarde gebruik maakt van de numerieke methode zoals deze is beschreven in paragraaf 8.2.3.1 van de NTA 8800.
De eerste methode geeft ongunstige resultaten. Dit komt door de forfaitaire toeslag voor verrekening van de lineaire thermische bruggen. Deze toeslag kan worden gezien als ‘straftoeslag’ op de U-waarden van de uitwendige scheidingsconstructies als gevolg van het niet opgeven van de ψ-waarden. Voor vrijwel alle uitwendige scheidingsconstructies in nieuwbouwwoningen bedraagt de toeslag (Ufor) 0,1 W/(m²·K). Deze straftoeslag is fors. Rekenen we namelijk de effecten om naar Rc-waarden, dan komen we uit op:
Rc-werkelijk = 4,7 → U 0,205 + ΔUfor 0,1 = U 0,305 = Rc-reken 3,1 (m²·K)/W
Rc-werkelijk = 6,3 → U 0,154 + ΔUfor 0,1 = 0,254 = Rc-reken 3,7 (m²·K)/W
Rc-werkelijk = 10,0 → U 0,099 + ΔUfor 0,1 = 0,199 = Rc-reken 4,8 (m²·K)/W
Zeker bij hoge Rc-waarden leidt de straftoeslag tot een forse reductie van de rekenwaarden. Bij een Rc-waarde van 10,0 (m²·K)/W leidt de toeslag zelfs tot een halvering van de rekenwaarde. Kortom, des te hoger de Rc-waarde van de uitwendige scheidingsconstructie, des te meer loont het om de ψ-waarden te bepalen.
Bij gebruik van methode 2, 3 en 4 geldt deze straftoeslag niet. In plaats daarvan worden de energieverliezen door de aansluitdetails in rekening gebracht. Ook tussen deze drie methoden zitten grote verschillen. Kijken we bijvoorbeeld naar de basiswaarde van het hoekdetail, dan geeft NTA 8800 (methode 2) een ψ-waarde op van 0,14 W/(m*K). Terwijl de door ons nauwkeurig berekende ψ-waarde (0,050 W/(m*K)) bijna 3x zo laag is.
Bovendien bevat NTA 8800 een beperkte hoeveelheid ψ-waarden. Indien details niet zijn opgenomen in de NTA 8800, dan moet worden teruggevallen op de (zeer ongunstige basiswaarde) van 0,500 W/(m*K). Dit komt regelmatig voor. Zo ontbreken in NTA 8800 waardes voor de aansluiting tussen kozijn en dak van een dakkapel, voor de knik in mansardedaken en voor diverse andere aansluitingen.
Om zeker te zijn van realistische ψ-waarden rekenen wij de details van alle projecten met de Wkb-woning nauwkeurig door volgens methode 4. Dit zorgt voor een lager risico en voor lagere bouw- en installatiekosten. Bij de Wkb-woning Modulair hebben wij reeds een grote serie basisdetails doorgerekend die wij (her)gebruiken bij projecten (methode 3).
Hoe groot is de invloed van ψ-waarden op de BENG-berekening?
Om de invloed van methode 1 (forfaitair), 2 (NTA 8800) en 3-4 (nauwkeurig berekende ψ-waarden) inzichtelijk te maken, hebben we de energieprestatie van onderstaande woning (hoekwoning) doorgerekend.
Hierbij zien we dat bij gebruik van de forfaitaire methode (methode 1) niet wordt voldaan aan de eis van BENG 1 en 2. Om wel aan de eisen te voldoen moeten extra bouwkundige en installatietechnische maatregelen worden genomen. Bijvoorbeeld kozijnen met triple glas in plaats van HR++-glas (BENG 1) en minimaal 1 extra PV-paneel (BENG 2).
Bij gebruik van methode 2 wordt net voldaan aan de eis voor BENG 1, maar wordt niet voldaan aan de eis voor BENG 2. Bij gebruik van deze methode is hoe dan ook een extra PV-paneel nodig om te voldoen aan BENG 2. Bovendien zijn de marges voor het behalen van BENG 1 beperkt. Bij het toevoegen van een dakkapel en/of uitbouw wordt de BENG 1-eis overschreden, met alle risico’s en bijkomende (herstel)kosten van dien. Dit zien wij in de praktijk frequent voorkomen bij het toevoegen van kopersopties.
Bij gebruik van methode 3 en/of 4 wordt de eis voor BENG 1 ruimschoots gehaald. Hetzelfde geldt voor de eis voor BENG 2. Bij het toevoegen van kopersopties is er in dat geval geen risico op het overschrijden van de BENG 1-eis.
Samengevat
- ψ-waarden zorgen voor een realistischere berekening van de energieprestatie;
- Nauwkeurig berekende ψ-waarden beperkt het risico op het overschrijden van de BENG-eisen (vooral BENG 1) en mogelijke herstelkosten;
- Het gebruik van nauwkeurig berekende ψ-waarden resulteert in verlaging van de bouw- en installatiekosten;
- Voor het berekenen van ψ-waarden is specialistische kennis en software nodig (Develop Inc., de makers van de Wkb-woning beschikken over deze kennis en software);
- Kiest u voor de Wkb-woning dan beschikt u altijd over nauwkeurig berekende ψ-waarden en profiteert u van bovenstaande voordelen.