De U-waarde of de warmteoverdrachtscoëfficiënt van een component is de belangrijkste meetgrootheid voor zijn isolerende eigenschappen. Lees hier hoe het wordt berekend en wat het precies betekent.
De belangrijkste zaken in één oogopslag
Wat betekent de U-waarde?
De U-waarde geeft de hoeveelheid warmte aan die per tijdseenheid door één vierkante meter van een component gaat met een temperatuurverschil van 1 K. Het dient dus als meeteenheid om het warmteverlies van een component aan te geven.
Welke U-waarde is beter?
Hoe hoger de U-waarde, hoe slechter het isolerende effect. Dienovereenkomstig is een lage U-waarde een teken van een goed isolerend effect.
Hoe bereken je de U-waarde?
Voor homogene componenten uit één materiaal wordt de U-waarde berekend door de thermische geleidbaarheid λ te delen door de laagdikte.
Wat betekent de U-waarde?
De U-waarde, ook wel warmteoverdrachtscoëfficiënt of warmtedoorlaatbaarheid genoemd, geeft de uurlijkse warmtestroom door een component van de warme naar de koude zijde aan. Het beschrijft de hoeveelheid warmte die in één seconde van binnen naar buiten wordt getransporteerd door een component van één vierkante meter met een temperatuurverschil van één graad (1 K) Celsius. Hierdoor is het mogelijk om te bepalen welke isolatie-eigenschappen een onderdeel heeft.
Eigenlijk:Hoe lager de U-waarde, hoe beter het isolerende effect. Of omgekeerd: hoe hoger de U-waarde, hoe slechter het isolatie-effect. U kunt de U-waarde berekenen met een formule of online met een U-waardecalculator. De U-waarde wordt gegeven in watt per vierkante meter en Kelvin W / (m² · K). De volgende voorbeelden moeten u helpen om gevoel te krijgen voor de U-waarde - of voor goede en slechte isolatie-eigenschappen.
- Ramen met glasplaten: U-waarde van 5,2 W / (m² · K)
- Ramen met dubbele beglazing: U-waarde van 3,5 W / (m² · K)
- Ramen met thermische isolerende beglazing: U-waarde van 1,8 W / (m² · K)
- Ramen met moderne thermische isolerende beglazing: U-waarde van 1,4 W / (m² · K)
- Energiezuinige woningraam: U-waarde ≤ 1,2 W / (m² · K)
De U-waarde en de EnEV
De Energiebesparingsverordening EnEV definieert een maximale U-waarde voor alle onderdelen van een woning en bepaalt hoeveel warmte een woning mag verliezen. Het geldt voor alle renovatiemaatregelen, behalve dat uw huis een monumentaal pand is. Daarnaast geldt er een de minimis limiet (10 procent regel) voor kleiner werk, waardoor de eisen niet gelden als een onderdeel maar minimaal wordt gerenoveerd (bijvoorbeeld het repareren van scheuren).
Wilt u uw woning echter ingrijpend renoveren, bijvoorbeeld door de dakbedekking te vernieuwen, dan moet u zich houden aan de eisen van de EnEv. De waarden variëren afhankelijk van het type woning. In het passiefhuis kunnen de voorgeschreven maximumwaarden bijvoorbeeld bijna 70 procent lager zijn dan in een standaardhuis. Bij nieuwbouw of renovatie van een bestaand gebouw moet aan minimale U-waarde eisen worden voldaan.
Als de opgegeven U-waarden tijdens de bouw niet werden aangehouden, is er geen verplichting tot inbouw achteraf, behalve voor de bovenste verdieping. Zolang deze toegankelijk is en de onderliggende ruimtes verwarmbaar zijn, mag in woongebouwen een U-waarde van 0,24 W / (m² · K) voor het plafond op de bovenste verdieping niet worden overschreden. Het doel van de gestaag toenemende eisen aan de U-waarde is simpel gezegd: energiebesparing. Een huis dat zo goed mogelijk is afgesloten van externe klimatologische omstandigheden, d.w.z. een lage U-waarde, betekent dat er minder energie hoeft te worden gebruikt om Your-Best-Home.net warm te houden.
Goed om te weten: De U-waarden van de EnEV hoeven niet te worden nageleefd indien de componenten na 31 december 1983 gebouwd of vernieuwd zijn conform de energiebesparende regelgeving (thermische isolatie verordening).
"De U-waarde geeft niet volledig het energiegedrag van een huis weer", bekritiseren experts. Ze zijn ervan overtuigd dat huizen van bijvoorbeeld massief hout in de praktijk beduidend minder energie verbruiken dan de theoretische berekeningen van de warmteoverdrachtscoëfficiënt laten zien.
Welke U-waarden schrijft de EnEV voor?
Volgens de EnEv moeten de volgende U-waarden in acht worden genomen:
Buitenmuur: Voor de gevelisolatie geldt een maximale U-waarde van 0,24 W / (m²K).
Ramen: Als u uw vensters vervangt, is een maximale U-waarde van 1,30 W / (m²K) toegestaan. Als u alleen de ruiten vervangt, geldt een limiet van 1,10 W / (m²K) voor de nieuwe ruiten. De U-waarde grens voor dakramen is 1,40 W / (m²K). Tuindeuren met schuif- of vouwmechanisme mogen een U-waarde hebben van maximaal 1,6 W / m²K.
Dak: Voor een schuin dak geldt een maximale U-waarde van 0,24 W / (m²K) voor isolatie ( tussen-spantisolatie, onder-spantisolatie, boven-spantisolatie). Bij een plat dak (warm dak, koud dak of omgekeerd dak) is een U-waarde van 0,20 W / (m²K) toegestaan.
Plafond bovenverdieping: Voor beloopbare en niet beloopbare isolatie geldt een U-waarde van 0,24 W / (m²K).
Buitendeuren: Hier moet de U-waarde lager zijn dan 1,8 W / (m²K).
Kelderplafond, kelderwanden, kelderverdieping: Als u uw kelderplafond van boven of onder isoleert, geldt een U-waarde van 0,30 W / (m²K). Hetzelfde geldt ook voor isolatie van de keldermuur van binnen of van buiten (perimeterisolatie). Als je je keldervloer isoleert, moet je letten op een U-waarde van max. 0,50 W / (m²K).
Bereken de U-waarde
De volgende variabelen zijn betrokken bij de U-waarde:
- Warmte = thermische energie per tijdseenheid = fysieke hoeveelheid, vermogen met de eenheid W (watt)
- Oppervlakte = 1 vierkante meter (vierkante meter) oppervlakte van een onderdeel, bijvoorbeeld muur, plafond of dak
- Temperatuurverschil van 1 Kelvin tussen het binnen- en buitenoppervlak van een onderdeel, waarbij hier de luchttemperatuur wordt bedoeld en niet de temperatuur op het onderdeeloppervlak
- Kelvin is de maateenheid voor het temperatuurverschil; 1 Kelvin komt overeen met 1 graad Celsius
Bereken de U-waarde van homogene componenten
De belangrijkste doorslaggevende factor bij het berekenen van de U-waarde is de thermische geleidbaarheid van de gebruikte materialen. De berekening is vrij eenvoudig voor homogene componenten. U hoeft de thermische geleidbaarheid λ alleen te delen door de laagdikte.
Bereken de U-waarde van meerlaagse componenten
Het is ingewikkelder met meerlaagse componenten. In dit geval berekent u de U-waarden van de afzonderlijke lagen, neemt u het omgekeerde ervan, voegt u de wederzijdse waarden toe en neemt u het omgekeerde van het totaal.
De U-waarde als onderzoeksobject
Een grootschalige brandtest met houten constructie-elementen stimuleerde het onderzoek: van de 1.210 graden Celsius in het testgebouw was slechts 9,5 graden de massieve houten muur gepasseerd - bijna alle brandenergie werd opgeslagen in de muur, die slechts tien centimeter dik was. Dit opmerkelijke vermogen om warmte op te slaan, verdient nader onderzoek.
De fabrikant liet de U-waarde van de massief houten constructie-elementen opmeten in een "geregelde verwarmingskast" volgens de Europese norm EN ISO 8990. Testinstituten stellen een computergestuurde 'hot box' ter beschikking die op basis van het warmtetransport de warmteoverdrachtscoëfficiënt meet.
Constante warmtestroom in het laboratorium
De respectievelijke testcomponent werd tussen twee laboratoriumruimten geïnstalleerd - in dit geval een massief houten element van 208 millimeter dik en een vierkante meter groot. Een meetkamer werd permanent verwarmd tot 20 graden Celsius, de tweede kamer werd afgekoeld tot ongeveer nul graden. Zo stroomde er een warmtestroom van de warme kant door de testcomponent naar de koude kant. Verwarmings- en ventilatieapparaten hielden de warmtestroom continu vast - de U-waarde en geleiding werden berekend op basis van de dichtheid, de luchttemperaturen in de verwarmingskamer en de oppervlaktetemperaturen van het testonderdeel. Normen stellen de voorwaarden: De U-waarde mag alleen worden berekend als de warmtestroom door het onderdeel constant is - ingenieurs spreken van een "stationaire toestand".
Temperatuurverandering buitenshuis
De ingenieurs registreerden wanneer de stabiele toestand was bereikt. Zo kon getest worden hoe snel de massief houten wand warmte naar buiten verliest. Op de eerste testdag kon bijna geen warmtestroom worden gemeten - pas na 140 uur, dus na ongeveer zes dagen, werd een redelijk constante warmtestroom bepaald. Pas nu kon de U-waarde worden berekend. Tot nu toe was de vuistregel voor eigenaren van gebouwen: hoe lager de U-waarde, hoe goedkoper de verwarmingskosten. "Te kort gedacht", waarschuwen houtprofessionals echter, "de conventionele berekening van de warmteoverdrachtscoëfficiënt in het laboratorium negeert de warmteopslag en de tijdsfactor, evenals de zonne-energiewinst die een huis buitenshuis behaalt."
Kritiek op de U-waarde
De conventionele regels en voorschriften voor het berekenen van de warmtebelasting gaan ervan uit dat de gebouwschil zich in een stabiele toestand bevindt, d.w.z. een constante warmtestroom. In tegenstelling tot testonderdelen in het laboratorium gebruikt een gebouw echter de zon. Bij de berekening van de U-waarde wordt echter geen rekening gehouden met de zonne-energiewinst uit de buitenmuren en het dak. Geavanceerde rekenmodellen bevatten bijvoorbeeld de richting waarin een muur wijst en geven de zogenaamde effectieve U-waarde aan. Zo kan aan de zuidkant de buitenzijde van een massief houten wand door absorptie van zonnestraling zodanig opwarmen dat deze geen warmte meer verliest naar buiten en als een natuurlijke buffer fungeert. De U-waarde moet daarom kritisch worden bekeken.
Houd rekening met energiegedrag en lokale omstandigheden
Veel beurzen en ondersteuning zijn afhankelijk van de U-waarde, erkennen experts. In gebouwen met houten constructie-elementen verbruiken de bewoners in veel gevallen beduidend minder energie dan conventionele berekeningen laten zien. Vandaar ons advies aan bouwers en architecten: laat ons u referentieobjecten van het houtbouwbedrijf of timmerman laten zien en praat met de bewoners. Hierdoor krijgt u een meer realistisch beeld van het berekende en werkelijke verbruik.
