Wat gebeurt er écht in een biobased dak?

Om antwoorden te vinden op die vragen werken The Green Village en het Centre of Expertise MNEXT samen aan een praktijkonderzoek in het DreamHûs op The Green Village in Delft. Het onderzoek wordt uitgevoerd binnen het Interreg-project CASCO.

Van theorie naar praktijk

Binnen het onderzoek staat één vraag centraal: komen theoretische simulaties overeen met wat er daadwerkelijk in een gebouw gebeurt?

Afstudeerstudent Timon Houtman van Avans Hogeschool onderzoekt dit met behulp van WUFI, een simulatieprogramma waarmee de prestaties van isolatiematerialen over langere tijd kunnen worden berekend. Daarbij wordt rekening gehouden met invloeden van buitenaf, zoals regen, wind, temperatuur en luchtvochtigheid.

“Met WUFI kun je voorspellen wat een materiaal in theorie doet”, vertelt Timon. “Maar uiteindelijk wil je weten of die voorspelling ook echt klopt.”

Daarom is het dak van het DreamHûs voorzien van acht sensoren. Vier daarvan bevinden zich in de constructie zelf, twee aan de buitenzijde van het dak en twee aan de binnenzijde. De meetgegevens worden continu verzameld en geanalyseerd.

Onderzoek naar tarwestro en miscanthus

Het dak is opgesplitst in twee delen: één deel met tarwestro en een deel met miscanthus, beter bekend als olifantengras. Beide materialen worden onderzocht op isolatiewaarde en de reactie op verschillende weersomstandigheden. Het stro is ingeblazen door de partners uit de Stro-inblaascoalitie: een samenwerking die zich inzet voor de toepassing van ingeblazen stro als duurzaam isolatiemateriaal.

Vooraf was over miscanthus nog weinig bekend. “Voor tarwestro bestaat al meer onderzoek en zijn meer materiaaleigenschappen beschikbaar”, legt Timon uit. “Bij miscanthus ontbreken veel technische gegevens nog. Daardoor is het lastiger om betrouwbare simulaties te maken.”

Juist daarom is praktijkonderzoek belangrijk. Hoe meer data beschikbaar komt, hoe beter toekomstige ontwerpen kunnen worden doorgerekend zonder overal sensoren te hoeven plaatsen.

Warmte en vocht

Binnen het onderzoek worden twee belangrijke onderdelen gemeten: warmte en vocht.

De isolatiewaarde van een materiaal wordt onder andere bepaald door de hoeveelheid lucht die het materiaal vasthoudt. Zodra vocht die luchtkamers vult, neemt de isolerende werking af.

“Met meer water in de constructie isoleert het materiaal slechter”, vertelt Timon. “Daarnaast wil je voorkomen dat het vochtgehalte te hoog wordt, omdat dan risico’s ontstaan op schimmelvorming of aantasting van het materiaal.”

Uit de eerste resultaten blijkt dat de gemeten vochtwaarden binnen veilige marges blijven. De hoeveelheid vocht neemt toe richting de koudere periodes en daalt weer wanneer de temperaturen stijgen. Dat is normaal gedrag voor dit type constructies en komt overeen met de verwachtingen.

De sensoren aan de buitenzijde laten daarbij meer schommelingen zien dan de sensoren aan de binnenzijde van de constructie. Ook blijkt dat miscanthus gemiddeld iets vochtiger blijft dan tarwestro.

Klimaatfolie

Een opvallend onderdeel van het onderzoek is de toepassing van klimaatfolie. Deze folie reageert op de luchtvochtigheid in de constructie. In bepaalde omstandigheden laat de folie meer damp door en in andere situaties juist minder.

De verwachting is dat de folie vooral een rol gaat spelen wanneer de luchtvochtigheid in de constructie te hoog oploopt. Dat effect is in de huidige meetperiode nog niet volledig zichtbaar. “Daarom is het belangrijk dat het onderzoek doorloopt”, zegt Timon. “We missen nu nog een volledige seizoenscyclus.”

De onderzoekers verwachten minimaal twee jaar aan meetdata nodig te hebben om echt betrouwbare conclusies te kunnen trekken.

Verband tussen temperatuur en vocht

Een duidelijk zichtbaar resultaat is het verband tussen buitentemperatuur en vocht in de constructie. Wanneer de temperatuur buiten daalt, stijgt het vochtgehalte in het dak. In de zomer gebeurt juist het tegenovergestelde: hogere temperaturen zorgen ervoor dat vocht beter kan verdampen. Ook de simulaties in WUFI laten die trend zien.

“Wat in de winter aan vocht ophoopt, moet in de zomer weer kunnen uitdrogen”, aldus Timon. “Als dat niet gebeurt, ontstaat er een probleem in de constructie.”

Vooralsnog lijken de simulaties en de praktijkmetingen dezelfde richting op te gaan, al is er nog onvoldoende data beschikbaar om definitieve conclusies te trekken.

Voorlopige conclusie

Naast het huidige onderzoek wordt ook gewerkt aan nieuwe sensortechnologie die niet alleen vocht, maar ook isolatiewaarde en temperatuur nauwkeuriger kan meten. Daarmee hopen de onderzoekers de prestaties van biobased materialen nog beter inzichtelijk te maken.

De voorlopige conclusie? Zowel tarwestro als miscanthus laten potentie zien als biobased isolatiemateriaal. Op basis van de eerste resultaten lijkt tarwestro voorlopig iets beter te presteren, onder andere doordat het materiaal gemiddeld minder vocht bevat.

Eerst is meer data nodig om een volledige conclusie te kunnen trekken. Want juist door langdurig te meten, vergelijken en analyseren ontstaat inzicht in hoe biobased materialen zich écht gedragen als isolatiemateriaal.

Tekst: Hilde Venema