Ook:
warmteweerstand, thermische weerstand. De R-waarde geeft het warmte-isolerend
vermogen van een materiaallaag aan, vaak gebruikt
als isolerende waarde van dubbelglas, muren, vloeren, daken. De
R is de warmteweerstand van een
materiaallaag.
Met Rc wordt de totale R-waarde aangegeven van een constructie
(spouwmuur, combinatievloer, dubbelglas
e.d. incl. overgangsweerstanden; denk bij de R aan
Resistance (weerstand, verzet) en bij de c van Rc
aan het woord combinatie of constructie).
Berekening van de R-waarde is primair afhankelijk van de materialen waaruit de
te onderzoeken constructie bestaat.
De materiaalsoort wordt aangegeven door de λ-waarde (de warmtegeleidingscoëfficiënt).
Hoe hoger de warmtegeleidingscoëfficiënt hoe slechter de isolatie
(de warmte wordt immers beter geleid).
Om de warmteweerstand te bepalen wordt de materiaaldikte, in meter, gedeeld door de λ-waarde.
Hoe hoger de materiaaldikte, hoe beter de isolatie, een dubbel zo dikke laag
heeft proportioneel ook een dubbel zo goede warmteweerstand.
De
formule is R = d / λ waarbij:
R = warmteweerstand in m2 K / W
d = dikte van het materiaal in m λ = warmtegeleidingscoëfficiënt in W
/ m K; vaak wordt λreken genomen, d.w.z. de λ-waarde waarmee gerekend moet worden.
Overigens, de gebouwschil kan onderverdeeld worden in:
- dichte delen (gevels, dak, vloer e.d.); hiervoor is de Rc-waarde,
de warmteweerstand van dat constructiedeel, bepalend voor de
warmteverliezen [in (m2.K)/W]
- transparante delen (veelal glas van ramen en deuren);
hiervoor geldt de U-waarde
van dat glasdeel e.d., de warmtedoorgangscoëfficiënt [in W/(m2.K)]
- de overgang tussen bouwelementen (en grond en buitenlucht);
voor deze lijnvormige aansluitingen geldt dus de Psi-waarde(Ψ-waarde)[in W/(m.K)].
klik op de afbeeldingen hieronder voor meer info over de r-waarde (icedd):
voorbeeld berekening rc-waarde van een spouwmuur, geschikt voor
bijna-energieneutraal beng; klik voor groter!(kingspan rc-calculator):
extra isolatie is niet altijd economisch aantrekkelijk, situatie 2015
met de oude nen 7120 die is vervangen door nta 8800, maar de extra-winst
is nog steeds vrij gering (pdf
bouwen aan een goede schil):
Notaties van warmteweerstand zijn onder meer:
Rm = R materiaal (bij een pakket van materialen, bv. een spouwmuur,
zijn er verschillende Rm's)
Rc = R constructie (het pakket aan "materialen" dat de
warmte passeert, exclusief overgangsweerstanden aan buiten- en
binnenzijde van de constructie), d.w.z. Rm1 + Rm2 + Rm3 maar excl. Ri en Re
Rsi = Ri = R surface interior (de overgangsweerstand
van binnenlucht naar materiaal, ingaande warmtestroom, jaargemiddelde 0,13 m2K/W)
Rse = Re = R surface exterior (de overgangsweerstand van materiaal
naar buitenlucht, uitgaande warmtestroom, jaargemiddelde 0,04 m2K/W)
Rluchtspouw = meestal gesteld op 0,15 m2K/W (niet-geventileerde spouw 0,18 ipv
0,15); soms Rsp genoemd, of Rcav, van cavity
(spouw)
Rluchtspouw bij gebruik reflecterende folie op isolatie aan spouwzijde =
0,57 m2K/W (dus aanzienlijk meer dan de "standaard"-waarden
Rluchtspouw)
Rd = R declared (de warmteweerstand volgens de leverancier van het
materiaal).
Er
is sprake van een correctiefactorα (alpha) 0,05 omdat er altijd onvolkomenheden in de
constructie zijn.
Omdat er zoveel prietpraat is over Rc-waarden (exacte minimale waarden dus elk
honderste puntje telt mee) zijn er allerlei extra zaken aan de
berekening van de Rc toegevoegd, waaronder de correctiefactor voor
warmtestroming (convectie) en
onnauwkeurigheden in de uitvoering, en een onduidelijk geworden berekening.
De warmteweerstand van een constructieonderdeel (spouwmuur, vloer o.d.) is Rc en wordt
als volgt berekend:
Let wel: controle tijdens de uitvoering en na oplevering (luchtdichtheidstest) is zeer belangrijk. Het materiaal kan nog zo goed zijn
en de berekende Rc nog zo hoog, een slechte plaatsing van het isolatiemateriaal
en andere bouwfysisch slecht uitgevoerde onderdelen betekent zeer veel
warmteverlies, ongewenst vochttransport e.d. De luchtdichtheid
van de gebouwschil kan meewerken aan een goede isolatiewaarde. Hou er ook rekening mee dat de Rd-waarde van het
isolatiemateriaal hoger moet zijn dan verwacht, wanneer er ook materialen
in de constructie zitten die een lagere isolatiewaarde hebben (bijvoorbeeld: de
houten balken van een traditionale kapconstructie hebben een lagere Rd-waarde
dan het isolatiemateriaal tussen de balken).
In Nederland wordt in documentatie meestal de warmteweerstand R-waarde
gegeven (hoe hoger hoe meer isolerend; in België wordt vaak
de warmtedoorgangscoëfficiënt gebruikt, de thermische geleidbaarheid U;
voor de U-waarde geldt hoe lager hoe
meer isolerend).
Voor nieuwbouw gelden in Nederland door de nieuwe BENG-eisen de volgende
Rc-waarden:
locatie
Rc-waarde
(NTA 8800,
vanaf 1-1-2021)
[m2K/W]
vloer
>= 3,7
gevel
>= 4,7
dak
>= 6,3
De Rc-waarde van zeer energiezuinige woningen
(o.m. passiefhuizen)
kunnen zelfs boven
de 10 m2K/W uitkomen.
Een voorbeeld van de warmteweerstand Rc (R constructie) van een spouwmuur:
(a) metselwerk, dikte 0,10 m met λ = 1, geeft een R =
0,10 / 1 = 0,1 m2K/W
(b) lucht in spouw, standaardwaarde R = 0,15 m2K/W (c) isolatiemateriaal PIR, dikte 0,10 m met λ
= 0,023 geeft een R = 0,10
/ 0,023 = 4,3 m2K/W
(d)
metselwerk, zie (a), R = 0,1
m2K/W
Samen met een Re van 0,04 en een Ri van 0,13 wordt dit: 0,04 (Re) + 0,1 (a) + 0,15
(b) + 4,3 (c) +
0,1 (d) + 0,13 (Ri) = 4,8 m2K/W (voldoende wanneer de Rc minimaal 4,5 m2K/W moet
zijn).
De temperatuur van 20 graden Celsius is hier slechts een voorbeeld.
De pleisterlaag e.d. laten we soms buiten beschouwing; die R van 0,02 is niet significant
in het totaal van de Rc. Voorbeeld berekening
dikte van resol hardschuim spouwisolatie bij Rc = ca. 4,5 m2K/W.
Om energie te besparen komt de Rc-waarde van de bouwschil (vloeren, muren, dak)
soms al op 10 m2K/W (variant passiefhuis). Warmtedoorgangscoëfficiënt
Vaak wordt de term U-waarde
gebruikt, de warmtedoorgangscoëfficiënt, vooral bij isolatie door dubbelglas.
De U-waarde is de omgekeerde van de totale R-waarde:
U = 1/Rtotaal
(en R is daarmee 1/U).
In het voorbeeld is de U-waarde dus 1/2,52 = 0,40 W/m2K.
Volgens de normen vanaf 2015 moet voor bijvoorbeeld de gevel de R-waarde
minimaal 4,5 zijn (de U-waarde is daarmee maximaal 0,22 W/m2K).
Warmteverlies, warmtestroom
Het begrip warmteverlies of warmtestroom is afhankelijk
van het temperatuursverschil (delta T), de grootte van het oppervlak, de
tijdsduur dat er warmte stroomt en uiteraard de R-waarde van de constructie. In
formule wordt dit: Q = A * h * ΔT / R (uit Q = A
* h * ΔT * U, want R = 1/U).
Een zeer eenvoudig, fictief voorbeeld om uit het "warmteverlies" de R-waarde te
bepalen, waarbij 30 kWh verbruikt is in 24 uur, voor een oppervlakte van 280 m2,
terwijl het temperatuurverschil tussen de twee zijden van de isolerende laag
13 graden C is:
verbruikt (soort Q)
30 kWh
tijd (h)
24 uur
oppervlakte (A)
280 m2
temp. verschil (delta T)
13 graden K
R = (A * h * ΔT) / Q dus:
R = 280 * 24 * 13 / (30 * 1000) = 2,9 m2K/W
De waarden van Rsi en Rse in situaties waarbij de standaardwaarden niet
gewenst waren:
constructie onderdeel (en voorbeeld)
Rsi
Rse
Wand grenzend aan buitenlucht (spouwmuur)
0,13
0,04
Wand grenzend aan water of grond (kelderwand)
0,13
0
Vloer grenzend aan water of grond (keldervloer)
0,17
0
Binnenwanden (niet bij garages; warm-warm
verondersteld)
0,13
0,13
Vloeren boven buitenlucht, warmtestroming naar
beneden (uitkragend bouwwerk)
0,17
0,04
Vloeren boven onverwarmde ruimtes, warmtestroming naar beneden
(kruipruimte)
0,17
0,17
Vloeren boven onverwarmde ruimtes, warmtestroming omhoog
(dus vanuit de ruimte onder de onverwarmde ruimte????)
0,1
0,1
Verdiepingsvloeren tussen verwarmde bouwlagen
0,13
0,13
Daken met een hellingshoek van > 75 graden
0,13
0,04
Daken met een hellingshoek >= 0 graden en
<= 75 graden (hellende daken, platte daken, omkeerdaken)
0,1
0,04
Een andere mogelijkheid ("horizontaal" geldig voor een
warmtestroom die niet meer dan ca. 30 graden afwijkt van het horizontale vlak):
richting
warmtestroom
opwaarts
horizontaal
neerwaarts
Rsi
0,10
0,13
0,17
Rse
0,04
0,04
0,04
En in een afbeelding geplaatst:
voorbeeld met o.m. hellend dak, dakterras, onverwarmde ruimte op zolder,
onverwarmde garage; gevel is te zien als een helling van > 60 graden (klimapedia):
De correctiefactor
α
(alpha), voor inwendige convectie en/of uitvoeringsinvloeden, is als volgt te bepalen (met
nogal ver
doorgevoerde scherpslijperij in de derde situatie):
situatie
α
(1)
Indien het onderdeel isolatielaag bevat die aan weerszijden wordt begrensd door een luchtlaag van meer dan 5 mm dikte, tenzij er voorzieningen zijn getroffen om convectie te voorkomen.
1,0
(2)
In andere gevallen dan (1) én als isolatiemateriaal uitsluitend cellulair glas is toegepast
0
(3)
In andere gevallen dan (1) en
(2) én het onderdeel
wordt, afgezien van eventuele afwerklagen (waaronder buitenspouwbladen), onder geconditioneerde en beheerste
omstandigheden
vervaardigd