Variabele isolatie als oplossing voor te veel warmte in huizen
Met de steeds warmere zomers en de strengere isolatienormen voor zowel nieuwe als bestaande woningen is het vooral de vraag: hoe krijgen we de warmte uit onze huizen? Met alleen zonlicht tegenhouden of ventilatie-oplossingen kom je er niet altijd, zo dachten jonge ingenieurs van adviesbureau Peutz. In het kader van de Doe&Durf competitie van jongNLingenieurs, de jongerenvereniging binnen Koninklijke NLingenieurs, bedachten zij een even simpel als doeltreffend concept: VariaTherm, oftewel variabele isolatie. Namens het Peutz-team legt ir. Charlotte Rosenkötter uit hoe dit concept in elkaar steekt.
Door Harmen Weijer
Het idee voor het concept begon bij de gedachte aan het zogeheten hitte eiland-effect, dit effect zorgt ervoor dat het stedelijk gebied in de zomer vaak vele graden warmer is dan in het omliggende gebied. Het temperatuurverschil kan oplopen tot 6 graden Celsius, vertelt Rosenkötter. “De afgelopen jaren zijn huizen beter geïsoleerd en luchtdicht gemaakt om energie te besparen. Een goed geïsoleerde woning zorgt ervoor dat de warmte in de winter in huis blijft. Echter, een goed geïsoleerde woning zorgt in de zomer ervoor dat de warmte onaangenaam lang in het huis blijft hangen”.
‘Jasje aan, jasje uit’
Door klimaatverandering krijgen we steeds vaker te maken met extreem warme zomers en een té warm huis kan hittestress veroorzaken. Rosenkötter: “Voor deze competitie wilden we hiervoor een oplossing verzinnen. We dachten bijvoorbeeld aan meer huizen wit verven, maar dat heeft nogal grote gevolgen voor de uitstraling van de steden of het huis te koelen met water langs de gevel. Toen dachten we eigenlijk aan onszelf: in de winter trekken we een jas aan met een donslaag om warm te blijven, en in de zomer trek je die jas uit of haal je de donslaag er uit. Kunnen we dat ook niet met huizen doen?”
Het team van Peutz, naast Rosenkötter bestaande uit Sanne Vega, Tim Goldsweer, Remy Ploeg en Bas Janson, ging met die gedachte aan de slag. De oplossing vonden ze in de spouwmuur. Door hier isolatie beweegbaar – variabel – te maken trekt de woning ‘een jasje aan’ of ‘een jasje uit’.
In het concept van het Jong Peutz-team is de isolatielaag in de spouw in segmenten opgedeeld van bijvoorbeeld 10 à 20 cm. In dichte toestand is dusdanig in elkaar geschoven dat er geen energielekken zijn.
Beweegbare isolatiesegmenten
Rosenkötter legt het VariaTherm-concept uit. “In ons concept bouwen we de isolatielaag in de spouw in segmenten van bijvoorbeeld 10 à 20 cm. Deze kunnen in een tetris-vorm in en uit elkaar geschoven worden. Onder in de gevel stroomt koude lucht naar binnen, en boven in de gevel gaat warme lucht uit de spouw naar buiten, zodat hier natuurlijke ventilatie kan ontstaan. Dat schuiven kan geheel automatisch worden gedaan door gebruik te maken van sensoren. Deze meten temperatuur binnen en buiten, maar ook de kans op neerslag en windsnelheden op de gevel. We denken er nu aan om de binnenste isolatielaag op het binnenspouwblad vast te zetten, en die aan de gevelzijde variabel te maken. Maar dat kan ook nog veranderen. Elk segment is voorzien van verticale pennen, die aan de boven- en onderkant langs een groef in de ophanging schuiven, met motorisch aangedreven tandwielen. Deze zetten die segmenten automatisch in beweging als er geventileerd moet worden. Onze gedachte is dat het systeem ook handmatig geregeld kan worden door de bewoner zelf. De segmenten in die tetris-vorm zorgen ervoor dat, ondanks de aanwezige kieren en naden, er in gesloten toestand geen energielekken zijn.”Daarnaast denkt het team dat in deze geopende stand insecten en geluid beter worden tegenhouden dan als je simpelweg het raam opzet. “En door het in de gevel te plaatsen kun je op een veel groter oppervlak dan alleen via de ramen de warmte verliezen.”
De isolatiesegmenten kunnen in een tetris-vorm in en uit elkaar geschoven worden, zodat hier natuurlijke ventilatie kan ontstaan. Onder in de gevel stroomt koude lucht naar binnen, en boven in de gevel gaat warme lucht uit de spouw naar buiten. Elk segment is voorzien van verticale pennen, die aan de boven- en onderkant langs een groef in de ophanging schuiven, met motorisch aangedreven tandwielen.
Doorrekenen
Het concept sloeg niet alleen aan op de Doe & Durf-wedstrijd 2019 van jongNLingenieurs, want hier won het team in december de eerste prijs ondanks stevige concurrentie. Ook zijn er naderhand veel reacties vanuit de markt gekomen. Rosenkötter: “Het is nog een concept, dus een vervolg stap zal zijn om er nog meer aan te rekenen, om te bepalen of het concept haalbaar is. Daarnaast moet meer duidelijk worden over het onderhoud, want doordat we aan de isolatielaag nu beweegbare delen toevoegen, vraagt dat wel om onderhoud. En dat werpt de vraag op hoe we dat weten te realiseren? Als we dat duidelijk hebben, zouden we graag met marktpartijen dit concept willen uittesten door een prototype te gaan maken.”
Potentie is er genoeg. “Het mooie van dit concept is dat het voor zowel nieuwbouw als bestaande bouw te gebruiken is”, aldus Rosenkötter.
