Naar de inhoud springen

U-waarde berekenen volgens DIN EN ISO 6946: rekenmethode en foutbronnen

6 min. leestijd

De U-waarde is het omgekeerde van de warmtedoorgangsweerstand. De methode staat in DIN EN ISO 6946, uitgave 2018-03, “Bauteile – Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient – Berechnungsverfahren” (bouwdelen – warmteweerstand en warmtedoorgangscoëfficiënt – rekenmethode). De uitgave vervangt die van 2008-04 en is gecorrigeerd door correctieblad 1 van 2023-04. De berekening zelf is kort; de fouten ontstaan bij de invoerwaarden, en bij bestaande bouw wegen ze bijzonder zwaar, omdat opbouw en toestand van de lagen daar zelden zijn gedocumenteerd.

De rekenmethode in drie stappen

  1. Laagweerstand: R = d / λ, dus laagdikte in meters gedeeld door de warmtegeleidbaarheid in W/(m·K).
  2. Totale weerstand: RT = Rsi + R1 + R2 + … + Rse, dus de som van de laagweerstanden plus de twee warmteovergangsweerstanden binnen en buiten.
  3. U-waarde: U = 1 / RT in W/(m²·K).

De overgangsweerstanden berekent men niet, men haalt ze uit de tabellen van de norm. Ze verschillen alleen door de ligging van het bouwdeel en laten zich noch door materiaalkeuze noch door bouwdeeldikte beïnvloeden. Voor een buitenwand rekent het Fraunhofer IBP in een publicatie van 2022 met Rsi = 0,13 en Rse = 0,04 m²K/W en noemt dat de momenteel gangbare berekening.

Rekenvoorbeeld: enkelschalige wand, ongeïsoleerd en geïsoleerd

De warmtegeleidbaarheden zijn aannames voor dit voorbeeld; in het project gelden de rekenwaarden uit de norm of de productdocumentatie.

Laag d [m] λ [W/(m·K)] R [m²K/W]
Overgang binnen (Rsi) – – 0,13
Binnenpleister 0,015 0,70 0,021
Metselwerk 0,365 0,40 0,913
Buitenpleister 0,020 0,87 0,023
Overgang buiten (Rse) – – 0,04
Som RT 1,127

Hieruit volgt U = 1 / 1,127 ≈ 0,89 W/(m²·K). Komt er aan de buitenkant 12 cm isolatiemateriaal met λ = 0,035 W/(m·K) bij, dan stijgt de weerstand met 0,12 / 0,035 = 3,43 m²K/W. Dan is RT = 4,555 m²K/W en U ≈ 0,22 W/(m²·K).

Variant met geventileerde gevel: de voorgehangen bekleding staat achter een sterk geventileerde luchtlaag en blijft buiten beschouwing, de buitenpleister vervalt, en voor Rse geldt de waarde van Rsi. Dan is RT = 0,13 + 0,021 + 0,913 + 3,429 + 0,13 = 4,623 m²K/W en U ≈ 0,22 W/(m²·K). Het resultaat ligt hier vrijwel gelijk, omdat de isolatie de opbouw domineert; bij dunnere of ontbrekende isolatie zou het verschil groter zijn.

Wat het getal betekent: de U-waarde beschrijft de warmtestroom die per vierkante meter bouwdeeloppervlak en per kelvin temperatuurverschil door het bouwdeel stroomt. Bij 100 m² wandoppervlak en 20 K verschil zou dat in het ongeïsoleerde voorbeeld ongeveer 1.770 W zijn, in het geïsoleerde ongeveer 440 W. Dat is een momentopname onder stationaire aannames en geen jaarbalans.

Omgekeerd kan de benodigde isolatiedikte voor een streefwaarde worden bepaald: d = (1/Unieuw − 1/Uaanwezig) · λ. Voor Unieuw = 0,24 W/(m²·K) levert dat (4,167 − 1,127) · 0,035 ≈ 0,106 m op. De formule veronderstelt homogene lagen; correcties voor pluggen en andere invloeden komen erbij.

De waarde 0,24 is de maximumwaarde die bijlage 7 van de Gebäudemodernisierungsgesetz (GModG, Duitse wet op de modernisering van gebouwen) noemt voor buitenwanden van woongebouwen wanneer isolatielagen aan de buitenzijde van een bestaande wand worden aangebracht. Wanneer deze eis geldt en welke uitzonderingen er zijn, staat in het artikel GEG heet nu GModG.

Typische foutbronnen

  • Verkeerde binnenweerstand: De schimmeltoets rekent bij koudebruggen met Rsi = 0,25 in plaats van 0,13 m²K/W. Wie de waarde in de U-waardeberekening overneemt, onderschat de U-waarde: in het voorbeeld 0,80 in plaats van 0,89 W/(m²·K) ongeïsoleerd, 0,21 in plaats van 0,22 geïsoleerd. Waarom de schimmeltoets de hogere waarde hanteert, legt het artikel over het schimmelcriterium uit.
  • Geventileerde gevel: Bij een sterk geventileerde luchtlaag vervallen de weerstand van de luchtlaag en van alle lagen buiten haar; voor Rse geldt de waarde van Rsi van hetzelfde bouwdeel. Zo vat de BAFA-lijst van de technische FAQ bij de BEG (versie 5.0, 03/2023) het samen. Bepalend is steeds de actuele versie.
  • Nominale waarde in plaats van rekenwaarde: De methode berust op rekenwaarden van de warmtegeleidbaarheid. De warmtegeleidbaarheid hangt bovendien af van het vocht; een doorvochtigd bestaand bouwmateriaal heeft een andere waarde dan de tabelwaarde.
  • Inhomogene lagen: Houten sporen naast een geïsoleerd vak of bevestigingen van metaal vereisen de benaderingsmethode van de norm. De correctiefactor in bijlage F dekt metalen bevestigingen; andere gevallen waarin metaal de isolatie overbrugt, liggen buiten de norm.
  • Verkeerd toepassingsgebied: Ramen, vliesgevels en bouwdelen met warmte-uitwisseling met de bouwgrond zijn uitgezonderd.
  • Koudebruggen in de U-waarde verwachten: Ze zitten er niet in. Ze worden in de balans via een toeslag op het gehele schiloppervlak meegenomen.
  • Eenheden: Diktes in centimeters of millimeters invoeren, warmtegeleidbaarheid in W/(m·K): de fout is een factor 100 of 1000 en valt alleen op als het resultaat onplausibel is.
  • Te vroeg afronden: Laagweerstanden pas aan het einde afronden. Wie elke tussenwaarde op één decimaal afrondt, vervalst juist de ongeïsoleerde wand: in het voorbeeld zou de U-waarde dan 1,0 in plaats van 0,89 W/(m²·K) bedragen.

Bestaande bouw: de opbouw is de grootste onbekende

Bij bestaande wanden is de rekenformule zelden het probleem, maar wel de vraag wat er in de wand zit. De Gebäudemodernisierungsgesetz staat in § 38 lid 4 voor de energetische beoordeling van bestaande gebouwen toe om bij ontbrekende kengetallen gevalideerde ervaringswaarden voor bouwdelen van vergelijkbare leeftijdsklassen te gebruiken. Dat is een vereenvoudiging voor de balans, geen vervanging voor kennis van laagdiktes en toestand.

Een rekenvoorbeeld als het bovenstaande toont de rekenmethode, maar vervangt geen toetsing. De uitspraakkracht ervan is zo groot als de aannames over dikte, warmtegeleidbaarheid en vochttoestand van de aanwezige lagen.

Bronnen

Verder lezen

Meer praktijkkennis uit hetzelfde thema.