Het toepassen van kennis van de wetenschap achter gebouwen maakt een fundamenteel verschil in hun energie-efficiëntie, duurzaamheid, comfort én veiligheid.
In 1980 had Joe Lstiburek zijn ouders kunnen doden. Letterlijk.
Destijds was hij een jonge Canadese ingenieur met een obsessie voor energie-efficiëntie. Dus toen er overheidssubsidies beschikbaar kwamen om huiseigenaren te helpen hun woning te isoleren en over te stappen op gasapparatuur, overtuigde Lstiburek zijn ouders om er vol voor te gaan. Ze dichtten hun huis af, vervingen de oliekachel en noemden het vooruitgang.
Maar luchtdichte huizen ademen niet. Vocht stapelde zich op en apparatuur ventileerde slecht. En koolmonoxide eiste bijna het leven van de oudere Lstibureks.
Dat was wijsheid die hun zoon, een gepromoveerd professioneel ingenieur, ASHRAE Fellow en directeur bij Building Science.com, op de harde manier verwierf. Maar zoals hij zei: “Domme dingen doen” is misschien wel het geheim achter zijn indrukwekkende carrière als bouwfysicus. Nu, decennia later, is Lstiburek een van de meest gerespecteerde namen in het vakgebied—en de lessen uit die bijna-tragedie zijn nog altijd even relevant.
Hier is de vertaling van de tekst:
Wat is Bouwfysica?
Bouwfysica bestudeert hoe lucht, warmte en water zich door constructies bewegen om “het fysieke gedrag van het gebouw als een systeem en de impact hiervan op energie-efficiëntie, duurzaamheid, comfort en de binnenluchtkwaliteit” te begrijpen, volgens de Whole Building Design Guide.
Maar Lstiburek vat het beknopter samen: “Bouwfysica is de natuurkunde en praktijk van milieu-scheiding—het buiten houden van buiten en het binnen houden van binnen.” In de afgelopen eeuw was de structurele integriteit van Amerikaanse gebouwen uitstekend, zei hij. En de branden van Chicago en Boston in de jaren 1870 veranderden de Amerikaanse brandcodes voorgoed, met de nadruk op onbrandbare materialen zoals baksteen en steen.
De kwesties die moesten worden aangepakt, waren water, warmte en vocht, de boosdoeners die verantwoordelijk zijn voor rot, corrosie en schimmel.
De Perfecte Muur—en waarom de meeste gebouwen die niet hebben
“De meeste schade die aan een constructie ontstaat—uitzetting, krimp, corrosie, bederf en ultraviolette straling—zijn functies van temperatuur,” aldus Lstiburek.
Om de vernietiging te stoppen, wijst Lstiburek op de perfecte milieu-scheiding: een vierlaags systeem dat elk gebouw zou moeten hebben. “De perfecte muur heeft water-, lucht- en dampregulerende lagen direct op de constructie en een thermische controlerende laag daar buitenom.”
Draai de perfecte muur op zijn kant en je krijgt het perfecte dak. Draai hem nogmaals en je hebt de perfecte vloerplaat. Maar hoewel de theorie eenvoudig is, maken moderne bouwmaterialen de zaken snel ingewikkeld.
“Zelfs het domste van de Drie Biggetjes …”
Vroeger werden huizen gemaakt van steen en hout. Als ze nat werden, droogden ze snel, dankzij wat Lstiburek de “massale energie-uitwisseling over de omhulling” noemt. Maar materialen zijn veranderd.
“Zelfs het domste van de drie biggetjes bouwde zijn huis niet van papier,” zei Lstiburek. “Maar wij bouwen met vochtgevoelige materialen en veranderen de energie-uitwisseling volledig.”
Gipskarton met een papieren buitenlaag heeft pleisterwerk vervangen en OSB heeft hout vervangen. Materialen zoals deze vangen vocht op in plaats van het af te stoten—en daar beginnen de echte problemen.
De Vijf Problemen die Niemand zag aankomen (tot het te laat was)
In zijn artikel Five Things beschrijft Lstiburek vijf bouwtrends sinds de jaren tachtig die gebouwen langzaam slechter maken:
- Verhoogde thermische weerstand die het droogpotentieel van de omhulling vermindert.
- Verminderde doorlaatbaarheid van de bekleding binnen en buiten de gebouwomhulling, waardoor het ademend vermogen enorm wordt verminderd, in combinatie met dichte isolatie tussen bekleding en ramen die waterinjectie toelaten.
- Water- en schimmelgevoeligheid van bouwmaterialen, wat rot en ongezonde omstandigheden veroorzaakt.
- Lager vermogen van gebouwomhullingen om vocht op te slaan en te herverdelen, wat ook rot en schimmel veroorzaakt.
- Complexe driedimensionale luchtstroomnetwerken die de gebouwomhulling koppelen aan de ademhalingszone van de bezette ruimte via het mechanische systeem.
Het probleem: deze problemen ontvouwen zich langzaam, soms tientallen jaren na de initiële bouw. Lstiburek zei dat deze problemen niet zullen verdwijnen—constructies zullen meer isolatie, ondoordringbare en schimmel- en vochtgevoelige materialen en holle ruimtes hebben die potentieel giftige luchtstroom toelaten. Dat brengt ons terug bij de mislukte renovatie van zijn ouderlijk huis.
De Dodelijke Isolatie- en Ovenvervangingsprogramma’s
In de jaren zeventig gaf het Canadese Woningisolatie Programma geld aan huiseigenaren om hun zolders te isoleren. Het Olie Substitutie Programma betaalde hen om hun oliekachels te vervangen door gas. Lstiburek moedigde zijn ouders aan zich voor beide aan te melden.
Maar het kitten en afdichten om de energie-efficiëntie te verhogen, resulteerde ook in het rotten van muren en zolders—en koolmonoxidevergiftiging toen nieuwe gasapparatuur niet adequaat naar buiten werd geventileerd.
Lstiburek herkende het risico gelukkig vroeg genoeg om ingrijpende aanpassingen aan hun huis te doen voordat het zijn ouders fataal werd. Anderen waren minder fortuinlijk en leden tragische en onnodige doden.
De Verenigde Staten als Bouwfysica Proefkonijn
In de afgelopen decennia is de tijd tussen slechte keuzes en gevolgen voor gebouwen en bewoners gekrompen van meer dan 20 jaar naar 5-10 jaar, volgens Lstiburek. Het resultaat: advocaten, verzekeraars en regelgevers raken eerder betrokken—en de AEC-gemeenschap wordt steeds vaker geconfronteerd met aansprakelijkheidskwesties.
“Waarom zouden we willen dat de advocaten ons bouwfysica leren?” vroeg Lstiburek.
Dat zouden we niet moeten willen. Gelukkig hebben architecten, ingenieurs en aannemers meer kansen dan ooit om bouwfysica te leren, vooral in de VS. Lstiburek zei dat hij gelooft dat het land de wereldleider is op het gebied van bouwfysica, deels omdat we bijna elke klimaatzone op aarde hebben. Dat maakt de Verenigde Staten de ultieme proeftuin voor wat werkt in de bouw—en wat niet.
“Ik wil niet dat andere landen de fouten maken die wij in Noord-Amerika hebben gemaakt,” zei Lstiburek. “Ik kijk ernaar uit dat de Verenigde Staten een leidende rol op zich nemen en de rest van de wereld helpen uit de problemen te blijven.”
Ten Eerste: Geen Schade Berokkenen
Lstiburek’s boodschap is direct: Energie-efficiëntie alleen is niet genoeg. Als je bouwfysica niet begrijpt, loop je het risico gebouwen te beschadigen en de mensen erin te doden of ziek te maken.
Hij probeert je niet bang te maken. Hij probeert je gewoon te behoeden om niet het volgende verhaal te worden.
