Roofs 2013-06-06 Dakbegroeiing als parasol

De bufferende werking van het in het substraat opgeslagen water zorgt ervoor dat temperatuurverschillen tussen de buitenlucht en de binnenlucht afnemen. Christoph Maria Ravesloot betoogt dat deze reductie voor koelenergie zou moeten worden meegenomen in koellastberekeningen.

Christoph Maria Ravesloot, Hogeschool Rotterdam

Vanwege de voortdurende verandering van hoeveelheid water en de voortdurende verandering in temperaturen in verschillende lagen van begroeide daken, is het niet mogelijk om de isolerende werking van een groendak vast te stellen. Onderzoekers van de Hogeschool Rotterdam hebben uit metingen en berekeningen vastgesteld dat in de meeste gevallen de isolerende werking van extensief begroeide daken te verwaarlozen is.

Dat geldt voor zowel winterse als zomerse omstandigheden. De metingen die in een onderzoek met elkaar vergeleken zijn, tonen vele verschillende omstandigheden met een grote dynamiek in isolerende werking. Slechts bij ongeïsoleerde daken met een R-waarde onder de 1,5 m2K / W kan extensieve dakbegroeiing in gemiddelde winterse omstandigheden bijdragen aan de isolerende werking van de totale constructie. Voor de zomer geldt eigenlijk hetzelfde. De omstandigheden in het substraat en in de vegetatielaag zijn dusdanig dynamisch, dat slechts in langdurig droge of natte omstandigheden enigszins betrouwbare waarden voor de bijdrage aan isolerende werking gevonden kunnen worden. Aangezien de meeste daken in Nederland minstens R-waarde 2,5 hebben, valt er weinig isolerende werking toe te voegen. Echter, bij zomerse omstandigheden werkt de dakbegroeiing wel als parasol en zou rekening gehouden moeten worden met een reductie op de temperatuurverschillen.

Wat betekent het voor de invoergegevens in koellastberekeningen als er extensieve begroeiing op een dak ligt of komt te liggen? Zit daar toch een voordeel aan, ook al mag dat in de u-waarde niet worden meegenomen? Het antwoord is ja. De meetgegevens geven aanleiding te veronderstellen dat ruimtes onder een dak met extensieve begroeiing minder warm worden in zomerse omstandigheden. Dat zou twee positieve effecten kunnen hebben:

1          Het vermogen van het geïnstalleerde koelsysteem kan kleiner zijn, omdat de opwarming niet zo groot zal zijn als voorheen;

2          Het verbruik van een geïnstalleerd koelsysteem zal kleiner zijn, omdat de koeling minder vaak en minder lang aan staat.

 

Afbeelding 1 toont de gevoeligheid van substraat en vegetatie van een extensief begroeid dak voor verschillende variabelen die de temperatuurdemping veroorzaken (Delemarre Somers 2012). De meest invloedrijke zijn de natheid van het substraat, de afkoeling door de vegetatie (Albedo beplanting) en de Leaf Area Index (LAI), een maat voor de hoeveelheid bladoppervlak ten opzichte van substraatoppervlak. De LAI is een maat voor de parasolwerking. Het Albedo effect is een soort natte parasolwerking, de natheid van het substraat representeert het natte deken effect.

Afbeelding 2 toont de gevoeligheid van substraat en vegetatie voor een extensief begroei dak bij nachtelijke afkoeling. Daarbij blijkt de invloed van het bladoppervlak invloedrijker te zijn dan van de natheid van het substraat (Delemarre Somers 2012).

Een natte deken

Bij de thermische werking van extensief begroeide daken is het, zo blijkt uit het onderzoek, belangrijk verschil te maken tussen de isolerende werking van een begroeid dak (alsof er een deken over de dakbedekking ligt) en de schaduwwerking (alsof er een parasol boven hangt). Als de deken nat is, zal er geen isolerende werking optreden, maar wel een verkoelende werking. Hoe warmer het is, hoe groter de verkoelende werking. Totdat het water op is. De thermische werking is in beide gevallen verschillend. Bij de deken geleidt de warmte, afhankelijk van de vochtigheid. Bij de natte deken is de verkoelende werking minder gebaseerd op geleiding, maar vooral op verdamping van het water.

Rekenen met koeling

Bij berekeningen voor verwarming van de ruimtes onder het dak kun je dus de isolerende werking, uitgedrukt in R-waarde of u-waarde, maar beter verwaarlozen. Uit onderzoek van de Hogeschool Rotterdam blijkt ook dat iedere bijdrage aan een lagere u-waarde sowieso wegvalt tegen de veel hogere u-waarde van de isolatielaag. Deze u-waarde speelt een te kleine rol in een EPC berekening. Een EPC berekening voor utiliteitsbouw of woningbouw zal ongevoelig zijn voor een bijdrage in isolatie van dakbegroeiing.

Ongeveer hetzelfde geldt voor berekening van de koellast van ruimtes onder een extensief begroeid dak. De totale isolerende werking zal in de berekening van warmtegeleiding geen rol spelen. Je kunt dus in een koellastberekening beter geen aanpassing doen voor de u-waarde als er een laag extensieve begroeiing op het dak ligt.

De thermische eigenschappen van een extensief begroeid dak kunnen op twee manieren worden meegenomen in een koellastberekening. Door de schaduwwerking van de natte deken van substraat en vegetatie en door de verdamping van water uit het substraat is er wel effect op het temperatuurverschil tussen binnen en buiten. Bij een zwart dak zonder begroeiing kunnen temperaturen in de zomer boven het dak oplopen tot rond de tachtig graden. Bij berekeningen zou dit verkoelend effect eventueel meegenomen kunnen worden in de aannames voor de buitentemperatuur op het dak.

Welnu, dat is niet eenvoudig, want het is niet altijd duidelijk waar en welke waardes in de berekening ingevoerd moeten worden. Berekeningen zijn geautomatiseerd in specifieke software of in een spreadsheet berekening. Praktisch gezien ligt het eigenlijk veel meer voor de hand om juist wel de u-waardes aan te passen. Een dergelijke aanpassing is voor de meeste rekenaars een geautomatiseerde handeling. Bij specifieke software kan niet zomaar een aanpassing gedaan worden. Bij spreadsheet berekeningen kan dat soms wel.

Secundaire effecten

Er zijn ook nog eens secundaire effecten. Als een koelinstallatie kleiner kan worden uitgevoerd, levert dat een lagere investering op en soms ook een hoger rendement, omdat het koelsysteem dichter bij een optimum kan draaien. Een ander aantoonbaar effect is dat bij minder hoge en minder vaak voorkomende overschrijding van binnentemperaturen, de arbeidsproductiviteit omhoog, en het ziekteverzuim omlaag gaat. Dat zijn interessante voordelen voor bedrijven. Er lijkt ook een verband zichtbaar tussen ziekteverzuim en het aantal uren dat een koelsysteem aan staat - hoewel dat sterk afhankelijk is van de staat van onderhoud van het koelsysteem en van het type koelinstallatie. Dit lijkt verband te houden met de uitdroging van het menselijk ademhalingssysteem als gevolg van kunstmatige koeling. Bij toepassing van een begroeid dak zou deze koeling minder in bedrijf zijn en zou daardoor het ziekteverzuim extra kunnen dalen. Uit praktijkonderzoek is ook gebleken dat de opbrengst van PV zonnepanelen in de zomer hoger is als de luchttemperatuur niet extreem oploopt. Dat betekent dat dakbegroeiing kan bijdragen aan een hogere stroomopbrengst van PV installaties boven de begroeiing.

Aanbeveling

Het is dus aan te bevelen om in een vroegtijdig stadium de invloed van een extensief begroeid dak mee te nemen in koellastberekeningen. Er kan niet worden volstaan met gemiddelde waardes of met het installeren van een koelsysteem op basis van kengetallen per vierkante meter. In de praktijk zal een bouwfysische of installatietechnisch adviseur met de installateur moet overleggen met welke verminderde koellast rekening gehouden kan worden. Daarvoor moet in de koellastberekening de invoer niet worden aangepast op de u-waarde, maar op de temperatuurverschillen tussen binnen en buiten. Die lopen niet op tot 80 °C maar blijven op de gemiddelde luchttemperatuur. Dat laatste zal nog wel lastig zijn, aangezien de verschillende werkwijzen bij de berekening van koellastvermogens, en de verschillende manieren waarop het verbruik van een koelsysteem met software berekend kan worden.

Het temperatuurdempend effect, zichtbaar in een reductie van het temperatuurverschil tussen binnen en buiten, zal vooral voor energieprestatiecontracten en energiebeheercontracten voordelig kunnen zijn. Dan is degene die in een kleiner koelvermogen investeert, en daar dus op bespaart, ook degene die van een lager energieverbruik profiteert. In de meeste gevallen zal de opdrachtgever, de eigenaar van het dak, zelf niet direct profiteren van de verkoelende werking van extensieve dakbegroeiing. Voor hem is het grootste voordeel nog steeds dat de levensduur van de dakbedekking verlengd wordt, met daarnaast mogelijk minder ziekteverzuim en hogere arbeidsproductiviteit.

Referenties

Delemarre M.A., Somers P: ‘De isolerende werking van begroeide daken in de zomer.

Isolerend vermogen begroeide daken, fictie of feit?’  SIA RAAK MKB onderzoek Classificatie Implementatie extensief Begroeide Daken. Uitgevoerd bij Ingenieursbureau Gemeente Rotterdam, Hogeschool Rotterdam, augustus 2012.

Huang E.C.X.: ‘De thermische werking van begroeide daken in de winter’, SIA RAAK MKB onderzoek Classificatie Implementatie extensief Begroeide Daken, uitgevoerd bij Van Der Tol BV Berkel- en Rodenrijs, Zinco Benelux BV Amsterdam, Hogeschool Rotterdam, januari 2013.

Wilt u deze tekst in opgemaakte vorm lezen met foto's, klik dan deze link aan, dan ontvangt u de tekst in een PDF bestand



Deze website wordt mede mogelijk gemaakt door:

Leveranciernaam