vocht en ventilatie

2.3.1 De vochtigheid van de lucht

Lucht bevat water in de vorm van damp. Als damp is dat niet zichtbaar, maar verschijnselen als nevel en mist – het vóórkomen van het water in de vorm van zeer fijne druppeltjes – en het beslaan van ruiten – het condenseren van de damp op koude oppervlakken – laten er geen twijfel over bestaan dat de lucht waterdamp bevat.

Wanneer de luchtvochtigheid wordt uitgedrukt in hoeveelheden per eenheid lucht wordt gesproken over de absolute vochtigheid (ook wel het absolute vochtgehalte) van de lucht.

Deze absolute vochtigheid kan worden uitgedrukt als een waterdampgehalte (in g/kg droge lucht), direct om te rekenen naar een zogeheten waterdampspanning (in Pa), of als een waterdampconcentratie, waaronder de massahoeveelheid waterdamp per volume-eenheid lucht (g/m3) wordt verstaan (zie hoofdstuk 8).

De lucht kan slechts een beperkte hoeveelheid waterdamp bevatten. In het algemeen geldt dat naarmate de temperatuur van de lucht hoger is, de lucht meer waterdamp kan opnemen. Zo kan 1 m3 lucht bij een kamertemperatuur van 20°C maximaal 17 gram waterdamp bevatten, terwijl dat op het vriespunt slechts een magere 5 gram bedraagt. Figuur

2.2 geeft het verloop van de maximale absolute vochtigheid als functie van de temperatuur weer.

 

Het optreden van deze maximale vochtigheid wordt ook wel verzadiging genoemd, met het bijbehorende verzadigingswaterdampgehalte.

De term relatieve vochtigheid is veelal meer vertrouwd. Relatieve vochtigheid (RV) heeft per definitie betrekking op de condities van de lucht en geeft feitelijk aan in hoeverre deze lucht al verzadigd is met waterdamp bij de heersende temperatuur. De relatieve vochtigheid is dus niets anders dan een verhoudingsgetal derhalve dimensieloos, meestal uitgedrukt in procenten volgend uit het quotiënt van het absolute vochtgehalte van de lucht en het

bij de heersende temperatuur maximaal mogelijke absolute vochtgehalte (of verzadigingsvochtgehalte). Zo betekent een relatieve vochtigheid van 60% bij een temperatuur van 20°C dat de lucht 0,6 x 17 gram, ofwel circa 10 gram aan waterdamp bevat

(zie ook figuur 2.2). In geval van verzadiging bedraagt de RV altijd 100%.

De relatieve vochtigheid wordt vooral beïnvloed door de temperatuur van de lucht. Zo kan er in de winter buiten mist optreden bij een temperatuur van 5٥C en is de lucht verzadigd en dus uiterst vochtig. Niettemin, wanneer deze lucht door de natuurlijke infiltratie en ventilatie de verwarmde woning binnentreedt, zal bij een binnentemperatuur van 20°C de relatieve vochtigheid van die lucht dalen van 100% naar 37%. In dat geval is dezelfde lucht dus als droog te beschouwen. Andersom is de temperatuur van de lucht aan het

oppervlak van de – koude – gebouwschil in de winter lager dan de gemiddelde temperatuur van de lucht in de ruimte. Als gevolg zal daar de RV dan ook hoger zijn dan in de ruimte. Er kan dan zelfs condens zichtbaar worden .

2.3.2 Normale luchtvochtigheden

De vochtigheid van de lucht in de woning kan binnen een periode van een etmaal grote variaties vertonen als gevolg van de dagelijks wisselende huishoudelijke activiteiten, maar is tevens onderhevig aan seizoenafhankelijke wisselingen. Dit wordt veroorzaakt enerzijds doordat in Nederland de gemiddelde vochtigheid van de buitenlucht met de seizoenen verandert, en anderzijds doordat de activiteiten en verblijfstijd, en dus vochtproductie, alsmede de ventilatie van de woning enigszins afhankelijk zijn van het buitenklimaat.

Gerelateerd aan relatieve vochtigheden is de buitenlucht in de zomerperiode gemiddeld gezien droger dan in de winter, met waarden variërend van zo’n 70% in mei en juni tot bijna 90% in december en januari (zie figuur 2.3). Wordt de absolute vochtigheid van de buitenlucht echter beschouwd, dan vertoont de zomerperiode een duidelijk hogere vochtigheid met een maximum in de maanden juli en augustus van circa 10 gram per m3, terwijl de winter droog is met een minimum in januari en februari van zo’n 4 gram per m3 (zie figuur 2.4).

Het absolute vochtgehalte van de binnenlucht zal normaliter hoger liggen dan dat van de buitenlucht als gevolg van de binnenshuis plaatsvindende vochtproducerende activiteiten. Hoeveel hoger hangt niet alleen af van die vochtproductie, maar ook van verwarming en ventilatie, alsmede een aantal bouwkundige en installatietechnische karakteristieken van de woning. Zo blijkt dat woningen, waarin luchtverwarming wordt toegepast, doorgaans droger zijn dan die met andere vormen van verwarming.

Wat betreft de absolute vochtigheid van de binnenlucht kan het klimaat in de Nederlandse woning beoordeeld worden op grond van de zogeheten klimaatklassen. Deze klimaatklassen zijn een classificatie op grond van langdurige gemiddelde waarden van de absolute vochtigheid. Oorspronkelijk is deze classificatie geïntroduceerd voor de beoordeling van risico’ s van condensvorming in constructies, zogeheten inwendige condensatie .

Dergelijke verschijnselen verlopen veelal met grote traagheid, omdat de waterdamp van de binnenlucht de constructie langzaam binnendringt en pas op termijn tot schade leidt.

De klimaatklassen gaan uit van een indeling in vier klassen, van I tot en met IV. Klasse 1 staat daarbij voor een gemiddeld droog tot zeer droog klimaat, en klasse IV voor een uitermate vochtig klimaat, zoals in zwembaden wordt aangetroffen. Ten tijde van het opstellen van deze classificatie, begin jaren zeventig, bleken de meeste woningen in klasse II te vallen. Bij een heroriëntatie eind jaren tachtig was er indicatie van enige verschuiving naar klimaatklasse III, mogelijk als gevolg van een afnemende luchtdoorlatendheid van de gebouwschil (in de volksmond met nationale kierenjacht aangeduid).

Niettemin zal het binnenklimaat in 95% van de ruimtes in Nederlandse woningen in klasse II of III vallen. Vanuit dat gezichtpunt is een classificatie van de gemiddelde absolute vochtigheid in woningen in klasse II of III als normaal te beschouwen.

Ten behoeve van zo’n klassenindeling wordt uitgegaan van een periode van minimaal een maand voor bepaling van een gemiddelde waarde van de absolute luchtvochtigheid. Zoals bij de buitenluchtvochtigheid is ook het maandgemiddelde binnenklimaat seizoenafhankelijk. In figuur 2.4 is het verloop van de grenswaarden van klimaatklassen II – IV gegeven als functie van de maand.

In termen van relatieve vochtigheden is normaliter binnen een en dezelfde ruimte een gemiddelde waarde niet hanteerbaar. De relatieve vochtigheid wordt sterk bepaald door de temperatuur, waardoor – zelfs bij een gelijkmatige verdeling van de waterdamp in de lucht van een vertrek – de RV aan de koudere oppervlakken van de gebouwschil hoger is dan die van de lucht in de verblijfszone. De RV binnen de ruimte kan dan gemakkelijk in een traject van 50 tot 100% verspreid liggen. Globaal gezien zal de gemiddelde relatieve vochtigheid van de binnenlucht, bepaald op een hoogte van 1.5-1.8 m in de verblijfzone, dus niet dicht langs wanden, maar vrij in de ruimte, veelal tussen de 50 en 60% liggen, met in de wintermaanden lagere waarden tot zelfs onder de 40%. Deze indicatieve waarden zijn ontleend aan de maandgemiddelde temperaturen en absolute vochtigheden in klimaatklassen II en III.

2.4.2 De vochtproductie binnenshuis

De meest relevante bronnen van vochtproductie binnenshuis zijn de vochtemissies door de bewoners zelf, het douchen, baden, koken en kleren drogen en kamerplanten, dat in de woning wordt gehouden. Gemiddeld wordt in de Nederlandse woning dagelijks tussen de zeven en veertien liter water geproduceerd. In een huishouden van vier personen betekent dit ten minste tien liter per etmaal, als gevolg van de in tabel 2.2 gegeven huishoudelijke activiteiten.

Het laatste decennium is deze totale productie naar schatting niet werkelijk veranderd, ofschoon er wel een aantal elkaar min of meer compenserende trends te zien waren. Zo is enerzijds het watergebruik, en derhalve de waterdampproductie, bij het douchen in de laatste tien jaar nagenoeg verdubbeld, maar anderzijds blijkt het gebruik van afzuigkappen, afwasmachines en wasdrogers met rechtstreekse afvoer naar buiten toegenomen, en is er sprake van een lagere woningbezetting met een gemiddeld kortere verblijfstijd in de woning.

Over hoe de vochtproductie over de Nederlandse woningen bij de onderscheiden specifieke activiteiten is verspreid, is weinig bekend.

De uiteindelijke vochtproductie en de consequenties daarvan in de woning worden niet alleen beïnvloed door het aantal bewoners en hun activiteiten, maar blijkt ook cultureel bepaald te zijn. Zo zijn er aanwijzingen dat in woningen die door allochtonen worden bewoond zich meer vochtproblemen voordoen (33%) dan landelijk het geval is (15-20%). Dit kan, behalve door een kwalitatief slechtere huisvesting, onder meer ook verklaard worden uit een hogere woningbezetting, tweemaal per dag warm eten, meer watergebruik bij reinigen, meer afvoerloze geisers en grotere temperatuurverschillen in de woningen, dan bij de autochtone Nederlanders het geval is.

Verwarming kan invloed hebben op de lokale relatieve vochtigheid van de lucht, en het verloop ervan in de tijd. Dit vindt zijn oorzaak in:

1. De relatieve vochtigheid van de lucht is afhankelijk van de luchttemperatuur. Daalt de temperatuur van de lucht, dan stijgt de relatieve vochtigheid ervan en daarmee de kans op vochtproblemen, vooropgesteld dat de lucht absoluut gezien evenveel waterdamp blijft bevatten. Dit betekent dat het wel of niet verwarmen van de lucht van invloed is op de potentiële risico’ s van de lucht als vochtbron.

Het niet synchroon lopen van verwarming en vochtproductie – hetgeen eerder regel dan uitzondering is in de dynamische huishoudens van nu – kan tijdelijk tot zeer hoge RV’s leiden (vochtpieken).

2. Het transport van vochtige lucht van de ene naar de andere ruimte, en binnen een en dezelfde ruimte, wordt beïnvloed door de temperatuurverschillen in de lucht.

3.8.1 Ventilatie en het vochtgehalte van de binnenlucht

De vochtproductie in woningen varieert in Nederlandse woningen tussen de 7 en 14 kg per etmaal (zie tabel 2.2). Dit leidt tot een hogere absolute vochtigheid binnen dan buiten. Het absolute vochtgehalte van de lucht wordt meestal uitgedrukt in het aantal grammen per kg droge lucht (g/kg). Een stijging binnen ten opzichte van buiten tussen 2 en 4 g/kg wordt als normaal voor woningen gezien.

Bij die stijging treden, indien er geen fouten in de gebouwconstructie zitten, in het algemeen geen vochtproblemen op.

De relatie tussen de ventilatie en de stijging van de vochtigheid binnen is weergegeven in figuur 3.11.

 

Uit figuur 3.11 blijkt dat bij een grenswaarde 4 g/kg stijging, bij een vochtproductie van per etmaal ruim 40 dm3/ s aan ventilatie noodzakelijk is. Dit niveau van 40 dm3/ s is ongeveer niveau dat als praktisch maximum vanuit de schriften aan ventilatie in een woning aanwezig

moet zijn. De som van de afvoeren van keuken, badruimte en toilet bedraagt namelijk

42 dm3/ s. Dit komt overeen met de minimumeisen van het Bouwbesluit voor natte ruimten. Bij vochtproductie van 7 kg per etmaal zal bij een ventilatieniveau van 42 dm3/s de stijging van de absolute vochtigheid ongeveer 2 g/kg bedragen. Bij deze stijging zijn geen vochtklachten te verwachten.

Als echter wordt uitgegaan van een relatief laag ventilatieniveau van 20 dm3 / s, dan leidt dit tot een verhoging van de absolute vochtigheid met circa 4 g/kg.

Het bovenstaande geldt voor de gehele woning. Indien in bepaalde ruimten onevenredig veel vocht wordt geproduceerd én die ruimte relatief koud is én het ventilatieniveau laag is, zullen vochtproblemen optreden.

Voorbeeldberekening:

Een ruimte met volume V en ventilatiefrequentie n, waarmee bedoeld wordt dat de lucht in die ruimte n maal per tijdeenheid wordt ververst.

Is de dampconcentratie buiten pe dan komt er dus per tijdseenheid aan waterdamp naar binnen:

Φin = n x v . Pe

Als de dampconcentratie binnen p1 is, wordt er per tijdseenheid afgevoerd:

Φuit = n x v . P1

Het verschil nV(p1-pe) moet natuurlijk gelijk zijn aan de vochtproduktie per tijdseenheid binnen (Φp)

Dus Φp = n x v .( p1- Pe )

Stel: een woning van 100 m2 = 250 m3 en een vochtproduktie van 14 kg per etmaal

Per uur wordt er dus 0,58 kg vocht geproduceerd.

Als de buitenlucht een relatieve vochtigheid van 50 % heeft bij 20 gr.C  dan is de dampspanning: 1170 Pa of 8,7 gr/m3

Als er met een ventilatiedebiet  van 20 dm3/s = 72 m3/h wordt geventileerd dan zal de dampspanning  als volgt wijzigen:

Φp = n x v .( p1- Pe )

580 gr/u =  72 .( p1- 8,7  )

p1 = 8 + 8,7 = 16,7 gr/m3

Dit is bij 20 gr. C een relatieve vochtigheid van 97 %

3.8.2 Ventilatie en vochtige lucht:

Vocht dat gelijkmatig over langere tijd verspreid vrijkomt, zoals vocht geproduceerd door de personen in slaapkamers, kan ook via ventilatie direct worden afgevoerd zonder dat condensatie behoeft op te treden. Bij ongelijkmatige vrij hoge vochtproducties zoals bij koken en douchen zal dit echter niet het geval zijn. Vocht kan condenseren en geabsorbeerd worden in meubilair, behang of steenachtig materiaal. Het is vrijwel onmogelijk om lokaal in korte tijd geproduceerd vocht via de normale ventilatie ook ter plaatse direct volledig af te voeren. Ook spuien lost dit probleem niet op.

Hieronder worden enige voorbeelden hiervan gegeven.

3.8.2.2 Keuken

Tijdens het koken wordt vocht geproduceerd.Indien via een afzuigkap dit vocht direct uit de

lucht afgevoerd zou worden dan zou condensatie en absorptie geen rol van betekenis spelen. Dit blijkt vrijwel onmogelijk. De hoeveelheid geproduceerde verzadigde lucht is veel groter dan een normale afzuigkap kan afvoeren.

De vochtproductie bij koken duurt bijvoorbeeld dertig minuten. Het proces van condensatie kan echter wel tot circa twee uur daarna blijven plaatsvinden.

In de periode daarna zal gedurende circa vier uur weer verdamping van vocht uit de materialen die vocht hebben geabsorbeerd plaatsvinden (zie figuur 3.12).

Bovengenoemd verschijnsel bleek in een experiment [Hens 1986, IEA annex 14] waarbij zowel de vochtconcentratie in de lucht als de afname van een tracergas is gemeten.

 

Een ventilatiepatroon dat daarop optimaal is afgestemd, vinden we in woningen meestal niet terug. Mensen gebruiken een afzuigkap tijdens het koken, schakelen die meestal na het koken vanwege het geluid vrij snel weer uit. Terwijl nog ruim vijf uur na het koken een basisventilatiestroom van 21 dm3/ s noodzakelijk zou zijn. Dit leidt tot het inzicht dat de keukenventilatie eigenlijk vrijwel continu aan moet staan omdat na die tijd opnieuw vocht zal worden geproduceerd. Het toepassen van een afzuigkap met recirculatie van lucht heeft voor de vochtproblematiek natuurlijk geen zin. Geurtjes kunnen wel worden verwijderd, de vochtconcentratie wordt er niet mee verlaagd.

3.8.2.3 Badruimte

Bij de badruimte moet onderscheid worden gemaakt tussen douchen en baden. Bij douchen is het vrijwel onmogelijk te voorkomen dat de lucht in de ruimte verzadigd raakt. Het debiet dat voor afvoer nodig is, zal tochtproblemen veroorzaken vanwege een te grote luchtsnelheid. Lokaal afzuigen heeft dus geen zin. De plaats van de afvoer doet er dus niet toe. Van meer belang is de duur van het ventileren in combinatie met de temperatuur in de ruimte. Hetzelfde verschijnsel als bij keukens doet zich in versterkte mate voor in badruimten. De hoeveelheid geproduceerd vocht is aanzienlijk hoger dan die tijdens het koken. Een stijging in de absolute vochtigheid van 5 tot 8 g/kg gedurende enkele minuten is onvermijdelijk. Voor het direct afvoeren van vocht is, indien het al lokaal kan worden weggevoerd, ruim 100 dm3/ s noodzakelijk. Dit betekent een ventilatievoud (dit is het aantal malen per uur dat de vertrekinhoud wordt ververst) voor de ruimte van circa dertig per uur. Dit is onrealistisch hoog en zal in het algemeen tochtproblemen veroorzaken. Na een doucheperiode van slechts vier minuten is de lucht in de ruimte volledig verzadigd en treedt mistvorming op. De verzadiging blijft nog circa tien minuten gehandhaafd. Ook de luchttemperatuur stijgt tijdens het douchen enkele graden (zie figuur 3.13). Wanden en plafonds zullen dagelijks na doucheperioden gedurende enkele uren nat zijn. De afwerking van de oppervlaktematerialen en de materiaalkeuze zelf is hier van groot belang (zie ook par. 2.6.1.3). Met name inpandige badruimten met mechanische afzuiging, die te kort in de hoogstand staat, leveren door dit verschijnsel nogal eens vochtproblemen op. Natuurlijke afvoer is hier in het voordeel omdat die vrijwel nooit regelbaar is en dus een redelijk continue ventilatie blijvend tot stand zal brengen. Verwarming van badruimten kan helpen de menging in de ruimte te bevorderen en zodoende sneller de koudste delen te drogen.

3.8.2.4 Slaapkamers

In slaapkamers wordt tijdens het slapen zeer gelijkmatig vocht geproduceerd. Dit vocht kan via ventilatie afdoende worden afgevoerd. Voorwaarde is wel dat er tijdens het slapen wordt geventileerd. Dit blijkt lang niet altijd het geval. Veel mensen ventileren de slaapkamers juist overdag en niet ’s nachts. Bovendien worden slaapkamers vaak niet voldoende verwarmd (zie ook hoofdstuk 7) om condensatie op relatief koude plaatsen te voorkomen. Enkele tienden graden hogere temperatuur kan er al toe leiden dat op een koudebrug geen condensatie meer optreedt.

Overmatig luchten enkele uren per dag kan er bij lage buitentemperaturen toe leiden dat condensatie juist wel op de koudste vlakken zal optreden. Ventilatie lost dus niet altijd een vochtprobleem op, maar kan bij onoordeelkundig gebruik zelfs tot vochtproblemen leiden.

Slaapkamers die zich ten opzichte van de windrichting aan de lijzijde van de woning bevinden, hebben een grotere kans op condensatie. Lucht wordt namelijk van de loefzijde naar de lijzijde gevoerd. Via de aan de lijzijde gelegen gevel vindt veelal afvoer van lucht plaats. Deze lucht zál in andere ruimten reeds met vocht zijn belast. Op die manier vindt ongewenst maar vrijwel onvermijdbaar vochttransport plaats. Het enige wat hieraan te

doen is, is het sluiten van binnendeuren van ruimten waar vocht wordt geproduceerd.

3.8.2.5 Woonkamers

Wat voor slaapkamers geldt, geldt eigenlijk ook voor woonkamers. Over het algemeen vindt de vochtproductie geleidelijk plaats. Enige uitzonderingen zijn wellicht het opdienen van warm eten of schoonmaakwerkzaamheden. Hierdoor kan tijdelijk een vrij grote vochtbelasting optreden die niet in dezelfde tijd zal kunnen worden afgevoerd. Enkele uren extra ventileren is dan noodzakelijk.

Verlaging van de temperatuur ’s nachts van 2 à 3°C zal vrijwel nooit een rol van betekenis spelen als het om vochtproblemen gaat. Sommige mensen denken dat dubbelglas niet mag beslaan. Normalerwijs zal dit ook niet het geval zijn. De randen van het dubbelglas nabij het kozijn zullen echter bij lage buitentemperaturen wel condenseren. Bovendien kan condensatie ook optreden op dubbelglas, indien veel mensen in een ruimte aanwezig zijn, zoals bijvoorbeeld tijdens een verjaardagsfeest.