Inleiding
In de bouw- en renovatiesector is het begrip van thermische prestaties van materialen fundamenteel. De warmtegeleidingscoëfficiënt, aangeduid met de Griekse letter lambda (λ), is de centrale parameter die de warmtestroom door een materiaal beschrijft. Deze waarde, uitgedrukt in Watt per meter per Kelvin (W/m·K), bepaalt hoe snel warmte wordt overgedragen. Een lage lambda-waarde duidt op een goede isolator, terwijl een hoge waarde wijst op materiaal dat warmte snel geleidt.
Deze technische gids biedt een overzicht van de warmtegeleidingscoëfficiënten van een breed scala aan bouwmaterialen, van traditionele bakstenen en betonsoorten tot moderne isolatieproducten. De gegevens zijn gebaseerd op gedetailleerde technische specificaties, waaronder de invloed van vochtigheid en densiteit op de thermische prestaties. Het artikel richt zich op professionals en doe-het-zelvers die nauwkeurige data nodig hebben voor ontwerp- en renovatiebeslissingen.
Thermische Principes en Materialen
De relatie tussen materiaaleigenschappen en isolerend vermogen wordt gedefinieerd door de formule voor de warmteweerstand (R-waarde): $$R = \frac{d}{\lambda}$$ Waarbij $d$ de dikte van het materiaal is en $\lambda$ de warmtegeleidingscoëfficiënt. Een hogere R-waarde betekent een betere isolatie.
Invloed van Lucht en Vocht
Een essentieel concept is de behandeling van luchtlagen, zoals spouwmuren. Een niet of zwak geventileerde luchtlaag wordt beschouwd als een homogeen materiaal en heeft een betere warmteweerstand dan een sterk geventileerde spouw. De effectieve warmtegeleiding wordt hier bepaald door de equivalente warmtegeleidingscoëfficiënt ($\lambda_{eq}$).
Vochtigheid speelt een cruciale rol in de thermische prestaties van materialen. De gegevens tonen consistent dat de lambda-waarde van materialen toeneemt bij natte condities. Dit fenomeen is van invloed op de keuze van materialen in vochtige omgevingen.
Overzicht van Bouwmaterialen en Isolaties
Hieronder volgt een gedetailleerd overzicht van materialen, gegroepeerd op basis van hun toepassing en samenstelling. De waarden variëren op basis van densiteit en vochtgehalte.
Traditionele Bouwstenen en Mortels
Keramische en minerale materialen vormen de basis van de meeste constructies. Hun thermische prestaties variëren aanzienlijk.
- Bakstenen:
- Hard baksteen: Densiteit 1700-1900 kg/m³. Lambda: 0.8 (droog) tot 0.9-1.2 (nat).
- Gevelklinker: Densiteit 2100 kg/m³. Lambda: 0.80 (droog) tot 1.30 (nat).
- Lichte bakstenen (drijfsteen): Densiteit 1000 kg/m³. Lambda: 0.45.
- Holle baksteen (vloer): Densiteit 2000 kg/m³. Lambda: 0.66.
- Kalkzandsteen (KZS):
- Massief: Densiteit 1610-2350 kg/m³. Lambda: 0.8-1.0 (droog) tot 0.9-1.0 (90% relatieve vochtigheid).
- Hol: Densiteit 1000 kg/m³. Lambda: 0.47-0.52.
- Hoogbouwelement (Calduran): Densiteit 2200-2400 kg/m³. Lambda: 1.3 (droog) tot 1.4 (90%).
- Mortels:
- Kalkmortel: Densiteit 1600 kg/m³. Lambda: 0.70.
- Pleisterlaag (kalkpleister): Densiteit 1600 kg/m³. Lambda: 0.7 (droog) tot 0.8 (nat).
- Pleisterlaag (cementpleister): Densiteit 1900 kg/m³. Lambda: 0.9 (droog) tot 1.5 (nat).
- Stuclaag (gips): Densiteit 1300 kg/m³. Lambda: 0.58.
Beton en Gewapend Beton
Beton is een dominant materiaal in de moderne bouw. De thermische prestaties hangen af van de korrelstructuur en wapening.
- Gewapend beton: Densiteit 2500 kg/m³. Lambda: 1.7-2.0.
- Betonsteen (niet verdicht, gewapend): Densiteit 2300 kg/m³. Lambda: 1.4 (droog) tot 1.9 (nat).
- Betonsteen (verdicht): Densiteit 1900 kg/m³. Lambda: 1.28 (droog) tot 1.44 (nat).
- Grindbeton:
- Verdicht, gewapend: Densiteit 2500 kg/m³. Lambda: 1.9 (droog) tot 2.3 (nat).
- Niet verdicht, ongewapend: Densiteit 2200 kg/m³. Lambda: 1.3 (droog) tot 1.7 (nat).
- Cellenbeton (Gasbeton):
- Ytong G2/300: Densiteit ca. 300 kg/m³. Lambda: 0.08? (onzeker).
- Ytong G4/600: Densiteit 610 kg/m³. Lambda: 0.16.
- Ytong Multipor (geïsoleerd blok): Densiteit 115 kg/m³. Lambda: 0.045.
- Cellenbeton (400): Densiteit ca. 400 kg/m³. Lambda: 0.17.
- Cellenbeton (700-800): Densiteit 700-800 kg/m³. Lambda: 0.23 (droog) tot 0.25 (nat).
- Cellenbeton (1000): Densiteit 1000 kg/m³. Lambda: 0.35 (droog) tot 0.7 (nat).
- Bims en Bimsbeton:
- Bims (puimsteen): Densiteit 700 kg/m³. Lambda: 0.18.
- Bimsbeton (700-1000): Densiteit 700-1000 kg/m³. Lambda: 0.23-0.35.
- Bimsbeton (1000-1400): Densiteit 1000-1400 kg/m³. Lambda: 0.35-0.50.
- Hoogovenslakkenbeton:
- Densiteit 1000 kg/m³. Lambda: 0.23 (droog) tot 0.35 (nat).
- Densiteit 1300 kg/m³. Lambda: 0.30 (droog) tot 0.45 (nat).
- Densiteit 1600 kg/m³. Lambda: 0.45 (droog) tot 0.7 (nat).
- Densiteit 1900 kg/m³. Lambda: 0.7 (droog) tot 1.0 (nat).
Hout en Houtproducten
Hout en houtgerelateerde producten bieden vaak inherent isolerende eigenschappen, hoewel variabel.
- Hardhout: Densiteit 800-1000 kg/m³. Lambda: 0.18-0.30.
- Zachthout: Lambda: 0.17-0.21.
- Spaanplaat:
- Densiteit 450 kg/m³. Lambda: 0.10.
- Densiteit 600 kg/m³. Lambda: 0.15.
- Densiteit 1000 kg/m³. Lambda: 0.29.
- Hardboard: Densiteit 1000 kg/m³. Lambda: 0.29.
- Houtvezelplaat (isolatie): Densiteit 565 kg/m³. Lambda: 0.090.
- Houtwolcementplaat (HWC): Densiteit 350-700 kg/m³. Lambda: 0.07-0.21.
- Celit 3D: Densiteit 270 kg/m³. Lambda: 0.048.
Metalen
Metalen zijn uitstekende warmtegeleiders en worden zelden gebruikt als isolatiemateriaal, maar hun waarden zijn relevant voor constructieve details.
- Staal (koolstofstaal): Densiteit 7850 kg/m³. Lambda: 41-52; 58.
- RVS (roestvast staal): Densiteit 7930 kg/m³. Lambda: 16-27.
- Gietijzer: Densiteit 7300-7500 kg/m³. Lambda: 50-60.
- IJzer: Densiteit 7900-9000 kg/m³. Lambda: 72-80.
- Aluminium: Densiteit 2700 kg/m³. Lambda: 200-235 (niet expliciet in data, maar algemeen bekend; de data vermeldt aluminium in combinatie met isolatie).
Kunststoffen en Schuimen
Deze materialen zijn specifiek ontworpen voor isolatie of specifieke toepassingen met lage warmtegeleiding.
- Polyurethaanschuim (PUR): Densiteit 30-45 kg/m³. Lambda: 0.024-0.028.
- PUR-schuim (uit spuitbus): Densiteit 30-35 kg/m³. Lambda: 0.035.
- PUR gecacheerd: Densiteit 30 kg/m³. Lambda: 0.026.
- Polystyreen schuimbeton:
- Densiteit 220 kg/m³. Lambda: 0.07.
- Densiteit 400 kg/m³. Lambda: 0.11.
- Densiteit 650 kg/m³. Lambda: 0.20.
- Polystyreen parels (isolatie): Densiteit 15 kg/m³. Lambda: 0.035-0.044.
- Polyetheen (PE): Densiteit 920-950 kg/m³. Lambda: 0.2 (0.23-0.29).
- Polypropeen (PP): Densiteit 900 kg/m³. Lambda: 0.17.
- PVC:
- PVC-p (zacht): Densiteit 1300-1400 kg/m³. Lambda: 0.13-0.15.
- PVC-u (hard): Densiteit 1100-1500 kg/m³. Lambda: 0.13-0.22.
- PVC-schuim: Densiteit 25-50 kg/m³. Lambda: 0.035.
- Resol hardschuim: Densiteit 37-40 kg/m³. Lambda: 0.018-0.023.
- Polyisocyanuraat (PIR): Lambda: 0.019-0.022.
- Styrofoam / Xenergy: Densiteit 30-32 kg/m³. Lambda: 0.022-0.027.
Natuurlijke Isolatiematerialen
Ecologische materialen winnen aan populariteit. De data laat zien dat deze materialen competitieve isolatiewaarden kunnen bieden.
- Glaswol: Densiteit 15-60 kg/m³. Lambda: 0.032-0.040.
- Steenwol (Rotswol): Densiteit 15-175 kg/m³. Lambda: 0.032-0.040.
- Cellulose (papiervlokken): Densiteit 22-65 kg/m³. Lambda: 0.036-0.039.
- Cellulose korrels: Densiteit 500 kg/m³. Lambda: 0.07.
- Hennep (isolatie): Densiteit 35-40 kg/m³. Lambda: 0.042.
- Hennepblok (kalk-hennepblok): Densiteit 340 kg/m³. Lambda: 0.067 (droog) / 0.071 (50% RV).
- Stro (isolatie): Densiteit 90-110 kg/m³.
- Loodrecht op gevel: Lambda: 0.06.
- Evenwijdig aan gevel: Lambda: 0.048.
- Stroplaat (strovezelplaat): Densiteit 200-400 kg/m³. Lambda: 0.08-0.12.
- Jute en gras (Gramitherm): Lambda: 0.041.
- Kapok: Lambda: 0.034.
- Katoenwol: Densiteit 18 kg/m³. Lambda: 0.038.
- Icynene isolatie:
- Open celstructuur: Densiteit 7-11 kg/m³. Lambda: 0.036-0.038.
- Gesloten celstructuur (Icy Foam Basic): Densiteit 40 kg/m³. Lambda: 0.027.
Speciale en Hoogwaardige Isolatiematerialen
Voor specifieke toepassingen waar ruimte beperkt is of extreme prestaties vereist zijn, worden hoogwaardige materialen gebruikt.
- Cellulair glas (Foamglas):
- Niet-dragend: Densiteit 100-165 kg/m³. Lambda: 0.036-0.050.
- Dragend: Densiteit 200 kg/m³. Lambda: 0.058.
- Aerogel / Bluedec: Densiteit 135 kg/m³. Lambda: 0.0135.
- Kingspan Kooltherm: Specificaties niet volledig weergegeven in data, maar vermeld als hoogwaardig.
- Recticel Eurowall Xentro: Lambda: 0.019.
- Recticel Eurowall: Lambda: 0.022.
- Glas (enkel): Densiteit 2500 kg/m³. Lambda: 0.80.
- Argon (isolatie dubbelglas): Lambda: 0.016.
- Stikstof (N2): Lambda: 0.024.
Overige Materialen
Een selectie van diverse materialen die in bouwconstructies voorkomen.
- Asbestcement: Densiteit 1600-1900 kg/m³. Lambda: 0.35-0.70 (droog) / 0.95-1.2 (nat).
- Asfalt (bitumen): Densiteit 2100 kg/m³. Lambda: 0.66.
- Bakeliet: Densiteit 1300 kg/m³. Lambda: 0.2.
- Speksteen: Densiteit 2980-3000 kg/m³. Lambda: 6.4.
- Graniet: Densiteit 2000-3000 kg/m³. Lambda: 3.5 (droog) / 4.3 (nat).
- Kalksteen (zacht): Densiteit 2200-2350 kg/m³. Lambda: 1.4-1.7.
- Kalksteen (hard): Densiteit 2550-2750 kg/m³. Lambda: 2.3 (droog) / 2.9 (nat).
- Grind: Densiteit 2000 kg/m³. Lambda: 0.5.
- Split: Densiteit 1850 kg/m³. Lambda: 0.8.
- Grond (aardvochtig): Densiteit 1700 kg/m³. Lambda: 2.0.
Conclusie
De analyse van de warmtegeleidingscoëfficiënten toont aan dat de keuze voor bouwmaterialen sterk afhankelijk is van de gewenste thermische prestaties, de densiteit en de blootstelling aan vocht. Hoewel traditionele materialen zoals baksteen en beton relatief hoge lambda-waarden hebben, bieden lichte varianten en specifieke mengsels (zoals bimsbeton of cellenbeton) aanzienlijke isolerende voordelen.
Voor optimale isolatie zijn gespecialiseerde materialen zoals polyurethaanschuim, resol hardschuim en aerogel nodig, die lambda-waarden bieden tot zo laag als 0.0135 W/m·K. Het is echter van cruciaal belang om bij de berekening van de totale warmteweerstand rekening te houden met de vochtcondities, aangezien natte materialen aanzienlijk minder presteren dan droge materialen. De gegevens benadrukken dat een zorgvuldige materiaalkeuze, gebaseerd op exacte technische specificaties, essentieel is voor energiezuinige en duurzame bouwprojecten.