Dampspanning
Definitie
De partiële druk die waterdampmoleculen uitoefenen in de lucht of binnen de poriën van een bouwmateriaal.
Omschrijving
Beheersing in de praktijk
Het beheersen van de gradiënt is de kern. In de praktijk start men met een analyse van de dampdiffusieweerstand, uitgedrukt in de Sd-waarde van de verschillende schilcomponenten. De opbouw wordt zo gekozen dat de binnenste lagen de meeste weerstand bieden. Dit voorkomt dat een overmaat aan waterdamp de constructie binnendringt. Tijdens de uitvoering brengt de vakman dampremmende of dampdichte folies aan, waarbij de overlap strikt wordt nageleefd. Tape is onmisbaar.
Bij aansluitingen op ruwe muren of balken wordt vaak gebruikgemaakt van vloeibare membramen of speciale lijmkits om de luchtdichtheid te garanderen. Het is een precisiewerkje. Bij dampopen bouwen, een alternatieve methode, vertrouwt men op de capillaire werking van materialen zoals vlas of houtwol om de dampspanning te reguleren zonder dat er een harde dampremmer aan te pas komt. Hierbij moet de buitenafwerking echter extreem dampopen zijn. De berekening van de dampspanning bepaalt uiteindelijk de dikte en de volgorde van het isolatiepakket.
Verzadiging versus actuele druk
Dampspanning versus relatieve vochtigheid
Hoewel vaak door elkaar gehaald, zijn dampspanning en relatieve vochtigheid (RV) verschillende grootheden. Dampspanning is een absolute waarde, meestal uitgedrukt in Pascal (Pa). De relatieve vochtigheid is slechts een percentage; de verhouding tussen de aanwezige damp en wat de lucht maximaal kan bevatten bij die temperatuur. Een RV van 100% betekent dat de actuele dampspanning gelijk is aan de verzadigingsdampspanning. In een koude spouw kan de RV hoog zijn terwijl de absolute dampspanning laag is. Binnen in een warme badkamer is vaak het omgekeerde het geval.
- Partiële dampdruk: Een synoniem dat vaak in wetenschappelijke rapportages opduikt.
- Dampspanningsgradiënt: De curve die het verloop van de druk door een wand of dak beschrijft.
- Evenwichtsdampspanning: De toestand waarin een poreus bouwmateriaal geen vocht meer uitwisselt met de omgeving.
De rol van materiaalkenmerken
Praktijksituaties en illustraties
De onzichtbare motor achter condensatie
Stel je een badkamer voor op een koude winterochtend na een lange douchebeurt. De spiegel beslaat direct. Dat is de zichtbare kant. Maar achter de tegels, in de muurconstructie, gebeurt iets veel krachtigers. De warme lucht bevat enorme hoeveelheden waterdamp die een hoge druk uitoefent. De dampspanning binnen is vele malen hoger dan in de vrieslucht buiten. Deze damp wordt letterlijk door de voegen en kleine kieren van de wand geduwd. Als daarachter een minerale wol isolatie zit zonder dampremmer, koelt de damp af terwijl hij door de isolatie reist. Halverwege is de temperatuur zo laag dat de verzadigingsdampspanning wordt bereikt. De damp wordt water. Je isolatie wordt een spons.
Na-isolatie van binnenuit
Bij het isoleren van een steensmuur aan de binnenzijde kom je de wetten van de dampspanning keihard tegen. De bestaande muur is in de winter ijskoud. Plaats je hier een voorzetwand met isolatie tegenaan, dan blijft de stenen muur koud, maar de lucht binnen is warm en vochtig. De dampspanning drijft de vochtige lucht naar de koude steen. Zonder een perfect sluitende, dampdichte folie aan de warme zijde condenseert het vocht direct op de overgang tussen isolatie en steen. Het resultaat? Verborgen schimmelvorming en rotte balkkoppen van de verdiepingsvloer die in de muur verankerd liggen.
De omgekeerde wereld: zomerdamp
Dampspanning werkt niet altijd van binnen naar buiten. Denk aan een warm plat dak met zwarte dakbedekking in de volle zomerzon. De temperatuur onder de dakrol loopt op tot 80 graden Celsius. Eventueel opgesloten vocht in de dakconstructie verdampt razendsnel, waardoor de lokale dampspanning daar extreem stijgt. Deze damp wil naar de koelere binnenzijde van het gebouw trekken. Dit noemen we omgekeerde diffusie. Als er dan aan de onderzijde een te dichte folie zit, raakt het vocht gevangen in de isolatielaag. De constructie 'zweet' naar binnen toe. In zulke situaties biedt een klimaatfolie uitkomst, omdat deze zijn weerstand aanpast aan de wisselende dampspanning.
Regelgeving en normering rondom vochtbeheersing
Kaders vanuit het Besluit bouwwerken leefomgeving
Wetgeving stelt eisen aan de prestatie van de gebouwschil, niet direct aan de theoretische fysica van waterdampmoleculen. Het Besluit bouwwerken leefomgeving (BBL) vormt hierbij de juridische basis. Een bouwwerk moet zodanig zijn ontworpen dat er geen onaanvaardbare schade ontstaat door vochtaccumulatie. Schimmelvorming moet worden voorkomen. Houtrot ook. Dit dwingt de ontwerper en de aannemer om de dampspanning in de constructie nauwgezet te managen.
De technische uitwerking van deze algemene prestatie-eisen vindt men in de NEN 2778. Deze norm is de spil in de Nederlandse bouwfysica als het gaat om vochtwering. Het geeft de bepalingsmethode voor de waterdichtheid en de bescherming tegen inwendige condensatie. Hierbij wordt vaak de Glaser-methode toegepast. Het is een statische rekentoets die bepaalt of de actuele dampspanning binnen een wand de verzadigingswaarde overschrijdt gedurende een fictieve winterperiode. Voor complexe, dampopen constructies of monumenten wordt vaak uitgeweken naar de NEN-EN 15026. Deze Europese standaard gaat verder. Het simuleert dynamische processen waarbij ook factoren als slagregen en zonnestraling worden meegewogen in het vochttransport.
Luchtdichtheid speelt eveneens een rol binnen de regelgeving. Luchtlekken veroorzaken convectieve stromen. Warme binnenlucht die door een kier ontsnapt, transporteert vele malen meer vocht dan diffusie door het materiaal zelf. De eisen die het BBL stelt aan de luchtdoorlatendheid indirect invloed hebben op hoe we de dampspanning beheersen. Een constructie die niet voldoet aan de luchtdichtheidseisen, zal hygrisch vrijwel altijd falen, ongeacht de kwaliteit van de gebruikte dampremmer. Het is een samenspel tussen de NEN 13829 voor metingen en de berekening van de f-factor voor oppervlaktecondensatie.
De evolutie van bouwfysisch inzicht
De theoretische basis voor ons begrip van dampspanning werd al in de negentiende eeuw gelegd. Natuurkundige John Dalton formuleerde toen zijn wet op de partiële gasdrukken. Voor de bouwsector bleef dit echter lang een abstractie. Traditionele gebouwen waren massief. Ze waren ongeïsoleerd en verre van luchtdicht. Vochttransport door diffusie was in die tijd nauwelijks een risico, simpelweg omdat de muren door hun dikte en de constante natuurlijke ventilatie konden 'uitwasemen'. Er was geen sprake van een scherpe temperatuurval binnen de constructie.
De echte noodzaak voor beheersing ontstond pas na de Tweede Wereldoorlog. De woningbouw veranderde. Spouwisolatie werd de norm. Lichtere constructies zoals houtskeletbouw deden hun intrede. Dit creëerde plotseling een steile temperatuurgradiënt tussen binnen en buiten. In 1958 publiceerde Helmuth Glaser zijn rekenmethode voor condensatie in bouwdelen. Een mijlpaal. De Glaser-methode stelde ingenieurs voor het eerst in staat om grafisch te bepalen waar de actuele dampspanning de verzadigingsdruk zou raken. De onzichtbare damp werd een calculeerbare factor in het ontwerp.
Sinds de jaren '70 zagen we een snelle ontwikkeling in materialen. Eerst verschenen eenvoudige bitumineuze lagen en vette folies om de dampstroom te blokkeren. Vaak met wisselend succes. In de jaren '90 volgde de verfijning met de introductie van de Sd-waarde als standaardmaatstaf. Vandaag de dag is de technologie verschoven naar dynamische systemen. Intelligente klimaatfolies passen hun poriënstructuur aan de heersende dampspanning aan. Ze laten damp in de zomer naar binnen door en blokkeren deze in de winter naar buiten toe. Van statische barrière naar actieve regulering. Een directe reactie op de steeds strengere isolatie-eisen en de risico's van vochtaccumulatie in luchtdichte gebouwen.
Meer over bouwtechnieken en methodieken
Ontdek meer termen en definities gerelateerd aan bouwtechnieken en methodieken
