HOUTROT VERMIJDEN D.M.V. CORRECTE DETAILLERING

TWEE TYPES

De groep van de hout-aluprofielen bestaat globaal uit twee types, namelijk de geventileerde en de ongeventileerde profielen. De geventileerde profielen zijn te herkennen aan het beperkte contact en de luchtlaag tussen het hout en het aluminium. Daardoor is er steeds ventilatie mogelijk en kan het profiel steeds uitdrogen. De ongeventileerde profielen zijn die profielen waarbij het aluminium direct in contact staat met het hout. Er is geen luchtlaag aanwezig en dus ook geen droging. De meest voorkomende raam­profielen zijn een mengvorm van beide types waarbij het aluminium een bepaald percentage van het hout bedekt. Langs de onbedekte zones kan het hout dan ‘ademen’ en kan de eventuele inwendige condensatie uitdrogen. Het bedekkingspercentage is hierin bepalend voor het risico op houtrot: doordat de aluminiumlaag erg gesloten is, kan het opgestapelde vocht niet drogen naar de buiten­wereld toe. Indien er een te grote oppervlakte van het profiel afgesloten is door de aluminium laag, kan dit vocht niet tijdig uitdrogen. Het zal zich vervolgens opstapelen en uiteindelijk zal het profiel rotten.

WAT ZEGT DE NORM?

In de sector vinden we één belang­rijk document terug dat toelaat om de degradatie van raamprofielen
te evalueren, nl. de Belgische norm NBN EN 13420 uit 2011. Hierin is er een proefmethode beschreven die het mogelijk maakt om de degradatie bij een normale vocht­belasting te evalueren voor samengestelde raamprofielen. De norm blijft echter heel vaag. Ze is bedoeld als test om types van raamprofielen bij hun ontwerp met elkaar te vergelijken (intial type testing), en niet voor de kwaliteitscontrole of de evaluatie van profielen die hun degelijkheid al in de praktijk bewezen hebben. De norm biedt geen beoordelingscriterium en geeft niet aan welke vochtgehaltes al dan niet toelaatbaar zijn. Daarnaast vereist de proef ook erg lange proefperiodes, waardoor ze weinig praktisch nut heeft.

ALTERNATIEF

Als we de prestatie van samen­gestelde raamprofielen willen nagaan, hebben we dus nood aan een andere aanpak. Daarvoor heeft de Universiteit Gent een studie gedaan die gebaseerd is op computersimulaties waarbij het risico op condensatie in samengestelde raamprofielen geëvalueerd werd. Een goed begrip van de oorzaken van condensatie is daar onont­beerlijk voor.

CONDENSATIE IS BOOSDOENER

De lucht kan per m³ slechts een bepaalde hoeveelheid waterdamp bevatten. De verhouding van de aanwezige hoeveelheid waterdamp tot de maximaal mogelijke hoeveelheid waterdamp noemen
we de ‘relatieve vochtigheid’. Als die relatieve vochtigheid 100% bedraagt, bevat de lucht dus de maximale hoeveelheid vocht die ze kan opnemen, en zal al de overbodige waterdamp condenseren tot vloeibaar water. Koude lucht kan veel minder vocht bevatten dan warme lucht en zal dus veel sneller condenseren. Als de warme lucht plots afkoelt, zal die veel minder waterdamp kunnen bevatten en
het teveel aan waterdamp laten neerslaan. Als warme, vochtige lucht in contact komt met een koud oppervlak, zal er dus condens optreden, denk maar aan de condens op de spiegel na een douchebeurt. Om dezelfde reden worden er dampschermen geïnstalleerd in houtskeletbouw­ wanden: warme, vochtige lucht aan de binnenkant zal door de wand bewegen tot die op een koud oppervlak neerslaat. Condensatie kan natuurlijk slechts optreden als er effectief ook vocht is om te laten neerslaan. Voor samengestelde raamprofielen zijn er twee primaire vochtbronnen: het interne vocht­gehalte en het vochtgehalte van het binnenklimaat.

DIFFUSIEPROCES

De meeste materialen, ook hout, bevatten poriën waarin er zich waterdamp bevindt. Dit interne vocht is het ‘evenwichtsvochtgehalte’, wat betekent dat het vochtgehalte in het materiaal in evenwicht is met het vochtgehalte van de omgeving. Indien de relatieve vochtigheid van de lucht binnen stijgt en de hoeveelheid water dus toeneemt, zal het profiel na verloop van tijd waterdamp opnemen uit de binnenlucht en opnieuw een evenwicht vormen. Ondanks de naam 'evenwicht' wil dit niet zeggen dat
er overal in het profiel eenzelfde ‘relatieve vochtigheid’ optreedt: door het temperatuurverschil over een raamprofiel van binnen naar buiten zal het profiel kouder zijn aan de buitenzijde dan aan de binnenzijde. De waterdamp in de poriën aan de buitenzijde zal daardoor een grotere relatieve vochtigheid hebben dan in de poriën aan de binnenzijde, wat maakt dat er makkelijker relatieve vochtigheden van 100% bereikt kunnen worden en er bijgevolg condensatie kan optreden. Omdat waterdamp zich fysisch gezien voortbeweegt van warme, vochtige naar koude, droge plaatsen, ook wel diffusie genoemd, zal er intern een beweging van de waterdamp optreden waarbij grote hoeveelheden waterdamp aan de buitenzijde condenseren en het profiel aan de binnenzijde zal drogen. Naast dit interne vocht kan er ook waterdamp uit het binnen­klimaat opgenomen worden. Het warme, vochtige binnenklimaat zal waterdamp aanleveren aan het profiel, waardoor er steeds meer waterdamp door het profiel beweegt.

ALUMINIUM IS DAMPDICHT

Bij traditionele houten raamprofielen is deze verplaatsing van waterdamp geen probleem: aan de buitenzijde is er steeds droging mogelijk, waardoor er geen accumulatie kan plaatsvinden. Als er nu een erg dichte afwerkingslaag aanwezig is op het raamprofiel, zoals een aluminium profielelement, dan kan deze droging sterk gehinderd worden. Aluminium is namelijk erg gesloten en laat geen waterdamp door. Daarnaast geleidt het alumi­nium ook erg goed. Daardoor ontstaat er aan het raakvlak van het aluminium met het hout een zone waar er aan alle eisen voor conden­satie voldaan is: er is veel vocht aanwezig in de vorm van water­damp, het kan niet uitdrogen door­dat het aluminium erg gesloten is, en het is er koud genoeg om de relatieve vochtigheid richting 100% te krijgen. Kijken we naar het profiel als geheel, dan is het verhaal complexer: naast zones waar er een contact is tussen het aluminium en het hout, zijn er meestal ook veel zones zonder contact. Hier bevindt zich een luchtlaag die ervoor zorgt dat het profiel plaatselijk kan drogen zonder dat de condens accumuleert. Aangezien er in een profiel meestal zones met een volledig contact tussen aluminium en hout en onbeklede zones optreden, zal hun verhouding bepalend worden voor de droogcapaciteit van het profiel.

HOUTROT EN SCHIMMEL

Hoewel condensatie de bron is van schade aan de samengestelde profielen, is die niet voldoende als evaluatiecriterium. Het kan geen kwaad als er in de profielen gedurende een beperkte tijd conden­satie optreedt, op voorwaarde dat die snel genoeg weer kan uitdrogen. Ook kan de vraag gesteld worden of enkel een erg lokale schimmel­vorming op een onzichtbare plaats tussen aluminium en hout voldoende is om het profiel als ongeschikt te bestempelen. In het algemeen valt de aantasting van hout in twee fases te onderscheiden: een eerste fase waarin er enkel esthetische schade door schimmels ontstaat, en een tweede fase waarin er structurele schade door houtrot ontstaat. Deze twee fases onderscheiden zich door het vereiste vochtgehalte en de mini­male vereiste temperatuur. Zo zullen er al schimmels kunnen optreden vanaf een vochtgehalte van 20 M% (massaprocent) en 5 °C, maar de houtrot zal zich pas ontwikkelen vanaf 25 M% en 10 °C. Door de temperatuureis is het dus ook perfect mogelijk dat er zich geen schimmel of houtrot zal ontwikkelen, ook al treedt er condensatie op.

EEN COMPLEX VERHAAL

Simulaties

In het model, ontwikkeld aan de Universiteit Gent, werd er onder­zocht aan welke eisen samen­gestelde profielen moeten voldoen. Daarvoor werden er simulaties uitgevoerd waarbij de profielen onderworpen werden aan het binnenklimaat van een badkamer, typisch de ruimte met de grootste vochtbelasting. In het model werden als parameters gebruikt: de hoeveelheid aluminium die het hout bedekt, de invloed van verflagen en vernissen aan de binnenzijde, en het initiële vochtgehalte. Voor de houtsoort werd er gewerkt met hardhout (of ook loofhout) en zachthout (of ook naaldhout).

Resultaten

Uit de simulaties bleek het belang van de hoeveelheid aluminium en het initiële vochtgehalte van het profiel: een hardhouten profiel, voor 50% afgedekt met een aluminium laag, en met een initieel vochtgehalte van 12 M%, voldoet volledig aan de criteria voor schimmel en houtrot. Als ditzelfde profiel een initieel vochtgehalte van 15 M% bezit, dan voldoet het pas bij een bedekking met maximaal 30% aluminium. Wordt er niet aan die eis voldaan, dan zal er gedurende het eerste jaar al schimmel optreden in het profiel. Voor zachthouten profielen zijn de eisen strenger: een profiel met een initieel vochtgehalte van 12 M% voldoet net bij een bedekkingsgraad van 40%. Een verflaag aan de binnenzijde heeft een dubbel effect: enerzijds zal het langer duren voor het al aanwezige vocht in het profiel uitgedroogd is, anderzijds zal het  de opname van waterdamp uit het binnenklimaat vertragen. Toch zijn de risico’s hier groter: een zacht­houten profiel, voor 60% bekleed met aluminium en intern afgewerkt met een verflaag, zal binnen het eerste jaar houtrot vertonen. Deze combinatie is pas veilig vanaf een bekleding met 30%. Algemeen kan er gesteld worden dat er steeds met ovendroog hout gewerkt moet worden, 15 M% is een maximale waarde voor het vochtgehalte. Om geen risico op schimmel en houtrot te hebben, valt het aan te raden om voor onbehandeld zacht- en hard­hout maximaal 30% van de buiten­oppervlakte te bekleden. Is een esthetische aantasting tussen het hout en het aluminium aanvaardbaar, dan is een bekleding van 50% de grens. Een verflaag aan de binnen­zijde kan die eisen zowel versoepelen als strenger maken, afhankelijk van de diffusieweerstand van de verf. Ook met zogenaamde isolerende profielen, waarbij een kurk- of polyurethaanisolatielaag ingewerkt wordt in het profiel, is er voorzichtigheid geboden. In het kader daarvan loopt er momenteel een studie aan de Universiteit Gent. Door de grote verscheidenheid van profielen zijn specifieke ontwerp­ richtlijnen moeilijk te geven. Het valt wel steeds aan te raden om bij twijfel het profiel afzonderlijk numeriek te evalueren.