Wat zijn koudebruggen?

Koudebruggen ontstaan op plaatsen waar de thermische schil wordt onderbroken door een staalconstructie, hierdoor wordt kou van de buiten- naar de binnenzijde van de constructie geleid. De hoge warmtegeleidingscoëfficiënt van staal zorgt voor een afkoeling aan de warme zijde van de constructie. Hierdoor vindt ongewenst warmteverlies plaats en kan er condensatie ontstaan. 

Veel voorkomende plaatsen waar koudebruggen zich manifesteren

• Gevelsysteemverbindingen met het primaire frame
• Zonneschermen en luifels
• Stalen poeren voor dakinstallaties
• Balustrades
• Stalen balkonconstructie
• Externe stalen trappen
• Beveiligings-/reinigingssystemen op daken
• Onderstructuren en structuurelementen in kelders
• Verbindende primaire gebouwelementen buiten-binnen

Ter voorkoming van een koudebrug is het noodzakelijk de constructie op deze plaats te ontkopelen in een warme en een koude zone. In het verbindingsdetail dien je de thermische ontkoppeling en de constructieve integriteit te waarborgen.

      

Wat zijn de gevolgen van een koudebrug?

Condensatierisico

Door de afkoeling van de warmere lucht aan de binnenzijde van de constructie condenseert het vocht dat in de lucht is opgenomen. Dit kan bouwschade of hinder opleveren zoals afdruipend condensvocht, schimmelgroei en corrosievorming.

      

Om de kans op condensatie tot een minimum te beperken, wordt in het bouwbesluit verwezen naar de temperatuurfactor (f) waaraan voldaan moet worden. De temperatuurfactor (f) wordt berekend uit de oppervlakte temperatuur aan de warme zijde van de constructie en de genormeerde minimale buitentemperatuur en de maximale binnentemperatuur.
EEM (eindige elementen methode) of andere gelijkwaardige analysemethoden maken het mogelijk om de temperatuurverdeling te voorspellen zoals getoond in onderstaande afbeeldingen.

Type gebouw	Temperatuurfactor (f)
– Utiliteitsgebouwen	0,50
– Gebouwen met logiesfunctie	0,65

 
Koudebrug in een verbinding zonder een constructieve thermische ontkoppeling. De temperatuur van het staal aan de warme zijde van de constructie bedraagt 9,8°C en het warmteverlies (χ-waarde) is 1,31 W/K.

Verdeling van de temperatuur bij een thermische ontkoppelingsplaat (TBK). De temperatuur aan de warme zijde van de constructie is verbeterd tot 16,5°C en het warmteverlies wordt beperkt tot 0,35 W/K, oftewel een verbetering 73%.

Warmteverlies

De steeds strenger wordende isolatie-eisen, zorgen ervoor dat het bewust omgaan met de energieproblematiek almaar belangrijker wordt. Daarom is het essentieel om zowel tijdens de uitvoering als het ontwerp voldoende aandacht te besteden aan een energetisch verantwoorde detaillering van de doorvoer van de isolatieschil, waardoor zowel het warmteverlies als het condensatierisico tot een minimum worden beperkt.
Warmteverlies wordt gekwantificeerd aan de hand van drie parameters, afhankelijk van de aard van het element dat het warmteverlies veroorzaakt.

• U-waarde: het warmteverlies per eenheid oppervlakte, per eenheid temperatuurverschil .
• ψ(Psi)-waarde (lineaire bouwknoop): het extra warmteverlies per lengte-eenheid en per eenheid temperatuurverschil , ter plaatse van een lijnvormige onderbreking van de isolatielaag van de scheidingsconstructie.
• χ(Chi)-waarde (puntbouwknoop): het extra warmteverlies per eenheid temperatuur verschil ter plaatse van een puntvormige onderbreking van de isolatielaag van de scheidingsconstructie.

Voor verbindingen die de isolatielaag doordringen of overbruggen, moet normaliter een χ-waarde worden bepaald.
De ontwerper moet het warmteverlies via de constructie, zowel met als zonder de doorvoer, analyseren of meten. Het verschil tussen deze waarden is de χ-waarde, oftewel het resterend warmteverlies vanwege de doorvoer.
Het is onpraktisch om het warmteverlies via de meeste echte doorvoeren te meten, gezien hun afmetingen en complexiteit. Een meer praktische en goedkopere methode voor de ontwerper is het gebruik van modelsoftware die is gebaseerd op technieken zoals eindige elementen methode (EEM).

Ontwerpaanbevelingen

De beste thermische prestatie van de Thermo Break zal worden verkregen door de afmetingen (L x Br) van de plaat zo klein mogelijk te houden en de dikte van de plaat zo dik mogelijk te maken. De boutdiameter van de verbinding dient zo klein mogelijk gehouden te worden. De ontwerper dient er wel op te letten dat de boutdiameter voldoende is om de afschuifkracht op te nemen. De Thermo Break plaat kan het beste in het midden van de thermische isolatie laag worden geplaatst en worden opgevuld met thermisch isolatiemateriaal.