Thermografie brengt energieverlies in beeld

Met thermografie zijn uiteenlopende gebreken in en aan monumenten te detecteren. Een warmtebeeld-camera brengt onder andere het energieverlies via de gebouwschil, kierdichting en luchtlekken en vochtproblemen in beeld. Een analyse van de energetische kwaliteiten van een gebouw legt de basis voor verduurzamingsplannen, licht architect Evert Jan Nusselder toe.

Visueel en thermografisch overzicht vanuit het zuiden v.d. zuidwestgevel Centraal Museum Utrecht - © ejn
Opmerkelijke, onrustige en 'vlekkerige' verdeling van hotspots in het warmtebeeld van de gebouwschil. Let ook op de warmteverlies-concentratie net boven het maaiveld als gevolg van de in het souterrain aanwezige verwarmingsinstallaties.

Analyse Centraal Museum Utrecht
In december 2020 maakt Evert Jan Nusselder, auteur van de ERM-waaier Uw monument energiezuinig: praktische tips voor verduurzaming, op verzoek van Van Hoogevest Architecten een thermografische rondgang om en in het bouwdeel 1920 van het Utrechtse Centraal Museum. ‘De infraroodopnamen werden allereest van buitenaf gemaakt om zo samenhangende fenomenen in het thermisch gedrag van de gebouwschil in beeld te krijgen. Aansluitend vond van kelder tot daknok een interieurronde plaats’, vertelt hij. ‘Thermografie, of warmtebeelddetectie, maakt gebruik van het natuurkundig gegeven dat elk voorwerp, object en lichaam warmte uitstraalt. Voor het thermisch aspect – de gebouwverwarming, het energiegebruik en het comfort – gaat het daarbij om infraroodstraling, waarvan het eerste, langgolvige gedeelte bepalend is voor het menselijk comfort en de thermische gebouwanalyse (golflengte ca. 7,5-13 mu). Op precies dat golfgebied is de gevoeligheid van warmtebeeldcamera’s toegesneden’.

Zelf uitgezonden warmte
‘Het uitgestraalde warmtebeeld van een object is een resultante van de doorgelaten, gereflecteerde en zelf uitgezonden warmte ervan’, vervolgt Evert Jan Nusselder. ‘Aangezien de meeste in de bouw toegepaste materialen geen stralingswarmte kunnen doorlaten, maar alleen door warmteopname, transmissie en uitstraling aan de koude kant warmte doorgeven, komt het warmtebeeld van objecten in de bouw en monumentenzorg overeen met de resultante van straling en reflectie afkomstig van het objectoppervlak. Straling (emissie) en reflectie zijn conform de fysica samen altijd 1. Wanneer de infraroodreflectie laag en de emissiviteit van een object of bouwmateriaal hoog is, zal het reflectie-aandeel van de meting (van bijvoorbeeld een koude onbewolkte hemel) laag zijn. Dit is voor de meeste bouwmaterialen en afwerkingen het geval. Reflectie heeft dus gelukkig weinig invloed op de warmtemeting. Uitzondering daarop vormt onder andere vensterglas dat, ondanks een emissiviteit van 0,92 (dus bijna 1), door zijn spiegelend oppervlak een scherp getekend thermisch reflectiebeeld geeft van zijn omgeving. 'Met de interpretatie van warmtebeelden van vensters is het dus oppassen geblazen'. Verder geven veel metalen in de bouw, afhankelijk van de mate van oxidatie en afwerking ook sterk wisselende verhoudingen tussen IR-emissie en –reflectie. Dus ook daar is juiste beeldinterpretatie extra lastig’.

Matige kwaliteit
‘De thermografische detectie van het Utrechtse Centraal Museum heeft een matige thermische kwaliteit van de gebouwschil als geheel in beeld gebracht’, aldus Evert Jan Nusselder. ‘Daarbij werden opmerkelijke accenten en ongelijkmatige verdeling van verliespunten geconstateerd. De warmtebeelden zijn “onrustig” en “vlekkerig”. Oorzaak vormt de “ad hoc” -achtige binnenafwerking van het gebouw met op de verdiepingen wisselend gedetailleerde wandafwerkingen en op kelderniveau warmteconcentratie door daar opgestelde en van daaruit verlopende leidingen en installaties voor verwarming en luchtbehandeling.

‘Dit beeld geeft onze inschatting van de verdeling van de verliespercentages per gebouwschildeel - © ejn
Via het dak verdwijnt circa 30 procent; dat is relatief veel en hangt samen met de wijze van inrichten van de tweede verdieping en de open gebouw-indeling. Via de vensters verdwijnt ook ongeveer 30 procent. De blinde geveldelen zorgen voor naar schatting 20 procent verlies en via de kelderzone zal zo'n 15 procent warmte verloren gaan; dat is meer dan gebruikelijk voor vloerverliezen. Tenslotte zorgen zogenoemde infiltratieverliezen door kierende ramen en deuren, ventilatieopeningen en rookkanalen voor circa vijf procent energieverlies.’

ERM-waaier
Meer informatie over thermisch onderzoek en verbetering is te lezen in de ERM-waaier 'Uw monument energiezuinig: praktische tips voor verduurzaming'. U kunt de waaier hier kosteloos bestellen of downloaden.