Vormfactor

Voor dieren die een winterslaap houden is het belangrijk dat ze tijdens die winterslaap zo min mogelijk hoeven te eten. Een groot deel van het voedsel dat ze eten wordt gebruikt om het dier warm te houden. Door zichzelf op te krullen wordt het deel van de huid dat in contact staat met de koude winterse buitenlucht zo klein mogelijk gemaakt. Hierdoor gaat minder warmte verloren en hoeven ze minder te eten. Ze maken zichzelf zo compact mogelijk. Ons Natuurlijk Passief huis wordt ook zo compact mogelijk.

De vormfactor

In de bouw wordt de compactheid van een gebouw uitgedrukt in de vormfactor. Deze factor geeft de verhouding weer tussen het totale oppervlakte van de gebouwschil (vloer, gevels en dak) en het verwarmd vloeroppervlak. Het gaat dus om de verhouding van het oppervlak dat warmte kan verliezen ten opzichte van het oppervlak dat verwarmd moet worden.

Hiermee is de vormfactor een handige en snelle methode om de compactheid van een gebouw te bepalen. En net als bij dieren geldt voor gebouwen ook dat hoe compacter een gebouw is, hoe minder warmte er verloren gaat. Andersom geredeneerd: hoe minder compact een gebouw is, hoe meer warmte verloren zal gaan en hoe meer isolatie nodig is om dit verlies te compenseren.

De vormfactor kan al heel vroeg in het ontwerpproces berekend worden. Het is daarmee een nuttige indicator om in een zeer vroeg stadium een indicatie te krijgen van de benodigde isolatiediktes om aan de criteria van passiefhuis te voldoen.

Een rekenvoorbeeld

Als we acht losstaande kubussen hebben van ieder 10 bij 10 bij 10 m, dan is het totale vloeroppervlak van deze 8 kubussen: 8 x 10 x 10 = 800 m2. Het verliesoppervlak (van de gebouwschil) is 8 x 6 x 10 x 10 = 4.800 m2, waarmee de vormfactor uitkomt op 6.0.

grote vormfactor
acht kleine kubussen hebben een grote vormfactor

Stapelen we deze 8 kubussen op elkaar zodat ze één grote kubus vormen, dan zal het vloeroppervlak gelijk blijven, maar het verliesoppervlak neemt af. In dit voorbeeld halveert deze zelfs. Het verliesoppervlak wordt immers 6 x 20 x 20 = 2.400 m2. De vormfactor halveert hierdoor ook en komt uit op 3.0.

kleine vormfactor
Eén grote kubus heeft een kleine vormfactor

Vormfactor en isolatiewaarde

De vormfactor voor gebouwen ligt meestal tussen de 0.5 en 5.0. Hoe lager dit getal, hoe compacter het gebouw. Vrijstaande eengezinswoningen hebben over het algemeen een zeer ongunstige vormfactor met waarden richting de 5.0. Grote kantoren of appartementengebouwen hebben gunstige vormfactoren met waarden richting de 0.5. Het omslagpunt waarbij efficiënt aan de criteria van passiefhuis voldaan kan worden is 3.0.

Uit onderstaande grafiek, waarin het verband gelegd wordt tussen de vormfactor en de isolatiewaarde (U-waarde) is af te lezen dat bij een vormfactor lager dan 2, de benodigde isolatiediktes sterk afnemen. (Kort door de bocht is de U-waarde het omgekeerde van de Rc-waarde. Hogere U-waarden betekenen dus dunnere isolatiediktes.)

Grafiek uit ‘Generalized criteria of energy performance evaluation in early desing stages of nearly zero-energy buildings

Oppervlakte gebouwschil

Een verdubbeling van het oppervlak van de gebouwschil (vloer, gevels en dak) betekend dat de isolatiewaarde ook dubbel zo goed moeten worden. Er is een lineair verband. Tussen de vormfactor en de isolatiediktes is echter sprake van een exponentieel verband. De vormfactor is daarmee van grote invloed op de benodigde isolatiediktes.

Sneeuwbaleffect

In de financiële wereld is het compoundig effect zeer bekend. Door Albert Einstein is dit zelfs het achtste wereldwonder genoemd. In NL wordt dit wel eens uitgedrukt als het rente-op-rente-effect, oftewel het sneeuwbaleffect. Het houdt in dat je winst maakt met je eerder gemaakte winst.  

De vormfactor heeft ook een sneeuwbaleffect in zich. De (financiële) kosten van een hoge vormfactor zit namelijk niet alleen in grotere isolatiediktes.

Vierkante meters

Een hoge vormfactor betekend naast dikkere isolatiepaketten ook dat er meer vierkante meters gebouwschil aanwezig zijn.  Een niet efficiënte gebouwvorm resulteert dus in dikkere isolatie, waarvan meer vierkante meters toegepast moeten worden. Dubbelop dus.

Bouwdetails

Dikkere isolatiepaketten leiden daarnaast tot andere bouwdetails en moeilijkere (= duurdere) constructieve oplossingen. Deze kunnen op hun beurt weer leiden tot meer thermische bruggen, die weer door meer isolatie gecompenseerd moeten worden. Dubbel-dubbelop dus.

Grotere binnenruimtes

Andersom werkt het natuurlijk ook. Gunstigere vormfactoren leiden tot dunnere isolatiediktes, minder vierkante meters, simpelere details, minder constructieve ingrepen, minder thermische bruggen en uiteindelijk lagere bouwkosten.

En als kers op de taart: Als je gebonden bent aan maximale buitenmaten, dan leiden dunnere isolatiediktes tot grotere binnenruimtes. Je krijgt dus meer woning, voor minder geld.

Een goede vormfactor leidt tot grotere binnenruimtes

Onze vormfactor

Wij hebben in het ontwerpproces zo vroeg mogelijk gestuurd op een compact ontwerp. Wout had enkele mooie varianten van de plattegronden ontworpen. Door ons is dit gereduceerd tot een rechthoekige plattegrond. De vormfactor daalde hiermee van gemiddeld 3.6 tot nu 3.1. Voor een vrijstaande grondgebonden woning is dit zeer laag!

Wij maken dus optimaal gebruik van de vormfactor, waardoor de binnenruimte zo groot mogelijk wordt, tegen de laagste investering.

Geef een reactie