Wat is de isolatiewaarde van hout? Alles over hout als isolerend bouwmateriaal

Hout wordt al eeuwenlang gebruikt als bouwmateriaal. Het is relatief licht, sterk, gemakkelijk te bewerken en heeft van nature isolerende eigenschappen. Zeker nu duurzaam en biobased bouwen steeds belangrijker wordt, krijgt hout opnieuw veel aandacht voor gevels, daken, vloeren, kozijnen en complete houtbouwconstructies. Maar wat is de isolatiewaarde van hout eigenlijk? Isoleert hout werkelijk zo goed en hoe verhoudt het zich tot bijvoorbeeld beton, baksteen en traditionele isolatiematerialen?

De isolerende werking van hout wordt vooral bepaald door de warmtegeleidingscoëfficiënt, oftewel de lambda-waarde. Daarbij maakt het behoorlijk veel verschil welke houtsoort je gebruikt, hoe zwaar en vochtig het hout is en hoe dik de constructie wordt uitgevoerd. In dit artikel lees je hoe de isolatiewaarde van hout wordt bepaald, welke waarden je ongeveer kunt verwachten en hoe je hout slim kunt toepassen binnen een goed geïsoleerde bouwconstructie.

Waarom heeft hout een isolerende werking?

Om te begrijpen waarom hout relatief goed isoleert, moet je kijken naar de structuur van het materiaal. Hout bestaat uit een groot aantal cellen. In droog hout bevinden zich in die celstructuur kleine hoeveelheden stilstaande lucht.

Lucht geleidt warmte slecht. De poreuze structuur van hout zorgt er daardoor voor dat warmte minder gemakkelijk door het materiaal wordt getransporteerd dan bij veel compacte minerale bouwmaterialen.

Dat merk je zelfs wanneer je verschillende materialen aanraakt. Een houten oppervlak voelt in een koude ruimte doorgaans minder koud aan dan bijvoorbeeld staal of steen. Dat betekent niet dat hout warmte produceert, maar dat warmte via hout minder snel wordt afgevoerd.

Juist deze lage warmtegeleiding maakt hout interessant voor energiezuinige bouwconstructies.

Wat betekent de isolatiewaarde van hout?

Wanneer je verschillende bouwmaterialen wilt vergelijken, wordt vaak gekeken naar de lambda-waarde, aangeduid met de Griekse letter λ. Deze waarde wordt uitgedrukt in watt per meter kelvin, oftewel W/(m·K).

De lambda-waarde geeft aan hoe gemakkelijk warmte door een materiaal wordt geleid.

Daarbij geldt:

Hoe lager de lambda-waarde, hoe beter het materiaal isoleert.

Voor veel houtsoorten ligt de lambda-waarde grofweg ergens rond 0,10 tot 0,20 W/(m·K). Dit is echter geen universele waarde voor al het hout. De exacte warmtegeleiding wordt beïnvloed door onder andere houtsoort, dichtheid en vochtgehalte.

Licht en droog hout heeft over het algemeen een lagere warmtegeleiding dan zeer zwaar of vochtig hout.

Welke isolatiewaarde heeft hout?

Voor constructiehout wordt in berekeningen vaak gewerkt met waarden ergens rond 0,12 tot 0,18 W/(m·K), afhankelijk van het gebruikte product en de omstandigheden.

Om een globaal beeld te geven:

Deze waarden zijn uitsluitend bedoeld als indicatie. Voor een daadwerkelijke bouwfysische berekening moet je altijd uitgaan van de gedeclareerde of rekenwaarde van het specifieke materiaal of product dat wordt toegepast.

De tabel laat tegelijkertijd iets belangrijks zien: hout isoleert van nature behoorlijk goed voor een constructiemateriaal, maar is geen vervanging voor een hoogwaardige isolatielaag.

Een balk van hout is bijvoorbeeld veel minder warmtegeleidend dan een vergelijkbaar onderdeel van staal, maar minerale wol, PIR en andere specifieke isolatiematerialen isoleren per centimeter aanzienlijk beter.

Verschil tussen lambda-, R- en Rc-waarde

Bij isoleren worden verschillende begrippen gebruikt die gemakkelijk door elkaar gehaald worden. Lambda-, R- en Rc-waarde zeggen namelijk allemaal iets over warmte, maar niet precies hetzelfde.

Lambda-waarde

De lambda-waarde geeft de warmtegeleiding van het materiaal zelf aan. Een lage waarde betekent een betere isolerende werking.

R-waarde

De R-waarde geeft de warmteweerstand van een materiaallaag aan. Hierbij speelt naast de lambda-waarde ook de dikte van het materiaal een belangrijke rol.

Vereenvoudigd kun je de warmteweerstand berekenen met:

R = d / λ

waarbij:

• R de warmteweerstand in m²K/W is;
• d de materiaaldikte in meters is;
• λ de warmtegeleidingscoëfficiënt in W/(m·K) is.

Stel dat je 10 centimeter hout gebruikt met een lambda-waarde van 0,13 W/(m·K). Dan krijg je theoretisch:

0,10 / 0,13 = ongeveer 0,77 m²K/W.

Maak je dezelfde laag 20 centimeter dik, dan wordt de warmteweerstand ongeveer twee keer zo groot.

Rc-waarde

De Rc-waarde kijkt naar de warmteweerstand van een complete bouwconstructie. Denk bijvoorbeeld aan een gevel die uit houten stijlen, plaatmateriaal, isolatie, luchtlagen en gevelbekleding bestaat.

Voor het beoordelen van de isolatieprestatie van een complete muur, vloer of dak is de Rc-waarde daarom veel relevanter dan uitsluitend de lambda-waarde van één materiaal.

Hoe goed isoleert hout ten opzichte van beton en steen?

Het grote voordeel van hout wordt duidelijk wanneer je het vergelijkt met veel traditionele constructiematerialen.

Beton, baksteen en staal geleiden warmte over het algemeen aanzienlijk gemakkelijker dan hout. Vooral staal is een zeer goede warmtegeleider. Een stalen constructieonderdeel dat zonder thermische onderbreking van binnen naar buiten loopt, kan daardoor een flinke koudebrug veroorzaken.

Hout heeft dat probleem veel minder sterk.

Dat is een van de redenen waarom houtskeletbouw interessant is voor energiezuinige woningen. De houten stijlen in een wand vormen weliswaar nog steeds een minder goed isolerend gedeelte dan de isolatie tussen de stijlen, maar het effect is aanzienlijk gunstiger dan wanneer vergelijkbare verbindingen volledig uit staal zouden bestaan.

Is hout zelf voldoende als isolatiemateriaal?

Hier ontstaat regelmatig verwarring. Omdat hout een relatief lage warmtegeleiding heeft, wordt soms gedacht dat een dikke houten wand automatisch voldoende isolatie oplevert.

In de meeste moderne bouwconstructies is dat niet het geval.

Neem bijvoorbeeld een houten wand van 10 centimeter dik met een lambda-waarde van 0,13 W/(m·K). Zoals eerder berekend levert dat een warmteweerstand van ongeveer 0,77 m²K/W op.

Een isolatiemateriaal met een lambda-waarde van 0,035 W/(m·K) bereikt bij dezelfde dikte:

0,10 / 0,035 = ongeveer 2,86 m²K/W.

Per centimeter is een specifiek isolatiemateriaal dus aanzienlijk effectiever.

Daarom bestaat een moderne houten buitenwand meestal niet alleen uit hout. De constructie wordt gecombineerd met bijvoorbeeld minerale wol, houtvezel, cellulose of andere isolatiematerialen.

Waarom is hout dan zo interessant voor geïsoleerde constructies?

De kracht van hout zit vooral in de combinatie van constructieve eigenschappen en een relatief gunstige warmtegeleiding.

Een houten stijl kan tegelijkertijd onderdeel zijn van de dragende constructie en minder warmte geleiden dan bijvoorbeeld een stalen profiel. Tussen de stijlen kan vervolgens een hoogwaardige isolatielaag worden aangebracht.

Daardoor kunnen relatief lichte wandconstructies worden gemaakt met goede thermische prestaties.

Je ziet dit principe onder andere terug bij:

• houtskeletbouw;
• houten dakconstructies;
• prefab houten woningen;
• CLT-constructies;
• houten gevelsystemen;
• houten vloeren.

Het uiteindelijke isolatieniveau wordt daarbij niet alleen bepaald door de hoeveelheid isolatiemateriaal, maar door de volledige opbouw van het bouwdeel.

Welke houtsoort isoleert het beste?

Niet iedere houtsoort heeft dezelfde isolatiewaarde. Een belangrijke factor daarbij is de volumieke massa, oftewel de dichtheid van het hout.

Over het algemeen geldt dat lichte houtsoorten beter isoleren dan zeer zware houtsoorten. Dat komt doordat lichte houtsoorten relatief veel lucht in hun celstructuur bevatten.

Naaldhout zoals vuren en grenen kan daardoor vanuit thermisch oogpunt gunstiger zijn dan zeer dicht tropisch hardhout.

Dat betekent overigens niet dat je een houtsoort uitsluitend op basis van isolatiewaarde moet kiezen. Bij constructies spelen veel meer eigenschappen een rol, zoals:

• constructieve sterkte;
• vochtbestendigheid;
• duurzaamheid;
• maatvastheid;
• brandgedrag;
• bewerkbaarheid;
• prijs;
• herkomst van het hout.

Voor constructieve toepassingen wordt daarom altijd gezocht naar een combinatie van eigenschappen.

Brandgedrag verdient daarbij afzonderlijke aandacht. Hout is immers brandbaar, maar zware houten constructies kunnen door verkoling een relatief voorspelbaar brandgedrag vertonen. Wil je hier meer over weten, lees dan ook het artikel over de brandklasse van hout.

Heeft de dichtheid van hout invloed op de isolatiewaarde?

Ja. De dichtheid van hout heeft een duidelijke invloed op de warmtegeleiding.

Bij hout met een lage dichtheid bevinden zich relatief veel luchtgevulde ruimtes in de structuur. Omdat stilstaande lucht slecht warmte geleidt, draagt dit bij aan een goede isolerende werking.

Naarmate hout dichter en zwaarder wordt, kan de warmtegeleiding toenemen.

Dit verklaart waarom je bij technische informatie over houtproducten niet zomaar één algemene lambda-waarde voor “hout” kunt gebruiken. Een lichte naaldhoutsoort kan thermisch duidelijk anders presteren dan een zeer zware hardhoutsoort.

Heeft vocht invloed op de isolatiewaarde van hout?

Een ander belangrijk punt is het vochtgehalte. Droog hout isoleert beter dan nat hout.

Water geleidt warmte namelijk aanzienlijk beter dan stilstaande lucht. Wanneer de poriën en cellen in hout meer vocht bevatten, neemt de warmtegeleiding toe en wordt de isolerende werking dus minder gunstig.

Dat is niet alleen vanuit energiegebruik relevant. Langdurig vocht kan daarnaast leiden tot houtrot, schimmelvorming en aantasting van de constructie.

Een goede houten bouwconstructie moet daarom zorgvuldig worden ontworpen met aandacht voor:

• regenwater;
• condensatie;
• damptransport;
• ventilatie;
• waterkering;
• luchtdichting;
• droging van de constructie.

Bij geïsoleerde houtconstructies is vochtbeheersing dus minstens zo belangrijk als de dikte van de isolatielaag.

Is thermisch gemodificeerd hout beter isolerend?

Bij thermische modificatie wordt hout onder gecontroleerde omstandigheden tot hoge temperaturen verwarmd. Daardoor verandert de structuur van het hout en kunnen eigenschappen zoals vochtopname, maatvastheid en biologische duurzaamheid veranderen.

Ook thermische eigenschappen kunnen hierdoor worden beïnvloed. Door veranderingen in dichtheid en vochtgedrag kan thermisch behandeld hout een andere warmtegeleiding hebben dan onbehandeld hout van dezelfde soort.

Dat betekent echter niet dat thermische modificatie primair een isolatietechniek is. Het proces wordt vooral gebruikt om eigenschappen zoals duurzaamheid en vormstabiliteit te verbeteren. Meer over deze behandeling lees je in het artikel over thermisch gemodificeerd hout.

Massief hout en isolatie

Bij traditionele houtbouw bestaat een constructie soms grotendeels uit massief hout. Denk bijvoorbeeld aan een blokhut waarbij massieve houten balken tegelijkertijd de binnenwand, constructie en buitenzijde vormen.

Hoe dikker deze houten wand, hoe hoger de warmteweerstand.

Voor een eenvoudige recreatiewoning kan zo’n constructie in bepaalde situaties voldoende zijn, maar voor moderne permanent bewoonde gebouwen worden doorgaans hogere isolatieprestaties gevraagd. Alleen de massieve houtlaag is dan meestal niet voldoende.

Daarom worden ook massief houten constructies regelmatig aangevuld met extra isolatie.

Isolatiewaarde van CLT

Cross Laminated Timber, meestal afgekort tot CLT, bestaat uit meerdere lagen hout die kruislings op elkaar worden verlijmd. Hierdoor ontstaan grote constructieve platen waarmee onder andere wanden, vloeren en daken kunnen worden gebouwd.

Omdat CLT grotendeels uit hout bestaat, heeft het eveneens een relatief gunstige warmtegeleiding ten opzichte van bijvoorbeeld beton.

Toch wordt een CLT-buitenwand meestal gecombineerd met aanvullende isolatie. De CLT-plaat verzorgt dan voornamelijk de constructieve functie, terwijl een afzonderlijke isolatielaag ervoor zorgt dat de gewenste thermische prestaties worden bereikt.

Een typische opbouw kan bijvoorbeeld bestaan uit:

binnenafwerking → CLT → isolatielaag → waterkerende laag → ventilatiespouw → gevelbekleding.

De precieze volgorde en uitvoering hangen uiteraard af van het gekozen bouwsysteem.

Houtskeletbouw en isolatiewaarde

Houtskeletbouw is vanuit thermisch oogpunt bijzonder interessant. Hierbij bestaat de dragende wand uit houten stijlen en regels. De ruimtes daartussen kunnen vrijwel volledig worden gevuld met isolatiemateriaal.

Een groot gedeelte van de wanddikte kan daardoor tegelijkertijd als isolatieruimte worden gebruikt.

Wel vormen de houten stijlen kleine thermische onderbrekingen in de isolatielaag. Hout isoleert immers minder goed dan het isolatiemateriaal tussen de stijlen.

Om dit effect te beperken wordt soms nog een doorlopende isolatielaag aan de binnen- of buitenzijde van het houten skelet aangebracht. Daarmee wordt de invloed van de houten stijlen op de totale isolatiewaarde verder verminderd.

Houtvezelisolatie: isoleren met hout

Naast massief constructiehout bestaan er isolatiematerialen die daadwerkelijk uit houtvezels worden gemaakt. Houtvezelisolatie is verkrijgbaar als flexibele platen, stevige isolatieplaten en in sommige systemen als losse vezels.

Doordat houtvezelisolatie veel lucht bevat, ligt de lambda-waarde aanzienlijk lager dan bij massief hout. Afhankelijk van het product kan deze bijvoorbeeld rond 0,036 tot 0,050 W/(m·K) liggen.

Daarmee komt houtvezel wat isolerende werking betreft in de buurt van verschillende traditionele isolatiematerialen.

Een ander interessant kenmerk van houtvezel is de relatief hoge warmteopslagcapaciteit. Hierdoor kan het materiaal warmte opnemen en tijdelijk opslaan.

Dat kan vooral in de zomer interessant zijn.

Hout en bescherming tegen zomerhitte

Bij isolatie wordt vaak alleen gedacht aan warmte binnenhouden tijdens de winter. Voor een comfortabel gebouw is het echter minstens zo belangrijk om oververhitting tijdens warme zomerdagen te beperken.

Materialen met voldoende massa kunnen warmte tijdelijk opslaan. Hierdoor duurt het langer voordat warmte van buiten volledig naar binnen doordringt.

Houtvezelisolatie en zwaardere houtconstructies kunnen daardoor bijdragen aan een gunstige faseverschuiving van warmte. Vooral bij daken kan dit interessant zijn, omdat deze tijdens zonnige zomerdagen zeer sterk kunnen opwarmen.

De daadwerkelijke zomerprestatie hangt wel af van de complete constructie, ventilatie, zonwering en luchtdichtheid.

Hout en koudebruggen

Een koudebrug is een plaats in de gebouwschil waar warmte gemakkelijker naar buiten kan stromen dan via omliggende delen.

Bekende voorbeelden zijn aansluitingen rondom kozijnen, balkons, vloeren en constructieve verbindingen.

Omdat hout relatief slecht warmte geleidt, kan het vanuit dit oogpunt gunstig zijn. Een houten stijl veroorzaakt bijvoorbeeld doorgaans een kleinere thermische brug dan een massief stalen onderdeel.

Dat betekent niet dat een houten constructie automatisch koudebrugvrij is. Ook bij houtbouw moeten aansluitingen zorgvuldig worden ontworpen.

Vooral rondom ramen, deuren, vloerranden en dakverbindingen kunnen plaatselijk zwakkere plekken ontstaan.

Isoleren met hout: wat zijn de voordelen?

Hout heeft vanuit thermisch en bouwkundig oogpunt verschillende interessante eigenschappen. De belangrijkste voordelen zijn:

• relatief lage warmtegeleiding voor een constructiemateriaal;
• minder sterke koudebrugwerking dan bijvoorbeeld staal;
• goed te combineren met isolatiematerialen;
• geschikt voor lichte bouwconstructies;
• gemakkelijk te verwerken;
• breed toepasbaar in prefab bouw;
• hernieuwbare grondstof bij verantwoord bosbeheer;
• geschikt voor biobased bouwconcepten.

Daarbij kan hout koolstof gedurende zijn gebruiksduur in het materiaal opgeslagen houden. De daadwerkelijke milieuprestatie hangt echter af van onder andere herkomst, productie, transport, levensduur en verwerking na gebruik.

Zijn er ook nadelen?

Hout is geen wondermateriaal. Ook bij houten constructies zijn er aandachtspunten.

De natuurlijke isolatiewaarde is bijvoorbeeld onvoldoende om moderne hoge isolatieniveaus uitsluitend met een dunne laag massief hout te behalen. Daarnaast vraagt houtbouw veel aandacht voor vocht, detaillering en correcte uitvoering.

Andere aandachtspunten zijn brandveiligheid, akoestiek, luchtdichtheid en bescherming tegen langdurige vochtbelasting.

Een goed ontworpen houten woning bestaat daarom uit meer dan simpelweg een dik houten skelet met wat isolatie ertussen. Alle lagen moeten bouwfysisch op elkaar zijn afgestemd.

Hoe kun je de isolatiewaarde van een houten constructie verbeteren?

Wil je een houten dak, gevel of vloer zo goed mogelijk laten isoleren, kijk dan naar de constructie als geheel.

Een aantal maatregelen kan daarbij helpen:

• gebruik voldoende dik isolatiemateriaal tussen houten stijlen of balken;
• voeg waar nodig een doorlopende isolatielaag toe;
• voorkom kieren tussen isolatie en constructie;
• besteed veel aandacht aan luchtdichting;
• voorkom onnodige thermische onderbrekingen;
• ontwerp aansluitingen rondom ramen en deuren zorgvuldig;
• bescherm hout tegen langdurige vochtbelasting;
• kies isolatiematerialen die passen bij de gewenste bouwfysische opbouw.

Vooral luchtdichtheid wordt nog weleens onderschat. Zelfs een wand met een hoge theoretische isolatiewaarde kan minder goed presteren wanneer warme binnenlucht voortdurend via kieren naar buiten kan stromen.

Kun je zelf de R-waarde van hout berekenen?

Voor een eerste indicatie is dat relatief eenvoudig. Je hebt alleen de dikte van het hout en de lambda-waarde nodig.

Stel dat je een houten laag van 18 centimeter hebt en dat voor het betreffende hout een lambda-waarde van 0,13 W/(m·K) geldt.

De berekening wordt dan:

0,18 / 0,13 = ongeveer 1,38 m²K/W.

Een houten laag van 18 centimeter heeft in dit vereenvoudigde voorbeeld dus een warmteweerstand van ongeveer 1,38 m²K/W.

Let wel: dit is alleen de materiaalweerstand van die houtlaag. Het is niet automatisch de Rc-waarde van de volledige wand.

Voor een correcte Rc-berekening moet rekening worden gehouden met alle materiaallagen en de opbouw van de constructie. Bij een houtskeletwand spelen bovendien verschillende warmtestromen een rol doordat warmte deels via de isolatie en deels via de houten stijlen loopt.

Welke isolatiewaarde moet je gebruiken bij een bouwberekening?

Voor een daadwerkelijke bouwkundige berekening kun je beter niet werken met algemene internetwaarden. Gebruik de officiële technische gegevens van het specifieke houtproduct dat je gaat toepassen.

Fabrikanten en leveranciers kunnen bijvoorbeeld informatie verstrekken over:

• volumieke massa;
• lambda-waarde;
• vochtcondities;
• productdikte;
• warmteweerstand;
• technische normen en certificering.

Bij een vergunningsplichtig bouwproject of een energieprestatieberekening moeten bovendien de daarvoor geldende rekenmethodes en actuele wettelijke eisen worden gevolgd.

De genoemde waarden in dit artikel zijn daarom vooral geschikt om verschillende materialen te begrijpen en globaal met elkaar te vergelijken.

Hout isoleert goed voor een constructiemateriaal, maar combineer het met isolatie

De isolatiewaarde van hout is een van de eigenschappen die hout aantrekkelijk maken voor moderne bouwconstructies. Met een lambda-waarde die bij veel houtsoorten grofweg tussen ongeveer 0,10 en 0,20 W/(m·K) ligt, geleidt hout relatief weinig warmte in vergelijking met veel andere constructiematerialen.

Toch moet je onderscheid maken tussen een materiaal dat van nature redelijk isoleert en een materiaal dat specifiek als isolatiemateriaal is ontwikkeld. Minerale wol, PIR, EPS en houtvezelisolatie kunnen per centimeter aanzienlijk meer warmteweerstand bieden dan massief constructiehout.

De grote kracht van hout zit daarom vooral in de combinatie. Je kunt er een sterke, lichte constructie mee bouwen waarin veel ruimte beschikbaar is voor isolatie, terwijl de houten constructiedelen zelf relatief weinig warmte geleiden. Vooral bij houtskeletbouw, CLT en andere moderne houtbouwsystemen kan dit resulteren in zeer goed geïsoleerde gebouwen.

Wil je de isolatieprestatie van een houten constructie bepalen, kijk dan uiteindelijk niet alleen naar de lambda-waarde van het hout. De dikte, het vochtgehalte, de isolatielaag, koudebruggen, luchtdichtheid en volledige constructieopbouw bepalen samen hoe goed een houten wand, vloer of dak in de praktijk werkelijk isoleert.