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Tijdschrift van het Prefab-beton Revue du Béton préfabriqué
N. 64 FEVRIER
Sommaire - Inhoud 17. Nouvelles Réalisations en Pavés en Béton. Nieuwe Realisaties in Betonstraatstenen. 39. Construire en Economisant l’Energie ... n’est pas qu’une Question d’isolation. Energie-arm Bouwen ... niet alleen een Kwestie van Isolatie. 53. Une Gaine pour Conduites sous le Canal GandTerneuzen à Zelzate. Een Leidingkoker onder het Kanaal Gent-Terneuzen te Zelzate. 80. Répertoire des Annonceurs. Adverteerdersrepertorium.
1982
FEBRUARI
Administratie - Rédaction - Publicité : Fédération de l’Industrie du Béton Bd. Aug. Reyers 207-209, 1040 Bruxelles T. 02/735.80.15 - C.C.P. n“ 000-0028008-72 T.V.A. n° 407.408.809 Administratie - Redactie - Publiciteit Federatie van de Betonindustrie August Reyerslaan 207-209, 1040 Brussel T. 02/735.80.15 - P.C.R. 000-0028008-72 B.T.W. nr. 407.408.809 REDACTEUR EN CHEF — HOOFDREDAKTEUR : M. W. SImont : Directeur de la FeBe Direkteur van de FeBe Affilié à l'Association des Journalistes Périodiques Belges et Etrangers - Union Professionnelle Reconnue
Photo de couverture
Aangesloten bij het Verbond van Belgische en Buitenlandse Journalisten der Pe riodieke Pers - Erkende Beroepsvereniging
Une nouvelle Réalisation en Pavés en Béton (voir éga lement nos photos à partir de la page 17). PUBLICITE — PUBLICITEIT : Mlle M.R. Roisin
Foto op titelblad Een nieuwe Realisatie in Betonstraatstenen (zie ook onze reeks foto’s vanaf biz. 17) (Verkaveling ’’Hoge Haar” - ’s Gravenwezel)
Paraît cinq fois l’an - Verschijnt vijf maal per jaar Services de travaux publics de l’Etat, des provinces et des communes, sociétés de construction d’habitations sociales, ingénieurs-conseils, architectes, maîtres d’ouvrages, entreprises de construction, fabricants de béton et tous utilisateurs de produits en béton. Verspreiding : Staat-, Provincie- en gemeentelijke diensten voor openbare werken, maatschappijen voor sociale woning bouw, ingenieursbureaus, architecten, bouwheren, ondernemingen van bouwwerken, betonfabrikanten en alle gebruikers van betonwaren. Diffusion :
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Markt - Harelbeke
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Wijk «Het Looy »
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Vosselaar
Pollarestraat - Ninove
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Benzinestation - Brasschaat
St. Michieiskoiiege - Brasschaat
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St. Jozefrusthuis - Kapellen
PrivĂŠwoningen te Zottegem en te Steenokkerzeel
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Typische «Heavy duty»-toepassingen. 31
Gemeenteplein - Kasterlee
Kerkplein - Westvleteren
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Verkaveling - Oostkamp
Doornkwartier - Ninove
Kruidentuin - Izegem
Parking Zwembad - Vosselaar
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Clos du Parnasse - Bruxelles
Parnassus-gaarde - Brussel
Verkaveling «Hoge Haar
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»
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’s Gravenwezel
ENERGIE-ARM BOUWEN ... NIET ALLEEN EEN KWESTIE VAN ISOLATIE
CONSTRUIRE EN ECONOMISANT L’ENERGIE N’EST PAS QU’UNE QUESTION D’ISOLATION ■ ■ •
L'on constate couramment aujourd'hui, lors de la con
Bij het ontwerp van een gebouw stelt men heden ten
ception d’un bâtiment, que l’expression architecturale ne
dage vast dat niet alleen de architekturale vormgeving een
constitue pas à elle seule un défi, mais que c’est également te cas pour une conception équilibrée et naturelle du cli mat intérieur et pour la maîtrise des déperditions de cha
uitdaging betekent, maar dat dit evenzeer het geval is voor een evenwichtige en natuurlijke uitbouw van het bin nenklimaat en voorde beheersing van de warmteverliezen.
leur. La crise de l’énergie, qui représentera dans l’histoire
De energiekrisis, die de geschiedenis zal ingaan als de
l’événement marquant des années septante, et la tendance
gebeurtenis van de zeventigerjaren en dedaaruitvolgende trend naar alternatieve en natuurlijke vormen van energie
y conséquente vers des alternatives naturelles de gain d’énergie imprègnent déjà sporadiquement de leur sceau
winning drukken reeds sporadisch hun stempel op het
le concept d’habitation, influence qui ne cessera de
woningskonsept en zullen dat in de toekomst wellicht nog
s’accroître dans les années futures.
meer doen.
L’utilisation de l’énergie solaire et la récupération de chaleur influent lentement mais sûrement sur la con
Benutting van passieve zonneënergie en warmterekuperatie zorgen stilaan maar zeker voor een richtingge
ception et l’architecture des bâtiments. L’on peut en fait à
vende inbreng bij ontwerp en vormgeving van gebouwen.
peine parler d’un nouveau courant dans le concept de construction, étant donné que l’on y reconnaît une ’’philo sophie du construire” connue depuis longtemps mais qui avait été considérée comme dépassée par la technologie
In feite kan men hier nauwelijks spreken van een nieuwe stroming in het bouwkonsept vermits men er een van oudsher bekende maar door de moderne bouwtechnolo gie als voorbijgestreefde ’’bouwfilosofie ” in onderkent.
moderne de construction. Au lieu d’entourer complètement l’enveloppe externe du bâtiment d’isolation, il convient davantage de conférer au
Veeleer dan het buitenomhulsel van een gebouw vol te proppen met isolatie komt het er op aan door inplanting,
bâtiment, par l’implantation, l’orientation, l’architecture, le choix des matériaux de construction et l’application éventuelle de systèmes propres de construction, une fonc tion dynamique et économiseur d’énergie, en tant que ré
oriëntatie, vormgeving, keuze van de bouwmaterialen en de eventuele toepassing van geëigende bouwsistemen, aan het gebouw een dinamische en evenzeer energiebe
gulateur entre le climat intérieur et extérieur.
sparende funktie te verlenen als regulator tussen binnenen buitenklimaat. 39
1. L’ISOLATION ET LES PRESCRIPTIONS BELGES EN LA MATIERE
1. ISOLATIE EN DE BELGISCHE VOOR SCHRIFTEN TERZAKE
Obnubilé par une sorte de "syndrome d'économie d'énergie”, plus d'un auteur de projet s’est consacré ces dernières années au problème d’isolation. Dans un pre mier stade, il y a lieu de cerner ce concept. Le marché des matériaux spécifiques d’isolation a très rapidement joué sur la demande accrue et a connu un développement ex plosif. L’auteur de projet a été assailli de valeurs A. (x) plus
Bezeten door een soort ’energifebesparingssindroom ” is menig ontwerper de laatste jaren op de isolatietoer ge
ou moinsscientifiqueset expérimentalement concevables. Ces dernières trouvaient une utilisation avide dans les for mules relativement simples qui permettent d’évaluer le transport de chaleur en état stationnaire entre le climat intérieur et extérieur et, par conséquent, de fixer des para mètres qui interviennent dans le calcul de la déperdition
gaan. Men kan daar in eerste instantie enig begrip voor opbrengen. De markt van de specifieke isolatiematerialen heeft zeer snel op de verhoogde vraag ingespeeld en een eksplosieve ontwikkeling gekend. De ontwerper werd overrompeld met al dan niet wetenschappelijk en proeftechnisch verantwoorde L-waarden (x). Deze vonden een gretig gebruik in de relatief eenvoudige formules die toelaten het warmtetransport in stationaire toestand tus sen binnen- en buitenklimaat te begroten en aldus para
thermique d’un bâtiment. Les matériaux isolants sem
meters vast te leggen die bij de warmteverliesberekening van een gebouw tussenkomen. De isolatiematerialen leken een efficiënt middel om die energieverliezen drastisch te
blaient constituer un moyen efficace pour limiter dras
beperken.
tiquement les pertes d’énergie. La norme NBN B 62-001 (1) de 1974 tombait à point
De norm NBN B 62-001 (1) van 1974 kwam precies op
nommé avec des prescriptions en matière de la résistance
tijd met voorschriften betreffende de minimale termische weerstand R van ondoorschijnende wanden en de
thermique minimale R de parois opaques et de l’indice de transmission thermique T des locaux. Cette norme fut suivie en 1979 par la NBN B 62-301 (2) qui permet de déterminer le niveau de l’isolation thermique globale d’un bâtiment et de le comparer à un niveau de référence. Cette norme doit permettre au législateur, dans le cadre d’une gestion globale de l’énergie, de limiter la consommation d’énergie pour le chauffage en imposant un niveau mini
maksimale termische transmissie-index T van de vertrek ken. In 1979 werd deze norm gevolgd door de NBN B 62-301 (2) die toelaat het peil van de globale warmtei’solatie van een gebouw te bepalen en te vergelijken met een toetspeil. Deze norm moet de wetgever in staat stellen, in het kader van een algemeen energiebeleid, het energie verbruik voor verwarming te beperken door het opleggen
mum d’isolation thermique globale. En opposition avec la plupart des autres pays européens, la Belgique n’a à ce
van een minimumpeil van globale warmte’isolatie. Wet
jour validé aucune disposition légale.
meeste andere Europese landen, tot op heden in België niet bekrachtigd.
telijke bepalingen terzake werden, in tegenstelling tot de
Indépendamment du fait que la seule prise en considé
Cngeacht het feit dat de uitsluitende inachtname van
ration des critères d’isolation ne constitue qu’une app
isolatiekriteria een eenzijdige benadering betekent van het
roche unilatérale du problème de la régulation thermique
probleem van de klimaatregeling en uitbatingskosten van een gebouw heeft de wildgroei van isolatiematerialen en
et des frais d’entretien d’un bâtiment, l’accroissement anarchique des matériaux d’isolation et les techniques d’exécution parfois injustifiées ont provoqué des réactions opposées des pouvoirs publics. C’est ainsi que l’Institut
de soms onverantwoorde uitvoeringstechnieken enige reaktie van overheidswege teweeggebracht. Zo zag het Nationaal Instituut voor de Huisvesting zich genoodzaakt
National du Logement s’est vu contraint début 1981 d’éla
om begin 1981 een modelbouwverordening inzake isola-
borer un règlement type sur la bâtisse en matière de tra
tiewerken uit te vaardigen waarin onder meer eisen gefor muleerd worden met betrekking tot hygiëne en veiligheid.
vaux d’isolation qui contient entre autres des exigences ayant trait à l’hygiène et la sécurité. Dans les notes explicatives des normes NBN B 62-001 et -301, il est en outre spécifié que les normes en question doivent être complétées par des prescriptions à propos d’autres paramètres qui régissent la régulation du climat et la consommation d’énergie. L’un de ces principaux para mètres est la capacité thermique des matériaux utilisés.
In de toelichtingen bij de normen NBN B 62-001 en -301 wordt er verder op gewezen dat de betreffende normen aangevuld moeten worden door voorschriften betreffende andere parameters die de klimaatregeling en het energie verbruik beheersen. Eén van de belangrijkste aanvullende parameters is de warmtekapaciteit van de aangewende
(x) A = coefficient de conductivité thermique de matériaux homo gènes (W/mK)-
(x) X = warmtegeieidingskoëfficiënt voor homogene materialen (W/mK).
40
bouwmaterialen, omdat dit karakteristiek natuurlijke
paree que ceux-ci permettent des formes naturelles ca ractéristiques de régulation thermique, de récupération
vormen van warmteregeling, warmterekuperatie en benut ting van zonnewarmte toelaat. Wij gaan hierna verder in op het voorkomen en de mogelijkheden van dit tot nog toe stiefmoederlijk behandelde termisch karakteristiek.
thermique et d'utilisation de chaleur solaire. Nous traite rons ci-aprés plus en détail de la manifestation et des possibilités de cette caractéristique thermique mal utilisée jusqu’à présent. Pour la définition, l'illustration et l’application des dif
Voor de definitie, de illustratie en het gebruik van de
férentes caractéristiques thermiques, il y a lieu de référer à (3).
verschillende termische karakteristieken kan verwezen worden naar (3).
2. CAPACITE THERMIQUE
2. WARMTEKAPACITEIT
Tandis que la résistance thermique R permet de connaî
Daar waar de warmteweerstand R aangeeft in welke
tre dans quelle mesure le flux thermique traversant une paroi est freiné par une différence constante de tempéra
mate de warmtestroom doorheen een wand wordt afge remd bij een konstant temperatuurverschil tussen beide
ture entre les deux faces de la paroi, la capacité thermique a trait à la capacité de cette paroi de capter (et de rendre) la
zijden van de wand, heeft de warmtekapaciteit betrekking op het vermogen van die wand om warmte op te nemen (en af te geven) bij wisselende temperaturen. Per definitie is de warmtekapaciteit de hoeveelheid warmte die nodig is om
chaleur par températures fluctuantes. Par définition, la capacité thermique est la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter d’un degré Kelvin latempératured’1 m^ du
de wandtemperatuurvan 1 m^ materiaal met 1 graad Kelvin
matériau (fig. 1).
te doen stijgen (fig. 1).
[kJ/m*K)
I
N-ii
et Fig.t Résistance thermique / Warmteweerstand
Capacité thermique / Warmtekapaciteit
De begrippen warmteweerstand en warmtekapaciteit
Les notions de résistance thermique et de capacité thermique sont liées en ce sens que la résistance ther mique minimale requise décroît lorsque la capacité ther
zij
in die zin gebonden dat de vereiste minimale
weerstand afneemt naarmate de kapaciteit toeneemt.
mique augmente. Pour les murs extérieurs ventilés, il y a lieu de remarquer que tant la capacité thermique que la résistance thermique concernent uniquement le mur intérieur.
Voor buitenwanden met verluchte spouw dient opge merkt te worden dat zowel warmtekapaciteit als warm teweerstand slechts betrekking hebben op het binnenspouwblad.
En régime thermique permanent, c’est-à-dire pour une différence de température constante entre la température extérieure et intérieure, la résistance thermique et, par conséquent, la capacité isolante serait le seul paramètre qui aurait de l’importance pour le confort thermique d’une
In stationaire warmtetoestand, d.w.z. bij een gelijk blijvend temperatuurverschil tussen binnen- en buiten omgeving zou de warmteweerstand en dus het isolerend vermogen de enige parameter zijn die van belang is met betrekking tot de warmtehuishouding van een woning. 41
habitation. Ce régime thermique constant n’existe pas
Deze konstante warmtetoestand komt in de praktijk en
réellement dans nos régions. Sous nos climats, l'apport de chaleur solaire diurne est important; primordial en été mais non négligeable en hiver. Dans le cas d’une applica tion étudiée de la capacité thermique des matériaux de construction, l'habitation peut être considérée comme un réservoir potentiel d’échange dynamique de chaleur qui, selon les circonstances ou la période, accumule ou cède la chaleur. Dans ce sens, la capacité thermique des maté riaux et des éléments de construction collabore à un con fort thermique sain. Cela sera étudié plus en détail aux
zeker in onze streken niet voor. In ons klimaat is de aanvoer van zonnewarmte overdag belangrijk; groot in de zomer, maar ook in de winter niet verwaarloosbaar, De woning kan bij een doordachte aanwending van de warmtekapaciteit van de bouwmaterialen als een potentieel reservoir van dinamische warmtewisseling beschouwd worden dat naargelang de omstandigheden en het tijdstip warmte op stapelt of terug afgeeft. In die zin draagt de warmtekapaci teit van de bouwmaterialen en bouwelementen bij tot een • gezonde warmtehuishouding. Dit zal verder blijken uit de
points 5 et 6.
punten 5 en 6.
TABEL
e
X
(kg/m3)
(W/mK)
c (J/kg K)
0,040
1700
Caractéristique
- Isolant 3
(0 ■CD
(0
30
- Bois - Béton cellulaire - Béton de granulats légers - Béton de granulats lourds
550
550 1000 1900
0,22
1000
0,35
900
- Beton van lichte granulaten
850
- Beton van zware granulaten
Karakteristiek
Q = M.c
Q.R
(kJ/m^K)
(k.s.)
- Isolant (50 mm)
1,5
1,25
2,55
3,2
- Bois (150 mm)
90
1,15
50
58
160
1,32
160
211
collés (290 mm) o (0 o.
co
0,13
R (m2 Kw)
Bloes de béton cellulaire
- Isolatiemateriaal
600
M = Q.e (kg/m2)
Caractéristique
Karakteristiek
- Hout - Cellenbeton
(0 «>
(O
- Isolatiemateriaal (50 mm) - Hout (150 mm) - Gelijmde cellenbetonblokken (290 mm) J -o
- Bloes pleins de béton léger
190
1,29
173
223
(190 mm)
c co
- Volle lichte betonblokken (190 mm)
5
- Isolant (30 mm)
- Isolatiemateriaal (30 mm)
- Bloes creux (35 %) de béton
- Holle blokken (35 %) in zwaar
lourd (190 mm) - Isolant (40 mm)
235
1,14
200
228
beton (190 mm) - Isolatiemateriaal (40 mm)
Nota Note - épaisseur de la paroi ou de la couche -
masse volumique conductivité thermique chaleur massique masse de surface résistance thermique capacité thermique
42
e 0 X
c M e R = 2— ■X Q
- wand- en laagdikte - volumemassa - warmtegeleidingskoëfficiënt - massawarmte - opperviaktemassa - warmteweerstand - warmtekapaciteit
3. CAPACITE THERMIQUE ET ISOLATION
3. WARMTEKAPACITEIT EN ISOLATIE
Des études américaines portant sur les coûts du chauffage et de la climatisation dans différents bâtiments situés dans des régions à caractéristiques climatiques dif férentes et menées sur une période suffisamment longue,
Amerikaanse studies waarin de kosten van verwarming en klimatisatie in verschillende gebouwen in streken met verschillende klimaatkarakteristieken en over een vol
démontrent qu'une augmentation de la capacité ther mique pour des données d’isolation constantes, mènent invariablement à des frais d'exploitation inférieurs.
doende lange periode bestudeerd werden, bewijzen dat een vermeerdering van de warmtekapaciteit bij gelijk blijvende isolatiegegevens onveranderlijk tot verminderde uitbatingskosten leiden. Indien anderzijds isolatiewerken evenwel uitgevoerd
Par contre, lorsque des travaux d’isolation sont ef fectués au prix de la capacité thermique (p.ex. isolation sur
worden ten koste van de warmtekapaciteit (bv. isolatie aan
la face intérieure du mur extérieur ou forte diminution de l’épaisseur du mur par l’apport d'une couche hautement
de binnenzijde van de buitenwand of sterke reduktie van de wanddikte door het aanbrengen van een hoog isolerende
isolante), les frais d’exploitation peuvent même augmenter
laag) kunnen in bepaalde omstandigheden de uitbatings
dans certains cas. Songez par exemple à la nécessité de
kosten zelfs verhogen. Denk bijvoorbeeld aan de noodzaak
climatisation en été de locaux à haut degré d’isolation et
van klimatisatie in de zomer van ruimten met hoge isola-
faible capacité thermique (effet thermos), compte tenu du
tiegraad en lage warmtekapaciteit (thermoseffekt), de we
fait que le refroidissement coûte beaucoup plus cher que le
tenschap indachtig dat koeling vele malen duurder uitvalt
chauffage.
dan verwarming.
Pour fixer les idées, nous reprenons dans le tableau
Om de gedachten te vestigen geven wij in de bijgaande
ci-contre la capacité thermique de diverses parois pour
tabel de warmtekapaciteit van diverse wanden bij ongeveer
des résistances thermiques relativement équivalentes.
gelijkblijvende warmteweerstand. Vastgesteld wordt dat
L’on constate que la capacité thermique est insignifiante
de kapaciteit onbeduidend is voor lichte isolatiemate rialen, middelgroot voor hout en groot tot zeer groot voor betonprodukten met gangbare dikten.
pour les matériaux isolants légers, moyenne pour le bois et grande à très grande pour les produits en béton d'épais seur courante.
4. VALORISATION DE LA CAPACITE THERMIQUE Nous avons déjà signalé que l’évaluation de l’effet de la capacité thermique sur la balance thermique suppose un calcul dans un régime non permanent. Etant donné la
4. VALORISATIE VAN DE WARMTE KAPACITEIT Wij wezen er reeds op dat het begroten van het effekt van de warmtekapaciteit op de warmtebalans een berekening in niet stationaire toestand veronderstelt. Gezien de kom-
complexité de ces calculs, il y a lieu de valoriser l’effet
pleksiteit van dit soort rekenwerk is het aangewezen het
favorable de la capacité thermique par une adaptation des
gunstig effekt van de warmtekapaciteit te valoriseren door
caractéristiques du flux de chaleur pour des régimes per
een aanpassing van de warmtestroomkarakteristieken
manents. Lorsqu’on étudie les prescriptions étrangères et
voor stationaire regimes. Wanneer men de binnenlandse
nationales en matière de confort thermique, l’on constate
en buitenlandse voorschriften betreffende de termische komforteisen bestudeert, stelt men vast dat zulks op de
que les exigences divergent de pays à pays, compte tenu ou non de la capacité des murs intérieurs et selon le cas au niveau du mur individuel, le local ou le bâtiment entier. En ce qui concerne les prescriptions nationales, l’on peut mentionner la norme NBN B 62-001 en ce qui concerne les exigences minimum posées à la résistance thermique moyenne des parois opaques. La norme énonce que les parois plus lourdes, par leur plus grande capacité et par les variations moins fortes des températures de surface inté rieures, ont une activité stabilisatrice passive plus im portante sur le climat intérieur.
meest uiteenlopende manieren gebeurt, al dan niet reke ning houdend met de kapaciteit van de binnenwanden en naargelang het geval op het niveau van de individuele wand, het vertrek of het volledige gebouw. Wat de bin nenlandse voorschriften betreft, kan de norm NBN B 62-001 vermeld worden met betrekking tot de minimumeisen ge steld aan de gemiddelde warmteweerstand van de ondoor schijnende wanden. De norm stelt dat zwaardere wanden door het evenredig grotere kapacitief vermogen en door de minder uitgesproken schommelingen van de binnenoppervlaktetemperaturen sterker passief stabiliserend wer ken op het binnenklimaat. 43
C’est pourquoi l'on exige une résistance thermique plus élevée aux parois légères afin d'obtenir des résultats com parables en matière de confort et d'économie d'exploita tion.
Aan de lichtere wanden wordt daarom een hogere warmteweerstand opgelegd teneinde tot vergelijkbare re sultaten inzake komfort en uitbatingsekonomie te komen.
La Commission IBN qui élabore actuellement la norme concernant les déperditions de chaleur a l'intention de prévoir une valorisation analogue au niveau du bâtiment entier.
De BIN-kommissie die thans werk maakt van de norm betreffende de warmteverliezen is zinnens een analoge valoriserende inbreng op het niveau van het globale ge bouw te voorzien.
5. INERTIE THERMIQUE DU BATIMENT
5. TERMISCHE INERTIE VAN EEN GEBOUW
L’inertie thermique d’un bâtiment est le phénomène par
De termische inertie van een gebouw is het verschijnsel
lequel la chaleur intérieure superflue provenant de l'in
dat het mogelijk maakt dat de overtollige inwendige
stallation de chauffage ou du rayonnement solaire diurne est accumulée par la masse des parois et est rendu à
warmte voortkomend van de verwarmingsinstallatie of van de verwarming door zonnestraling overdag geakkumu-
l'ambiance intérieure à un moment contrôlable du soir ou
leerd wordt in de massa van de wanden en op een kon-
de la nuit. Le confort thermique exige que ce cycle de variation thermique atteigne son but lors de faibles va riations de la température de surface des parois et soit
troleerbaartijdstip van de avond en/of de nacht teruggege ven wordt aan de binnenomgeving. Het termisch komfort vereist dat deze warmtewisselingsciklus zijn beslag krijgt
caractérisée par un déphasage F et un amortissement D
bij kleine schommelingen van de oppervlaktetemperatuur
suffisamment grand (voir plus ploin) (fig. 2).
van de wanden en gekenmerkt wordt door een voldoende grote faseverschuiving F en demping D (zie verder) (fig. 2).
I I 1
Fig. 2: Inertie thermique - Thermische inertie Afin de se fixer les idées, considérons le cycle normal de la température extérieure pendant une journée de 24 h. La température croît durant la journée, atteint un maximum
Beschouwen we, om de gedachten te vestigen, de nor male cikius van de buitentemperatuur gedurende een et maal. De temperatuur stijgt in de loop van de dag, bereikt
quelque peu après midi et diminue jusqu’au minimum à l'aube.
een maximum in de vroege namiddag en daalt terug naar een minimum in de vroege ochtend.
La température dans un bâtiment sans régulation ther
De temperatuur in een onverwarmd gebouw zonder enige klimaatregeling probeert deze ciklus te volgen. We stellen hierbij vast dat:
mique tente de suivre ce cycle. Nous constatons que;
- les différences entre la température minimum et ma ximum seront inférieures; c'est le phénomène de la di minution d’amplitude du cycle de température inté rieure, en d'autres mots l’amortissement D = T1/T2 augmente; 44
- de verschillen tussen minimum en maksimum tempera tuur kleiner zullen zijn ; er treedt een amplitudevermindering van de binnentemperatuurciklus op, m.a.w. de demping D x T1/T2 vergroot;
- les variations de température intérieure se déplacent
- de binnentemperatuurschommelingen verschuiven in
dans le temps par rapport aux variations de température extérieure, c’est le phénomène du déphasage F.
de tijd ten opzichte van de buitentemperatuurschom
La grandeur de D et de F est dépendante de la capacité thermique de toutes les parois et du pouvoir isolant des murs extérieurs. Ceci aussi est compréhensible; les murs extérieurs doivent suffisamment isoler afin que la chaleur accrue durant les heures diurnes ne se disperse trop rapi dement vers l'extérieur.
melingen; er treedt een faseverschuiving F op. De grootte van D en F is afhankelijk van de warmtekapaciteit van alle wanden en van het isolerend vermogen van de buitenwanden. Ook dit laatste is begrijpelijk; de buitenwanden moeten voldoende isoleren opdat de tijdens de daguren opgeslagen warmte niet voortijdig naar buiten zou wegvloeien.
L’on peut déduire l'une et l'autre chose des formules simplifiées suivantes qui sont valables pour un local inté rieur (boxe) complètement fermé par des parois identiques
Een en ander kan worden afgeleid uit de volgende ver eenvoudigde uitdrukkingen die gelden voor een bin
homogènes :
gene wanden :
nenruimte (box) alzijdig afgesloten door identieke homo
Q.C = 0,023 \/q^. F = 0,023,e\ ^
et
D = 1
7,5 e^ -I-
10« g.c
Un important déphasage et amortissement ne peuvent s’effectuer que par une valeur élevée du produit Q.R.. Du
en
= 1 -F
7,5 e^ 10«.
V
Q.R.
Een grote faseverschuiving en demping zijn slechts te
tableau repris au point 4, il apparaît que l’apport de la
verkrijgen door een hoge waarde van het produkt Q.R.. Uit de tabel van punt 4. blijkt dat de inbreng van de warmteka-
capacité thermique Q joue un rôle importanten la matière.
paciteit Q hiertoe van groot belang is.
6. UNE APPLICATION PARTICULIERE L’ENERGIE SOLAIRE PASSIVE
6. EEN BIJZONDERE TOEPASSING
6.1. Considérations générales
6.1. Algemene beschouwingen
L’application de l’énergie solaire passive consiste dans le choix approprié de l’orientation et de la con ception du bâtiment, de la disposition des éléments constructifs et dans le choix des matériaux de con struction en concordance avec une utilisation opti male de la chaleur solaire en chaque saison. L’on ne recourt donc pas à des installations complémentai res sophistiquées tels des collecteurs solaires et leurs accessoires pour capter l’énergie solaire ’’ac tive”. Au contraire, la construction est conçue de manière à capter, conserver et distribuer elle-même la chaleur solaire. Il y a donc lieu d’utiliser des maté riaux à capacité thermique élevée. La maçonnerie en béton, les planchers et recouvrements de sols et de carreaux en béton décoratif sont donc particulière ment indiqués. Une façade orientée plein sud sert
De aanwending van passieve zonneënergie be staat erin doelbewust de oriëntatie en opvatting van het gebouw, de schikking van de bouwdelen en de keuze van de bouwmaterialen af te stemmen op een optimale aanwending van de zonnewarmte in elk seizoen. Men neemt dus niet zijn toevlucht tot aan vullende en gesofistikeerde uitrustingen zoals zonnekollektoren en bijhorigheden om de zonneënergie ’’aktief” op te vangen. De konstruktie zorgt integen deel zelf voor de opvang, berging en verdeling van de zonnewarmte. Daartoe dienen materialen aange wend met hoge warmtekapaciteit. Betonmetselwerk, vloerkonstrukties met betonelementen en be vloeringen met sierbetontegels zijn in dat opzicht dus bijzonder aangewezen. Als kollektor geldt een behoorlijk naar het zuiden gerichte gevel terwijl de
•••
... PASSIEVE ZONNE-ENERGIE
45
donc de collecteur, tandis que les autres façades sont suffisamment mais non trop isolées. Il n’est pas indiqué d’isoler ou de recouvrir les surfaces inté rieures tant des murs que des planchers, car cela empêcherait la captation de la chaleur de radiation.
overige gevels voldoende doch niet overmatig geïsoleerd worden. Isolatie of bekleding van de binnenoppervlakken, zowel van muren als van vloeren, is niet aangewezen omdat zij de opname van de stralingswarmte hinderen.
6.2. Formes de la transmission de la chaleur
6.2. Vormen van warmteoverdracht
Dans le cas de chauffage par énergie solaire pas sive, trois formes de transmission thermique se pré sentent (fig. 3):
Bij verwarming met passieve zonneënergie komen de 3 vormen van warmteoverdracht voor, te weten (fig. 3);
.6’
Rayonnement - Straling (S)
Conduction - Konduktie (C(j)
Convection - Konvektie (C^)
Fig. 3: Formes de la transmission de la chaleur - Vormen van warmte-overdracht
- rayonnement (S): transmission de chaleur d’une surface à température plus élevée vers une surface à température plus basse (ondes électro-magnéti ques).
- straling (S): warmteoverdracht van een oppervlak met hogere temperatuur naar een oppervlak met lagere temperatuur (elektro-magnetische golven).
- conduction (Cd) : rayonnement thermique dans un matériau d’un point à température supérieure vers un point à température inférieure.
- konduktie (Cd): warmtestroming in een materiaal van een punt met hogere temperatuur naar een punt met lagere temperatuur.
- cünvection (C\^): transmission thermique d’un endroit à température supérieure vers un endroit à température inférieure par rayonnement d’air.
- konvektie (C\/): warmteoverdracht van een plaats op hogere temperatuur naar een plaats op lagere temperatuur door luchtstroming.
C’est par rayonnement que la chaleur solaire at teint les parois; celles-ci captent la chaleur par une grande capacité de conduction interne (= capacité thermique élevée). La chaleur est cédée à l’espace intérieur par rayonnement et y est diffusée par con vection.
Met is door straling dat de zonnewarmte de wan den bereikt ; deze slaan de warmte op door een groot intern konduktievermogen (= hoge warmtekapaciteit). De warmte wordt aan de binnenomgeving afge staan door straling en erin verspreid door konvektie.
6.3. Systèmes de chauffage par énergie soiaire passive
6.3. Sistemen van verwarming met pas sieve zonneënergie
L’on distingue deux groupes principaux: - chauffage direct - chauffage indirect. 46
Men onderscheidt twee hoofdgroepen: - direkte verwarming - indirekte verwarming.
Dans chacun de ces systèmes, mais particulière ment dans le second, la convection naturelle peut être amplifiée par une convection forcée. Des sys tèmes mixtes de chauffage direct et indirect peuvent également se présenter.
In elk van deze sistemen maar vooral in het tweede kan de natuurlijke konvektie door een gedwongen konvektie aangevuld worden. Ook gemengde sis temen van direkte en indirekte verwarming kunnen voorkomen.
Les deux groupes principaux sont décrits ci-après.
De twee hoofdgroepen worden hierna bondig be schreven.
a. Chauffage direct (fig. 4)
a. Direkte verwarming (fig. 4)
Ce système consiste dans une disposition adé quate des fenêtres et des murs eu égard aux rayons du soleil pendant la journée, en ce sens que, grâce à la combinaison du chauffage direct de l’air et de l’augmentation de chaleur dans les parois (murs et planchers), l’apport total de chaleur est diffusé autant que possible dans le temps jusqu’à la nuit. Une bonne évaluation de l’inertie thermique de l’ha bitation est donc indiquée.
Dit sisteem komt neer op een oordeelkundige schikking van ramen en wanden ten opzichte van de invallende zonnestralen gedurende de dag, zodanig dat door kombinatie van rechtstreekse verwarming van de lucht en warmteopslag in de wanden (muren en vloeren) de algehele toevoer van warmte zoveel mogelijk gespreid wordt in de tijd tot de nacht toe. Een goede begroting van de termische inertie van de woning is hier dus aangewezen.
Captage - Opslag
Cession par rayonnement et convection - Afgifte door straling en konvektie Fig. 4: Chauffage direct - Direkte verwarming
En principe, il y a lieu de prévoir au moins 1 1/2 m^ de maçonnerie en béton par m^ de surface de fenê tre. La maçonnerie habituellement sombre peut également contenir des parties plus claires qui par réflection partielle procurent une chaleur immédiate à l’espace intérieur.
Als vuistregel geldt dat per m^ vensteroppervlakte minstens anderhalve m^ betonmetselwerk als op slagmateriaal wordt voorzien. Het in regel donker metselwerk kan ook delen met lichte kleur bevatten die door gedeeltelijke reflektie onmiddellijk warmte beschikbaar stelt aan de binnenruimte.
En vue de prévenir toute surchauffe en été, de la ventilation et des pare-soleil (p.ex. à l’aide d’une marquise) peuvent être nécessaires.
Teneinde overhitting te voorkomen in de zomer kan ventilatie en zonnewering (bv. door een ge schikte dakoverhang) noodzakelijk zijn.
Ce système est le plus simple et le plus économi que. Il modifie également trés peu le patron tradi tionnel de construction.
Dit sisteem is het eenvoudigste en het meest ekonomische. Het wijzigt dan ook weinig aan het tradi tionele bouwpatroon.
b. Chauffage indirect (fig. 5)
b. Indirekte verwarming (fig. 5)
G râce à ce système, les variations de températures intérieures sont limitées et les pics de température réduits. Un meilleur confort thermique est ainsi ga ranti, étant donné que la cession de la chaleur peut être mieux réglée.
Met dit sisteem worden de binnentemperatuurschommelingen beperkt en de temperatuurpiek afgetopt. Er wordt dus een beter termisch komfort gegarandeerd omdat de warmteafgifte beter kan worden geregeld. 47
Le chauffage indirect à l'aide de l’énergie solaire passive est basé sur l’application des façades Trombe (x), qui consistent en des murs extérieurs dirigés vers le sud composés d’une paroi intérieure de maçonnerie pleine en blocs de béton lourd et d’une paroi vitrée comme mur extérieur. La maçon nerie a au moins 190 mm d’épaisseur et est de couleur sombre en vue d’améliorer l’absorption du rayonnement solaire et d’utiliser de manière opti male la capacité thermique de la paroi. La paroi vitrée est composée d’une double vitre.
De indirekte verwarming met passieve zonneenergie berust op de aanwending van zogenaamde Trombe-gevels (x), d.z. naar het zuiden gerichte buitenwanden bestaande uit een binnenblad van vol en zwaar metselwerk van betonblokken en een gla zen gordijnwand als buitenblad. Het metselwerk is minstens 190 mm dik en heeft een donkere kleur teneinde de absorptie van de zonnestraling te bevor deren en de termische kapaciteit van de wand opti maal te benutten. De glazen wand bestaat uit dubbel glas.
pï 1 ^ S - Cy W-
S-Cy
1 Captage - Opslag
Cession par rayonnement et convection-Afgifte door straling en konvektie
Fig. 5 : Chauffage indirect - Façade Trombe avec creux et sans ventilation Indirekte verwarming - Trombe-gevel met spouw zonder ventilatie
Le vide entre les deux parois sera de préférence de 10 à 15 cm d’épaisseur et sera ou non ventilé au moyen d’ouvertures obturables à l’extrémité infé rieure et supérieure du mur intérieur et communi quant avec l’espace intérieur. Le vide peut éventuel lement être remplacé par un ’’solarium” vitré, qui peut servir de jardin d’hiver ou de serre (fig. 6). Dans ces derniers cas, la ventilation éventuelle sera con çue de façon à prévenir toute pénétration superflue d’humidité dans les locaux d’habitation.
l.
'
De spouw tussen beide is bij voorkeur 10 à 15 cm breed en wordt al dan niet geventileerd door middel van afsluitbare openingen bovenaan en onderaan de binnenwand die in verbinding staan met de bin nenruimte. De spouw kan eventueel vervangen wor den door een glazen ’’zonneruimte” die als wintersolarium, wintertuin of serre kan aangewend wor den (fig. 6). In deze laatste gevallen dient de even tuele ventilatie zodanig opgevat te worden om over matige vochtintrede in de woonruimten te beletten.
L.
Fig. 6 ; Chauffage indirect - Façade Trombe avec solarium et ventilation Indirekte verwarming - Trombe-gevel met zonneruimte en ventilatie
La véranda classique, habituelle dans les habita tions d’il y a quelques décennies, constitue en fait une application de ce système. L’espace solaire peut également être intégré dans l’habitation comme cage d’escalier, étant donné que celle-ci n’est quand-même pas utilisée comme local habité.
De klassieke veranda, goed bekend in de woning bouw van enkel decennia terug, is in feite een toe passing van dit sisteem. De zonneruimte kan even eens in het gebouw geïntegreerd worden als trappehuis omdat dit toch niet als leefruimte benut wordt.
(x) ainsi dénommées d'après l'architecte français F. Trombe qui a inventé ce système.
(x) genoemd naar de Franse architekt F. Trombe die het sisteem uitdacht.
48
Le fonctionnement de ce chauffage solaire indi rect peut être brièvement résumé comme suit:
De werking van deze indirekte zonneverwarming kan bondig als volgt beschreven worden:
- système non-ventilé (fig. 5): Ie rayonnement so laire chauffe la paroi maçonnée qui par conduction cède la chaleur petit à petit à l’espace intérieur et qui par sa capacité thermique accumule la chaleur pour la recéder durant le soir et la nuit.
- niet-geventileerdsisteem (fig. 5): de zonnestraling verwarmt de gemetselde wand die door konduktie gaandeweg warmte afgeeft aan de binnenruimte en tevens door zijn warmtekapaciteit warmte op stapelt voor afgifte tijdens de avond en de nacht.
- système ventilé (fig. 6): la cession de la chaleur solaire à l’espace intérieur est favorisée par un flux de convection qui précipite l’air chaud, rapidement présent dans le vide ou l’espace solaire, vers l’es pace intérieur. Il èst évident qu’il y a lieu de fermer les ouvertures de ventilation pendant la nuit en vue d’éviter la déperdition de chaleur vers l’extérieur.
- geventileerd sisteem (fig. 6): de afgifte van zon newarmte aan de binnenruimte wordt bevorderd door een konvektiestroming die de warme lucht die zeer vlug in de spouw of de zonneruimte voor radig is, versneld naar de binnenruimte brengt. Het is duidelijk dat gedurende de nacht de ventilatie openingen moeten worden afgesloten om warm teverlies naar buiten te vermijden.
Un système de répartition de chaleur plus so phistiqué consiste dans le fait de faire passer le flux de convection de chaleur le long de la toiture, du vide dans la façade nord et du plancher creux ou de la fausse cave, isolés vers l’extérieur, vers la façade sud, où l’air est à nouveau chauffé. Cette enveloppe dans la direction sud-nord favorise un chauffage plus complet et plus régulier de tous les locaux inté rieurs (fig. 7).
Een meer gesofistikeerde warmteverdeling be staat erin de warmtekonvektiestroom langs de naar buiten toe ge'isoleerde dakruimte, spouw in de noordgevel en holle vloer of kruipruimte terug naar de zuidgevel te leiden, waar de lucht terug opge warmd wordt. Dit dubbel omhulsel in de zuid-noord richting bewerkstelligt een vollediger en gelijkmati ger verwarming van alle binnenruimten (fig. 7).
Fig. 7 : Système à enveloppe double et flux de convection Systeem met dubbel omhulsel en konvektiestroom
Fig. 8 : Agrandissement du volume chauffé de l’espace intérieur Vergroting van het verwarmde volume binnenruimte
c. Chauffage mixte
c. Gemengde verwarming
Le chauffage solaire direct et indirect peut égale ment être combiné. Ce système permet d’obtenir un confort thermique plus uniforme et plus durable.
Direkte en indirekte zonneverwarming kunnen ook gekombineerd worden. Hierdoor kan een meer uni form en langduriger termisch komfort bereikt wor den.
L’on peut réaliser l’impact du rayonnement solaire sur un plus grand volume de maçonnerie de l’habita tion en lui conférant une architecture appropriée. Le chauffage global de l’espace intérieur en est amé lioré (fig. 8). Dans ce cas également, les deux sys tèmes peuvent être combinés, p.ex. en créant lors de la conception une délimitation entre l’espace jour et l’espace nuit.
Men kan de impakt van de zonnestraling op een groter volume metselwerk van de woning bewerk stelligen door een geschikte vormgeving. Hierdoor wordt de algehele verwarming van de binnenruimte bevorderd (fig. 8). Ook in dit geval kunnen de twee sistemen gekombineerd worden wanneer bv. bij het ontwerp een afgelijnde opsplitsing van dag- en nachtruimte is doorgevoerd. 49
d. Le système ’’nouvelle génération »»
d. Het ’’nieuwe generatie”-sisteem
Ce système consiste en fait dans un perfectionne ment supplémentaire du chauffage indirect ventilé et du chauffage direct par l’utilisation d’une maçon nerie en blocs de béton creux pour les murs inté rieurs et d’éléments de planchers creux.
Dit sisteem betreft in feite een verdere vervol making van de geventileerde indirekte verwarming en van de direkte verwarming door de aanwending van metselwerk van holle betonblokken voor bin nenmuren en holle vloerelementen.
Le flux de convection de chaleur est dirigé à partir delà paroi vitrée de T rombe oude l’espace solaire à travers la maçonnerie creuse et le plancher creux. Après avoir cédé sa phaleur aux matériaux en béton particulièrement conductifs et à forte capacité ther mique, l’air refroidi revient à nouveau dans le col lecteur et le cycle peut recommencer (fig. 9).
De warme konvektiestroom wordt vanuit de Trombegevelwand of zonneruimte doorheen het holle metselwerk en de holle vloer geleid. Na afgifte van zijn warmte aan de bijzonder konduktieve en kapacitieve betonmaterialen komt de afgekoelde lucht weer in de kollektorruimte terecht en kan de ciklus her nomen worden (fig. 9). Opening + ventilatie ouverture + ventilation
leiding - conduit volle blokken ■— bloes pleins
HH
(vaHM
holle blokken bloes creux
HM
HH HH HH opening ouverture
HH
Fig. 9 : Système «nouvelle génération» avec chauffage de murs en maçonnerie de blocs pleins et creux en béton «Nieuwe generatie» - systeem met verwarming van vol en hol betonmetselwerk
aanzuigopening ouverture d'aspiration
leiding conduit
I holle vloerelementen éléments de plancher creux
Fig. 10 : Système «nouvelle génération» avec chauffage de murs de blocs pleins en béton et éléments de plancher creux. «Nieuwe generatie»-systeem met verwarming van vol betonmetselwerk en holle vloerelementen.
50
Dans Ie cas de chauffage direct, l’air chaud ascensionnel est capté près du grenier ou de la toiture et transmis dans les murscreux généralement à l’aide d’une ventilation forcée ou dirigé vers les planchers creux. Après avoir cédé sa chaleur, l’air refroidi est ramené par les ouvertures appropriées dans l’espace intérieur (fig. 10).
In het geval van direkte verwarming wordt de op stijgende warme lucht nabij de zoldering pf het dak afgetapt en meestal door middel van een gedwongen ventilatie in de holle wanden verdeeld of onmiddellijk naar de holle vloeren geleid. Na warmteafgifte wordt de afgekoelde lucht door de nodige uitlaatopeningen terug in de binnenruimte gebracht (fig. 10).
6.4. Conclusions
6.4. Besluiten
Il est évident que l’utilisation de l’énergie solaire passive offre d’énormes possibilités même dans nos contrées.
Met is duidelijk dat de aanwending van passieve zonneënergie ook in onze streken enorme mogelijk heden biedt.
Cela demande malgré tout à l’auteur de projet un travail de réflexion et de calcul qui peut être rem placé peu à peu par l’expérience.
Van de ontwerper vraagt het wel enig denk- en rekenwerk dat gaandeweg gedeeltelijk door de er varing kan worden vervangen.
Quelques aspects entrant en ligne de compte lors de la conception ont déjà été traités plus haut. Afin d’être complets, nous en rappelons quelques-uns ci-après :
Enkele aspekten die bij het ontwerp in acht dienen genomen te worden kwamen reeds ter sprake. Wij herhalen er volledigheidshalve nog enkele;
- une implantation étudiée, tenant compte non seulement de l’orientation et de la position du so leil mais également de la végétation et du relief. En été, le feuillage des arbres peut ombrager les rayons du soleil et empêcher le suréchauffement (fig. 11).
Orientation - Oriëntatie
- een zorgvuldige inplanting, niet enkel rekening houdend met de oriëntatie en stand van de zon maar ook met de vegetatie en het reliëf. In de zomer kan het gebladerte van loofbomen de zonnestra ling afschermen en overhitting beletten (fig. 11).
Relief et végétation - Relief en flora
Fig. 11 : Aspects relatifs au projet qui sont fonction des conditions extérieures Ontwerpaspekten die funktie zijn van de buitenomgeving
- une disposition adéquate de fenêtres et de parois intérieures absorbantes ou partiellement ré fléchissantes.
- een aangepaste schikking van vensters en absor berende of gedeeltelijk reflekterende binnenwan den.
- le choix et la couleur des matériaux; les blocs en béton, en raison de leur diversité de formes (creux ou plein), de masses volumiques (et capacité ther mique) et de couleurs offrent la solution app ropriée.
- de keuze en de kleur van de materialen; betonmetselblokken brengen hier gezien hun diverse vormen (hol en vol), volumemassa’s (en warmtekapaciteit) en kleuren de geschikte oplossing.
- une conception générale adéquate du bâtiment (répartition de la structure de la façade et de l’inté rieur, espaces intercalaires, auvents, etc...) (fig. 8,
- een geschikt algemeen ontwerp van het gebouw (opdeling van de gevel- en binnenstruktuur, bufferruimten, dakoverhangen, enz...) (fig. 8,9,10,12),
9, 10, 12). 51
Fig. 12 : Un élément de projet intéressant; l’auvent Een interessant ontwerpelement; de dakoverhang
L’exécution même ne doit pas nécessairement être plus onéreuse qu'une construction classique avec systèmes de chauffage traditionnels, étant donné que les éléments qui servent à capter la chaleur, remplissent également d’autres fonctions con structives (structure portante, éléments de sépara tion ...). En outre, les frais d’exploitation sont net tement inférieurs, du fait que:
De uitvoering zelf hoeft niet noodzakelijk duurder te zijn dan klassiek bouwen met traditionele verwarmingssystemen, vermits de elementen die voor de warmteopvang instaan tevens andere bouwfunkties vervullen (dragende struktuur, scheidende elemen ten, ...). Bovendien liggen de uitbatingskosten bij zonder laag omdat:
- un minimum d’appareillage mécanique et de ré gulation suffit et est même superflu pour les sys tèmes de chauffage plus simples.
- een minimum aan mekanische onderdelen of regelapparatuur volstaat en voor de meer een voudige verwarmingsvormen zelfs overbodig is.
- le chauffage complémentaire peut être plus réduit et de moindre capacité et étant donné la capacité thermique élevée des murs et des planchers, une régulation de température moins précise peut suf fire.
- de aanvullende verwarming een kleinere omvang en een lager vermogen mag hebben en gezien de grote warmtekapaciteit van de muren en vloeren met een grovere temperatuurregeling kan worden volstaan.
La capacité thermique ... une notion à ne jamais oublier dans la gestion de la chaleur d’un bâtiment.
Warmtekapaciteit... een begrip om nooit te verge ten in de warmtehuishouding van een gebouw.
ir. A. Onderbeke
ir. A. Onderbeke
ingénieur auprès de la Fédération de l’Industrie du Béton.
ingenieur bij de Federatie van de Betonindustrie.
(1) NBN B 62-001 (1974): Hygrothermie des bâtiments Isolation thermique - Conditions hivernales.
(1) NBN B 62-001 (1974): Hygroîhermische eigen schappen van de gebouwen - Thermische isolatie Winteromstandigheden.
(2) NBN B 62-301 (1979): Isolation thermique des bâti ments - Niveau de l'isolation thermique globale.
(2) NBN B 62-301 (1979): Warmte-isolatie der gebouwen Pell van de globale warmte-isolatie.
(3) Bloc de béton - Une notice d'information sur le bloc et ses applications - BETON n° 52.
(3) Het betonblok - Een informatienota over het betonblok
52
en zijn toepassingen - BETON nr. 52
UNE GAINE POUR CONDUITES SOUS LE CANAL GAND-TERNEUZEN A ZELZATE INTRODUCTION
EEN LEIDINGKOKER ONDER HET KANAAL GENT-TERNEUZEN TE ZELZATE
INLEIDING
Gomme pour la plupart des canaux, le trafic important du
Het zeekanaal Gent-Terneuzen, dat zoals de meeste kanalen,
canal maritime Gand-l erneuzen a dû souvent être interrompu
druk bevaren wordt, diende tot de jaren zeventig dikwijls onder
jusque dans les années septante, pour la pose de siphons destinés
broken bij het aanleggen van zinkers voor allerlei nutsleidingen.
à recevoir toutes sortes de conduites utilitaires.
Ges dernières années toutefois, la technique du fonçage
De laatste jaren evenwel heeft de techniek van het onderdoor
souterrain à l’aide de tuyaux s’est à ce point développée qu’elle
persen met behulp van buizen zich dermate ontwikkeld, dat
est actuellement la seule encore retenue, et ce en raison de ses
heden ten dage alleen deze oplossing nog weerhouden wordt, en
nombreux avantages, entre autres:
dit omwille van zijn belangrijke voordelen, zoals daar zijn:
- pas la moindre interruption ni obstruction du trafic fluvial;
- geen enkele hinder of oponthoud voor de scheepvaart;
- la protection des berges reste intacte, y compris la zone de
- de oeververdediging blijft volledig ongeschonden met inbegrip
plantations ; - en même temps, les voies ferrées et autoroutes voisines peuvent être franchies sans difficultés;
van de ermee verbonden groene en beplante zone; - naastliggende industrie-sporen en autowegen kunnen tegelij kertijd onderkruist worden zonder de minste hinder;
- peu ou aucun problème de coordination entre les différentes
- weinig of geen koördinatieproblemen met de verscheidene
administrations durant l’exécution, étant donné que le fonçage
besturen tijdens de uitvoering, aangezien het boren volledig
s’effectue tout à fait indépendamment de toute entrave; - dans le cas de siphons séparés, il y a peu ou pas de possibilité de
onafhankelijk geschiedt onder alle hindernissen; - in geval van afzonderlijke zinkers heeft men weinig of geen
contrêtie sur la bonne exécution et lors d’éventuels dommages
kontrolemogelijkheid over de goede uitvoering en bij even
ultérieurs, il n’est possible d’exécuter aucune réparation ni
tuele schade later kan men geen enkele herstelling of onder
travaux d’entretien;
houdswerk uitvoeren ;
- le coût total d’une seule gaine centrale, contenant les différen
- de totaalkost van één centrale leidingkoker, waarin de ver
tes conduites utilitaires, est inférieur au coût total de différents
scheidene nutsleidingen worden aangebracht, valt goedkoper
siphons.
uit dan deze van verschillende zinkers.
I. Photo aérienne Canal Gand-Terneuzen avec vue générale sur le chan tier au cours des travaux. I. Luchtfoto Kanaal Gent-Terncuzen met algemeen bovenzicht op werf tijdens de uitvoering.
2. Stock de tuyaux de 0
200 mm en béton armé à âme tôle et avec
double joint. 2. Gestockeerde buizen 0 3 200 mm in gewapend beton met plaatstalen kern en dubbele voegverbinding.
53
4:^
3. Schéma de forage - Schéma générai du fonçage sous pression à l’aide de la méthode du bouclier.
Boorput- Puits de forage
Hydrau(i!u:he pers Presse hydraulique
1
3. Boorschema - Algemeen schema van boring onder druk met schildmethode.
Sens du forage
Boorrichting
Tussenstation
m 't
•V t
r-
SCHEMA DE FORAGE
BOORSCHEMA
DESCRIPTION DE LA GAINE
La gaine a été foncée, à partir d’un puits de forage d’une
BESCHRIJVING VAN DE KOKER
Vanuit een boorput op
meter diepte onder het maaiveld
profondeur de 30 m sous le niveau du sol, par dessous le canal,
werd de leidingkoker geboord onder het kanaal en onder de
les voies ferrées et les routes industrielles sur une longueur totale
aangrenzende spoor - en industrieweg over een totale lengte van
de 260 m.
260 meter.
La gaine elle-même est constituée de tuyaux circulaires préfa
De leidingkoker zelf is samengesteld uit geprefabriceerde
briqués en béton armé à âme tôle ininterrompue et emboîtés
ronde gewapende betonbuizen met doorlopende plaatstalen
entre eux par un système de double joint. Le diamètre intérieur
kern en dubbele voegverbinding. De inwendige diameter van de
des tuyaux est de 3200 mm.
buizen bedraagt 3200 mm.
Les puits verticaux sont quant à eux fabriqués en béton armé
De vertikale schachten zelf werden voorafgaandelijk uitge
et posés verticalement par le procédé de descente. Les diamètres
voerd in gewapend beton bij middel van het vertikaal afzin-
respectifs de ces puits sont de 10 m du côté du puits de forage et
kingsprocédé. De respektieve diameters van deze schachten be
de 5 m du côté du puits de réception.
dragen 10 meter langs de zijde van de boorput en 3 meter langs de zijde van de ontvangstput.
Les dispositifs nécessaires ont été introduits à la partie infé
De nodige voorzieningen waren onderaan in de schacht aan
rieure des puits, de telle manière que les tuyaux foncés horizon
gebracht zodat de horizontaal geperste buizen er waterdicht
talement pouvaient y être raccordés de façon tout-à-fait étanche.
konden worden op aangesloten. De maksimale asafwijking
La déviation maximale de l’axe ne pouvait toutefois dépasser 10
mocht echter niet meer dan 10 cm bedragen, zoniet kon de
cm, sinon la canalisation ne pouvait être raccordée au puits de
aansluiting aan de ontvangstput niet worden uitgevoerd.
réception.
DETAIL
VOEG mef vaste stalen ring . . JOINT avec bague acier ancre'e
SNEDE ■ KOKER voor nutsleidingen COUPE ! GAINE pour conduites utilitaires h Maxi
3200
mm
GEWAPENDE BETONBUiS MET PLAATSTAI EN KFRN TUYAU EN BETON ARME A AME EN TOI F
4. Coupe transversale et détail de la liaison par double joint avec rai d’ancrage en acier inoxydable.
4. Dwarsdoorsnede en detail dubbele voegverbinding met ankerrail in roestvrij staal.
55
‘i. Station intermédiaire.
5. Tussendrukstation.
Les tuyaux d’une longueur de 2,56 m et d’un poids de 18
De buizen met een lengte van 2,56 meter en een gewicht van I 8
tonnes sont descendus un par un dans le puits de forage et
ton werden per stuk in de boorput neergelaten en telkens ver
emboîtés chaque fois aux tuyaux déjà foncés.
bonden met de reeds geperste buizen.
L’effort de fonçage est donné par des vérins ancrés dans un mur construit à cet effet au fonds du puits; ces vérins exercent
vooraf aangebrachte muur onderaan in de boorput en bij middel
par l’intermédiaire d’une bague de répartition la force de fonçage
van een verdeelring werd de perskracht op de laatst geplaatste
sur le dernier tuyau placé.
buis overgebracht.
6. Sas Yti de l’intérieur traversé par une conduite pour évacuation hy
6. Sasdeur langs binnenkant met doorvoerleidingen voor hidraulische
draulique de la terre.
56
Vijzels zorgden voor de nodige perskracht ; zij steunden op een
afvoer grond.
Tous les tuyaux montés sont systématiquement foncés en
Al de gemonteerde buizen werden stelselmatig vooruit ge
avant, tandis que la terre est en même temps extraite à la
perst, waarbij de grond vooraan tegelijkertijd wordt weg
fraiseuse jusqu’au diamètre extérieur des tuyaux.
gefreesd tot aan de buitenomtrek van de buis.
La terre est évacuée de manière hydraulique vers un bassin de décantation.
De grond werd op hidraulische wijze afgevoerd naar een bezinkingsbekken.
Afin d’éviter la venue d’eau due à la colonne d’eau de 28 m de
Om de permanente waterkolom van 2S meter hoogte (= 2,8
2,8 kg/cm’ de pression d’eau), le fonçage doit être-
kg/cm’ waterdruk) t)p te vangen, diende de boring uitgevoerd
effectué sous pression à l’aide de la méthode du bouclier: en
onder druk met de sehildmethode: vooraan de boormachine is
haut (
avant de la machine de fonçage est monté un bouclier étanche,
een waterdicht schild gemonteerd, dat voorzien is van een door
pourvu d’un passage pour la fraiseuse et pour une vis extractrice
gang voor de richtbare frees en een extraktievijs voor de grond-
destinée à l’évacuation des terres vers les pompes.
afvoer naar de pompen.
l e fraiseur, qui se trouve derrière le bt)uclier, peut surveiller le
De bedienaar van de boormachine, die zich achter het schild
travail de la fraiseuse par deux hublots incorpores dans le
bevindt, kan door 2 ki|kvensters in het schild de uitgraving van
bouclier.
de frees volgen.
7. Le fraiseur assis derrière le bouclier pourvu de deux hublots et dispo
7.
l-mansbcdicning van boormachine vooraan achter schild met kijk-
sant de 2 écrans de T.V. pour le contrôle visuel des vérins hydrauli
venster en 2 TV-schermen voor kontrole-zicht op hidraulische vijzels
ques et de l’évacuation de la terre.
en op uitloop leiding grondtransport.
57
Kn cas de travaux d’entretien, l’on peut atteindre la tête de la
15i| eventuele onderhoudswerken kan de kop van de frees
fraiseuse en passant par un trou d’homme aménagé dans le
bereikt worden langs een mangat in het schild. Dat mangat kan
bouclier. Le trou d’homme ne peut s’ouvrir que lorsque la pres
slechts geopend worden wanneer men de druk voor en achter het
sion devant et derrière le bouclier est t’quilibrée. Un sas a été
schild op gelijke hoogte brengt. Hiervoor is een sas-deur in de
aménagé à cet effet dans la canalisation à une vingtaine de mètres
buisleiding ingebouwd op een 2ü-tal meter achter het schild.
derrière le bouclier.
Plus Ie nombre de tuyaux augmente et plus la gaine s’allonge,
Naargelang de buizen worden aangebouwd en de leiding-
plus la résistance au frottement du sol sur la surface extérieure
koker langer wordt, neemt de totale wrijvingsweerstand van de
augmente. Afin de réduire celle-ci au minimum, l’on injecte un
grond op het buitenoppervlak toe. Om deze zo klein mogelijk te
produit glissant entre le sol et la paroi du tuyau à travers des
houden
trous d’injection prévus dans la paroi de chaque tuyau au
buismantel door injektiegaten, waarvan er in de wand van iedere
wordt een glijmiddel ingespoten tussen grond en
nombre de ^ de I”.
buis
van I” voorzien zijn.
Avant que la valeur limite de l’installation de fonçage et/ou
Vooraleer de grenswaarde van de persinstallatie en/of van de
que la résistance du tuyau ne soit atteinte, l’on construit une
buisweerstand wordt bereikt, bouwt men een tus.sendrukstation
station intermédiaire entre deux tuyaux consécutifs, de façon à
tussen twee opeenvolgende buizen in, waardoor de leidingkoker
ce que la gaine puisse être foncée par sections de 75 m de long.
in moten van ongeveer 75 meter lengte kan worden vooruitge
Grâce au recours à ces stations intermédiaires, il est possible de
perst. Bij gebruik van meerdere tussenstations is het mogelijk
foncer à partir d’un seul puits de fonçage des canalisations de
vanuit I enkele boorput leidingen te persen van schier onbe
longueur pratiquement illimitée.
perkte lengte.
Pour respecter le critère de la déviation maximale de 10 cm de
Om de asafwijking tot maksimaal 10 cm over 260 meter lengte
l’axe sur une longueur de 260 m, il est nécessaire de procéder à
te beperken moet steeds worden bijgestuurd, met als gevolg dat
des ajustements continuels; cela entraîne comme conséquence
de buizen slechts aaneengelast mogen worden na beëindiging
que les tuyaux ne peuvent être soudés les uns aux autres qu’une
van de bovenring.
fois le fonçage terminé.
C’est pourquoi la S.A. Socea a conçu, en collaboration avec la S.A. Denys, le double joint.
Hiervoor heeft de N.V. Socea in samenwerking met de N.V. Denys de dubbele voeg ontwikkeld.
Durant toute la durée du fonçage, l’étanchéité des joints (2,8
Tijdens de gehele duur van de boring wordt de waterdichtheid
kg/cm^ de pression d’eau) est garantie par un joint souple sur la
van de voegen (2,8 kg/cm’ waterdruk) verzekerd bij middel van
face extérieure. De cette manière, la déviation a été limitée à
een soepele rubberringverbinding langs de buitenzijde. Op deze
maximum 2 cm.
wijze is de afwijking beperkt gebleven tot maksimaal 2 cm.
8. Montage des conduites utilitaires: soudage d’un joint de la conduite
8. Montage hutsleidingen ; lassen van voeg van drinkwaterleiding.
d’eau potable.
58
Après raccordement au puits de réception, les joints sont
Na aansluiting op de ontvangstput worden de voegen langs
définitivement soudés et liés à l’aide d’une bague d’acier. Une
binnen definitief afgelast met een stalen overlapring. Hierdoor
parfaite étanchéité à long terme est ainsi garantie et aucune
wordt een perfekte waterdichtheid op lange termijn verzekerd en
infiltration n’est à redouter, l.a gaine peut donc être visitée en
moet geen enkele insijpeling gevreesd worden zodat de koker in
toute sécurité.
dit opzicht steeds veilig kan bezocht worden.
INFRASTRUCTURE
INFRASTRUKTUUR
C'ette gaine pour conduites est principalement conçue pour le croisement du canal par deux grandes conduites:
une conduite de gaz. en ader /.eebruges-Anvers-diamètre 900
mm
pression d’essai 65 bar;
üeze leidingkoker is voornamelijk ontworpen
voor het
kruisen van het kanaal van twee grote toevoerleidingen :
- een aardgasleiding in staal Zeebrugge-Antwerpen - diameter 9()ü mm - 6s bar proefdruk;
- une conduite d’eau potable en béton armé à âme tôle partant
- een drinkwaterleiding in gewapend beton met plaatstalen kern
du réservoir de Kluizen vers le pays de Waas - diamètre 700
van spaarbekken Kluizen naar het Waasland - diameter 700
mm - pression d’essai 16 bar.
mm - 16 bar proefdruk.
l.es deux grandes canalisations reposent sur des socles en
Deze twee grote leidingen steunen op betonnen sokkels, welke
béton qui sont ancrés de part et d’autre de l’axe central sur l’âme
onderaan langs weerszijde van de aslijn werden verankerd op de
t(‘)le à hauteur de chaque joint.
plaatkern ter hoogte van iedere voeg.
Il est en outre prévu que plusieurs autres canalisations et divers câbles pourront être ajoutés dans la même gaine. A cet
Verder is voorzien dat meerdere kleinere leidingen en al lerhande kabels in dezelfde koker zullen worden aangelegd.
effet, un profil d’ancrage spécial en acier inoxydable est prévu
Hiervoor werd een speciaal ankerrailprofiel in roestvrij staal
sur l’extrémité renforcée de chaque joint en sa partie supérieure.
gelast op het versterkte plaatuiteinde van iedere voeg in het bovenste gedeelte.
A l’aide de boulons d’ancrage, les consoles nécessaires peuvent être montées et leur placement peut toujours être adapté.
Met behulp van ankerbouten kunnen dan de nodige konsoles gemonteerd worden en de plaatsing ervan kan steeds worden aangepast.
Un passage central est laissé ouvert dans la partie inférieure tandis qu’un palan de levage de 4 tonnes est prévu sur la partie
In het midden onderaan blijft een vrije doorloopgang en bo venaan is een loopkat voorzien met een hefvermogen van 4 ton.
supérieure.
l.e puits ’’est” a été équipé d’un ascenseur, en raison de sa
In de oostwaarts gelegen schacht werd omwille van de grote
grande profondeur.
diepte tevens een lift ingebouwd.
CONSIDERATIONS GENERALES ET CONCLUSIONS
ALGEMENE BESCHOUWINGEN EN BESLUIT
- L’utilisation de la technique de fonçage pour la pose de telles
- De aanleg van dergelijke leidingkokers bij middel van onder-
gaines - qui garantit toujours la solution la plus économique à
doorpersing, die steeds de meest ekonomische oplossing op
long terme pour les autorités - peut être appliquée pour toute
lange termijn geeft voor de overheid, kan tevens worden toe
sorte de croisements de chemins de fer, autoroutes, bâtiments
gepast voor allerhande kruisingen zoals deze van spoorwegen,
et carrefours à trafic intense. - En cas de recours à des stations intermédiaires, la longueur est pratiquement illimitée - l’on a déjà ftincé des gaines de plus d’I
autowegen, gebouwen en drukke verkeersknooppunten. - Door het gebruik van tussendrukstations is de lengte praktisch onbeperkt - er zijn reeds kokers van 1 km lengte geboord.
km de long. - Lorsque les gaines doivent être foncées dans l’eau souterraine
- Voor te boren leidingkokers in het grondwater of onder rivie
ou sous des rivières, des canaux ou des voies ferrées à trafic
ren en kanalen en onder snel bereden spoofwegen is het aan
rapide, il est recommandé de prévoir une âme tôle en vue
gewezen steeds een doorlopende plaatstalen kern met lasvoeg
d’assurer une étanchéité parfaite à l’eau et prévenir toute infil
te eisen, zodat een perfekte dichtheid tegen water en grond-
tration de terre.
indringing gewaarborgd wordt.
59
Depuis 1911, ce type de tuyau en béton à âme tôle est utilisé en
Sedert 1911 wordt dit beton huistype met plaatkern in België
Belgique pour les conduites importantes d’adduction d’eau po
reeds gebruikt voor de grote en lange toevoerleidingen van drink
table. Les canalisations mises en service à cette époque donnent
water; en de in dit materiaal aangelegde leidingen zijn nog
toujours satisfaaion. Cette expérience fructueuse s’étalant sur
steeds in dienst. Deze suksesvolle ervaring van meer dan 70 jaar
plus de 70 ans constitue la meilleure publicité pour ce type de
is dan ook de beste publiciteit voor dit huistype. Tevens werden
tuyau. Actuellement, ils sont également utilisés pour les circuits
deze buizen gebruikt voor de koelcircuits en galerijkokers van de
de refroidissement et les galeries des centrales nucléaires où ils
kerncentrales met ’’Kwaliteitsverzekering” volgens de Ameri
doivent satisfaire aux normes de sécurité américaines selon les
kaanse kodes ANSI en AS.ME.
codes ANSI et A^ME. - II est toujours possible d’ajouter tous les dispositifs souhaités sur l’âme tôle pour équiper la gaine.
- Het is steeds mogelijk op de plaatstalen kern allerhande dispo sitieven aan te brengen voor de uitrusting van de leidingkoker.
- Pour pouvoir continuer à travailler sous pression, le diamètre
- Om nog te kunnen werken onder druk moet de inwendige
intérieur doit être au minimum de 1 200 mm. Le plus grand
diameter minimaal 1 200 mm bedragen. De grootste geboorde
diamètre des tuyaux foncés en Belgique est actuellement de
diameter tot heden in België is 3 200 mm.
3 200 mm. L’on peut maintenant utiliser des diamètres atteignant 3 500 mm.
De mogelijkheid bestaat nu voor uitvoering tot Ç> 3 .^00 mm inwendige diameter.
Plus le diamètre est grand, plus les frais de pose deviennent
Naargelang de diameter groter wordt gekozen, worden de
économiques. Il est donc toujours indiqué de choisir lors de la
aanlegkosten ekonomischer en is het dus steeds aangewezen een
conception les plus grands diamètres possibles.
zo groot mogelijke diameter te weerhouden bij het ontwerp.
- Les puits verticaux et tous les accessoires possibles pour rac
- De vertikale schachten en alle mogelijke hulpstukken voor
cordements peuvent être fournis dans les mêmes diamètres en
aansluitingen kunnen tot dezelfde diameters geleverd worden
tuyaux en béton armé à âme tôle.
in gewapend betonbuizen met plaatstalen kern.
- L’objection que certains câbles électriques pourraient inter
- Het bezwaar dat sommige elektriciteitskabels elkaar zouden
férer l’un avec l’autre dans la même gaine ne vaut plus
hinderen in één koker door interferentie geldt heden ten dage
aujourd’hui, en raison de leur isolation améliorée.
niet meer gezien hun verbeterde isolatie.
En outre, les entredistances à l’intérieur de la gaine (tant vers le
Bovendien zijn de mogelijke tussenafstanden (boven en onder)
haut que vers le bas) sont suffisamment grandes. - L’évolution actuelle d’appareils sensibles de détection garantit une exploitation économique et sûre.
Maître d’ouvrage: Société Nationale des Pipelines Bureau d’Etudes : HAECON S.A. - Drongen Entrepreneur général : S.A. DE MEYER - Zelzate Fonçage et concepteur de la machine de forage : S.A. DENYS - Wondelgem Fourniture des tuyaux en béton armé à âme tôle, diamètre intérieur 3 200 mm: S.A. SOCEA - Oelegem Contrôle conception et exécution : SECO - Bruxelles
60
ruim groot genoeg in de leidingkoker. - De ver gevorderde ontwikkeling van gevoelige detektieapparatuur waarborgt een ekonomische en veilige exploitatie.
Bouwheer: Nationale Maatschappij van de Pijpleidingen Algemene studie: HAECON N.V. - Drongen Algemene aannemer: N.V. DE MEYER - Zelzate Doorpersing en ontwerper van de boormachine : N.V. DENYS - Wondelgem Levering gewapend betonbuizen met plaatstalen kern, inwendige diameter 3 200 mm: N.V. SOCEA - Oelegem Kontrole ontwerp en uitvoering : SECO - Brussel
beton
Tijdschrift van de Revue de la
Prix du numéro Prijs per nummer
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Abonnement annuel Jaarabonnement
400 F (étranger-buitenland : 600 F)
a virer au c.c.p. numéro 000-0028008-72 de la FeBe. Boulevard Aug. Reyers 207-209 1040 Bruxelles.
te storten op p.c.r. nummer 000-0028008-72 van de FeBe, Aug. Reyerslaan 207-209 1040 Brussel.
Les ordres et le matériel de publicité doivent être en notre possession resp. le 1er mai le 1er septembre - le 1er novembre - le 1er jan vier et le 1er mars.
Publiciteitsopdrachten en - materiaal moeten in ons bezit zijn resp. op 1 mei - 1 september 1 november - 1 januari en 1 maart.
Tirage/oplage: 6000
L’Indice de Révision des Prix FeBe
De FeBe Prijsherzieningsindex
Indice de révision des prix utilisé par les fabricants de béton affiliés à la FéBe dans leurs rapports commerciaux. Sur base 1969 = 100, il s’établit comme suit;
Prijsherzieningsindex gebruikt door de bij de FeBe aangesloten betonfabrikanten in hun handelsbetrekkingen. Met 1969 = 100, ziet deze er als volgt uit: 1981
janvier février mars avrii mai juin juillet août septembre octobre novembre décembre
308.16 313,56 313,56 313,43 313,43 313,43 309.16 309,16 314,55 314,55 314,55 320,06
januari februari maart april mei juni juli augustus september oktober november december
1982 janvier février
320,02 325,59
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durable »I
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031/58.66,19 014/67.74,44 02/251.75,44 02/673.96.70 051/20.02.31 015/71.18,39 056/41,20.34 063/37:64.34
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