Het proces start bij de interface tussen binnen en buiten. Rekenmodellen voor de thermische schil vormen de basis. Warmteverliesberekeningen volgens de geldende normen bepalen de energiebehoefte. Dampdiffusie onder de loep. De adviseur modelleert koudebruggen vaak in 2D of 3D om condensatierisico's in kaart te brengen. Precisie is hierbij essentieel.
In de utiliteitsbouw draaien computersystemen overuren voor dynamische gebouwsimulaties. Deze voorspellen de temperatuuroverschrijding gedurende een heel kalenderjaar. Rekening houdend met zonweringscoëfficiënten en interne warmtelast. Akoestiek vraagt om een andere methodiek. Nagalmtijden berekenen voor grote ruimtes. Geluidisolatie-indices bepalen voor woningscheidende wanden. Luchtstromen visualiseren via Computational Fluid Dynamics (CFD) om tochtklachten voor te zijn. Daglichttoetreding wordt getoetst via de equivalente daglichtoppervlakte of de Vormfactor.
Tijdens de bouw volgen de fysieke controles op de werkvloer. Infiltratiemetingen met de blowerdoor-methode bepalen de luchtdichtheidsklasse. Thermografische beelden tonen de onzichtbare warmtelekken bij aansluitingen. Geluidmetingen valideren de theoretische aannames bij oplevering. Het is een voortdurende wisselwerking tussen theoretische projectie en empirische verificatie op de bouwplaats. Brandveiligheid wordt geïntegreerd via brandoverslagberekeningen en het bepalen van de rook- en brandcompartimentering op basis van de vuurbelasting.
Binnen de bouwfysica onderscheiden we verschillende specialismen die elk hun eigen natuurkundige wetmatigheden kennen. Hygrothermiek is wellicht de bekendste variant; hier draait alles om de complexe interactie tussen warmteoverdracht en vochthuishouding in constructies. Het is de strijd tegen koudebruggen en inwendige condensatie. Daarnaast staat de bouwakustiek, een vak apart dat zich opsplitst in ruimteakoestiek en geluidisolatie. Waar de een zich richt op de nagalmtijd in een concertzaal, focust de ander op het blokkeren van het burengeluid in een rijtjeswoning.
Lichttechniek en brandveiligheid vormen de resterende pijlers. Bij lichttechniek kijken we niet alleen naar de lux-waarden op een bureau, maar ook naar de psychologische effecten van daglichttoetreding en de reductie van kunstlichtbehoefte. Brandveiligheid wordt binnen de bouwfysica vooral benaderd vanuit de brandfysica: hoe gedraagt rook zich in een atrium en hoe snel warmt een staalconstructie op? Het is geen statisch veld.
Bouwfysica beperkt zich niet tot de dikte van een isolatieplaat. Op microniveau kijken we naar de poreusheid van materialen en capillaire werking. Dit noemen we vaak de materiaalfysica. Een stap hoger vinden we de gebouwgebonden bouwfysica, de standaardpraktijk voor de meeste constructeurs en adviseurs. Maar er bestaat ook zoiets als stedelijke bouwfysica (urban physics).
Deze variant kijkt naar de gebouwde omgeving als een thermodynamisch systeem. Het gaat hierbij niet om één kamer, maar om het microklimaat van een hele wijk. De methodieken verschillen fundamenteel; waar een gebouwsimulatie vaak met vaste randvoorwaarden rekent, moet de stedelijke bouwfysica rekening houden met chaotische atmosferische stromingen.
Er ontstaat vaak verwarring tussen de bouwfysicus en de installatie-adviseur. Hoewel ze elkaars taal spreken, is het vertrekpunt anders. De bouwfysica is passief van aard. Het optimaliseert de schil. De massa. De oriëntatie. Het probeert problemen op te lossen zonder stekkers. De installatietechniek (MEP) is actief. Zij leveren de apparaten — de warmtepompen, de luchtbehandelingskasten — die het tekortschieten van de bouwfysische schil moeten compenseren. Een goed bouwfysisch ontwerp reduceert de benodigde installatiecapaciteit. In de praktijk vloeien deze disciplines steeds vaker samen in het concept van integraal ontwerpen, waarbij de grens tussen een 'slimme gevel' en een 'installatie-element' vervaagt.
Een specifieke variant die pas in beeld komt als het misgaat, is de forensische bouwfysica. Dit is de tak van sport die wordt ingezet bij schadegevallen. Denk aan hardnekkige schimmelvorming in nieuwbouw of onverklaarbare tochtklachten in een gerenoveerd monument. Hierbij wordt niet alleen gerekend, maar ook gemeten met dataloggers, endoscopen en drukverschilmeters. Het is het technisch recherchewerk van de bouwkolom. Het doel is het achterhalen van de discrepantie tussen de theoretische berekening (de tekentafel) en de fysieke realiteit (de bouwplaats).
Stel u een herbestemde kerk voor waar nu luxe appartementen in zitten. Ondanks de dikke muren hoort de bewoner op de tweede verdieping de televisie van de onderbuurman alsof het toestel in de eigen kamer staat; een klassiek geval van falende luchtgeluidisolatie door niet-ontkoppelde vloerdelen. Of neem de glazen kantoortoren op een warme julidag. De airco draait op vol vermogen, maar de werknemers vlak bij het raam klagen over de hitte door de intense directe instraling van de zon. De zonweringscoëfficiënt (g-waarde) van het glas blijkt in de praktijk onvoldoende. Dit zijn geen abstracte sommen op papier. Het zijn directe consequenties van bouwfysische missers.
Een ander herkenbaar scenario is de tochtige hoek bij de entree van een hoog flatgebouw. Architectonisch oogt de open plint prachtig, maar door de valwinden die langs de gevel naar beneden denderen, waaien de automatische schuifdeuren constant open en is het plein onbruikbaar voor horeca. Hier had een windhinderonderzoek in de ontwerpfase het verschil gemaakt. Ook de 'huilende' kozijnen in een matig geventileerde woning na een koude nacht illustreren het vakgebied direct. Condensatie op de glaslatten is vaak het eerste teken dat de hygrothermische balans verstoord is, wat op termijn onvermijdelijk leidt tot houtrot of hardnekkige schimmelgroei in de dagkanten.
In een modern schoolgebouw met veel beton en glas kan de nagalmtijd zo hoog oplopen dat een docent aan het einde van de dag schor is. De geluidsenergie blijft tussen de harde oppervlakken heen en weer kaatsen. Zonder absorberende plafonds of wandpanelen — de bouwakustische ingreep — wordt een klaslokaal een klankkast. De bouwfysicus rekent dit uit voordat de eerste steen ligt. Precisie loont.
Zonder regels geen comfort. In Nederland vormt het Besluit bouwwerken leefomgeving (BBL) de juridische meetlat voor de bouwfysica. Geen vrijblijvendheid. De wet stelt strikte eisen aan veiligheid, gezondheid en duurzaamheid. Voor energieprestaties is de NTA 8800 leidend. Deze rekenmethode bepaalt of een gebouw voldoet aan de BENG-eisen (Bijna Energieneutrale Gebouwen). Vooral de TOjuli-indicator is berucht; deze beperkt het risico op oververhitting in de zomermaanden zonder dat er direct een actieve koeling aan te pas komt.
Geluidshinder wordt beteugeld via de NEN 5077. Deze norm schrijft voor hoe de geluidisolatie tussen ruimtes en de karakteristieke geluidwering van de gevel gemeten en berekend moeten worden. Voor daglichttoetreding is de NEN 2057 cruciaal. Deze bepaalt de minimale equivalente daglichtoppervlakte per gebruiksfunctie. Het gaat om bruikbaarheid en gezondheid.
En dan de Wet kwaliteitsborging voor het bouwen (Wkb). Deze wetgeving legt de nadruk op de as-built prestaties. De bouwfysicus moet nu vaker met fysieke metingen aantonen dat de berekende theoretische waarden in de praktijk ook echt gehaald worden. Infiltratiemetingen bij oplevering. Thermografische controles. Dossiervorming is essentieel voor de kwaliteitsborger. Alles voor de consumentenbescherming. De overgang van theoretische belofte naar bewijsbare kwaliteit.
Na de Tweede Wereldoorlog veranderde de bouw fundamenteel. De traditionele baksteen maakte plaats voor beton en grote glaspartijen. Nieuwe problemen doken op. Condensatie aan de binnenkant van ramen. Galm in de nieuwe betonnen scholen. Geluidsoverlast door dunne scheidingswanden. In de jaren zestig professionaliseerde het veld zich razendsnel. De oprichting van de vakgroep Bouwfysica aan de TU Eindhoven in 1967 markeerde een omslagpunt. Het werd een technische wetenschap.
De oliecrisis van 1973 fungeerde als een breekijzer voor de thermische isolatie. Wat voorheen een luxe was, werd noodzaak. Rekennormen volgden elkaar op. Van eenvoudige isolatiewaarden naar de complexe energieprestatiecoëfficiënt (EPC) in de jaren negentig. Tegenwoordig dicteert de natuurkunde het ontwerp. Vroeger bouwde men op gevoel. Nu regeert de simulatie.