WHITEPAPER ONTWERPEN MET DUURZAME INSTALLATIES BIJ NIEUWBOUW 1 ONTWERPPRINCIPES

ASSOCIATION FOR MANUFACTURING EXCELLENCE WHITEPAPER SERIES CHALLENGES FACING THE
SAMPLE RETURN FROM ASTEROIDS AND COMETS A WHITEPAPER FOR
WHITEPAPER ENERGIEZUINIGE INSTALLATIESYSTEMEN VOOR DE NIEUWBOUW DE KEUZE VOOR

WHITEPAPER HTTPNEPPNASAGOVINDEXNASACFM4772F62CB2095494D3DB66AE7B6A971794E ‘ONE NASA’ CONCEPT FOR EEE PARTS ENGINEERING
WHITEPAPER ONTWERPEN MET DUURZAME INSTALLATIES BIJ NIEUWBOUW 1 ONTWERPPRINCIPES

Whitepaper: ontwerpen met duurzame installaties bij nieuwbouw


1 Ontwerpprincipes


1.1 Bouwbesluit

Aan de basis van elk nieuwbouw-gebouw staat uiteraard het Bouwbesluit, dat wettelijke voorschrijft hoe er gebouwd moet worden. Naast veel andere zaken stelt het Bouwbesluit eisen aan de mate van luchtdichting en isolatie van gebouwen. Die eisen worden steeds strenger, de huizen worden daarom ‘vanzelf’ al een stuk zuiniger en hebben dus andere installaties nodig. Er zijn tal van andere principes en bouwwijzes (nul-op-de-meter, passiefhuis, energieneutraal huis etcetera) op basis waarvan nog veel energiezuiniger gebouwen gemaakt kunnen worden.


1.2 Trias

Aan de basis al deze luchtdichte en zeer-geïsoleerde gebouwen staat de gedachte van de ‘trias energetica’ (Het aan invloed winnender denken over Bijna Energieneutrale Gebouwen, BENG, gaat hier ook van uit): Duurzaam bouwen met het oog op energie gaat in drie stappen: A: beperk de energievraag zo veel mogelijk, door de woning zeer goed te isoleren en luchtdicht te maken, B: beperk de hoeveelheid energie die moet worden toegevoegd zo veel mogelijk. C: zorg dat de energie die je nog nodig hebt zo duurzaam mogelijk wordt opgewekt.


1.3 Drieslag bij ontwerpen installaties

Is vorm en bouwwijze vastgesteld, dan is er weer een drieslag te maken waar het gaat om het ontwerpen van duurzame installaties. Te beginnen bij de energietoevoer die het gebouw in ieder geval nodig heeft. Die volgt uit de warmteverliesbereking. Ten tweede kan gekeken worden naar de oriëntatie van het gebouw en de gebruikte of toe te passen materialen. Heeft het gebouw ramen op het zuiden, dan betekent dat dat er veel warmte van de zon verwacht kan worden. Is er natuurlijk isolatiemateriaal gebruikt, dan heeft dat een hogere warmteopslagcapaciteit dan synthetische materialen. Tenslotte, maar zeker niet als laatste: wat is het leefgedrag en de comfortbehoefte van de bewoners: Willen ze het hele huis gelijkmatig verwarmd hebben of kiezen ze voor koele ruimten, bijvoorbeeld de slaapkamers. En wat is hun warmwatergebruik? Bij een gezin met veel sporters zal er meer gedoucht worden dan bij een stel op leeftijd. En: is er wel of juist geen behoefte aan WTW- verwarming. Sommigen vinden het een goed idee, andere willen per se natuurlijke ventilatie.


1.4 De warmtebron en de boiler


Een extreem goed geïsoleerde woning zou mogelijk zonder aparte warmtebron kunnen. Dergelijke woningen kunnen al ‘met een fóhn’ of ‘met een kaars’ verwarmd worden. In de praktijk komen nieuwbouwwoningen zonder warmtebronnen niet voor in onze klimaatzone. Met name in de koude maanden is verwarming nodig. En er is ook altijd een warmwater-behoefte. Daaraan kan niet altijd en niet geheel met zonneboilers voldaan worden.

Een veelgekozen manier, zeker ook bij renovaties, is een zogenaamde ‘hybride’ verwarmingssysteem, waarbij een kleine (HR) gasketel aan een kleine warmtepomp gekoppeld wordt. De warmtepomp zorgt dan, tegen zeer gering (elektrisch) energiegebruik voor de verwarming van de woning. De gasketel springt bij op heel koude dagen en vult verder de boiler voor het warme tapwater voor afwassen en douchen.

Steeds meer gemeenten kiezen ervoor om gasloze wijken te bouwen. In die gevallen zal ook het warme water van de warmtepomp moeten komen. Dat kan heel goed, hiervoor zijn speciale boilers ontworpen, die door de warmtepomp worden gevuld. Omdat we het over laagtemperatuursystemen hebben moeten deze boilers of boiler-buffers enige honderden liters water bevatten.




2 De warmtepomp bij (gasloze) nieuwbouw


2-1 Aarde of lucht?

Van de 50.000 in ons land inmiddels geïnstalleerde warmtepompen is het merendeel een zogenaamde lucht-water-warmtepomp: de benodigde warmte-energie wordt via een luchtunit aan de buitenlucht onttrokken. Dit gebeurt veel bij renovaties.

Voor nieuwbouw is dit niet altijd de beste methode. Daar wordt vaak voor aardwarmte gekozen, een aard-water-warmtepomp. Zowel een aardwarmtepomp als een luchtwarmtepomp kunnen, in combinatie met een bufferboiler, een compleet huis van warm water en warmte voorzien.

Daar zijn esthetische redenen voor: een aardbron is onzichtbaar, want hij bestaat uit een ‘lus’ enige meters in de grond. Dit in tegenstelling tot de luchtunit, een kast met lamellen die men ergens moet zien te plaatsen.

Verder is er een akoestische reden: de luchtinlaat produceert wat geluid. Niet veel, en alleen als hij aanstaat, in de winter, maar toch wel wát. De aardbron geeft geen geluid. De wamtepomp zelf klink ongeveer als een koelkast (waarmee hij veel van zijn techniek deelt).

Dan is er een redenering van duurzaamheid: een aardwarmtepomp draait eenvoudiger continue, vanwege de constante temperatuur van de grond. Ook de COP, het rendement, is hoger, om dezelfde reden. De pomp zal daarom in de meeste gevallen langer meegaan.

En dan is er een reden van koelen: beide warmtepomptypes kunnen woningen koelen (iets wat steeds belangrijker wordt naarmate de woningen beter geïsoleerd zijn). Bij aardwarmtepompen gaat dit echter ‘passief’; de warmte wordt weggepompt naar de aarde. Bij luchtwarmtepompen is het actief: er wordt energie toegevoegd om de compressor te laten werken. Dat levert een energieverbruik op dat vergelijkbaar is met een airconditioner

Overigens is er ook een kostenaspect: de aardwarmtepomp is aanmerkelijk duurder in aanleg en aanschaf. De luchtwarmtepomp zal (zeker bij koeling) meer energie kosten in het gebruik.


2-2 Overheidsbepalingen


Er zijn voorbeelden bekend waar gemeenten voorschrijven (of dwingend aanbevelen) welke bron er in een project gebruikt moet worden. Zo heeft de gemeente Delft liever niet dat er in de Spoorzone, een gasloze wijk, met luchtwarmtepompen gewerkt wordt. Dat heeft voornamelijke een esthetische reden, maar mogelijk is de gemeente ook bang dat 140 luchtunits die tegelijk staan te zoemen samen voor veel geluid zullen zorgen.

In de wijk Aria in Goes heeft de gemeente bepaald dat er geen collectieve aardbron mag worden gebruikt. Daar is ervaring mee opgedaan in een ander project en de uitkomsten waren niet gunstig. De warmteverliesberekening en daarmee de dimensionering van de bron en de aangesloten warmtepompen van alle deelnemende woningen is lastig te maken en bewonersgedrag kan sterk uiteenlopen. Verder was onderhoud en verantwoordelijkheid moeilijk te verdelen.

In beide gevallen is dus gekozen, net als in het havenkwartier in Deventer, eveneens een gasloze wijk, voor een eigen aardwarmtebron per individuele woning.


2-3 Aardbronboren


Het boren in de aarde is in Nederland aan strenge regels gebonden. Dat heeft enerzijds te maken met de bodem zelf, die daar niet altijd voor geschikt is, waar grondwater vervuild kan worden en waar ook tal van leidingen doorheen lopen. Anderzijds heeft het te maken met ervaringen in het verleden waar ondeskundig geboord is. Vooral een te kleine bron (een te korte lus in de aarde) kan leiden tot problemen met de warmtepomp: die haalt dan niet het rendement dat vereist is.

Naar aardbronnen mogen daarom alleen nog bedrijven boren die BRL 2100/11000 gecertificeerd zijn. In ons land zijn dat er enige tientallen. Deze bedrijven houden rekening met de bodemgesteldheid, de milieuregels en andere regelgeving én met de warmtepomp die op het systeem wordt aangesloten. Het aansluiten van aardwarmtebronnen is ook weer gereguleerd. Dat mogen alleen BRL 6100 gecertificeerde bedrijven. Op die manier bewaakt de overheid dat aardwarmtebronnen goed worden aangelegd en bevordert ze de invoer ervan.


2-4 Garanties

Een aardbron heeft een garantie van 15 jaar, maar wordt geacht veel en veel langer mee te gaan: aan de aardtemperatuur verandert niets en de ‘lussen’ zijn behoorlijk duurzaam. Aardwarmtepompen krijgen de normale fabrieksgarantie van drie jaar mee. Vaillant geeft een extra jaar garantie indien zowel de aardbron als de aardwarmtepomp door een Vaillant-partner is aangelegd en aangesloten. Ook warmtepompen worden geacht zeker 10 tot 15 jaar mee te gaan. In techniek lijken ze sterk op koelkasten, de gebruiksduur komt daar ongeveer mee overeen.


2-5 Plaats voor de pomp

Naarmate de huizen beter geïsoleerd worden, ook conform Bouwbesluit, neemt de warmtevraag af en daarmee het benodigde vermogen van de warmtepomp. Dat betekent dat bij een normaal huis, zonder buitengewone comfortwensen, in veel gevallen ook met een compact apparaat gerekend kan worden waar zowel de warmtepomp als de bufferboiler in zijn ingebouwd. Zo’n apparaat is ongeveer zo groot als een forse koelkast. Vanwege het zachte zoemen is het raadzaam om het apparaat in een bijkeuken of kelder te plaatsen, al is er met name in Duitsland, ook een trend om de warmtepomp juist in de kamer te plaatsen. Veel eigenaren zijn immers trots op hun duurzame warmtevoorziening uit eigen bron.


2-6 Cascade

Een warmtepompsysteem is in cascade te plaatsen. Mits de bron groot genoeg is om het vermogen aan te kunnen. Voor bewoners die weinig warmtewensen hebben kan daarom een warmtepomp met laag vermogen worden geplaatst. Wordt de woning verkocht en heeft de volgende bewoner een veel grotere comfortwens, dan hoeft de warmtepomp niet te worden vervangen, maar kan de pomp in cascade geplaatst worden: de pompen werken dan samen om aan de de grotere warmtevraag te voldoen.










Tags: duurzame installaties, hun duurzame, whitepaper, ontwerpen, ontwerpprincipes, duurzame, nieuwbouw, installaties