Less, or more?Energiezuinige, energieneutrale en energieleverende woningen vanaf de jaren '70 tot nuBegin jaren '70 bouwde duurzaamheidscentrum De Kleine Aarde in Boxtel zijn bolwoning, die als eerste (weliswaar wat excentrieke) poging gezien kan worden om tot een energiezuinige woning te komen. De gedachte achter de vorm was eenvoudig: minimaal oppervlak, maximaal volume. De makers hadden bovendien nagedacht over isolatie en water- en materiaalgebruik. Sindsdien zijn er veel minder ludieke, maar zeker niet minder vindingrijke woningen ontworpen die qua energiegebruik richting de nul gaan, of zelfs energieleverend worden. Een rondgang langs enkele bijzondere projecten die sinds de bolwoning zijn gerealiseerd.
1980-'84: Energieproeftuin HoofddorpDe Energieproeftuin Hoofddorp was het eerste grote praktijkexperiment met energiezuinige woningen. Er werden 7 verschillende typen energiezuinige woningen ontworpen, waarvan er per type 8 zijn gebouwd. De proeftuin was onderdeel van onderzoeksprogramma Rationeel Energiegebruik Gebouwde Omgeving. Ze werden ontwikkeld door Bouwfonds. Onderzoek werd uitgevoerd door FAGO-TNO-Tü. De ontwerpen werden door 7 verschillende architectenbureaus uitgewerkt. Bij elk woningtype is gestreefd naar een hoge isolatiegraad (3 tot 4 m2K/W), zo min mogelijk koudebruggen, goede kierdichting, een gunstige oriëntatie en een verwarmingsinstallatie met destijds hoog rendement. Dat hebben alle woningen met elkaar gemeen. Voor het overige is gestreefd naar zoveel mogelijk verschil in bouwwijzen, installaties en extra energiebesparende maatregelen. Uit het praktijkexperiment en de metingen volgde een aantal interessante conclusies. Ten eerste dat de bewonerswaardering hoog te noemen is, en dat zij bovendien (anders dan wel eens wordt aangenomen) snel gewend waren aan de nieuwe systemen. Verder dat de meerkosten (gemiddeld 21%) resulteerden in gemiddeld 2/3 minder gasverbruik, waarbij het verder interessant was om te zien dat niet elke maatregel en niet elke geïnvesteerde gulden naar rato effect sorteerde. En tot slot bleek - ook toen al - dat bij energiezuinige woningen de bewoners een relatief grote rol gaan spelen: tussen verschillende woningen van hetzelfde type zijn grote verschillen in gasverbruik gemeten. De bouwkundige prestaties waren voorspelbaar met de gehanteerde rekenmodellen, maar vanaf de bewoning ontstonden verschillen.[2][3] 1980-'84: 186 Minimumenergiewoningen in Schiedam In 1984 leverde Jón Kristinsson in Schiedam een wijk op met 186 Minimumenergiewoningen. Dit was het eerste grootschalige zuinige project in Nederland, en het eerste project bovendien waarbij maar liefst 90% gas werd bespaard. Dat werd in Hoofddorp niet gehaald (ook niet in de woningen van Kristinsson overigens, die daar aan één van de woningtypes ontworpen heeft). Je zou de woningen in Schiedam passiefhuizen avant-la-lettre kunnen noemen: ze maken door hun oriëntatie intensief gebruik van passieve zonnewarmte en zijn verder ook naar de huidige normen buitengewoon goed geïsoleerd (5,0 m2K/W). Het was tevens het eerste project waarin de vloer op de begane grond en de gehele fundering geïsoleerd waren. Het drievoudige glas is gevat in tochtdichte Zweedse kozijnen, met overstekken tegen verhitting en geïsoleerde luiken tegen afkoeling 's nachts. Slootweg ontwikkelde een compacte verwarming en balansventilatie-unit met WTW boven de afzuigkap. De woningen hebben luchtverwarming en een combinatie-installatie voor warm tapwater. Omdat de waakvlam de helft van het gas bleek te verbruiken, ontwikkelden Slootweg en Kristinsson een geiser zonder waakvlam. De meerkosten bedroegen omgezet &euro4500,- per woning (de gasbesparing bedroeg zoals gezegd 90%). Hoe denkt Kristinsson bijna 30 jaar later eigenlijk over het passiefhuisconcept zoals dat nú de toon zet? "Het is een uitgebalanceerde formule die zich bewezen heeft. We kunnen voor wat betreft de isolatie van de schil echter met minder toe als we tevens gebruikmaken van (zeer) lage temperatuur verwarming uit hernieuwbare bronnen. Dan volstaat een isolatiewaarde van 4,0 m2K/W voor de schil, HR++ glas van circa U=1,1 Wm2/K, goede kierdichting (n50) en een geïsoleerde buitendeur." [4] Na de proeftuin in Hoofddorp en de woningen in Schiedam blijft het even relatief stil. [5] Wel wordt begin jaren '90 in Alphen aan de Rijn het proefproject Ecolonia gebouwd. In Ecolonia is niet enkel gestreefd naar verminderd energieverbruik, maar werd ook ingezet op ecologische, biologische en andere aspecten van duurzaamheid. 1996: Zweedse boswoning in SonnegaIn 1996 lieten Berend Brummelman en Gertrud van Leeuwen een woning bouwen in het bos in Sonnega, gebaseerd op een Zweedse conceptwoning in houtskeletbouw. Veel passieve energiebesparende maatregelen zaten al in het concept, zoals goede isolatie en drievoudig glas. De ambitie van de bewoners was om nog een stap verder te gaan. Architect Willem Grotenbreg maakte voor het huis een nieuwe indeling en ontwierp een grote serre met goede ventilatie en zonwering aan de zuidwestgevel. Op het noorden heeft de woning kleine ramen. Verder is hij voorzien van balansventilatie, pv-panelen en een zonneboiler. Indien nodig wordt het water elektrisch naverwarmd. Verder zijn er enkel energiezuinige apparaten geïnstalleerd. De woning wordt behalve met passieve zonnewarmte uitsluitend verwarmd met een houtgestookte Finse tegelkachel. 90% van de warmte wordt in de vuurvaste steenmassa opgeslagen en gedurende 20 tot 30 uur door straling aan de omgeving afgegeven. Ruimtes die niet direct door de tegelkachel worden verwarmd, beschikken over warmtewanden die via luchtcirculatie in een buizensysteem met de kachel in verbinding staan. Deze groene woning behaalt een zeer respectabele EPC van 0,33 (rekenmethodiek 2006).[6] 1999: Eerste Passiefhuis van NederlandDe minimumenergiewoningen van Kristinsson waren passiefhuizen avant-la-lettre, maar het eerste huis dat werkelijk aan alle technische en rekenkundige passiefhuis-criteria voldoet, is de Dijkvilla in Dalem van architect Erik Franke, opgeleverd in 1999. Franke is al sinds de eerste energiecrisis betrokken bij energie en milieu, werkte mee aan een ontwerp voor Hoofddorp, en richtte in '99 de stichting PassiefHuis Holland op, voor de verbreiding en toepassing van de formule die tot dan toe vooral in Duitsland en in de Scandinavische landen bekendheid en populariteit genoot. Op de plaats van hun voormalige binnendijkse dijkwoning in Dalem wilden de bewoners na de dijkverzwaring een comfortabele woning en hun uitzicht over de rivier terug. Franke ontwierp een compact volume in twee lagen met daaromheen steigers en terrassen. Dit nieuwe huis heeft nagenoeg geen energie voor verwarming nodig. Het betonnen casco is met 30 cm EPS ingepakt. Samen met de drievoudige beglazing in geïsoleerde houten kozijnen, wordt een extreme beperking van transmissieverliezen bereikt, in combinatie met een hoog comfort. Een gebalanceerd mechanisch ventilatiesysteem met bodemwarmtewisselaar en wtw zorgt voor de minimalisering van warmteverliezen door ventilatielucht. Tenslotte zorgt een zonnegascombi met zonnecollectoren voor de bereiding van tapwater en de beperkte additionele verwarming. De energievraag voor ruimteverwarming komt volgens het passiefhuis rekenpakket PHPP uit op 20 kWh/m2. De primaire energiebehoefte voor verwarming, tapwater, hulp- en huishoudstroom op 118 kWh/m2. De EPC kwam uit op 0,39. [7] 2002: Eerste energieneutrale straat, Etten-LeurIn de Keen in Etten-Leur werd de eerste energieneutrale straat van Nederland gerealiseerd (43 woningen), verdeeld over twee deelprojecten met een onderling vergelijkbaar energieconcept. Behalve passieve bouwkundige maatregelen, spelen in de Keen de warmtepomp en opslag in de bodem een belangrijke rol. De woningen worden verwarmd via watercircuits in de vloeren (LTV), die in de zomer kunnen worden gebruikt om te koelen (HTK). Bij het ene deelproject is gebruik gemaakt van een gesloten systeem met grondcollectoren. In het andere deelproject is een open systeem toegepast en wordt via de warmtepomp grondwater rondgepompt. Verder is veel aandacht aan ventilatie besteed. Pieter Klep, gemeente Etten-Leur: "Er is gebalanceerde ventilatie met wtw toegepast. Het systeem is met veel zorg uitgewerkt. De positie van de roosters is goed gekozen, zodat goede verdringing ontstaat en er geen dode hoeken ontstaan. Het type rooster dat is toegepast is geluidsreducerend. Het vermogen van het ventilatiesysteem is ruimer dan de eisen van het Bouwbesluit. Daardoor kan het systeem op lagere stand worden gezet en ontstaat minder geluid. In de zomer zag ik bij De Keen in het begin vaak ramen open staan. Nu zie ik dat er veel ramen gesloten zijn, dan blijft het koeler en voor de luchtkwaliteit heoft geen raampje open." Tjerk Reijenga van Bear architecten sluit zich daarbij aan: "Onze ervaring is dat de eisen in het Bouwbesluit te laag zijn. Als je enkel aan die eisen voldoet, heb je niet voldoende ventilatie in je woning. Je gaat er niet dood aan, maar het is eigenlijk te weinig. Bij onze projecten wordt het ventilatiesysteem standaard 30% overgedimensioneerd. We passen ook grotere kanalen toe. Dan heb je minder geluidsoverlast. We zetten de installatie bovendien altijd in een aparte ruimte of in een kast die we geluiddicht maken." Met deze maatregelen was sprake van energiezuinige woningen, maar energieneutraal waren ze nog niet. Daarom zijn zonnepanelen geplaatst, die ook het aandeel van de energievraag dekken dat niet-gebouwgebonden is. Er wordt per woning 5350 kWh opgewekt (50m2). Bear architecten heeft in hun deelplan de zonnepanelen losgemaakt van het dak en 'zwevend' op een stalen frame boven platte daken geplaatst. De dakvorm en de oriëntatie van de woningen is zo vrijer te kiezen dan wanneer de panelen met de envelop versmolten zijn. De meerkosten voor de energiebesparende maatregelen bedroegen &euro 55.000 (exclusief BTW) per woning, op een totale verkoopprijs van &euro 315.000 tot &euro 340.000. Het grootste deel hiervan zit in zonnepanelen: ongeveer &euro 41.000 per woning. Voor de verkoop was dit geen probleem, die verliep voorspoedig. Het feit dat de woningen energieneutraal zijn was voor veel kopers overigens een bijkomstigheid. Ze zijn nu veel enthousiaster over de energiemaatregelen dan toen, en waarderen ook in het bijzonder het zomer- en wintercomfort. [8] 2004: Excursie Freiburg: PlusEnergyAlvorens door te gaan naar de groenste woning van Nederland, en daarmee deze reeks voor nu af te sluiten, eerst nog een excursie over de grens, naar Duitsland, waar architect Rolf Disch een nieuwe standaard ontwikkelde, getiteld PlusEnergy. Zoals de naam al zegt gaat het hier niet om een zuinige woning en ook niet om een nulwoning, maar een woning die meer energie opwekt dan hij zelf gebruikt. De technische formule is vrij eenvoudig: Disch gaat uit van passief bouwen (in lichte houtskeletbouw met dunne vacuümisolatie, phase change material, decentraal ventilatiesysteem en vele andere welgekozen technieken) en maakt daarnaast volop gebruik van zonnepanelen. Het resultaat: een overschot van 36 kWh/m2 per jaar in de Solar Siedlung Freiburg (2004). Bij recente projecten loopt dit op tot 200 kWh/m2 per jaar. Behalve energieleverend zijn de PlusEnergy projecten echter ook bedacht op de andere aspecten van duurzaamheid, zoals materiaalgebruik, water, huishoudelijk afval en mobiliteit. Last but not least: de woningen zijn architectonisch gezien vrijgevig, juist door bescheiden te zijn. De bewoners genieten van licht, lucht, balkons, tuinen, kleuren en groen. Dat geeft een direct gevoel van luxe en genot, zonder dat er ook maar ergens wordt gepronkt. Die eenvoud verraadt een buitengewone en zeldzame kwaliteit. [9] Interessant is ook dat Disch keer op keer bewezen heeft dat zijn duurzame, energieleverende projecten niet alleen betaalbaar, maar ook kostenbesparend en winstgevend zijn. De architect beperkt zich niet tot vormgeving en techniek, maar heeft ook investeringsfondsen opgezet om zijn projecten te financieren. Eigenaars en huurders draaien mede hierdoor al direct vanaf het eerste jaar 'winst'. In Duitsland gelden andere wetten en tarieven voor de afname van groene stroom, andere subsidieregelingen en andere regelingen voor duurzame hypotheken. De financiële vaardigheden en prestaties van Disch zijn echter zonder meer intrigerend en verdienen het nader te worden bestudeerd. [10] 2010: Groenste huis van Nederland, GroenloTerug naar Nederland, 2010: Ronald Serné, van huis uit geen bouwkundige maar ICT-architect, bouwde de afgelopen jaren met eigen hoofd en handen een energieleverend passiefhuis dat na het gebouw van koploper TNT de allerhoogste gemeten GreenCalc+ score in Nederland heeft (586 punten). [11] Welke middelen heeft hij ingezet om dit te bereiken? De eerste winst is behaald doordat de woning geheel is opgezet als passiefhuis. Alle passieve principes en technieken zijn hier toegepast. Interessante technische innovaties zijn verder het drievoudige 'glas' waarbij de middelste laag voor gewichtsbesparing uit folie bestaat. In België al veelvuldig toegepast, in Nederland nog onbekend. Een andere innovatie, eveneens bij de zuiderburen gehaald, is de aardpijp: een pijp van 50 meter lang, met een diameter van 20 cm, op 2,5 meter diepte ingegraven in de tuin. Omdat de bodem een constante temperatuur heeft van 10-12°C, kan zo in de winter buitenlucht worden voorverwarmd, en in de zomer worden gekoeld. De pijp heeft zijn nut bewezen toen de temperatuur onlangs boven 35°C uitkwam; hij leverde toen koele lucht van 16°C. Ook de vloerverwarming mag innovatief genoemd worden: "In het anhydriet liggen 15 circuits van ieder 110 meter lengte, waardoor met een temperatuurverschil van slechts 1°C verschil verwarmd kan worden!", aldus Serné. Ook op het vlak van de "hogere technologie" is de woning van Serné bepaald interessant. Zo past hij vacuum tubes toe omdat die in de winter een hoger rendement behalen dan vlakke plaat collectoren. De laatsten leveren weliswaar door het jaar heen meer op, maar nu juist niet in de maanden dat het warme water het meeste nodig is. Een vlakke plaat collector verliest in de winter veel van de gewonnen warmte meteen weer aan de koude buitenlucht. Bij vacuum tubes treedt dat effect veel minder op, omdat de collectoren in een isolerend vacuüm opgesloten zijn. Verder halen de tubes veel meer warmte uit diffuus licht, dat in de winter in Nederland overheersend is. Serné gaat de tube collectoren ook als bron voor de warmtepomp gebruiken, om daarmee een hoger rendement te halen. Verder ontwikkelt hij samen met de HAN warmteopslag in phase change material (pcm). "Zouthydaten kunnen 5x zoveel warmte opslaan als water, en dus kunnen we met kleine vaten vooruit. We gebruiken 3 tanks met 3 verschillende zoutoplossingen met 3 verschillende faseveranderingstemperaturen: 55°C voor tapwater, 27°C voor vloerverwarming en als bron voor de warmtepomp, 82°C voor langetermijnopslag en andere tanks van warmte te voorzien. Tot slot maakt Serné gebruik van een energiemanager. "In de utiliteitsbouw zijn sinds enkele jaren ruimschoots integrale gebouwbeheersystemen voorhanden, voor woningbouw bestaan deze nog niet. Een slimme regeling kan zowel qua energie als financieel veel opleveren. Hij zal bijvoorbeeld van het net stroom betrekken (en opslaan) als dat goedkoop is en leveren als het financieel interessant is. En hij kent het bewonersgedrag. 's Ochtend wordt er gedouchet. Hij zou dan het buffervat op willen warmen, ware het niet dat hij ook weet dat verder de hele dag niemand thuis is en dat hij hiermee beter tot de middag kan wachten. Ook op buurtniveau kan er van alles worden geoptimaliseerd. Ik maak nu gebruik van deelregelingen, en zoek nog naar een integraal systeem voor de optimalisering van het totaal. Serné is in al zijn berekeningen steeds uitgegaan van een normaal leefpatroon en hoog comfortniveau en houdt zelfs dan nog energie 'over'. "Ik ga, anders dan sommige andere projecten, die een onrealistisch bedrag van 2000 kWh aanhouden, uit van een vraag van 4500 kWh voor een huishouden van 4 mensen (waaronder 2 kinderen): 3500 kWh direct elektriciteitsverbruik en 1000 kWh voor ruimteverwarming en warm tapwater. De laatste post is zo laag omdat we zonnecollectoren en een warmtepomp gebruiken. Mijn panelen moeten dat dus opwekken om op nul uit te komen. Ik heb extra panelen geïnstalleerd zodat ik aanvullend per jaar 50.000 km in een electrische VW Golf of Tesla kan rijden." [12]
Dit artikel werd eerder gepubliceerd in bouwIQ 2010-4. Noten
|
