24 juni 2014 Spreker: Prof. ir. P. Ampe 1

24 juni 2014

Spreker: Prof. ir. P. Ampe

1

• Onafhankelijk kenniscentrum • Activiteiten: • Metingen in situ • Optimalisatiestudies • EPB-studies • Labo testen • Warmteverliesberekening

24 juni 2014 Spreker: Prof. ir. P. Ampe

Sensoren voor temperatuur, relatieve vochtigheid, licht en tocht

2

Contactgegevens: Universiteit Gent Onderzoeksgroep Bouwkunde en Landmeten Prof. ir. Patrick Ampe Valentin Vaerwyckweg 1 9000 GENT t. 0475 / 46 56 67 e. [email protected] https://www.facebook.com/ZEBbuilding


3

1. De Europese wetgeving Kerndoelstellingen 2020: 3 kerndoelstellingen Doelstellingen ten opzichte van de situatie in 1990

Global warming 20% minder uitstoot van broeikasgassen

Energy efficiency 20% meer energie-efficiëntie

Renewable energy 20% van de energy moet hernieuwbaar opgewekt worden.

Klimaat- en energiedoelstellingen: het 20-20-20 plan 24 juni 2014 Spreker: Prof. ir. P. Ampe

4

Totaal energieverbruik (%) Bron: Europese Commissie, doelstellingen Europa 2020


5

2. Energieconcepten In Europa alleen al zijn er 23 termen die energie-efficiënte gebouwen beschrijven, hetzij officieel, hetzij officieus. Vb.

BREEAM Building (UK) Emission Free House Low Energy House Nearly Zero Energy Building Passive House (DE) Triple Zero House (DE) Zero Energy House


6

Heel wat informatie op internet hieromtrent is dubbelzinnig, onduidelijk en heel vaak fout. Vb. 1) « Een BEN-woning moet per definitie passief zijn. » 2) « Een BEN-woning kost meer dan een passiefhuis. » 3) « Een passiefhuis is ecovriendelijker dan een BENwoning. 4) « Energiezuinig bouwen kan enkel met houtskeletbouw » 24 juni 2014 Spreker: Prof. ir. P. Ampe

7

kiest voor de nulenergiewoning volgens de Europese norm. ‘Towards nearly zero-energy buildings – Definition of common principles under the EPBD’ - 18 maart 2013 “Nearly zero-energy building’ means a building that has a very high energy performance. The nearly zero or very low amount of energy required should be covered to a very significant extent by energy from renewable sources, including energy from renewable sources produced on-site or nearby.”


8

Een nulenergiegebouw… ‘Towards nearly zero-energy buildings – Definition of common principles under the EPBD’ - 18 maart 2013 “The energy performance of a building shall be determined on the basis of the calculated or actual annual energy that is consumed in order to meet the different needs associated with its typical use and shall reflect the heating energy needs and cooling energy needs (energy needed to avoid overheating) to maintain the envisaged temperature conditions of the building, and domestic hot water needs.”

Energieperformantie te bepalen op basis van jaarlijks energieverbruik voor verwarming en koeling EN sanitair warm water


9

Een nulenergiegebouw… ‘Towards nearly zero-energy buildings – Definition of common principles under the EPBD’ - 18 maart 2013 “The principle of cost optimality, which gives guidance for the energy performance requirements of new buildings, existing buildings undergoing major renovation, and retrofitted or replaced elements that form part of the building envelope”

Het begrip ‘kostenoptimaal’: voorlopige definitie vastgelegd door de Europese Commissie = het energieprestatieniveau dat leidt tot de laagste kost gedurende de geschatte economische levenscyclus


10

Een nulenergiegebouw… Strikte en blinde toepassing “trias energetica” leidt tot lock-in ! Lock-in = bepaalde vooropgestelde keuze is dominant ten opzichte van andere oplossingen, niet omdat de kost laag is of omdat de performantie hoog is, maar omdat het de voordelen geniet van een hoge implementatiegraad veelal  oplossing te duur oplossing niet optimaal comfort niet bewaakt optimaal begroot op vaste bezetting


11

Een nulenergiegebouw… Daarom: geïntegreerde oplossing met doorgedreven interactie tussen verschillende actoren keuze geen gebruik fossiele brandstoffen


12

Met verzekering van comfort… Belangrijk dat comfortniveau verzekerd wordt thermisch binnenluchtkwaliteit visueel akoestisch

bron:hln

bron:joostdevree


13

Casestudie nieuwbouw


14

Architect: Tom Van Mieghem Bouwheer: De gelukkige haard Begeleiding: ZEB building + (Ugent) 24 juni 2014 Spreker: Prof. ir. P. Ampe

15


16


17

Technische berging +0 Bewoning op +1 en +2 24 juni 2014 Spreker: Prof. ir. P. Ampe

18

Naar E0… Invloedsparameters…

Oriëntatie en inplanting hebben directe invloed op energetisch gedrag woning Voorbeeld: rijhuis met beglazing O en W verschil van 4%


19

Ramen:


lagere isolatiewaarde van transparante delen ten opzichte van opake richtwaarden oppervlakten ten opzichte van geveloriëntatie bij ontwerp: N: 6%; O: 8%; Z: 28%; W:13%

gewenste daglichttoetreding afhankelijk van gewenste comfort richtlijn: 20% van vloeroppervlakte van de ruimte

Voorbeeld: rijwoning glas O en W toename E-peil: 16% ten opzichte va ondergrens bij 15 % toegenomen glasoppervlakte


20

Naar E0… Invloedsparameters… Beschaduwing: zorgen voor maximale zonnewinsten in winter en voor vermijden oververhitting in de zomer Soorten zonnewering: Primaire: vaste, structurele zonneweringen Secundaire: aangebrachte buitenzonwering: lamellen, screens, zonnetenten Tertiaire: binnenzonnewering Bron:bep2020


21

Naar E0… Invloedsparameters… Gebouwafhankelijk: compactheid en gebouwtypologie Compactheid

VB (m³) AT (m²) C (m) K-peil (-) E-peil (-) NEBverw (kWh/m².a)

720 388 1,85

720 672 1,07

720 552 1,30

720 516 1,40

720 480 1,50

720 416 1,73

720 352 2,04

20 -

25 84 91

23 78 76

22 77 72

21 75 67

20 72 60

19 69 53


22

Naar E0… Invloedsparameters… Grotere compactheid heeft een positieve invloed op het K-peil


23


Compactheid

Spreker: Prof. ir. P. Ampe 24 juni 2014

24


Schikking ruimtes o.i.v. temperatuurzones in gebouw

lagere temperatuur in circulatieruimtes hogere temperatuur in leefruimtes vides: negatieve invloed op het thermisch comfort tijdens stookseizoen; bij voorkeur te kiezen in zone met lager comfort (trappenhal) kelder: binnen beschermd volume als woonfuncties of technische ruimtes met verwarmings- of ventilatietoestellen, anders erbuiten (energetisch en economisch aspect) garage: buiten beschermd volume, indien mogelijk aangebouwd (aangrenzende onverwarmde ruimte)


25

Naar E0… Invloedsparameters… Schikking ruimtes o.i.v technieken Plaats badkamer en technische ruimte zodat leidingen zo kort mogelijk om verliezen te beperken Plaats technische ruimte: voor ventilatie en zonnepanelen bij voorkeur boven – niet naast slaapkamer; andere bij voorkeur op gelijkvloers of in kelder (voorraadvat) Ventilatiekanalen zo kort mogelijk, scherpe bochten en flexibele kanalen vermijden, voorzien plaats voortoegangsstukken voor reiniging Bekabeling van PV-panelen naar omvormer zo kort mogelijk voor minder verliezen Ruimtes schikken volgens ventilatiebehoefte Oppervlakte technische ruimte Plaats voor de kanalen voorzien


26


Interne zonering: voor en na

Spreker: Prof. ir. P. Ampe 24 juni 2014

27


Wettelijke vereisten U-waarde bv. U-waarde ≤ 0,24 W/m²K pleisterwerk 10 mm snelbouwsteen 140 mm isolatie ? luchtspouw gevelsteen 90 mm

 voor muur met U-waarde = 0,24 W/m²K en isolatiemateriaal met λ= 0,023 W/m²K bedraagt de minimum isolatiedikte bijna 10 cm

de optimale oplossing… 24 juni 2014 Spreker: Prof. ir. P. Ampe

28


U-waarde buitenmuur (met PUR isolatie)


29


Invloed wijzigende isolatiedikte op E-peil

Startsituatie rijwoning: 14 cm PUR met λ = 0,023 W/m²K


30


Luchtdichtheid - effect op E-peil:

gunstig effect op energievraag en comfort risico op condensatie daalt bij renovatie: makkelijk te verbeteren

Rijwoning: toename Epeil van 19% ten opzichte van ondergrens 24 juni 2014 Spreker: Prof. ir. P. Ampe

31

Naar E0… Designrules

Warmteopwekkingssysteem met behulp van hernieuwbare energie: invloed op E-peil


32

Naar E0… Invloedsparameters Ventilatie - Invloed op het E-peil


33

Naar E0… Invloedsparameters Energieproductie - PV-installatie PV-installatie beïnvloedt het E-peil sterk  E0


34


Gebruikersafhankelijk:

daglichttoetreding optimaliseren leidt tot lager elektriciteitsverbruik sanitair warm water keuze van de toestellen (verbruik)

Bron:aliexpress

24 juni 2014 Spreker: Prof. ir. P. Ampe Bron:Climategate.nl

35 bron:nieuwsblad

Bron:steinel-professional

Casestudie renovatie


37

Villa Schoten voorstelling – karakteristieken – systemen – EPC – in situ – E30/ E0 - kost


38



39


2. Gebouwkarakteristieken Bouwjaar 1968 Grote raampartijen met dubbele beglazing Niet geïsoleerde buitenmuren en vloeren


40


2. Gebouwkarakteristieken Karakteristiek

Waarde

Beschermd Volume

596,14

m³

Gebruiksoppervlakte

235,38

m²

Warmteverliesoppervlakte

465,61

m²

Compactheid

1,28

m

Oriëntatie

Vrijstaand, glaspartijen op alle zijden van het gebouw

Totaal geveloppervlakte (opaak + transparant)

220,54


Eenheid

m²

41



Waarde

Totaal glasoppervlak

48,3

m²

• noord

11,27

m²

• oost

14

m²

• zuid

8,63

m²

• west

14,4

m²

Ratio glasoppervlak / totaal geveloppervlak

22

%


Eenheid

42


3. Systeemkarakteristieken Karakteristieken

Waarde

warmtetransport

Elektrische weerstand - vloerverwarming

opwekkingstoestel verwarming

Elektrische weerstand - vloerverwarming

• rendement

1

hulpenergie

-

ventilatie

Niet aanwezig

zonwering

Vaste obstakels door uitkraging en inspringing

E-peil

202

E-prim

259.499 MJ

NEB

73.614 MJ of 86,9 kWh/m².a

24 juni 2014

Energieverbruik Spreker: Prof. ir. P. Ampe

43


4. EPC - certificaat


44


5. In situ metingen


45


5. In situ metingen


v50

5,95

U-waarde raam vooraan

2,454 W/m².K

U-waarde plat dak

1,09 W/m².K

U-waarde muur beneden

1,295 W/m².K

U-waarde hellend dak

0,269 W/m².K

46


7. Concepten en technische haalbaarheid E30 en E0 Genomen maatregelen in volgorde

E-peil; start 202

Verbeteren n50 (naar 2,5)

192

PV-panelen (24 op zuid)

159

Verwarming (VV + WP (COP5)

24

Naïsoleren spouw

22

Ventilatie C

19

Glas van 1,1 naar 0,8

19


47


8. Kostenoptimalisatie en PARETO analyse Stap 1 dICT Pvoor (MJ) Pna (MJ) dP dICT/-dP Naïsoleren spouw 4089,766 73.614 66870 -6.744 0,60643 Glas van 1,1 naar 0,8 11918,63 73.614 71146 -2.468 4,829267 Verbeteren n50 (naar 2,5) 490,56 73.614 68431 -5.183 0,094648 Verwarming (VV + WP(COP 5)) 29783,13 84.614 22278 -62.336 0,477784 PV-panelen (24 op zuid) 10290 259.499 216719 -42.780 0,240533 Ventilatie C 3300 73.614 59589 -14.025 0,235294


E

K 188 197 190 60 169 176

48 52 54 54 54 54

48


8. Kostenoptimalisatie en PARETO analyse


49

Appartement Oostende voorstelling – karakteristieken – systemen – EPC – in situ – E30/ E0 - kost


50


1. Geometrie Appartement met 10 kamers hoofdoriëntatie noordoost-zuidwest gevelbreedte 12,40 m bouwdiepte tot 17m gebruiksoppervlakte 160 m²


51


1. Geometrie


52


2. Gebouwkarakteristieken bouwjaar 1968 grote raampartijen met dubbele beglazing niet geïsoleerde buitenmuren en vloeren


53



Waarde

Beschermd Volume

482

m³

Gebruiksoppervlakte

161

m²

Warmteverliesoppervlakte

94

m²

Compactheid

5,14

m

Oriëntatie

Grootste glaspartijen noordoost - zuidwest

Totaal geveloppervlakte (opaak + transparant)

44


Eenheid

m²

54



Waarde

Totaal glasoppervlak

44

m²

• noord (noordoost en noordwest)

27,26

m²

• oost

-

m²

• zuid (zuidoost en zuidwest)

16,38

m²

• west

-

m²

Ratio glasoppervlak / totaal geveloppervlak

46%

%


Eenheid

55


3. Systeemkarakteristieken collectieve verwarming met olie voor 8 appartementen afzondelijke elektrische boiler voor keuken en badkamer


56


3. Systeemkarakteristieken Karakteristieken

Waarde

warmtetransport

water

opwekkingstoestel verwarming

niet condenserende oliebrander

• rendement

0,67

hulpenergie

circulatiepomp voor verwarming

ventilatie

niet aanwezig

zonwering

niet aanwezig

E-peil

192

E-prim

132.115 MJ kWh/m².a

NEB

47.605 MJ of 82,2 kWh/m².a

24 juni 2014 Energieverbruik


57

Appartement Oostende

voorstelling – karakteristieken – systemen – EPC – in situ – E30/ E0 - kost

4. EPC - resultaten Naam

Waarde

Eenheid

Berekende energiescore

177

kWh/m².a

Totaal primair energieverbruik

28.470

kWh/a

Bruikbare vloeroppervlakte

161

m²

Primair energieverbruik ruimteverwarming

22.799

kWh/a

Primair energieverbruik SWW

4.828

kWh/a

Primair energieverbruik hulpenergie

843

kWh/a

Primair energieverbruik koeling

0

kWh/a

Primaire energiebijdrage PV

0

kWh/a

Primair energiebijdrage WKK

0

kWh/a

CO2 emissie

6.747

kg/a

Gemiddelde 24 juni 2014 U-waarde van de gebouwenschil

2,4

W/m².K


Gemiddeld installatierendement

0,67

58


5. In situ metingen


v50

2,29

U-waarde dubbel glas

1,890 W/m².K

U-waarde plat dak

1,366 W/m².K

59


7. Concepten en technische haalbaarheid E30 en E0 Genomen maatregelen in volgorde

E-peil; start 198

WP-boiler

119

PV-panelen

68

Ventilatie C+

58

Glas naar U=0,6

40

Naïsoleren spouw

33


60


8. Kostenoptimalisatie en PARETO analyse Stap 1 Naïsoleren spouw Glas naar U=0,6 Ventilatie C+ WP-boiler PV-panelen


dICT Pvoor (MJ) Pna (MJ) dP dICT/-dP 1005,76 47.605 39406 -8.199 0,122669 10910,5 47.605 31759 -15.846 0,688533 3300 47.605 37451 -10.154 0,324995 3000 94.375 22817 -71.558 0,041924 8575 132.115 96954 -35.161 0,243878

E 176 153 171 120 141

61


8. Kostenoptimalisatie en PARETO analyse


62

Optimale keuzes Welke investering heeft het hoogste rendement? Om dit te weten moet je eerst een analyse doen van het bestaande gebouw. Het is niet zinvol om sowieso extra isolatie te steken als er andere maatregelen zouden zijn die prijs/energiebesparing een beter resultaat geven. Een goed plan is belangrijk voor een correcte analyse van het gebouw.


63

Thermografie Metingen


64

Thermografie - infraroodmethode

Types defecten karakteristieke vorm op thermisch beeld luchtlek: onregelmatige vormen met ongelijke grenzen en grote temperatuursverschillen

Bron: egeon.be


ontbrekende isolatie: regelmatige vorm , geleidelijke temperatuursverschillen

aanwezigheid van vocht in de structuur: een gevlekt en diffuus patroon

Bron: q-essense

65

Thermografie - installaties Controleren van installaties: Verwarming en airconditioning / ventilatie Detecteren van thermische afwijkingen Lekken warmwaterleidingen te identificeren Prestatie van verwarmingssysteem kan gecontroleerd worden (bijvoorbeeld vloerverwarming) Conditie van aanvoer- en retourverbindingen Detectie van lekken en waterschade


66

Luchtdichtheid Blowerdoor Metingen


67

Luchtdichtheid n50 = 3 à 5/h: haalbaar streefdoel aandacht bij ontwerp n50 = 1/h aanzienlijke meerkost 1 cm² ≈ 2,5 m³/h bij 50Pa woning 500 m³, deurspleet 5 mm  lek ± 0,2/h Bron:wtcb


68

Binnenklimaat en binnenluchtkwaliteit

Luchtkwaliteit - Installaties

Controle ingeblazen of afgezogen lucht aan zuigmond kan met behulp van een vleugelradsonde en ovententen Doordat de diameter gekend is en de snelheid gemeten wordt, is het debiet per mond meetbaar. Dit moet overeenstemmen met het berekende debiet. Daarnaast moet gecontroleerd worden of het werkelijke debiet voldoende is om de CO2 in die ruimte onder controle te houden.


69

Binnenklimaat en binnenluchtkwaliteit

Luchtkwaliteit

CO2 < 1.000 ppm Te hoge concentraties leiden tot vermoeidheid, verlies van concentratie, ziekte…. CO en CO2 kunnen gemeten worden De luchtkwaliteit wordt ingedeeld in IDA klasses. Hierbij is het de bedoeling om te richten op IDA2, maar IDA3 is aanvaardbaar. IDA 4 is nooit aanvaardbaar en IDA1 is economisch moeilijk haalbaar. Klasse IDA 1 IDA 2 IDA 3 IDA 4


Omschrijving Uitstekende luchtkwaliteit Matige luchtkwaliteit Aanvaardbare luchtkwaliteit Lage luchtkwaliteit

70

optitool – thermografie – luchtdichtheid – binnenklimaat – Uwaarde - flow

U-waarde Metingen


71

optitool – thermografie – luchtdichtheid – binnenklimaat – Uwaarde - flow

U-waarde meting – type 1 - principe Binnenluchttemperatuur (vb. gemeten aan voelerstekker) Binnenwandoppervlakte – temperatuur (3 met kneedgom aan de wand gekleefde thermokoppeldraden) Buitentemperatuur (draadloze voeler buiten)


72


73


74

24 juni 2014 Spreker: Prof. ir. P. Ampe 1

Recommend Documents