DUURZAAM BOUWEN INFOBROCHURE
Wat is duurzaam bouwen Het doel van duurzaam bouwen is een gebouw optrekken met een zo beperkt mogelijke impact op het milieu en de omgeving, met oog voor comfort voor de gebruikers. Tachtig procent van de milieu-impact van een gebouw situeert zich in de gebruiksfase. Gebouwgebonden energiebesparende maatregelen op lange termijn zijn bijgevolg doorslaggevend. Duurzaam bouwen is rekening houden met zeer veel factoren. Een integrale aanpak is noodzakelijk. Ecologische aspecten • Materialen: rationeel materiaalgebruik, materialen op basis van nagroeibare of onuitputtelijke grondstoffen, materialen met een lange levensduur, beoordeling van materialen gedurende heel hun levenscyclus op alle milieugevolgen, gezondheids- en sociale aspecten, ... • Energie: rationeel energiegebruik, energiezuinige installaties, genoeg isolatie, warmterecuperatie, hernieuwbare energiebronnen zoals zon, wind, biomassa, ... • Ruimtegebruik: kiezen voor rationeel ruimtegebruik, een goede ruimtelijke ordening, .. • Water: rationeel watergebruik, regenwatergebruik in het gebouw, insijpelen van regenwater in de bodem, gepaste waterzuivering, ... Economische aspecten • Rendabele maatregelen • Lange levensduur • Flexibiliteit Ergonomische aspecten • Esthetiek • Comfort en veiligheid • Gezondheid: schade van materialen tijdens productie, gebruik en afbraak van materialen • Integratie in de omgeving: plaats voor aantrekkelijke en ‘groene’ zones met een milieuwaarde, ...
Trias Energetica De Trias Energetica legt drie hiërarchische niveaus vast: 1. beperk het energie- en waterverbruik en het gebruik van materialen; 2. kies voor duurzame materialen en (energie)bronnen; 3. ga zo efficiënt mogelijk om met energie, water, ruimte en materialen. In eerste instantie wordt de energiebehoefte geminimaliseerd. Een goede daglichttoetreding, een regelbare zonwering, een goede isolatiekwaliteit en luchtdichtheid van de gebouwschil en een aangepaste ventilatiestrategie zijn hierbij de cruciale factoren. Er wordt ook zo veel mogelijk gebruikgemaakt van passieve technieken (free cooling).
Op de tweede plaats moet nagegaan worden op welke manier hernieuwbare energiebronnen en grondstoffen gebruikt kunnen worden. Mogelijkheden voor energie op gebouwniveau zijn thermische en fotovoltaïsche zonne-energie, warmtepompen, biomassa (vb. houtsnippers), en andere. Daarnaast kunnen materialen (vb. isolatie) worden gebruikt die gemaakt zijn van duurzame grondstoffen.
Pas als derde en laatste stap worden maatregelen ingezet om de eindige energiebronnen op een efficiënte manier te gebruiken, waaronder: • • •
energie-efficiënte verlichtingstoestellen; lagetemperatuurverwarmingssystemen en hogetemperatuurkoelsystemen; hybride ventilatie (combinatie mechanische en natuurlijke ventilatie).
Principes van duurzaam bouwen Duurzaam en energiezuinig bouwen levert hele lage energiefacturen op en een lage CO2-uitstoot. Hiervoor moeten wel enkele basisprincipes worden toegepast: • compact; • goed geïsoleerd; • luchtdicht; • combinatie met een goede ventilatie; • het gebruik van zonnewarmte en vermijden van oververhitting door de zon; • keuze efficiënte installaties en toestellen; • keuze voor hernieuwbare energiebronnen.
1.
Compact bouwen
Compact bouwen is zeker niet hetzelfde als klein bouwen. Een compact gebouw zal eenzelfde hoeveelheid nuttige ruimte gewoon zo compact mogelijk proberen in te pakken door middel van een beperkte oppervlakte aan buitenwanden. Bij compact bouwen zal men dus zoveel mogelijk uitsprongen, verspringingen en dergelijke meer trachten te vermijden.
ok niet ok
De compactheid van een woning wordt uitgedrukt door een cijfer dat bekomen wordt door de verhouding van het nuttige beschermd volume en de warmteverliesoppervlakte. Hoe hoger het cijfer van compactheid hoe beter. De kubusvorm is bouwkundig het meest ideaal.
2. Goed isoleren Isoleren van gebouwen is niet nieuw meer. Men gaat vooral isoleren om warmteverliezen te beperken in de winter en om ongewenste warmtewinsten in de zomer te voorkomen. Hierdoor daalt het energieverbruik en verhoogt het comfort. Dankzij isolatie zal de temperatuur aan de binnenwanden stijgen en krijgt de gebruiker van het gebouw een meer aangenaam, comfortabel gevoel. Daarnaast zal isolatie uiteraard leiden tot een verminderd energieverbruik: minder verwarming in de winter en minder koeling in de zomer. Zeker bij nieuwbouw is het zeer belangrijk om de volledige gebouwschil te isoleren en de isolatie op een correcte manier aan te brengen zoals het vermijden van koudebruggen. Daarbij moet men weten dat men nooit te veel kan isoleren. Elke investering die men maakt in isolatie wordt terugverdiend in de loop van het gebruik van het gebouw. Verder moet men goede ramen, raamprofielen, poorten en deuren kiezen in functie van hun isolatiewaarde. Ook de keuze van het meest duurzame isolatiemateriaal aangepast aan het gebouwonderdeel is belangrijk. Sommige materialen zijn duurzamer dan andere: vb. de isolatiematerialen op basis van nagroeibare of natuurlijke grondstoffen. Er wordt rekening gehouden met het hele productieproces, gebruik en afbraakproces van de isolatiematerialen, de milieuschade, de CO2-uitstoot, e.a.
3. Luchtdicht bouwen Niet alleen goed isoleren, ook luchtdicht bouwen is belangrijk om warmteverliezen maximaal te beperken. Ieder gat of kier is niet alleen een luchtmaar ook een warmtelek. Zorg daarom voor een goede luchtdichting aan de binnenzijde van de constructie. Luchtdichting zorgt ervoor dat er geen warme vochtige binnenlucht in de isolatie kan dringen (die daardoor haar isolerend vermogen kan verliezen afhankelijk van het soort isolatiemateriaal), dat er geen warmte verloren kan gaan in de winter en dat er geen warmte kan binnendringen in de zomer. Bovendien zorgt de luchtdichting voor een vermindering van de geluidslekken.
4. VENTILEREN Minimaal en voldoende ventileren is noodzakelijk voor de luchtkwaliteit (o.a. CO2-gehalte) binnen het gebouw en dus voor de gezondheid en het comfort. In een goed geïsoleerd en luchtdicht gebouw mag een minimale en gecontroleerde ventilatie niet ontbreken. Het principe van een goede basisventilatie is gebaseerd op de toevoer van verse lucht, de doorstroming van lucht en de afvoer van vervuilde lucht.
Enkele aandachtspunten in functie van duurzaamheid: •
• •
opletten dat niet te veel warmte verloren gaat in de winter. Het plaatsen van warmtewisselaars maakt recuperatie van de warmte uit de ‘vervuilde’ buitenlucht mogelijk; niet meer ventileren dan nodig. Ventilatie aan de hand van een CO2sensor is hiervoor een oplossing; maximaal gebruikmaken van de koude buitenlucht in de zomerperiode.
5. Zonnewarmte benutten en vermijden van oververhitting De zon levert ook in de winter warmte die door een goede oriëntatie en indeling van het gebouw maximaal benut kan worden. Deze passieve warmtewinsten mogen niet onderschat worden! Mits een goed gebouwconcept kan in de winter en de tussenseizoenen zonnewarmte maximaal worden binnengehaald. In principe worden best 40 tot 60% van de totale vensteroppervlakte naar het zuidoosten, het zuiden en/of het zuidwesten georiënteerd. Het aantal en de grootte van de vensters aan de noordkant van het gebouw worden beter beperkt. De functionele, niet of minder verwarmde ruimten (vb. opslag) of ruimten met grote interne winsten (vb. serverlokaal) plaatst men aan de noord- en noordwestzijde van het gebouw. De oriëntatie en indeling van het gebouw is een van de weinige zaken die, op enkele uitzonderingen na, geen meerprijs met zich meebrengen. Het loont dus zeker de moeite om gebruik te maken van deze gratis ‘oriëntatie-opbrengsten’. Te sterke opwarming van de ruimten tijdens de zomermaanden kan vermeden worden in het architecturale ontwerp: overhellende dakrand, zonneschermen, een aangepaste zonwerende beglazing,… Hierbij wordt rekening gehouden met het verschil in de stand van de zon in de winter en de zomer. In de zomer staat de zon hoog en kan zij niet inschijnen. In de winter kunnen de zonnestralen wel worden gevaloriseerd. Ook beschadu-
wing van bomen of andere omgevingselementen zijn nuttig om de zonnewarmte rond het middaguur te weren. Bladverliezende bomen bijvoorbeeld laten het zonlicht wel door in de winter maar niet in de zomer. Bij het ontwikkelen van een goede thermische strategie is ook inertie van een gebouw een belangrijke factor. Thermische inertie kan worden gedefinieerd als het vermogen van een stof om warmte op te slaan en vervolgens weer af te geven. Dankzij de inertie kunnen de temperatuurpieken zowel overdag als 's nachts worden afgetopt. De interne temperaturen gaan hierdoor minder schommelen en minder onderhevig zijn aan de buitentemperatuur.
6. Energie-efficiënte installaties Niet enkel de verwarming en de koeling kosten energie. De aanwezige toestellen, verlichting, installaties,... gebruiken elektriciteit. Om het totale elektriciteitsverbruik te verminderen, wordt gekozen voor energieefficiënte apparaten met A+ label: energiezuinige computers, energiezuinige printers, energiezuinige verlichting, afwasmachines,... Ook energieefficiënte regelingen (tijds-, aan/afwezigheids-, daglicht- of andere sturing). Op die manier kan de elektriciteitsconsumptie met 50% worden gereduceerd zonder tevredenheidsverlies van de gebruikers. In hun totale levensduur zijn deze apparaten vaak de meest economische keuze aangezien zij zichzelf terugbetalen onder de vorm van energiebesparing. Bovendien zorgt het beperken van stand-byverbruik voor een opmerkelijke energiebesparing.
7. Hernieuwbare energie Nadat de energiebehoefte is gedaald door maximaal in te zetten op een duurzame gebouwschil en duurzame technieken, kunnen hernieuwbare energiebronnen en grondstoffen gebruikt worden voor de resterende koelen warmtelast. Mogelijkheden voor hernieuwbare energieopwekking op gebouwniveau zijn thermische en fotovoltaïsche zonne-energie, warmtepompen, warmteboilers, verbranding van biomassa (vb. houtsnippers), e.a. Onderstaande vormen van hernieuwbare energie zijn technisch haalbaar en rendabel in bedrijven. Randvoorwaarden Zonnepanelen
Elektriciteit
Oriëntatie dak (hoek: oost – zuid - west, helling: 0-70% , vrij van schaduw)
Zonneboiler
Warmte
Oriëntatie dak (hoek: oost – zuid - west, helling: 0-70% , vrij van schaduw)
Warmtepomp
Warmte
Grondoppervlakte beschikbaar In combinatie met vloerverwarming/
Houtsnippers
Warmte
Afhankelijk van de warmtevraag, eventueel verdeling met warmtenet
Warmtekrachtkoppeling (WKK) is niet hernieuwbaar, maar wel een zeer efficiënte vorm van energieproductie! Ook in te zetten met hernieuwbare energiebronnen. Randvoorwaarden WKK
Elektriciteit en Warmte
Afhankelijk van de warmtevraag, eventueel verdeling met warmtenet
Enkele begrippen Lambda-waarde (λ): de isolerende waarde van een materiaal of warmtegeleidingscoëfficiënt. De lambda-waarde geeft de warmtegeleidbaarheid van een materiaal aan. Ze wordt uitgedrukt in W/mK. Hoe hoger de waarde is, hoe beter de warmte geleid wordt en dus hoe minder goed het materiaal isoleert. U-waarde: de isolatiewaarde van een constructiedeel (vb.: dak, muur, vloer,…). Een U-waarde wordt uitgedrukt in W/m²K. De U-waarde van een constructiedeel geeft aan hoeveel warmte er per seconde en per vierkante meter verloren gaat als het temperatuurverschil tussen binnen en buiten 1°C is. De U is het symbool voor de warmtedoorgangscoëfficiënt. De U-waarde wordt bepaald door de verschillende materiaallagen waaruit het constructiedeel bestaat: dikte en lambda-waarde van elk materiaal. Voorbeelden van U-waarden: • Goed geïsoleerde muur: • Enkel glas • Dubbel glas • Super isolerend glas K-peil:
0.4 W/m².K 5.5 W/m².K 3 W/m².K 1.1 W/m².K
het isolatiepeil van een gebouw
Het K-peil houdt rekening met het warmteverlies door de buitenmuren, de daken, de vloeren, de vensters ... en met de compactheid van het gebouw. Een laagenergiegebouw voldoet aan de norm K30.
E-peil: Het E-peil is een totaalberekening van de totale energiehuishouding van gans het gebouw. Het gaat wel verder dan enkel een optelsom van bepaalde isolatiewaardes. Een E-peil wordt enkel berekend voor nieuwbouw.
+ isolatie ~ k-peil
+ Luchtdichtheid
+ passieve warmtewinsten
+ Mechanische ventilatie met terugwinning
Energiezuinige apparaten
Bron: passiefhuis platform vzw
Het E-peil wordt onder meer bepaald door: • de warmteverliezen (isolatie, beglazing,…); • de ventilatieverliezen; • ventilatievoorzieningen (Type A, B, C, C+ en D); • zonnewinsten en risico op oververhitting; • interne warmtewinsten (verlichting, apparatuur, personen); • het rendement van de verwarmingsinstallatie; • extra energieopwekking door bv. zonneboiler of fotovoltaïsche zonnepanelen.
Hernieuwbare energie
Energieprestatieregelgeving Alle gebouwen in Vlaanderen waarvoor een stedenbouwkundige vergunning wordt aangevraagd of een melding wordt gedaan, moeten aan bepaalde energienormen voldoen. Deze normen worden de EPB-eisen genoemd. EPB staat voor 'energieprestatie en binnenklimaat'. Met betrekking tot industriële gebouwen zijn enkel gebouwen die verwarmd worden voor menselijk gebruik EPB-plichtig. Opslagplaatsen of werkruimtes waar geen verwarmingssysteem wordt voorzien zijn dus niet EPB-plichtig. De EPB-eisen hebben betrekking op: • thermische isolatie (K-peil en U- en R-waarden); • energieprestatie (E-peil); • netto-energiebehoefte voor verwarming; • binnenklimaat (ventilatie en oververhitting). Deze normen worden regelmatig verstrengd. Zo zal voor bouwaanvragen (niet voor industrie) vanaf 1 januari 2014 een minimum hoeveelheid energie uit hernieuwbare energiebronnen moeten komen.
Tegen 2021 zullen alle nieuwe gebouwen in Vlaanderen bijna-energieneutraal gebouwd moeten worden. Dit zijn passiefgebouwen waarbij de resterende energievraag voor ruimteverwarming en koeling volledig wordt gecompenseerd door ter plaatse opgewekte hernieuwbare energie.
Passief bouwen Een ‘passiefgebouw’ dankt zijn naam aan het feit dat dit type gebouw niet meer ‘actief’ verwarmd moet worden. Het is immers zo goed geïsoleerd en luchtdicht gebouwd dat het verwarmd kan worden dankzij zonnewinsten en interne winsten en een ventilatiesysteem met warmterecuperatie. In een doorgedreven vorm gaat men ook werken met fotovoltaïsche panelen om elektriciteit op te wekken. Uiteindelijk bekomt men een gebouw dat meer energie produceert dan het verbruikt. Het passiefgebouw is duurzamer dan een conventioneel gebouw of laagenergiegebouw. De gebouwen die we “passief” noemen, hebben een comfortabel binnenklimaat in winter en zomer met strengere eisen omtrent isolatie en luchtdichtheid en zonder klassiek verwarmings- of koelingssysteem. Bij een passiefgebouw gaat men de investering die normaal benut zou worden voor een verwarmingsinstallatie gebruiken voor het plaatsen van meer isolatie (30 à 40 cm isolatie in alle externe bouwdelen zoals dak, vloer, muren), beter isolerende ramen, drievoudige beglazing en betere ventilatie. In een passiefgebouw wordt altijd een mechanisch ventilatiesysteem met warmterecuperatie toegepast, wat niet in alle laagenergiegebouwen het geval is. De luchtkwaliteit is hiermee ook steeds gegarandeerd.
Vaak opteert men bij passiefgebouwen voor een houtskeletbouw, maar vandaag worden even goed passiefgebouwen opgetrokken met klassieke bouwblokken zoals keramische binnenmuurstenen of blokken uit cellenbeton. Zowel particuliere gebouwen als kantoren, scholen, etc... kunnen volgens deze passiefhuisnorm worden gebouwd.
Energieverbruik Bij passiefgebouwen ligt de energieconsumptie vier keer lager dan bij de gemiddelde nieuwbouw van vandaag en tot tien keer lager dan bij bestaande gebouwen. Voor passiefbouw zijn normen vastgelegd. Een passiefgebouw mag, conform de eisen van certificatie-instantie Passief Huis Platform (PHP), een maximale warmtevraag van 15 kWh/m²/jaar en een maximale koelvraag van 15 kWh/m²/jaar hebben.
Bron: PHP - Een vergelijking voor woningen
Het K-peil varieert tussen +/- K10 en K20, het E-peil kan nog meer schommelen, onder andere omwille van extra punten voor het toepassen van hernieuwbare energie. Zo kan het uiteindelijke E-peil zelfs zakken tot E15.
“Laagenergiegebouwen” Een laagenergiegebouw is een gebouw dat aanzienlijk energiezuiniger is dan een conventioneel gebouw maar niet de normen van een passiefgebouw haalt. Een laagenergiegebouw heeft geen strikte definitie zoals een passiefgebouw. E60 en K30 wordt in de literatuur, bij organisaties en verenigingen die duurzaam bouwen als bestaansreden hebben (bvb. Dialoog vzw, Vibe vzw, PassiefHuisPlatform vzw,...) als definitie gebruikt van laagenergiebouw in Vlaanderen. Dit komt overeen met gemiddeld 20 cm isolatie in het dak, 15 cm in de muur en 10 cm in de vloer, met duurzame nagroeibare isolatiematerialen of met rotswol of glaswol en verbeterd dubbel glas (hoogrendementsglas). Die prestaties worden bereikt door te investeren in een goede oriëntatie, isolatie, luchtdichtheid, de compactheid van het gebouw en de installaties m.b.t. verwarming en ventilatie. De bouw van een laagenergiegebouw is bovendien heel realistisch. Men kan zo’n gebouw met conventionele methodes – zoals traditioneel metselwerk – bouwen. De isolatiepakketten in de vloer, muren en het dak zullen wat dikker zijn dan bij een conventioneel gebouw. Een relatief kleine meerkost, die men op korte termijn reçupereert door subsidies en op langere termijn volledig terugverdient door besparing op energie.
Een vergelijking van de normen voor kantoorgebouwen volgens de verschillende categorieën.
Lage energie
passief
K-peil
EPB 2014 kantoren K40
K30
K15
E-peil
E60
E60
E15
energieverbruik netto warmtebehoefte
kWh/m² /jaar
30
15
netto koelbehoefte
kWh/m² /jaar
30
15
elektriciteit
kWh/m² /jaar
50
40
CO2-uitstoot verwarming
kg/m²/jaar
2,8
0,9
elektriciteit
kg/m²/jaar
13,8
11
totaal
kg/m²/jaar
16,6
12
Opmerkingen: De EPB-normen schuiven steeds meer op naar lage-energie- en passiefstandaarden Voor industrie geldt ook K40, maar er is geen maximaal E-peil. Voor passief gelden maximale richtwaarden in verband met energieverbruik, geen K-peil of E-peil
Integraal ontwerpen Duurzaam bouwen is rekening houden met tal van aspecten buiten het functionele, het artistieke, e.a. Zoals reeds aangegeven zijn oriëntatie en indeling cruciaal, net als materiaalkeuze. Ook moet men reeds in de conceptfase rekening houden met de keuze van de installaties om maximaal gebruik te maken van passieve technieken en efficiënte installaties. Net als bij een conventioneel gebouw zijn bij het realiseren van een laagenergie- of passiefgebouw de bouwheer, het studiebureau (energieexperts), architecten, installateurs en aannemers betrokken. Verschillend is wel dat alle betrokkenen vanaf het begin, dus van bij de ontwerpfase, rond de tafel worden gebracht. Aangezien een laagenergie- of passiefgebouw een totaalconcept is, moet men multidisciplinair samenwerken vanaf het begin. Samen vormen zij een ‘bouwteam’ Dit resulteert in: • een langere ontwerpfase; • een kortere realisatiefase; • meer comfort; • een lagere energiebehoefte; • meer betrokkenheid van alle partijen; • meer kans om te krijgen wat men wil. Deze aanpak kost niet meer, maar levert wel investeringen op met kortere terugverdientijden, juist omdat men in de conceptfase de belangrijkste keuzes eerst kan maken en nog veel vrijheid heeft om mogelijke problemen op te lossen. Ook kan men installaties correcter gaan dimensioneren. Ook tijdens het ingebruiknemen van het gebouw kan dit ‘bouwteam’ een eerste evaluatie uitvoeren en nog bijsturen indien nodig.
Premies en subsidies Korting op onroerende voorheffing voor verlaagd E-peil De Vlaamse overheid geeft korting voor een gebouw met stedenbouwkundige vergunningsaanvraag in 2014 en dat op 1 januari van het aanslagjaar een E-peil heeft van: • ten hoogste E40: de vermindering bedraagt 50% van de onroerende voorheffing; • ten hoogste E30: de vermindering bedraagt 100% van de onroerende voorheffing. De vermindering is geldig voor een periode van vijf jaar.
Kosten en baten Duurzamer bouwen dan de EPB-eisen vraagt een grotere investering in schrijnwerk, ventilatie, isolatie en luchtdichtheid. De grootste positieve impact wordt verkregen door compactheid, oriëntatie, ervaring en ‘integraal bouwen’. Aan de hand van de software PHP voor passiefbouw kan het energieverbruik eenvoudig worden berekend op basis van het concept. De meerkost schommelt tussen de 5 en 10%. Deze wordt binnen een redelijke termijn van 5 à 10 jaar terugverdiend.
Voorbeeld
Het gebouw van het Havenbedrijf in Gent is gerealiseerd volgens het passief concept. Wanneer men de kosten over de hele gebruikscyclus van het gebouw in rekening brengt liggen deze 11% lager ten opzichte van een klassieke uitvoering. De maandelijkse lening ligt iets hoger, maar de kosten voor onderhoud en energieverbruik liggen lager. De terugverdientijd is korter dan vier jaar.
maandelijkse kosten € 20 000 € 15 000 energieverbruik
€ 10 000
onderhoud
€ 5 000
maandelijkse lening €0 klassieke uitvoering
passief
IN SAMENWERKING MET: Deze opdracht werd geïnitieerd door de POM Oost-Vlaanderen en werd mogelijk gemaakt met middelen beschikbaar via het project ECO2PROFIT. Dit valt onder de uitvoering van het INTERREG IVA-programma Vlaanderen-Nederland met co-financiering van de Provincie Oost-Vlaanderen.
Tekst en opmaak: Zero Emission Solutions
