ENERGIEBESPARINGEN VOLLEDIG RAPPORT

Collectieve huisvesting > voor beheerders

ENERGIEBESPARINGEN VOLLEDIG RAPPORT Hoe 30% besparen voor constructie of renovatie zonder meer geld uit te geven Januari 2006

Informatie : www.leefmilieubrussel.be > ondernemingen > energie facilitator collectieve huisvesting: [email protected] 0800 85 775

Technisch-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende investeringen Eindrapport

Opdrachtgever : BIM Referentie: 3E Referentie : Auteur : Datum :

Brussels Instituut voor Milieubeheer Bijzonder bestek nr. Energie/E04-154 BEB151 Roel De Coninck(3E), Griet Verbeeck(KUL) 13/08/2005

Inhoudsopgave Inhoudsopgave............................................................................................................................... 3 SAMENVATTING ............................................................................................................................. 6 DEEL I – METHODOLOGIE .............................................................................................................. 7 1

Inleiding ................................................................................................................................... 7

2

Plan van aanpak........................................................................................................................ 8 2.1 Stappen............................................................................................................................ 8 2.2 Methodologie .................................................................................................................... 8 2.2.1 Definitie referentiegebouwen..................................................................................... 8 2.2.2 Keuze van de maatregelen ........................................................................................ 8 2.2.3 Karakterisatie van de maatregelen ............................................................................. 9 2.2.4 Simulatie van de bouwkundige maatregelen............................................................... 9 2.2.5 Definitie van economische parameters en scenario's ................................................. 10 2.2.6 Analyse van de bouwkundige simulaties en selectie van tiental varianten ................... 10 2.2.7 Simulatie van de installatie-technische maatregelen voor elk van de bouwkundige varianten ............................................................................................................... 13 2.2.8 Analyse van de resultaten per gebouw..................................................................... 13 2.2.9 Opstellen argumentenlijsten .................................................................................... 13

3

Economische parameters en scenario's ..................................................................................... 16 3.1 Inleiding ......................................................................................................................... 16 3.2 Maatregelgebonden economische parameters................................................................... 16 3.2.1 Investering van de maatregel .................................................................................. 16 3.2.2 Belasting op Toegevoegde Waarde (BTW)................................................................ 16 3.2.3 Gebruiksduur van een maatregel ............................................................................. 16 3.3 Algemene economische parameters ................................................................................. 17 3.3.1 Inflatie ................................................................................................................... 17 3.3.2 Rentevoet .............................................................................................................. 17 3.3.3 Actualisatievoet ...................................................................................................... 17 3.3.4 Energieprijzen ........................................................................................................ 18 3.3.4.1 Huidige opbouw prijzen voor elektriciteit – gas – huisbrandolie ......................... 18 3.3.4.2 Mogelijke evolutie van de energieprijzen in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest . 21 3.3.5 Subsidies – fiscale aftrek – groene stroom certificaten .............................................. 25 3.3.6 Verhandelbare emissierechten ................................................................................. 25 3.3.7 Financiering ........................................................................................................... 25 3.4 Werkwijze en verwachte resultaten economische analyse .................................................. 25 3.4.1 Statische terugverdientijd (STVT) ............................................................................ 25 3.4.2 Dynamische terugverdientijd (DTVT) ....................................................................... 25 3.4.3 Netto contante waarde (NCW)................................................................................. 26 3.4.4 Internal Rate of Return (IRR) .................................................................................. 26 3.4.5 Totale actuele kost (TAK) ........................................................................................ 26 3.4.6 Kost per bespaarde kWh primaire energie ................................................................ 27 3.4.7 Kost per bespaarde ton CO2 .................................................................................... 27 3.5 Referenties ..................................................................................................................... 28

DEEL II – RESIDENTIËLE SECTOR ................................................................................................. 29 1

Inleiding ................................................................................................................................. 29

2

Analyse en evolutie van het Brusselse woningenbestand............................................................ 30 2.1 Analyse van het bestaande woningenbestand ................................................................... 30 2.1.1 Verdeling volgens bouwjaar, woningtype, woonoppervlakte en bewoningstitel ........... 30 2.1.2 Verdeling volgens verwarmingstype, energiedrager en isolatie-ingrepen .................... 36 2.2 Nieuwbouw en renovatie in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest ......................................... 40 2.2.1 Evolutie van de nieuwbouwactiviteit tussen 1995 en 2004......................................... 40 2.2.2 Evolutie van de renovatieactiviteit tussen 1995 en 2004............................................ 43 2.3 Keuze van de referentiewoningen voor nieuwbouw en renovatie........................................ 45

Technisch-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende investeringen 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) – 13/08/2005

P 3 / 128

3

Bouwkundige maatregelen ....................................................................................................... 49 3.1 Overzicht referentiewoningen .......................................................................................... 49 3.2 Aannames voor de bouwkundige maatregelen .................................................................. 50 3.2.1 Isolatie .................................................................................................................. 50 3.2.2 Beglazing, raamprofielen en zonwering .................................................................... 51 3.2.3 Luchtdichtheid........................................................................................................ 51 3.2.4 Ingebouwde energie ............................................................................................... 52 3.2.5 Output ................................................................................................................... 52 3.3 Resultaten van de bouwkundige simulaties ....................................................................... 53 3.4 Keuze van de bouwkundige varianten voor de analyse van de installatiemaatregelen .......... 55 3.4.1 Criteria................................................................................................................... 55 3.4.2 Overzicht van de varianten voor nieuwbouw en renovatie ......................................... 56

4

Installatietechnische maatregelen............................................................................................. 60 4.1 Algemeen ....................................................................................................................... 60 4.2 Aannames per type woongebouw .................................................................................... 60 4.2.1 Eengezinswoningen ................................................................................................ 60 4.2.2 Flatgebouwen......................................................................................................... 62 4.3 Resultaten van de installatietechnische simulaties ............................................................. 63

5

Economische evaluatie............................................................................................................. 65 5.1 Totale meerinvestering versus totaal primair energieverbruik............................................. 65 5.2 Totale actuele kosten versus totaal primair energieverbruik ............................................... 66 5.3 Kost per bespaarde kWh primair en kost per bespaarde ton CO2 ........................................ 68 5.4 Terugverdientijden versus totaal primair energieverbruik................................................... 69 5.5 Impact van de verschillende economische scenario’s ......................................................... 70 5.6 Impact van de energiedrager........................................................................................... 72 5.7 Positie van alternatieve technieken t.o.v. optimale combinaties.......................................... 73 5.7.1 Productiesystemen voor verwarming........................................................................ 73 5.7.2 Productiesystemen voor sanitair warmwater............................................................. 75 5.7.3 PV-systemen .......................................................................................................... 75 5.8 Vergelijking nieuwbouw en renovatie ............................................................................... 76 5.9 Samenvatting voor de verschillende referentiewoningen.................................................... 77

6

Referenties ............................................................................................................................. 80

DEEL III – TERTIAIRE SECTOR...................................................................................................... 81 1

Inleiding ................................................................................................................................. 81

2

Referentiegebouwen kantoren.................................................................................................. 82 2.1 Oppervlaktes – afmetingen .............................................................................................. 82 2.2 Ruimtefuncties................................................................................................................ 86 2.3 Isolatiegraad................................................................................................................... 89 2.4 HVAC ............................................................................................................................. 90 2.5 Verlichting en zonwering ................................................................................................. 92 2.6 Kantoorapparatuur .......................................................................................................... 96 2.7 Energieverbruik............................................................................................................... 97 2.7.1 Brandstof ............................................................................................................... 97 2.7.2 Elektriciteit ............................................................................................................. 98 2.8 Definitie referentiegebouwen ........................................................................................... 99

3

Maatregelen kantoren............................................................................................................ 101 3.1 Inleiding ....................................................................................................................... 101 3.2 Bouwkundige maatregelen............................................................................................. 101 3.2.1 Algemeen............................................................................................................. 101 3.2.2 Isolatie-ingrepen .................................................................................................. 101 3.2.3 Ingrepen ramen ................................................................................................... 102 3.2.4 Zonwering............................................................................................................ 102 3.2.5 Ingrepen luchtdichtheid ........................................................................................ 102 3.2.6 Extra simulaties .................................................................................................... 103 3.3 Installatie-technische maatregelen ................................................................................. 103 3.3.1 HVAC en verlichting .............................................................................................. 103

4

Bouwkundige simulaties......................................................................................................... 106 4.1 Enkele observaties van de simulatieresultaten................................................................. 106 4.2 Zomercomfort in gebouwen zonder koeling (K1 & K3) ..................................................... 106


P 4 / 128

4.3

Selectie varianten.......................................................................................................... 108

5

Installatie-technische simulaties ............................................................................................. 109 5.1 Veronderstellingen ........................................................................................................ 109

6

Economische evaluatie........................................................................................................... 110 6.1 Inleiding ....................................................................................................................... 110 6.2 Economische evaluatie voor Kantoor 2 ........................................................................... 110 6.2.1 Totale actuele kost (TAK) ten opzichte van totale primaire energiebesparing (paretofront 1) ................................................................................................................ 110 6.2.2 Meerinvestering ten opzichte van de totale primaire energiebesparing (pareto-front 2) ........................................................................................................................... 111 6.2.3 Kost per bespaarde ton CO2 of bespaarde kWh (pareto-front 3 en 5) ....................... 112 6.2.4 Statische en dynamische terugverdientijden ........................................................... 113 6.2.5 Gevalstudies maatregelen ..................................................................................... 116 6.3 Resultaten kantoren ...................................................................................................... 120 6.3.1 Kantoor 1............................................................................................................. 120 6.3.2 Kantoor 2............................................................................................................. 120 6.3.3 Kantoor 3............................................................................................................. 120 6.3.4 Kantoor 4............................................................................................................. 120

7

Argumentenlijsten ................................................................................................................. 121

8

Tertiaire sector niet-kantoren ................................................................................................. 124 8.1 Algemeen ..................................................................................................................... 124 8.2 Nieuwbouw................................................................................................................... 124 8.2.1 Winkel ................................................................................................................. 124 8.2.2 School.................................................................................................................. 126 8.2.3 Ziekenhuis............................................................................................................ 127 8.3 Renovatie ..................................................................................................................... 128 8.3.1 Winkel ................................................................................................................. 128 8.3.2 School.................................................................................................................. 129 8.3.3 Rusthuis............................................................................................................... 130

9

Referenties ........................................................................................................................... 131


P 5 / 128

SAMENVATTING Zowel bij nieuwbouw als renovatie van gebouwen zijn grote energiebesparingen mogelijk door de toepassing van de juiste maatregelen. Deze studie heeft op wetenschappelijke wijze de impact van de verschillende energiebesparende investeringen in de residentiële en tertiaire sector onderzocht en een economische evaluatie doorgevoerd voor het Brussels Hoofdstedelijk Gewest. In de residentiële sector zijn een rijwoning, een herenhuis, een klein en een groot appartementsgebouw onderzocht. Algemeen kan geconcludeerd worden dat in alle gevallen, zowel bij nieuwbouw als bij renovatie, de volgende logica moet gerespecteerd worden om tot een energiezuinig woongebouw te komen: 1. door voldoende en min of meer gelijkmatig verdeelde isolatie in alle niet doorzichtige delen (ca. 15cm in het dak, 6-10cm in de gevel en in de vloeren) en ramen met superisolerend glas (U = 1 – 1.3 W/m²K) en thermisch verbeterde profielen (U ≈ 2 w/m²K). Er moet gestreefd worden naar een isolatiegraad van ongeveer K30 voor eengezinswoningen en K25 voor appartementsgebouwen. Voor renovatie liggen de optimale isolatiegraden ongeveer 10 punten hoger; 2. goede luchtdichtheid en een performante ketel; 3. wil men om milieubewuste redenen nog verder gaan, dan kan men nog verder isoleren of kiezen voor balansventilatie met warmteterugwinning, maar deze oplossingen liggen reeds voorbij het economisch optimum; 4. warmtepomp, zonnecollector of PV-cellen zijn extra’s waar in laatste instantie kan voor gekozen worden, als het budget beschikbaar is. Maar zonder financiële steunmaatregelen, die niet in de studie beschouwd zijn liggen zowel de statische als de dynamische terugverdientijd van deze oplossingen voorbij de gebruiksduur van de woning. In de tertiaire sector zijn zowel voor nieuwbouw als renovatie een klein als een groot kantoorgebouw in detail onderzocht. Beknopte analyses zijn doorgevoerd voor winkels, ziekenhuizen, rusthuizen en scholen. De resultaten kunnen als volgt samengevat worden: 1. een uitstekende verlichtingsinstallatie (hoog rendement armaturen, lampen en ballasten) gevolgd door daglichtsturing en afwezigheidsdetectie. Het verbruik van verlichting (en andere apparatuur in het gebouw) telt vaak twee keer omdat de warmtewinsten in de zomer weggekoeld moeten worden; 2. een voldoende laag isolatiepeil door isolatie en de juiste glaskeuze. Superisolerend en zonwerend glas (g~0.3) is vaak de enige juiste glaskeuze, zeker bij grote glaspercentages. Bij nieuwbouw moet naar isolatiegraden van K30 tot K40 gestreefd worden, bij renovatie liggen de optima 10 tot 20 punten hoger; 3. goede luchtdichtheid en performante ketel, inclusief frequentiegestuurde pompen en stooklijnregeling. WKK kan overwogen worden als de elektriciteitsproductie zelf gebruikt kan worden maar is niet steeds te verkiezen vanuit ecologisch standpunt; 4. indien mechanische ventilatie (pulsie en extractie) geplaatst wordt kiest men best meteen voor een hoog rendement warmteterugwinning en frequentiegestuurde ventilatoren. Goed uitgevoerde natuurlijke ventilatie of extractie ligt echter vaak dichter bij het economisch optimum; 5. voor gebouwen met koeling zijn reversibele warmtepompen vaak een goede oplossing, liefst met grondwater als warmtebron; 6. zonnecollectoren, PV-cellen, lagere isolatiegraden zijn maatregelen om het verbruik nog verder te laten dalen achter het economisch optimum. Zonder financiële steunmaatregelen zijn deze investeringen zelden terugverdienbaar binnen de gebruiksduur van het gebouw. Als algemeen besluit voor beide sectoren kan men stellen dat voor alle gebouwtypes energiebesparende investeringen lonen. Bij nieuwbouw vindt men de laagste totale actuele kosten bij ongeveer 40% energiebesparing ten opzichte van de referentie, bij renovatie zelfs bij 50% besparing. Deze optima worden gerealiseerd met een K20 tot K40 en een E60 tot E80 voor nieuwbouw, en een K40 tot K60 en een E70 tot E115 voor renovatie. Deze resultaten zijn geldig voor een conservatief (laag) energieprijzenscenario.


P 6 / 128

DEEL I – METHODOLOGIE

1

Inleiding Het energieverbruik in gebouwen is verantwoordelijk voor 71% van het totale energieverbruik in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest. Het is duidelijk dat de gebouwensector bijzondere aandacht verdient wil men de opgelegde vermindering in uitstoot van CO2 in Brussel realiseren. Daarnaast verplicht de Europese Richtlijn betreffende de Energieprestatie van Gebouwen (EPBD) alle lidstaten ertoe om in 2006 een energieprestatieregelgeving te implementeren. De implementatie van de energieprestatieregelgeving is de ideale kans om een sterke aanzet te geven tot de uitbouw van een efficiënt gebouwenpark. Een goed onderbouwde minimale prestatie-eis kan het energieverbruik in nieuwe en grondig gerenoveerde gebouwen sterk verminderen. Echter, het opstellen van een dergelijke prestatie-eis vraagt een uitvoerige studie naar de haalbare energiebesparingen in gebouwen met de huidige technieken, en de kostprijs daarvan. Een technischeconomische analyse van zoveel mogelijk energiebesparende investeringen is noodzakelijk om een ambitieniveau te bepalen waarbij de meerinvesteringen nog verantwoordbaar zijn. Deze studie wil een dergelijke argumentenlijst opstellen die op 2 manieren gebruikt zal kunnen worden: door het beleidsmakend niveau, om de minimale energieprestatie-eisen vast te leggen door bouwheren allerhande die een inzicht krijgen in de volgorde waarin ze energiebesparende maatregelen best toepassen om met een minimale meerinvestering een maximale besparing te realiseren.


P 7 / 128

2 2.1

Plan van aanpak Stappen De uitvoering van deze studie kan best beschreven worden als een opeenvolging van een aantal stappen zoals weergegeven in Tabel 1. De meeste stappen zijn zowel voor de residentiële als de dienstensector afzonderlijk gebeurd, sommige stappen zijn gemeenschappelijk.

Tabel 1: overzicht van de onderzoeksstappen Nummer

Beschrijving

Stap 1

Definitie van referentiegebouwen

Stap 2

Keuze van de maatregelen

Stap 3

Karakterisatie van de maatregelen (parameters, investering, inwendige energie)

Stap 4

Simulatie van de bouwkundige maatregelen

Stap 5

Definitie van economische parameters en scenario's

Stap 6

Analyse van de bouwkundige simulaties en selectie van tiental varianten

Stap 7

Simulatie van de installatie-technische maatregelen voor elk van de bouwkundige varianten

Stap 8

Analyse van de resultaten per gebouw

Stap 9

Opstellen argumentenlijsten

In de hiernavolgende paragrafen worden deze stappen methodologisch toegelicht. In deel II worden de resultaten besproken voor de residentiële sector, in deel III voor de dienstensector.

2.2 2.2.1

Methodologie Definitie referentiegebouwen Bij de definitie van de referentiegebouwen is het zeer belangrijk om het volgende steeds in het achterhoofd te houden: de referentiegebouwen hebben niet de ambitie om een exact gemiddelde van het totale gebouwenpark te vertegenwoordigen. Dit zou een onmogelijke opgave zijn wegens de enorme verschillen tussen grootte, opbouw, omgeving, gebruik enz. van de gebouwen. Dit zou ook geen garantie bieden op betere resultaten tijdens extrapolatie naar de volledige type-gebonden gebouwensector. De referentiegebouwen moeten dus beschouwd worden als een representatief gebouw voor een zo groot mogelijk deel van het geviseerde park. Daarbij moeten alle parameters en variabelen zo gekozen worden dat het veel voorkomende waarden zijn voor het gebouwtype. Er zijn bijgevolg grosso modo 2 equivalente manieren om een referentiegebouw te definiëren: bottom up aanpak: één specifiek bestaand gebouw dat gekozen wordt op basis van z'n relevantie in het geviseerde park wordt volledig gemodelleerd als referentiegebouw; top down aanpak: een fictief gebouw wordt gemodelleerd, waarbij voor alle parameters en variabelen gemiddelde waarden uit het geviseerde park gekozen worden. Beide manieren zijn evenwaardig, ze zullen beide gebruikt worden voor de definitie van de referentiegebouwen in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest.

2.2.2

Keuze van de maatregelen De energiebesparende maatregelen worden opgesplitst in bouwkundige maatregelen en installatietechnische maatregelen.


P 8 / 128

Bouwkundige maatregelen De bouwkundige maatregelen zullen hoofdzakelijk toegespitst worden op isolatie-ingrepen voor daken, gevels en vloeren en ingrepen op de beglazing. Compactheid en thermische massa zullen niet als aparte parameters beschouwd worden, maar door de keuze van de referentiegebouwen komt hun impact wel deels tot uiting. Installatie-technische maatregelen De installatie-technische maatregelen waarvan de impact bepaald wordt, komen grotendeels overeen met wat standaard in de EPW rekenmodule zit, de rekenmodule waarmee de simulaties gebeurd zijn. Dit is een omvangrijk pakket dat verschillende systemen voor verwarming, koeling, sanitair warm water bereiding, ventilatie en luchtbehandeling, WKK en PV omvat. Voor kantoren wordt geen sanitair warm waterproductie beschouwd. 2.2.3

Karakterisatie van de maatregelen Parameters Alle nodige parameters voor de simulatie van de maatregelen worden bepaald. De graad van detail hangt af van de nodige inputgegevens voor de EPU of EPW berekening. De parameters kunnen functie zijn van het gebouw waarop de maatregel toegepast wordt (bijvoorbeeld aangepast ketelvermogen). Investering Voor de economische analyse wordt de meerinvestering van de energiebesparende maatregel ten opzichte van de referentietoestand berekend. Deze meerinvestering omvat zowel materiaalkosten als plaatsingskosten. Voor de renovaties wordt ook een afbraakkost ingerekend. De referentiesituatie heeft voor een renovatie de waarde nul, de volledige investering is bijgevolg een meerinvestering. Inwendige energie De ingebouwde energie en emissies, bij de productie van de ingezette materialen en technieken, wordt bepaald voor elke maatregel. Hiervoor beschikt KUL-BWF over een uitgebreide LCA-databank met data over een hele range materialen en productieprocessen (ECOINVENT2000 [ECO 04]). Deze databank is echter aan een licentie verbonden, zodat in het rapport geen waarden per materiaal zullen kunnen gegeven worden, maar enkel globale cijfers.

2.2.4

Simulatie van de bouwkundige maatregelen Voor de simulatie van de energiebesparende maatregelen in gebouwen wordt gekozen voor de energieprestatiewetgeving zoals die zal worden ingevoerd in 2006 in Vlaanderen. Voor residentiële gebouwen is dat de EPW, voor utilitaire gebouwen de EPU. Beiden omvatten een stationair rekenprogramma dat het jaarlijks primaire energieverbruik bepaalt op basis van maandgemiddelde berekeningen (teksten zijn terug te vinden op www.energiesparen.be). De officiële software van de EPW en de EPU is nog niet beschikbaar. Wegens zijn medewerking aan het ontwerp van de EPW beschikt KUL-BWF over een eigen softwareversie voor de EPW die nu al veelvuldig door studenten burg. ir-arch. wordt gebruikt bij energie-audits van hun woningontwerpen. 3E heeft voor dit onderzoek een beknopte softwareversie van de EPU ontwikkeld. Een belangrijk voordeel van het gebruik van deze methode bestaat in de voor-gedefinieerde waarden voor allerhande technieken en ingrepen in de energieprestatieregelgeving. Hierdoor wordt het arbitrair bepalen van rendementen, vermogens, gebruikstijden ed. voor een groot deel vermeden tijdens de uitvoering van deze opdracht. De waarden die in de energieprestatieregelgeving gehanteerd worden zijn stuk voor stuk het resultaat van lange-termijn ervaring of specifiek onderzoek van instellingen betrokken bij het ontwerp van de methode. Ze zijn representatief voor de volledige gebouwensector waarvoor de berekeningen gebeuren. Via de EPW en de EPU kunnen zowel bouwkundige als installatie-technische maatregelen gesimuleerd en beoordeeld worden.


P 9 / 128

Omdat bouwkundige maatregelen de langste levensduur hebben en ook sterk bepalend zijn voor de dimensionering van de installaties, is het belangrijk eerst deze te optimaliseren en hiervoor een preferentielijst op te stellen. Hierbij worden zowel elke maatregel apart als alle onderlinge combinaties van maatregelen gesimuleerd. Het is immers meer dan waarschijnlijk dat voor eenzelfde investeringskost een combinatie van maatregelen een hogere energiebesparing oplevert dan 1 enkele verder doorgedreven maatregel. Dit kan enkel beoordeeld worden door zowel de maatregelen op zich als in combinatie te simuleren. Uit deze eerste fase worden dan een aantal bouwkundige varianten geselecteerd waarvoor de installatie-technische maatregelen worden bekeken (verwarming, sanitair warm water en ventilatie). Bedoeling is dat deze bouwkundige varianten een range omvatten van de referentietoestand tot een maximaal geïsoleerde versie van het gebouw. Voor elke bouwkundige variant wordt dan elke installatie-technische ingreep apart én in onderlinge combinatie gesimuleerd. Doordat ook de referentietoestand erbij zit, zullen de resultaten ook de impact van elke maatregel apart kunnen geven. 2.2.5

Definitie van economische parameters en scenario's Deze studie beoogt de economische evaluatie van energiebesparende maatregelen. Economische evaluaties zijn steeds een projectie van de toekomst en bevatten dus noodgedwongen een aantal voorspellingen. Echter, deze studie is niet de eerste en enige die dergelijke voorspellingen hanteert. Het is mogelijk ons te baseren op bestaand studiewerk door gerenommeerde instellingen. Zo kan gewerkt worden met algemeen aanvaarde scenario's voor de verschillende variabelen die een invloed uitoefenen op het resultaat. Voor de economische evaluatie van de maatregelen wordt rekening gehouden met de economische parameters die gebruikelijk zijn voor deze investeringen zoals weergegeven in Tabel 2. Tevens wordt er rekening gehouden met de evolutie van de internationale energieprijzen in de volgende jaren. De toekomstige energieprijzen worden bepaald op basis van bestaande erkende scenario's, zoals deze van het Federaal Planbureau [PLA 04]. De meeste scenario's beperken zich echter tot 2030, voor deze studie zijn scenario's over 40 jaar nodig, hoe onmogelijk deze lange-termijn voorspellingen ook zijn.

Tabel 2: Gebruikte parameters en berekende waarden bij de economische analyse Input

actualisatievoeten inflatie investering incl. plaatsing en afbraak levensduur maatregel energieprijzen

Output

terugverdientijd (statisch en dynamisch Internal Rate of Return (IRR) netto contante waarde van de meerinvestering (NCW) en totale actuele kost (TAK) kost per bespaarde kWh primaire energie kost per bespaarde ton CO2

2.2.6

Analyse van de bouwkundige simulaties en selectie van tiental varianten Referentietoestand De impact van de energiebesparende ingrepen wordt steeds beoordeeld worden ten opzichte van een vooraf bepaalde referentietoestand, zijnde het referentiegebouw zoals bepaald in Stap 1. Gebruiksduur De gebruiksduur bepaalt de evaluatieperiode voor het pakket van maatregelen waarvan de levensduur onderling kan verschillen, en zowel groter als kleiner als de gebruiksduur kan zijn.

Technisch-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende investeringen 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) – 13/08/2005 P 10 / 128

Zowel voor de residentiële sector als de dienstensector is een gebruiksduur van 40 jaar genomen. Dit is uiteraard niet de levensduur van het gebouw, maar kan wel beschouwd worden als de gebruiksduur door 1 generatie. Argumenten voor deze keuze voor woningen zijn: Mensen zijn zelden geneigd investeringen te doen waarvan zijzelf niet volledig het voordeel kunnen genieten. Daarom is een realistisch tijdsvenster noodzakelijk, zeker als het doel is bouwheren te motiveren voor bepaalde maatregelen. Bij overdracht naar een volgende generatie wordt een gebouw meestal opnieuw gerenoveerd of eventueel afgebroken. Dat maakt het moeilijk om maatregelen te beoordelen voor tijdsvensters groter dan de gebruiksduur door 1 generatie. Voor de dienstensector is 40 jaar de huidige interval tussen grondige retrofits (inclusief gevels) in in Brussel. Dit komt overeen met de huidige renovatiegolf van dienstgebouwen van de jaren '50 en '60. Voor maatregelen met een kortere levensduur dan 40 jaar wordt op het einde van de levensduur een herinvestering beschouwd aan dezelfde prijs (vóór inflatie) als de initiële investering. In dat geval wordt wel een restwaarde in de berekening betrokken (indien levensduur geen gehele deler is van gebruiksduur). Voor (bouwfysische) maatregelen met een langere levensduur dan 40 jaar wordt geen restwaarde beschouwd. Met de limitering van de gebruiksduur wordt geen expliciete beslissing genomen over wat met deze ingrepen gebeurt na de gebruiksduur (blijft voortbestaan - wordt aangepast - wordt afgebroken). De hier gedefinieerde gebruiksduren hebben betrekking op alle maatregelen die een langere levensduur hebben dan deze waarden. Dit betreft meestal bouwfysische maatregelen. Met de limitering van de gebouw-gebruiksduren wordt niet zozeer een maximum opgelegd aan de levensduur van die ingrepen, maar wordt geen expliciete beslissing genomen over wat met deze ingrepen gebeurt na de gebruiksduur (blijft voortbestaan - wordt aangepast - wordt afgebroken). Naast de energiebesparing zal bij woningen ook steeds het zomercomfort gecontroleerd worden. Hiervoor is een rekenmodule aanwezig in de EPW. Uitgangspunt voor de residentiële sector is dat het zomercomfort moet kunnen gegarandeerd worden zonder toepassing van actieve koelsystemen. Toepassing van zonwering is wel mogelijk, maar dit brengt uiteraard een extra investering mee. Voor de dienstensector wordt uiteraard wel de toepassing van actieve koelsystemen voorzien. De EPU laat toe de koellast te bepalen en in rekening te brengen. CO2-emissie Aan de energetische analyse kan ook direct een ecologische analyse worden gekoppeld onder de vorm van de totale CO2-uitstoot. Hierbij wordt het energieverbruik omgerekend naar de bijhorende CO2 uitstoot, rekening houdend met de aard van de energiedrager. Ook zal zowel de vermeden CO2uitstoot als gevolg van de energiebesparende maatregel als de extra CO2-uitstoot als gevolg van de productie van de materialen in rekening worden gebracht. Volgende omrekeningsfactoren voor CO2-emissie worden in rekening gebracht, in overeenstemming met [ICE 04] aardgas: 0.192 kg/kWh elektriciteit: 0.296 kg/kWh stookolie: 0.264 kg/kWh Evaluatie voor meerdere objectieven: Pareto-front Bedoeling is de energiebesparende maatregelen te beoordelen vanuit drie criteria: economisch (meerinvestering of netto contante waarde), energetisch (totaal primair energieverbruik of bespaarde primaire energie) en ecologisch (totale CO2 emissie of vermeden CO2). Dit betekent dat bij de beoordeling tegelijk met meerdere objectieven moet worden rekening gehouden of meerdere objectieven ten opzichte van elkaar moeten worden afgewogen. Van cruciaal belang is hiervoor het beslissingsproces. Er zijn verschillende mogelijkheden: Beslissing vóór evaluatie: hierbij weegt men de verschillende objectieven ten opzichte van elkaar en herleidt men de meerdere objectieven tot een gewogen som van objectieven alvorens ze te evalueren. Voordeel hiervan is dat nog slechts 1 objectief (de gewogen som) moet geëvalueerd worden; nadeel is dat voldoende achtergrondkennis nodig is voor de weging van de objectieven. Deze kennis is vaak niet voorhanden. Bovendien zijn de gevonden oplossingen enkel geldig voor de Technisch-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende investeringen 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) – 13/08/2005 P 11 / 128

gekozen wegingsfactoren. Wil men de wegingsfactoren laten variëren, dan moet dit evaluatieproces meerdere keren doorlopen worden. Beslissing na evaluatie: hierbij behandelt men elk objectief als gelijkwaardig en tracht men de wisselwerking tussen de objectieven te bepalen. Een interessant wiskundig concept hiervoor is het zoeken van de niet-gedomineerde oplossingen of Pareto-front. Een oplossing is niet-gedomineerd als er geen andere oplossing is binnen de set van oplossingen die gelijk of beter presteert in één objectief zonder slechter te presteren in het andere objectief. Bij twee objectieven resulteert dit in een lijn van niet-gedomineerde resultaten (Pareto-curve), bij drie objectieven in een vlak van nietgedomineerde resultaten (Pareto-vlak). Pareto-optimalisatie voor meer dan 3 objectieven is mogelijk, maar de visualisatie is minder evident. Voor dit project is gekozen voor het concept van Pareto-front. Voordeel is dat op deze manier een set van optimale combinaties zal gevonden worden op basis waarvan verdere keuzes kunnen worden gemaakt. Omdat alle informatie over de objectieven bewaard blijft tijdens de evaluatie kan men in functie van een gekozen strategie achteraf een bepaald objectief meer of minder laten doorwegen. Figuur 1 geeft een verduidelijkend voorbeeld van het Pareto-front en de strategische keuzemogelijkheden. Figuur 1 geeft het totale primaire energieverbruik en de totale actuele kosten voor verschillende combinaties van isolatie-ingrepen en verwarmingssystemen voor een nieuw kantoorgebouw. Elke grijze cirkel vertegenwoordigt één specifieke combinatie van isolatie-, beglazings- en installatiemaatregelen. Het volle vierkantje geeft het referentiegeval. Alle combinaties samen geven een grote verspreide wolk. Vraag is welke hier de optimale oplossingen zijn.

Figuur 1: Illustratie in 2D van het Pareto-front De optimale oplossingen worden gevormd door de rode blokjes links in de figuur, die de nietgedomineerde oplossingen of het Pareto-front weergeven. Grafisch betekent dit dat voor een nietgedomineerde variant geen andere varianten gevonden worden in de rechthoek gevormd door de assen en de lijnen vanuit het punt loodrecht op de assen (cfr. rode lijnen in fig. 1). Voor gedomineerde varianten liggen er wel 1 of meerdere oplossingen in een dergelijke rechthoek. Het concept van nietdominantie wordt vaak gebruikt in optimalisatieproblemen en is een interessant hulpmiddel om de wisselwerking tussen twee of meer objectieven te bepalen, in dit geval de totale actuele kost en het totaal primaire energieverbruik. Voor een bouwheer die vooral naar de totale actuele kost of de investeringskost kijkt, zijn de onderste oplossingen de meest interessante. Wil men als overheid echter een zo laag mogelijk primair energieverbruik bereiken, dan moet men de meest linkse oplossingen promoten. Tegelijk geeft de Technisch-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende investeringen 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) – 13/08/2005 P 12 / 128

figuur de totale actuele kost die hiermee overeenkomt, waaruit men als overheid kan afleiden welke financiële ondersteuning nodig is om deze keuzes aantrekkelijk te maken.. Gelijkaardige grafieken kunnen gemaakt worden voor bv. investeringskost t.o.v. energiebesparing en zijn zeer verduidelijkend bij de verwerking en interpretatie van alle simulaties en berekeningen. Dit kan de basis vormen bij het opstellen van de technisch-economische argumentenlijsten. Het pareto-front kan voor verschillende variabelen gemaakt worden omdat verschillende criteria mogelijk tot verschillende oplossingen leiden. Op basis van de verschillende fronts voor alle combinaties van bouwkundige maatregelen gebeurt een selectie van een tiental varianten. Deze worden vervolgens elk afzonderlijk met alle mogelijke installatie-technische maatregelen gecombineerd. 2.2.7

Simulatie van de installatie-technische maatregelen voor elk van de bouwkundige varianten De installatie-technische maatregelen worden onderling gecombineerd tot een set van varianten voor verwarming, sanitair warm water, ventilatie en specifieke technieken. Voor de dienstensector worden ook koeling en verlichting in rekening gebracht. Vervolgens wordt deze set gesimuleerd voor elk van de geselecteerde bouwkundige varianten. Al deze resultaten worden dan samen gezet om de meest optimale combinaties van bouwkundige en installatie-technische maatregelen te identifiëren.

2.2.8

Analyse van de resultaten per gebouw De analyse van de uiteindelijke resultaten gebeurt op dezelfde wijze als voor de bouwkundige maatregelen. Voor elk pakket van maatregelen worden de economische parameters berekend, daarna kunnen de pareto-fronts opgesteld worden.

2.2.9

Opstellen argumentenlijsten Methodologie De visualisatie van de verschillende pareto-fronten per referentiegebouw bepalen nog niet de logische prioriteitenvolgorde voor een bepaalde doelgroep. Daarom worden voor elke doelgroep de beslissingscriteria vastgelegd. Deze zijn namelijk niet dezelfde voor de verschillende doelgroepen. Bouwpromotoren zullen bijvoorbeeld meer waarde hechten aan rendabiliteit, terwijl particuliere bouwers meer aandacht hebben voor de absolute investeringskosten of de ecologische impact. Met behulp van de geselecteerde situaties op het Pareto-front en de beslissingscriteria per doelgroep kunnen kostencurven opgesteld worden per doelgroep en per gebouwtype, hetgeen automatisch leidt tot een technisch-economische argumentenlijst. Op basis van deze lijst kan de doelgroep een gefundeerde beslissing maken betreffende de volgorde van toe te passen maatregelen in zijn of haar situatie. De voorstelling van de argumentenlijsten als kostencurven wordt verder nog verduidelijkt. Doelgroepen - gebouwtypes De argumentenlijst zal verschillen in functie van de type investeerder (doelgroep) en het type gebouw. In eerste instantie wordt onderzocht welke doelgroepen een specifieke argumentenlijst behoeven, en welke doelgroepen eventueel samengenomen kunnen worden. Hetzelfde moet gebeuren voor de verschillende gebouwtypes. Tabel 3 geeft wee voor welke doelgroepen en gebouwtypes wordt onderzocht of het nodig is een afzonderlijke argumentenlijst op te stellen.


Tabel 3 mogelijke gebouwtypes en doelgroepen voor afzonderlijke argumentenlijsten Gebouwtype

Doelgroep

Rijwoning nieuwbouw

Particulieren

Herenhuis renovatie

Particulieren

Klein appartement nieuwbouw

Openbare sector

klein appartement renovatie

Bouwpromotoren

Groot appartement nieuwbouw Groot appartement renovatie

Klein kantoor nieuwbouw

Openbare sector

Klein kantoor renovatie

Bouwpromotoren

Groot kantoor nieuwbouw Groot kantoor renovatie Voor elk van deze gevallen wordt in eerste instantie een aparte kostencurve opgesteld. Als daaruit blijkt dat voor bepaalde doelgroepen die kostencurven grotendeels gelijklopen kunnen deze samengevoegd worden. Argumentenlijsten Met behulp van de geselecteerde situaties op het Pareto-front en de beslissingscriteria per doelgroep kunnen kostencurven opgesteld worden per doelgroep en per gebouwtype. Figuur 2 toont een voorbeeld van een dergelijke curve. Dit voorbeeld dient slechts ter illustratie van de mogelijk vorm en inhoud van een dergelijke kostencurve voor een groot nieuw kantoorgebouw. Aan de hand van de voorbeeldcurve van Figuur 2 wordt hieronder verduidelijkt hoe deze gegevens afgelezen kunnen worden. De verschillende maatregelen op het Pareto-front werden in dit geval gesorteerd volgens totale actuele kost per m² verwarmd vloeroppervlak, dit is de groene lijn, de schaal staat op de linker ordinaat. De abscis stelt de totale gecumuleerde primaire energiebesparing van de pakketten van maatregelen voor. In de grafiek kunnen dus verticale lijnen aangebracht worden die vb. de energieprestatie-eis weergeven of een besparing tov. een referentiesituatie. Zo kunnen voor een bepaalde ambitie (vb. 30% besparen tov. de minimale energieprestatie-eisen) de toe te passen ingrepen bepaald worden. De rode lijn is de totale meerinvestering per m² voor de uitvoering van de maatregelen ten opzichte van de basisinvestering van de referentiesituatie (uitgezet tegenover de rechter ordinaat). Indien het budget voor energiebesparende maatregelen gekend is kan bijgevolg afgelezen worden welke maatregelen best toegepast worden om met dit budget de totale actuele kost te minimaliseren. Aangezien de pareto-fronten voor totale actuele kost en meerinvestering tov energieverbruik meestal samenvallen kan op die manier ook de maximale energiebesparing voor een gegeven meerinvestering bepaald worden (af te lezen op abscis).


700

700

600

200

Referentie

Goede verlichting

Condenserende ketel

Stooklijnregelng

300

Regeling verlichting

400

Isolatiegraad K30

500

500

Revers. water/water WP

Totale actuele kost [€/m²]

600

Aquifer + koelplafonds Vaste buitenzonwering

Isolatiegraad K29 + PV Ventilatie met HR WTW

800

400 300 200 100

100

0

0

-100 13

18

23

28

33

Totaal primair energieverbruik [GJ/m²]

Resultaat

Argumentenlijst

Referentie

Meerinvestering

Figuur 2: illustratie van een argumentenlijst voor een nieuw groot kantoorgebouw Deze argumentenlijsten kunnen beschouwd worden als energieprestatiehulp bij renovatie of nieuwbouw: de doelgroep kan hiermee bepalen welke energiebesparende maatregelen in aanmerking komen in hun project, in welke volgorde ze die investeringen best implementeren, hoeveel energie ze zullen besparen ten opzichte van een referentiesituatie en hoe groot de totale investering zal zijn. De auteurs waarschuwen voor de interpretatie van de resultaten van de studie. Het is duidelijk dat beperkte wijzigingen in de techno-economische karakterisering van de maatregelen hun positie t.o.v de gepresenteerde pareto fronts sterk kan wijzigen. De aannames zijn gebaseerd op de best beschikbare gegevens (juni 2005) en zijn op transparante wijze weergegeven in dit rapport en de verschillende bijlagen. Op basis van deze studie kunnen interessante en beleidsrelevante trends afgeleid worden. Meer specifieke conclusies met betrekking tot de positie van 1 maatregel op zich of in een pakket maatregelen, en/of voor een concreet gebouw vergen steeds een specifieke analyse.


38

3 3.1

Economische parameters en scenario's Inleiding Het resultaat van deze studie valt of staat met de graad van nauwkeurigheid en de veronderstelde scenario's waarmee de economische evaluatie van de maatregelen gebeurt. De auteurs zijn zich zeer bewust van het belang van een goede onderbouwing van de vooropgestelde parameters en rekenmodellen zoals in de volgende paragrafen besproken. Economische evaluaties zijn steeds een projectie van de toekomst en bevatten dus noodgedwongen een aantal voorspellingen. Echter, deze studie is niet de eerste en enige die dergelijke voorspellingen hanteert. Het is mogelijk ons te baseren op bestaand studiewerk door gerenommeerde instellingen. Zo kan gewerkt worden met algemeen aanvaarde scenario's voor de verschillende variabelen die een invloed uitoefenen op het resultaat.

3.2 3.2.1

Maatregelgebonden economische parameters Investering van de maatregel Het bepalen van de meerkost van de mogelijke maatregelen is reeds gebeurd in stap 3.

3.2.2

Belasting op Toegevoegde Waarde (BTW) De BTW is een belasting die kan variëren in functie van de natuur van de belastingplichtige en de ouderdom van het gebouw. Particulieren Voor particulieren worden volgende BTW-tarieven gerekend: BTW= 21% voor alle nieuwe gebouwen BTW = 6% voor de te renoveren gebouwen. Momenteel geldt een BTW-voet van 6% bij gebouwen ouder dan 5 jaar (ipv 15 jaar zoals vroeger) voor renovatie ; deze maatregel is geldig tot eind 2005. Of het tarief van 6% voor renovatiewerken aan woningen tussen 5 en 15 jaar oud ook nog van toepassing zal zijn in 2006 is momenteel nog onduidelijk. In de loop van dit jaar (2005) moet daaromtrent op Europees niveau een beslissing genomen worden. Indien er geen verlenging komt zal een woning vanaf 2006 opnieuw 15 jaar oud moeten zijn om in aanmerking te komen voor het tarief van 6%. Aangezien de te renoveren gebouwen in deze studie in alle gevallen ouder zijn dan 15 jaar kan zonder meer een BTW-tarief van 6% aangenomen worden. Bedrijven Aangezien bedrijven BTW-plichtig zijn kunnen ze de BTW aftrekken van hun belastingen. Zodoende kan een berekening zonder BTW geschieden. Samenvattend kan men stellen dat de berekeningen zullen gebeuren voor 3 verschillende BTW-tarieven, in functie van doelgroep en leeftijd gebouw: 0%, 6% of 21% BTW.

3.2.3

Gebruiksduur van een maatregel De gebruiksduur van een maatregel wordt voor zowel residentiële als niet-residentiële gebouwen vastgesteld op 40 jaar. Dit wil zeggen dat de Netto Contante Waarde (NCW) en de totale actuele kost (TAK) berekend worden over 40 jaar. Voor maatregelen waarvoor de levensduur korter is dan deze periode wordt een volledige herinvestering beschouwd na de levensduur, enkel zo kunnen alle maatregelen op een correcte manier met elkaar vergeleken worden. In het geval van herinvestering zal een restwaarde beschouwd worden aan het einde van de gebruiksduur in functie van resterende levensduur tov. de totale levensduur. Dit gebeurt enkel voor maatregelen waar een herinvestering nodig is, zo worden deze maatregelen niet benadeeld.


3.3 3.3.1

Algemene economische parameters Inflatie 14

12

10

%

8

6

4

2

19 61 19 63 19 65 19 67 19 69 19 71 19 73 19 75 19 77 19 79 19 81 19 83 19 85 19 87 19 89 19 91 19 93 19 95 19 97 19 99 20 01 20 03

0

Figuur 3: inflatie in België sinds 1961 Figuur 3 toont de geschiedenis van de Belgische inflatie sinds 1961. De Europese Centrale Bank heeft als doelstelling voor de komende jaren een inflatie van 2% vooropgesteld. In combinatie met de vaststelling dat de gemiddelde inflatie de voorbije 15 à 20 jaar steeds rond deze waarde geschommeld heeft kan een waarde van 2% vooropgesteld worden voor de evaluatie van de maatregelen. 3.3.2

Rentevoet Voor alle maatregelen wordt een financiering met 100% eigen kapitaal verondersteld. Op deze wijze wordt abstractie gemaakt van de financiering van de maatregelen, en worden complexe details als al dan niet hypothecaire leningen, belastingsaftrek, schuldsaldoverzekeringen, variabele rentevoeten, variabele leningslengtes, enz. buiten beschouwing gelaten.

3.3.3

Actualisatievoet De actualisatievoet wordt gebruikt voor de berekening van de netto contante waarde (NCW), de totale actuele kost (TAK) en de dynamische terugverdientijd. Dit houdt in dat alle toekomstige inkomsten en uitgaven verdisconteerd worden naar t0, het jaar van de investering. Hiervoor is een rentevoet nodig, deze is afhankelijk van de geviseerde gebruikersgroep, de van toepassing zijnde rente voor die groep en het risico van de investering. Om alle maatregelen op dezelfde wijze te evalueren wordt per type gebouw steeds dezelfde actualisatievoet gebruikt. Actualisatievoet voor particulieren Voor particulieren is een gemiddelde hypothecaire rentevoet aan te bevelen als actualisatievoet. Immers, indien een investering die verdisconteerd wordt met een hypothecaire rentevoet in een positieve NCW resulteert is ze voordelig. Op basis van de actuele hypothecaire rentevoet (www.immotheker.be) wordt de actualisatievoet voor particulieren vastgelegd op 4.5%.


De actualisatievoet voor particulieren wordt gebruikt voor de evaluatie van alle residentiële maatregelen voor de doelgroep particulieren. Actualisatievoet voor de publieke sector Voor de publieke sector is het aangewezen zich voor de actualisatievoet op de lange termijnrente te baseren. Op basis van de huidige lange termijn rente wordt de actualisatievoet voor de publieke sector vastgelegd op 4%. Deze actualisatievoet wordt gebruikt voor de evaluatie van alle maatregelen in de dienstensector en de residentiële sector voor het geval de publieke sector de investeerder is. Actualisatievoet bouwpromotoren Voor de bouwpromotoren moet de actualisatievoet gebaseerd zijn op het actuele huurrendement in Brussel. Dit is de opbrengst die een bouwpromotor kan verwachten van een investering in de vastgoedsector/kantoorbouw. Op basis van het huidige huurrendement in Brussel wordt de actualisatievoet voor de bouwpromotoren vastgelegd op 6.5%. Deze actualisatievoet wordt gebruikt voor de evaluatie van alle maatregelen in de residentiële- en de dienstensector voor het geval een bouwpromotor de investeerder is. De resulterende actualisatievoeten en hun toepassingsgebied zijn weergegeven in Tabel 4.

Tabel 4: actualisatievoeten voor de evaluatie van de energiebesparende investeringen

3.3.4

3.3.4.1

Investeerder

Residentiële sector

Dienstensector

Particulieren

4.5%

nvt

Publieke sector

4%

4%

Bouwpromotoren

6.5%

6.5%

Energieprijzen

Huidige opbouw prijzen voor elektriciteit – gas – huisbrandolie INLEIDING De energieprijs kan opgedeeld worden in volgende componenten: Energie component Transmissie component Distributie component Heffingen en taksen Andere (o.a. winst leverancier, administratieve kosten) ELEKTRICITEIT De groothandelsprijs van de elektriciteit in België voor de “OTC year ahead”1 prijzen schommelden in 2004 tussen de 34 en 38 €/MWh [LON 04]. Deze component kan worden beschouwd als de energie component voor de elektriciteitsprijs. Laagspanning De tarieven voor laagspanning worden door het ministerie van Economische Zaken gepubliceerd en Tabel 5 geeft een overzicht van deze prijzen incl. en excl. BTW. Ook in deze tabel is de internationale energiecomponent aangeduid als zijnde de gemiddelde OTC year ahead prijzen.

1

OTC year ahead of “Over The Counter Jaarprijzen” zijn bilateraal afgesproken prijzen tussen marktpartijen


Tabel 5: Prijsopbouw elektriciteit laagspanning (c€/kWh), enkel de proportionele term

Excl BTW

tarief 6-30kVA

tarief 30 kVA

normaal

normaal

tweevoudig dag

nacht

tweevoudig dag

nacht

totaal

13.69

13.69

6.9

10.01

10.01

6.9

energiecomponent

3,6

3,6

3,6

3,6

3,6

3,6

andere

10.09

10.09

3.3

6.41

6.41

3.3

16.56

16.56

8.35

12.11

12.11

8.35

Totaal Incl. BTW Professionele klanten

De verschillende types verbruikers op hoogspanningsnet waarop deze studie betrekking heeft behoren tot 1 van de volgende types: Ib; 30 MWh/jaar; 50 kW max, 1000 u/jaar Ic; 160 MWh/jaar; 100 kW max; 1600 u/jaar Id; 1.25 GWh/jaar; 5000 kW max; 2500 u/jaar In het Brussels Hoofdstedelijk Gewest is deze markt al vrijgemaakt. De tarieven voor 2004 staan gepubliceerd op de website van het Ministerie voor Economische Zaken en staan weergegeven in Tabel 6. Ook in deze tabel is de internationale energiecomponent aangeduid als zijnde de gemiddelde OTC year ahead prijzen.

Tabel 6: Prijsopbouw elektriciteit hoogspanning (c€/kWh excl. BTW), enkel de proportionele term Ib

Ic

Id

totaal

12,91

11,43

8,92

energiecomponent

3,6

3,6

3,6

andere

9,31

7,83

5,32

GAS Er wordt uitgegaan van de gemiddelde tarieven van het jaar 2004 zoals gepubliceerd door het ministerie van Economische zaken (jaarlijkse facturatie). De prijs zonder taksen in Tabel 7 is de prijs inclusief de winst voor de producent. Deze prijs is afhankelijk van de internationale gasprijs (groothandelsprijs). Verder zit in de kleinhandelsprijs: Bijdrage energie Federale heffingen BTW (wordt enkel meegerekend voor de residentiële klant)


Tabel 7 : Prijsindeling kleinhandelprijs gas voor verschillende tarieven (prijs in c€/kWh) Tarief A

Tarief B

Tarief C

Tarief NH1

Tarief NH2

(eerste schijf 4298kWh/j)

Veralgemeende verwarming

Collectieve verwarming

9722 146389 kWh/j

146389 976944 kWh/j

TOTAAL

6.06

3.36

2,87

3.24

2.97

Toeslag beschermde klanten

0,00423

0,00439

0,00439

0,00439

0,00439

BTW

21%

21%

21%

21%

21%

Heffingen en bijdragen

Bijdrage energie

0,11589

0,11589

0,11589

0,11589

0,11589

Federale bijdrage

0,01203

0,01215

0,01215

0,01215

0,01215

Energie component (inclusief transport en distributie)

Prijs zonder taksen (c€/kWh)

4.88

2.65

2,23

2,55

2,33

Andere

HUISBRANDOLIE De kleinhandelsprijs voor huisbrandolie(retail) kan opgedeeld worden in: Basisprijs Marge en distributiekosten Marge en distributie kosten Kost voorraadverplichting Accijnzen + energiebijdrage Bijdrage Verwarmingsfonds Bijdrage voorfinanciering Verwarmingsfonds BTW Er wordt uitgegaan van leveringen van meer dan 2000 liter per keer en van de gemiddelde tarieven van het jaar 2004 zoals gepubliceerd door het ministerie van Economische zaken.


Tabel 8 Kostenverdeling huisbrandolie in €/liter (bij een levering van meer dan 2000 Liter) Huisbrandolie TOTAAL

0.377 incl BTW

Andere

BTW

21%

Heffingen en bijdragen

Accijnzen + energiebijdrage

0.018

Transport en Distributie

Marge en distributiekosten

0.04839

Kost voorraadverplichting

0.00636

Bijdrage Verwarmingsfonds

0.0016

Bijdrage voorfinanciering Verwarmingsfonds

0.0028

Basisprijs

0.235

Energie component

3.3.4.2

Mogelijke evolutie van de energieprijzen in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest De toekomstige energieprijzen in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest zullen uiteraard afhankelijk zijn van de internationale marksituatie. Deze bepaalt in belangrijke mate de groothandels elektriciteitsprijzen, alsook de CIF2 en basisprijs voor gas en huisbrandolie. In de toekomstscenario's wordt ervan uitgegaan dat enkel deze prijzen zullen veranderen binnen de prijscomponenten van de energieprijs voor de eindgebruiker. Andere factoren zijn onveranderlijk (transport, distributie, heffingen, winstmarges…). Binnen de prijsopbouw van gas, elektriciteit en huisbrandolie, zullen we de internationale factor laten veranderen en veronderstellen dat deze gelinkt zijn aan de internationale olieprijzen. De aardgasprijs volgt dezelfde trend, daar ze gedeeltelijk geïndexeerd zou blijven op de olieprijs volgens [GUS 04]. Voor gas en huisbrandolie is dit zonder verdere uitleg aanvaardbaar. Voor elektriciteit kunnen we veronderstellen dat de toekomstige elektriciteitsprijs in de loop van de komende 3 decennia grotendeels bepaald zal worden door de prijs van elektriciteit opgewekt door een STEG centrale. De variabele kost van een STEG centrale bestaat uit de gasprijs en met deze vereenvoudigde denkwijze, linken we de groothandels elektriciteitsprijzen ook aan de toekomstige gasprijzen. De Europese Commissie, Directoraat-Generaal vervoer en energie heeft in september 2004 een gedetailleerd rapport gepubliceerd betreffende energieprijsscenario's tot 2030 [EU 04]. Figuur 4 toont 2 scenario's voor olie en aardgasprijzen tot 2030. Hoewel de absolute waarden voor 2005 niet met de werkelijkheid overeenstemmen (de gemiddelde prijs voor een vat olie in 2004 bedroeg meer dan 30 USD/barrel), is de vooropgestelde trend wel leerrijk. De gemiddelde jaarlijkse vooropgestelde prijsstijging (exclusief inflatie) is weergegeven in Tabel 9. De prijsstijging wordt als lineair beschouwd. Hierbij dient opgemerkt te worden dat dit groothandelsprijzen betreft, geen consumentenprijzen. De Europese Commissie heeft geen scenario voor elektriciteitsprijzen vooropgesteld.

2

Cost, Insurance & Freight


Figuur 4: EU POLES scenario van 2000 voor de energieprijzen van olie een aardgas tot 2030. De weergegeven prijzen zijn constante prijzen in $ van 2000, geen rekening houdend met inflatie.

Tabel 9: Gemiddelde jaarlijkse prijsstijgingen voor olie en gas volgens EU POLES scenario's tussen 2005 en 2030. Prijsstijging Prijsstijging baseline hoge prijzen %/jaar

%/jaar

Aardgas

2.1%

4.3%

Stookolie

1.9%

3.2%

We gaan uit van 3 verschillende scenario's voor de (internationale) olie en gas-prijzen. De internationale gasprijzen zullen we lineair verhogen met respectievelijk 0%, 2.1% en 4.3% van de prijs in 2004 per jaar voor een ‘Laag’, ‘Midden’ en ‘Hoog’ scenario. Internationale olieprijzen zullen we lineair verhogen met 0%, 1.9% en 3.2% van de prijs in 2004 per jaar voor een ‘Laag’, ‘Midden’ en ‘Hoog’ scenario.. De groothandels elektriciteitsprijzen zullen we met dezelfde trend laten stijgen als deze van de gasprijzen; 0%, 2.1% en 4.3% van de prijs in 2004 per jaar voor een ‘Laag’, ‘Midden’ en ‘Hoog’ scenario. Deze stijgingen vallen binnen de vork van de geconsulteerde referenties, maar kunnen eerder als conservatief beschouwd worden. Als basisprijs worden telkens de gemiddelde proportionele energieprijzen voor 2004 genomen, deze liggen over het algemeen lager dan de actuele prijzen (mei 2005). Deze keuze voor de basisprijzen kan dus ook als een conservatieve keuze beschouwd worden. De prijsevolutie voor gas, elektriciteit en huisbrandolie zijn weergegeven in Figuur 5, Figuur 6, Figuur 7 en Figuur 8


16

gasprijs excl BTW (c€/kWh)

14 12 10 8 6 4 2 0 2005

2010

2015

2020

2025

2030

2035

2040

20

Jaar Tarief A laag Tarief B midden

Tarief A midden Tarief B hoog

Tarief A hoog

Tarief B laag

Figuur 5 Gasprijzen voor residentiële klanten (eerste schijf, excl BTW) en voor professionele klanten (enkel tarief B is weergegeven, excl. BTW) volgens 3 scenario's (prijzen in c€/kWh)

Elektriciteitsprijs (c€/kWh, excl BTW)

25 20 15 10 5 0 2005

2010

2015

2020

2025

2030

2035

2040

2045

jaar tarief 1 dag - laag tarief 1 dag - midden tarief 1 dag - hoog

tarief 1 nacht - laag tarief 1 nacht - midden tarief 1 nacht - hoog

tarief 2 dag - laag tarief 2 dag - midden tarief 2 dag - hoog

Figuur 6 Elektriciteitsprijzen voor residentiële klanten (excl BTW) volgens 3 scenario's (prijzen in c€/kWh). Tarief 2 nacht is identiek aan tarief 1 nacht en daarom niet voorgesteld op de figuur.


elektriciteitsprijs (c€/kWh, excl BTW)

25 20 15 10 5 0 2005

2010

2015

2020

2025

2030

2035

2040

2045

jaar tarief Ib laag tarief Ib midden tarief Ib hoog

tarief Ic laag tarief Ic midden tarief Ic hoog

tarief Id laag tarief Id midden tarief Id hoog

Figuur 7 Elektriciteitsprijzen voor professionele klanten (excl. BTW) volgens 3 scenario's (prijzen in c€/kWh).

huisbrandolie prijs (€/l, excl BTW)

0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 2005

2010

2015

2020

2025

2030

2035

2040

2045

jaar huisbrandolie laag

huisbrandolie midden

huisbrandolie laag

Figuur 8 Huisbrandolie prijzen (excl BTW) volgens 3 scenario's (prijzen in €/l)


3.3.5

Subsidies – fiscale aftrek – groene stroom certificaten Het in rekening brengen van huidige fiscale of subsidiemaatregelen en groene stroom certificaten zal een objectieve analyse van maatregelen niet toelaten. De resultaten van de studie zijn er echter op gericht om gebruikt te worden als basis voor een gefundeerd subsidiebeleid.

3.3.6

Verhandelbare emissierechten Er zal geen rekening gehouden worden met CO2 certificaten. Voorlopig weegt de opbrengst van de besparing van CO2 in de gebouwde omgeving niet op tegen de kosten om een de besparing te auditeren en te laten certifiëren. De mogelijkheid dat verschillende bouwheren of projectontwikkelaars zich gaan groeperen om zo een grotere CO2 besparing te kunnen voorleggen, wordt momenteel nog besproken in de wetgeving. Verwacht wordt dat dit zeker nog niet mogelijk zal zijn in de eerste jaren.

3.3.7

Financiering De wijze van financiering van de investering wordt niet rechtstreeks in rekening gebracht (lening, aandeel eigenkapitaal, derde partij financiering, enz.). Onrechtstreeks gebeurt dit wel bij het verdisconteren van de toekomstige inkomsten en uitgaven, waarbij voor de verschillende doelgroepen met een verschillende actualisatievoet gerekend wordt. Op die manier worden alle maatregelen op een financieringsneutrale wijze geëvalueerd. Bij het opstellen van een energiebeleid kan, in functie van de resultaten van deze studie, een ondersteuning van bepaalde financieringsvormen voorzien worden (groene leningen, derde partij financiering).

3.4

Werkwijze en verwachte resultaten economische analyse Met behulp van de hierboven beschreven inputgegevens kunnen nu een aantal resultaten berekend worden voor elk maatregelpakket. Hieronder worden de berekende variabelen toegelicht. Deze variabelen worden voor elk pakket berekend, zowel voor de residentiële als voor de dienstensector. De beslissingscriteria zijn verschillend in functie van bouwheer, type project en type maatregel. Welke economische variabelen in de uiteindelijke argumentenlijsten gebruikt worden zal later bepaald worden.

3.4.1

Statische terugverdientijd (STVT) De statische terugverdientijd houdt geen rekening met het tijdstip van inkomsten en uitgaven. Deze economische variabele wordt overwegend gebruikt indien er een investering plaatsvindt die een jaarlijkse gelijke besparing oplevert. In dat geval is de STVT gelijk aan:

STVT =

I IO

STVT= statische terugverdientijd [jaar] I=Investering [EUR] IO=Jaarlijks inkomstenoverschot (kasstroom) [EUR/jaar], geen rekening houdend met inflatie 3.4.2

Dynamische terugverdientijd (DTVT) De dynamische terugverdientijd houdt wel rekening met het tijdstip van inkomsten en uitgaven. Net zoals bij de hierna besproken economische variabelen worden bij de berekening van de DTVT alle inkomsten en uitgaven verdisconteerd naar het tijdstip van de investering (het 'nu', of t0). Hiervoor is een rentevoet nodig, de zogenaamde actualisatievoet. De actualisatievoet houdt rekening met de lange termijnrente van toepassing voor de doelgroep, zoals bespoken in paragraaf 3.3.3. Indirect houden deze actualisatievoeten ook rekening met de inflatie, dat wil zeggen dat alle jaarlijkse inkomsten en uitgaven (kasstroom) reeds geïndexeerd moeten zijn voor inflatie.


De dynamische terugverdientijd wordt berekend uit volgende vergelijking: DTVT

∑ IO t =0

(t )

.(1 + i ) −t = I

met: DTVT= dynamische terugverdientijd [jaar] t= tijd [jaar] IO(t)= inkomstenoverschot, rekening houdende met inflatie [EUR/jaar] i= actualisatievoet [-] I= aanvangsinvestering [EUR] 3.4.3

Netto contante waarde (NCW) De Netto Contante Waarde is eveneens een dynamische variabele. Ze geeft de totale verwachte waarde van de investering, rekening houdende met het tijdstip van inkomsten en uitgaven. Als de NCW positief is dan is de investering interessant (in vergelijking met de actualisatievoet). De NCW wordt bepaald met: GD

NCW = ∑ IO( t ) .(1 + i ) −t t =0

met: NCW= Netto Contante Waarde [EUR] t= tijd [jaar] GD= gebruiksduur van het gebouw IO(t)= inkomstenoverschot, rekening houdende met inflatie [EUR/jaar] i= actualisatievoet [-] 3.4.4

Internal Rate of Return (IRR) De Internal Rate of Return is andere dynamische variabele die in het kader van dit project berekend wordt. De IRR is de rentevoet bij dewelke de NCW gelijk wordt aan nul. Met andere woorden, dit is de actualisatievoet voor dewelke de investering nog net rendabel is, bij hogere actualisatievoet wordt het interessanter om het investeringsbedrag op een andere wijze te spenderen. De IRR wordt door interpolatie berekend uit de vergelijking voor de NCW met 2 verschillende actualisatievoeten. De IRR is bijgevolg onafhankelijk van de doelgroep.

3.4.5

Totale actuele kost (TAK) De totale actuele kost (TAK) is een dynamische variabele die zeer vergelijkbaar is met de NCW, maar berekend wordt op basis van de totale jaarlijkse kosten in plaats van meerinvestering en besparingen. De TAK wordt berekend met: GD

TAK = ∑ k ( t ) .(1 + i ) −t t =0

met:


TAK = Totale Actuele Kost [EUR] t= tijd [jaar] GD= gebruiksduur van de investering k(t)= jaarlijkse kost: (her)investering + energiekosten – restwaarde) , rekening houdende met inflatie [EUR/jaar] i= actualisatievoet [-] 3.4.6

Kost per bespaarde kWh primaire energie Een bijkomende variabele is de kost per bespaarde kWh primaire energie. De energiebesparing wordt bepaald voor de totale gebruiksduur van de maatregel, de investeringskost houdt rekening met: initiële investering onderhoud herinvestering Deze kosten worden verdisconteerd met de actualisatievoet naar t0.

3.4.7

Kost per bespaarde ton CO2 In analogie met de kost per bespaarde kWh primaire energie kan ook de totale kost per bespaarde ton CO2 berekend worden. Deze variabele is waardevol in het kader van het opstellen van een Kyotoklimaatplan.


3.5

Referenties [LON 04]

London Economics Structure and Functioning of the Electricity Market in Belgium in an European Perspective, Final Report to the CREG, Non-confidential version, London Economics, October 2004

[GUS 04]

D. Gusbin, B. Hoornaert, Planning Paper 95, Energievooruitzichten voor België tegen 2030, Federaal Planning Bureau, january 2004

[EU 04]

European Commission, Directorate General for Energy and Transport: European energy and transport scenarios on key drivers, september 2004

[MEZ 05]

Ministerie van Economische Zaken, Evaluatie van de primaire energiemarkt in 2004, 22/04/2005


DEEL II – RESIDENTIËLE SECTOR

1

Inleiding Deze techno-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende maatregelen voor de residentiële sector start met een hoofdstuk waarin het woningenbestand in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest wordt geanalyseerd. Immers, parameters als de wijze van schakelen (open, gesloten, halfopen bebouwing of flat), de woonoppervlakte, de ouderdom en de verhouding tussen nieuwbouw en renovatie bepalen mee in welke mate het totale energieverbruik in het Brusselse woningenpark gereduceerd kan worden. Op basis van deze statistische analyse zijn de referentiewoningen gekozen waarop bouwkundige en installatietechnische energiebesparende maatregelen zijn toegepast. Hierbij is onderscheid gemaakt tussen nieuwbouw en renovatie. Het hoofdstuk over de bouwkundige maatregelen omvat eerst een beschrijving van de gekozen referentiewoningen en de geanalyseerde bouwkundige maatregelen. Daarna worden de resultaten van deze eerste fase besproken. Op basis van deze resultaten zijn een aantal bouwkundige varianten gekozen waarop de installatietechnische maatregelen worden toegepast. In het daaropvolgende hoofdstuk zijn de aannames voor de installatietechnische maatregelen beschreven, gevolgd door een uitgebreide analyse van de globale resultaten voor de residentiële sector. Hierbij wordt vooral aandacht besteed aan op de economische rendabiliteit van de energiebesparende maatregelen, vanuit verschillende invalshoeken.


2

Analyse en evolutie van het Brusselse woningenbestand De analyse is gebaseerd op de cijfers van het Nationaal Instituut voor Statistiek (NIS), de statistieken van het Brussels Hoofdstedelijk Gewest Iristat en de statistieken van het Kadaster. Voor het bestaande woningenpark is uitgegaan van de resultaten van de woningtelling van 1991 [NIS 91] en van de Enquête van 2001 [NIS 05]. Om tot een schatting van het huidige woningenbestand (anno 2005) te komen zijn deze gegevens aangevuld met de jaarlijkse cijfers voor nieuwbouw en renovatie van het NIS en het Kadaster ([NIS 99-04], [BGH 02-04], [COBO 01]). De analyse splitst zich enkel toe op het Brussels Hoofdstedelijk Gewest. Zoals soms uit de tabellen zal blijken, geven de verschillende bronnen niet altijd dezelfde cijfers. Soms ligt een verschil in definitie of aanname aan de oorsprong, soms is het niet af te leiden wat de oorzaak is van het verschil. Alle bronnen maken een onderscheid tussen woningen en woongebouwen. Een woning is elke wooneenheid waar één, soms meerdere huishoudens in wonen. Dit kan een vrijstaande woning zijn, een rijwoning, een flat in een appartementsgebouw. Een woongebouw daarentegen is een geheel dat één of meerdere wooneenheden bevat. Bij een flatgebouw is het duidelijk dat het flatgebouw het woongebouw vertegenwoordigt en elke flat een woning. Maar in een stedelijke omgeving zoals het BHG, kunnen ook rijwoningen of driegevelwoningen meer dan één wooneenheid bevatten. Voor alle duidelijkheid vermeldt elke tabel of grafiek of het hier gaat om woningen dan wel om woongebouwen. Eerst wordt het bestaande woningenbestand geanalyseerd. Dit zal de basis vormen voor de keuze van de referentiegebouwen voor renovatie. Daarna wordt de nieuwbouwactiviteit tijdens de laatste 10 jaar in het BHG bekeken, als basis voor de keuze van de referentiegebouwen voor nieuwbouw.

2.1 2.1.1

Analyse van het bestaande woningenbestand Verdeling volgens bouwjaar, woningtype, woonoppervlakte en bewoningstitel Tabel 10 bevat de statistische gegevens voor het jaar 2001 in absolute aantallen en in percentage van het woningenbestand in het BHG [NIS 05]. De gegevens zijn samengevat volgens bouwjaar, bouwtype en woonoppervlakte. In 2001 omvatte het woningenpark in het BHG 459 046 woningen, wat bijna 11% van het Belgische woningenbestand vertegenwoordigt (4 227 262 woningen). In de analyse van het NIS worden echter enkel 408 882 woningen meegenomen, omdat de overige ca. 50 000 formulieren niet werden teruggestuurd. Het bouwjaar van een woning is een belangrijke indicator voor de (oorspronkelijke) thermische kwaliteit. Zo kan aangenomen worden dat woningen gebouwd vóór 1970, dus vóór de eerste oliecrisis, zelden geïsoleerd werden en bijna nooit dubbel glas hadden, tenzij dat bij latere renovaties zou zijn geplaatst. Zelfs woningen, gebouwd tussen 1971 en 1980, hebben vaak niet meer dan gewoon dubbel glas en een beperkte dakisolatie.In de NIS-Enquête 2001 is uitdrukkelijk gevraagd naar welke woningen verbouwd zijn sinds 1991. Dit zegt echter niets over de thermische kwaliteit van de woning na verbouwing. Wel is in deze enquête ook expliciet gevraagd naar de aanwezigheid van dubbele beglazing, gevelisolatie en dakisolatie. Informatie over kruisrelaties, zoals bouwjaar-oppervlakte, bouwjaar-type, bouwjaar-isolatie, etc. is echter nog niet bekend uit de Enquête 2001. Kruisrelaties die gegeven worden in Tabel 11, zijn hoofdzakelijk gebaseerd op gegevens uit de woningtelling van 1991. Een bijkomend nadeel is wel dat de categorieën voor bouwjaar en woonoppervlakte niet dezelfde zijn voor de enquête van 1991 en 2001.


Tabel 10: Aantal woningen volgens ouderdom, woningtype en woonoppervlakte [NIS 05] Aantal woningen volgens ouderdom < 1919

19191945

19461960

19611970

19711980

19811990

19911995

> 1995

BHG

41247

68208

54099

43858

29019

9114

7061

%

10.1%

16.7%

13.2%

10.7%

7.1%

2.2%

1.7%

Totaal

verbouwd sinds 1991

408882

29205

BHG %

bouwjaar onbekend > 20jr

< 20 jr

6883

121695

11201

1.7%

29.8%

2.7%

7.1%

Aantal woningen volgens woningtype 1 gezinswoning

app

andere

gn antw

totaal

408882

open

halfopen

rij

nt ingevuld

BHG

8485

17009

85444

818

280251

1849

15026

%

2.1%

4.2%

20.9%

0.2%

68.5%

0.5%

3.7%

Aantal woningen volgens woonoppervlakte < 35m²

35-54m²

55-84m²

85-104m²

105-124m²

>124m²

gn antw

totaal

BHG

52546

78123

109461

74503

34094

27560

32595

408882

%

12.9%

19.1%

26.8%

18.2%

8.3%

6.7%

8.0%

Tabel 11: Kruisrelaties voor bouwjaar, woningtype en woonoppervlakte [NIS 91] Bouwjaar - woningtype < 1945

1945-1970

1971-1980

1981-1990

totaal

open

9675

6120

984

655

17434

halfopen

6400

7490

835

637

15362

rij

49587

21301

1467

1218

73573

app

59495

87738

35567

8550

191350

open

3.2%

2.1%

0.3%

0.2%

5.9%

halfopen

2.1%

2.5%

0.3%

0.2%

5.2%

rij

16.7%

7.2%

0.5%

0.4%

24.7%

app

20.0%

29.5%

11.9%

2.9%

64.3%

%


Bouwjaar - woonoppervlakte < 45 m²

45-64 m²

65-104 m²

105-125 m²

> 125 m²

< 1945

23693

32466

40242

13713

15043

1946-1970

17257

31683

51332

13572

8805

1971-1980

6382

9909

16092

4233

2237

1981-1990

1590

2415

4165

1456

1434

totaal

48922

76473

111831

32974

27519

< 1945

12.4%

17.0%

21.0%

7.2%

7.9%

1946-1970

9.0%

16.6%

26.8%

7.1%

4.6%

1971-1980

3.3%

5.2%

8.4%

2.2%

1.2%

1981-1990

0.8%

1.3%

2.2%

0.8%

0.7%

totaal

25.6%

40.0%

58.4%

17.2%

14.4%

%

Woningtype - woonoppervlakte < 45 m²

45-64 m²

65-104 m²

105-125 m²

> 125 m²

open

2285

3537

4826

2474

4312

halfopen

866

2620

5584

2743

3549

rij

6999

14599

26448

11893

13634

app

38772

55717

74973

15864

6024

totaal

48922

76473

111831

32974

27519

open

0.8%

1.2%

1.6%

0.8%

1.4%

halfopen

0.3%

0.9%

1.9%

0.9%

1.2%

rij

2.4%

4.9%

8.9%

4.0%

4.6%

app

13.0%

18.7%

25.2%

5.3%

2.0%

totaal

16.4%

25.7%

37.6%

11.1%

9.2%

%

Figuur 9 toont de verdeling van het woningenpark volgens bouwjaar. Niet elk tijdvenster is hetzelfde. De kolom '< 1919' geeft alle woningen die gebouwd zijn vóór 1919, een zeer ruime periode. De kolom '1919-1945' geeft alle woningen gebouwd vooral tussen de twee wereldoorlogen. In de periode ‘19461960’ is waarschijnlijk vooral aan heropbouw van vernielde woningen gedaan, terwijl de periode 19611970 normaal een bloeiperiode is geweest voor de bouw als gevolg van de sterk stijgende welvaart. Van bijna 30% van de woningen is geen exactere ouderdom bekend dan dat ze ouder zijn dan 20 jaar (in 2001). Aangenomen mag worden dat veel van deze woningen in de periode vóór 1970 zijn gebouwd. Dat betekent dat in het BHG slechts 15% van de woningen na 1970 gebouwd zijn en minder dan 4% tijdens de laatste 10 jaar. Bovendien is slechts 7% van de woningen verbouwd sinds 1991. De thermische kwaliteit van de woningen zal dan ook globaal niet goed zijn in het BHG. Er is dus nog zeer veel (renovatie)werk aan de winkel, willen we komen tot een thermisch goed woningenpark.


Woningenpark BHG volgens bouwjaar

% van toaal # woningen in BHG

35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% < 1919

19191945

19461960

19611970

1971- ouder 19811980 dan 20jr 1990

19911995

bouwjaar

> 1995 jonger dan 20 jr

Figuur 9: Verdeling woningenpark volgens bouwjaar Figuur 10 verdeelt het woningenpark volgens woningtype. In het BHG overwegen de appartementen. Zij maken 70% van het woningbestand uit. Dit zijn vooral flats in kleine of grote appartementsgebouwen. Bij de eengezinswoningen overwegen de rijwoningen (20%). Het percentage open bebouwing is slechts 2.1%, halfopen bebouwing slechts 4.2%. Ondanks de benaming kunnen de eengezinswoningen in open bebouwde, halfopen bebouwde of rijwoningen ook meerdere woningen bevatten (zie verder bij Tabel 12). Vanuit energetisch oogpunt is gesloten bebouwing of een flat beter dan open of halfopen bebouwing, gewoon omdat de verliesoppervlakte in verhouding tot het volume kleiner is en daardoor de compactheid groter. Compactheid heeft een grote invloed op het energieverbruik. Bovendien hebben rijwoningen of flats doorgaans een kleinere vloeroppervlakte dan vrijstaande woningen. Dit is een voordeel dat het BHG heeft ten opzichte van de andere gewesten. Woningenpark in BHG volgens bouwtype

% van totaal # woningen in BHG

80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% open

halfopen

rij

nt ingevuld

1 gezinswoning

app

andere

gn antw

bouwtype

Figuur 10: Verdeling woningenpark volgens bouwtype


Woningenpark in het BHG volgens type en woonopp 40%

% van totaal # woningenin BHG

35% 30% 25%

open halfopen

20%

rij app

15%

totaal

10% 5% 0% < 45 m²

45-64 m²

65-104 m²

105-125 m²

> 125 m²

woonopp

Figuur 11: Verdeling woningenpark volgens bouwtype en woonoppervlakte Figuur 11 splitst het woningenpark verder op naar woonoppervlakte. In tegenstelling tot Figuur 9 en Figuur 10 is Figuur 11 gebaseerd op cijfers van de woningtelling van 1991. Voor de Enquête van 2001 zijn deze kruisrelaties nog niet beschikbaar. Belangrijk hierbij is de definitie van woonoppervlakte: in de laatste NIS Enquête 2001 bestaat deze uit keuken, woonkamer (zit- en eetkamer), bureau en slaapkamers. De oppervlakten van badkamer, toiletten, gang, hall, garage, berging, kelder en zolder worden niet meegerekend. Dat zijn geen woonvertrekken [NIS 01]. In dit rapport onderstellen we dat bij de woningtelling van 1991 de woonoppervlakte identiek werd gedefinieerd. Daardoor vertegenwoordigt ze grosso modo 40 à 60% van de totale vloeroppervlakte van een woning. Bijna 38% van het Brusselse woningenbestand heeft een woonoppervlakte van 65-104m², meer dan 40% een woonoppervlakte kleiner dan 64m², ca. 20% een woonoppervlakte van 105m² of groter. De hoge vertegenwoordiging van de kleinere woonoppervlakten in het BHG is duidelijk gerelateerd aan het hoge percentage flats. Bij alle woningtypes is de categorie 65-104 m² het grootste. Flats zijn logischerwijze sterk vertegenwoordigd in de lagere categorieën. Woningenpark volgens bouwjaar en woonopp 20% 18%

% van totaal # woningen

16% 14% 12%

< 1945

10%

1946-1970 1971-1980

8%

1981-1990

6% 4% 2% 0% < 45 m²

45-64 m²

65-104 m²

105-125 m²

> 125 m²

woonopp

Figuur 12: Verdeling woningenpark volgens bouwjaar en woonoppervlakte


Figuur 12 toont dan weer dat qua woonoppervlakte in het BHG de tendens voor kleine woonoppervlakten gehandhaafd blijft over de jaren. Dit in tegenstelling tot de rest van België, waar er sinds 1970 een tendens bestaat om steeds grotere woningen te bouwen. Om meer inzicht te verwerven in de grootte van de appartementsgebouwen geeft Tabel 12 het aantal woningen volgens hun aantal in het woongebouw. Hieruit blijkt dat het grootste deel van de flats zich bevindt in een gebouw met 3 tot 9 flats (39%). De zeer grote flatgebouwen met 20 of meer flats zijn eerder zeldzaam. Delen we het aantal woningen in dergelijke flatgebouwen door het aantal flats per gebouw, dan resulteert dit voor het BHG in ca. 1000 à 1500 flatgebouwen met 20 of meer flats, die samen 14% van het aantal woningen vertegenwoordigen. Vergelijken we het totale aantal eengezinswoningen zoals gegeven in Tabel 10 (som van open, halfopen en rij = 110 938) met het aantal woningen dat slechts 1 woning bevat (92265 in Tabel 12), dan blijkt dat toch zo’n 18 700 zogenaamde eengezinswoningen eigenlijk in werkelijkheid meerdere woningen bevatten. Het percentage echte eengezinswoningen ligt dus rond 23%, iets lager dan de 27% uit Tabel 10. De cijfers uit Tabel 10 en Tabel 12 komen nochtans allemaal uit de NIS Enquête 2001. Dit duidt op een enigszins verwarrende terminologie.

Tabel 12 Aantal woningen volgens hun aantal in het gebouw

totaal

1 woning

2 woningen

3 of 4

5 tot 9

10 tot 19

20 tot 49

50 of >

onbekend of gn antwoord

408882

92265

31550

97668

61327

45146

27642

29505

23779

%

22.6%

7.7%

23.9%

15.0%

11.0%

6.8%

7.2%

6%

woning in gebouw met

Tabel 13 geeft het aantal woningen volgens het aantal slaapkamers in de woning. Zoals kon verwacht worden uit de kleine woonoppervlakten, heeft meer dan 65% van de woningen slechts 1 of 2 slaapkamers, 16% heeft 3 slaapkamers (gemiddeld voor België heeft 36% van de woningen 3 slaapkamers). Woningen met meer dan 3 slaapkamers zijn zeldzaam in het BHG.

Tabel 13 Aantal woningen volgens het aantal slaapkamers totaal

0

1

2

3

4

5 of meer

gn antw

408882

26934

133623

134897

65130

23304

9121

15873

%

6.6%

32.7%

33.0%

15.9%

5.7%

2.2%

3.9%

Omdat in het BHG ook de verhouding huurders/eigenaars anders ligt dan in de rest van België en omdat het feit dat een woning verhuurd wordt, een extra hindernis kan zijn bij het promoten van energiebesparende maatregelen, zijn in Tabel 14 ook expliciet cijfers gegeven over het aantal woningen per bewoningstitel en het woningtype van niet door de eigenaar bewoonde woningen. De percentages in het onderste deel van de tabel zijn berekend ten opzichte van het totale aantal woningen per woningtype. De tabel geeft dus aan dat 26.2% van het totale aantal open bebouwingen niet bewoond wordt door de eigenaar. Dit percentage ligt het hoogst bij de flats, maar ook bij de rijwoningen is ca. de helft van de woningen niet bewoond door de eigenaar. Het overgrote deel van de huurwoningen (73%) is eigendom van een particulier. Het overwicht aan huurwoningen en het feit dat ze vooral eigendom zijn van particulieren zullen belangrijke bijkomende uitdagingen vormen bij het opzetten van promotiecampagnes en stimulerende maatregelen voor energiebesparende maatregelen. De aantallen volgens de bewoningstitel komen uit de NIS Enquête 2001; de cijfers over door de eigenaar bewoonde woningen uit het Kadaster voor het jaar 2000. Dit verklaart het niet overeenstemmen van de totalen van de huurwoningen.


Tabel 14 Aantal woningen volgens bewoningstitel [NIS 05] eigenaar

huurder

woont kosteloos

gn antw

totaal

BHG

162475

217799

11682

16926

408882

%

39.7%

53.3%

2.9%

4.1%

verdeling huurwoningen particuliere woning

sociale woning

andere openbare instelling

privé vennootschap

BHG

158608

33014

7064

19113

% van huurwoningen

72.8%

15.2%

3.2%

8.8%

Aantal niet door eigenaar bewoonde woningen in [BHG 02-04]

2.1.2

open

halfopen

gesloten

app

handelsgeb

andere

totaal

BHG

1548

6712

102918

141008

31944

6

284136

% van het totaal aantal woningen per type

26.2%

39.7%

50.9%

60.2%

Verdeling volgens verwarmingstype, energiedrager en isolatie-ingrepen Tabel 15 geeft de verdeling van de woningen per verwarmingstype (plaatselijke verwarming (PV), individuele centrale verwarming (CV) of collectieve verwarming voor 1 of meerdere gebouwen). Bijkomend is ook de procentuele verdeling binnen de woningen met centrale verwarming gegeven.

Tabel 15 Aantal woningen per type verwarming individuele verwarming

collectieve verwarming

totaal

PV

CV

vr 1 gebouw

vr > 1 gebouw

408882

78404

188321

117502

12478

12177

%

19.2%

46.1%

28.7%

3.1%

3.0%

36.9%

3.9%

Totaal aantal woningen met CV

318301

% tov alle woningen met CV

59.2%

gn antw

Tabel 16 geeft de verdeling per energiedrager voor verwarming. De eerste twee rijen geven de verdeling over alle woningen, de volgende rijen spitsen zich telkens toe op een deel van de woningen, afhankelijk of zij plaatselijke verwarming hebben, centrale verwarming of al dan niet toegang tot een aardgasleiding in de straat. Voor de volledigheid geeft Tabel 17 ook het aantal woningen waar een of andere vorm van alternatieve energie wordt toegepast, samen met de aanvullende energiebron. Zonenergie heeft het grootste aandeel als alternatieve energiebron en aardgas wordt het meest gebruikt als aanvullende energiebron. Wat er in deze tabel onder ‘andere alternatieve energiebron’ wordt verstaan, is niet duidelijk. Het totaal van de woningen met alternatieve energie vertegenwoordigt voorlopig slecht 0.3% van alle woningen (het Belgische gemiddelde is 0.5%).


Tabel 16 Aantal woningen per energiedrager

Alle woningen

totalen

stookolie

steenkool

aardgas

but/prop

elektric

hout

warmtepomp

andere of gn antw

408882

113516

3373

251991

2904

15613

513

401

20571

27.8%

0.8%

61.6%

0.7%

3.8%

0.1%

0.1%

5.0%

108892

156

187212

1368

7567

82

366

12658

34.2%

0.0%

58.8%

0.4%

2.4%

0.0%

0.1%

4.0%

3464

3025

61021

1423

7726

413

27

1305

4.4%

3.9%

77.8%

1.8%

9.9%

0.5%

0.0%

1.7%

88378

2898

251991

2070

8017

372

171

8018

24.4%

0.8%

69.6%

0.6%

2.2%

0.1%

0.0%

2.2%

% Alle woningen met CV

318301

% Alle woningen met PV

78404

% Alle woningen met aardgas in straat

361915

% tov woningen met gas in straat % tov alle woningen

88.5%

21.6%

0.7%

61.6%

0.5%

2.0%

0.1%

0.0%

2.0%

Alle woningen zonder aardgas in straat

46967

25138

475

0

834

7596

141

230

12553

53.5%

1.0%

0.0%

1.8%

16.2%

0.3%

0.5%

26.7%

%

Tabel 17 Aantal woningen met alternatieve energie totaal

zon

wind

bio

andere

1423

538

240

166

479

%

37.8%

16.9%

11.7%

33.7%

Aanvullende energiebron stookolie

aardgas

elektriciteit

steenkool

andere

gn antw

314

823

75

25

82

91

22.3%

58.4%

5.3%

1.8%

5.8%

6.5%

Figuur 13 geeft de verdeling per verwarmingstype, opgesplitst in individuele verwarming per woning (plaatselijk PV of centraal CV) of collectieve verwarming voor 1 of voor meerdere gebouwen. Hieruit blijkt dat centrale verwarming, zowel individueel als collectief zeer dominant aanwezig is in het BHG. Dit wordt verklaard door de hoge concentratie flatgebouwen, waar vaak collectieve verwarming wordt toegepast. Figuur 14 bekijkt de verdeling over de verschillende energiedragers. Uit deze figuur en uit Tabel 16 blijkt duidelijk het overwicht van aardgas als energiedrager voor verwarming in het BHG. Van alle woningen verwarmt 62% met aardgas. Het aardgasnetwerk is ook zeer uitgebreid, want 88% heeft toegang tot een aardgasleiding in zijn straat. Van deze woningen kiezen 70% ook effectief voor aardgas. Als aardgas niet voorhanden is, kiest meer dan de helft voor stookolie en zo’n 16% voor elektrische verwarming. Gezien de globaal slechte thermische kwaliteit van de woningen in het BHG zullen de bewoners van deze woningen waarschijnlijk geconfronteerd worden met een hoge energierekening. Uit de cijfers van de woningtelling van 1991 valt wel af te leiden dat het overgrote Technisch-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende investeringen 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) – 13/08/2005 P 37 / 128

deel van woningen met elektrische verwarming in het BHG flats zijn (78%). Voor de Enquête 2001 zijn deze kruisrelaties nog niet beschikbaar. Een kleine opmerking: ietwat verrassend wordt de warmtepomp in de Enquête 2001 als een aparte energiedrager beschouwd, terwijl het in werkelijkheid eerder een type verwarmingssysteem is. Ze haalt haar warmte effectief uit de grond, maar vergt toch elektrische aandrijving en soms ook naverwarming. Hoe dan ook is het aantal warmtepompen voorlopig zeer beperkt. Evenals het aantal woningen dat met hout verwarmd wordt. Deze energiedragers zijn dan ook niet vermeld in Figuur 14. Verwarmingstype

% van totaal aantal woningen

50% 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% PV

CV

individuele verwarming

vr 1 gebouw

vr > 1 gebouw

collectieve verwarming

gn antw

type

Figuur 13 Verdeling volgens energiedrager 300000

aantal woningen

250000 stookolie

200000

steenkool aardgas

150000

but/prop elektric

100000

andere of gn antw

50000 0 alle won

won met CV won met PV aardgas in straat

gn aardgas in straat

type woning

Figuur 14 Tabel 18 geeft de verdeling van de woningen volgens de toegepaste isolatiemaatregelen. In de Enquête 2001 is gevraagd naar de aanwezigheid van dubbel glas, volledig of gedeeltelijk, dakisolatie, gevelisolatie en isolatie van de leidingen die buiten de woonvertrekken liggen. Deze cijfers geven geen informatie over de toegepaste isolatiedikte of de thermische kwaliteit van de beglazing, maar gezien de huidige bouwpraktijk ondanks de wettelijke eisen, mag aangenomen worden dat het meestal over Technisch-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende investeringen 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) – 13/08/2005 P 38 / 128

gewoon dubbel glas (U = 2.9W/m²K) en slechts enkele centimeters isolatie gaat. Voorlopig is er ook geen informatie beschikbaar over de verdeling van de isolatie volgens woningtype of de combinatie van isolatiemaatregelen.

Tabel 18 Aantal woningen volgens isolatiemaatregelen nee

onbekend

ja

dubbel glas

139514

26325

%

34.1%

dakisolatie

Zo ja, gedeeltelijk

volledig

gn antw

243043

111791

80609

50643

6.4%

59.4%

46.0%

33.2%

20.8%

73548

208101

127233

%

18.0%

50.9%

31.1%

gevelisolatie

120176

225900

62806

%

29.4%

55.2%

15.4%

geïsoleerde leidingen buiten woonvertrekken

78611

231709

98562

%

19.2%

56.7%

24.1%

Figuur 15 geeft de procentuele verdeling van de isolatiemaatregelen voor alle woningen. Van alle woningen in het BHG heeft 60% dubbel glas. Dit ligt onder het landelijke gemiddelde van 67%. Bovendien is bij bijna de helft van deze woningen dubbel glas niet toegepast voor alle ramen van de woningen. De Enquête 2001 geeft geen verdere details over in welke woonvertrekken in dergelijk geval dubbel glas is toegepast en in welke niet. Bij de andere isolatiemaatregelen valt vooral op dat voor meer dan de helft van woningen de bewoners niet weten of hun woning geïsoleerd is. Ter vergelijking: in de andere gewesten weet ca. 20% niet of er dakisolatie aanwezig is en ca. 27% niet of er gevelisolatie aanwezig is. Het grote aantal flats in appartementsgebouwen in het BHG is waarschijnlijk een verklaring voor het hoge percentage niet wetenden, evenals het hoge percentage huurwoningen. Bij dergelijke woningen is het aannemelijk dat de bewoners geen of weinig zicht hebben op de aanwezigheid van isolatie.

Verdeling woningen volgens isolatiemaatregelen 70% 60%

% woningen

50% 40%

nee ja

30%

gn antw

20% 10% 0% dubbel glas

dakisolatie

gevelisolatie

isolatiemaatregelen

geïsoleerde leidingen buiten woonvertrekken

Figuur 15 Technisch-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende investeringen 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) – 13/08/2005 P 39 / 128

2.2 2.2.1

Nieuwbouw en renovatie in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest Evolutie van de nieuwbouwactiviteit tussen 1995 en 2004 Op basis van de jaarlijkse cijfers voor nieuwbouw is getracht de evolutie tijdens de laatste 10 jaar te schetsen ([NIS 99-04], [BHG 02-04]). Het NIS geeft de jaarlijks afgeleverde bouwvergunningen en de jaarlijks begonnen gebouwen, opgesplitst volgens aantal woongebouwen, aantal woningen en aantal woongebouwen met 1 woning. Deze cijfers bevatten een beperkte informatie over gebouwoppervlakte, gevelbreedte en type bouwheer en geen informatie over woningtype, verwarmingstype of energiedrager. Tabel 19 geeft de jaarlijkse NIS cijfers voor woongebouwen, woningen en woongebouwen met 1 woning. Op basis hiervan zijn de cijfers voor het aantal nieuwe woongebouwen met meerdere woningen en het gemiddelde aantal woningen per woongebouw berekend (laatste 2 kolommen).

Tabel 19 Aantal begonnen woongebouwen en woningen

bouwjaar

woongebouwen

woningen

woongebouw met 1 woning

woongebouw met meerdere woningen aantal

gem # woningen per woongebouw

1995

217

2027

1996

217

1553

123

94

15

1997

278

2229

184

94

22

1998

233

1376

144

89

14

1999

263

2262

144

119

18

2000

306

2064

185

121

16

2001

312

1963

198

114

15

2002

233

2017

117

116

16

2003

362

2275

230

132

15

2004 (tem okt)

305

Figuur 16 toont de evolutie van het aantal eengezinswoningen en het aantal flatgebouwen tussen 1996 en 2003, evenals het gemiddelde aantal flats in een flatgebouw. Het aantal eengezinswoningen schommelt van jaar tot jaar, maar globaal gezien is er een stijgende trend. Ook bij de flatgebouwen is er een stijgende term waar te nemen. Het gemiddelde aantal flats per gebouw blijft wel redelijk constant op 15. Tabel 20 toont cijfers over het aantal nieuwe woongebouwen en hun gemiddelde vloeroppervlakte volgens de hoedanigheid van de bouwheer. Elk type bouwheren staat in voor ongeveer de helft van de woongebouwen, maar de niet-particuliere bouwheren, waaronder vennootschappen, gemeenten en instellingen vallen, zetten gemiddeld veel grotere woongebouwen.


Aantal nieuwe woongebouwen per jaar 250

aantal

200 150

100 50 0 1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

bouwjaar

woongebouw met 1 woning

woongebouw met meerdere won

gem # won per woongebouw

Figuur 16 Tabel 20 Begonnen woongebouwen en gemidd oppervlakte volgens hoedanigheid bouwheer Particuliere bouwheer bouwjaar

aantal

gemid opp [m²]

Niet-particuliere bouwheer aantal

gemid opp [m²]

1996

126

254

91

1560

1997

129

287

149

1396

1998

123

317

111

1153

1999

125

256

132

1220

2000

148

257

151

1013

2001

172

262

144

958

2002

113

274

120

1158

2003

132

258

232

737


Tabel 21 geeft de procentuele verdeling van eengezinswoningen en flatgebouwen volgens de gevelbreedte van het gebouw. Hieruit blijkt dat meer dan 50% van de eengezinswoningen een gevelbreedte tussen 6 en 8 m heeft. Bij de flatgebouwen ligt het zwaartepunt bij 20 m of meer.


Tabel 21 Begonnen eengezinswoningen en flatgebouwen volgens gevelbreedte bouwjaar

1999

2000

2001

2002

2003

gevelbreedte

eengezinswoning

-5m

0%

1%

1%

0%

1%

5-6m

3%

3%

11%

5%

3%

6-7m

29%

28%

24%

31%

24%

7-8m

36%

28%

30%

20%

35%

8-9m

5%

13%

14%

9%

12%

9-10m

2%

6%

3%

3%

4%

10-15m

17%

10%

10%

20%

9%

15-20m

3%

1%

4%

10%

9%

20m of >

6%

9%

5%

2%

3%

flatgebouw

2.2.2

-5m

0%

1%

0%

1%

0%

5-6m

1%

3%

0%

2%

2%

6-7m

3%

5%

9%

4%

6%

7-8m

13%

4%

8%

7%

5%

8-9m

4%

2%

3%

5%

3%

9-10m

3%

3%

2%

2%

9%

10-15m

13%

23%

15%

17%

17%

15-20m

18%

15%

14%

12%

14%

20m of >

45%

44%

50%

50%

44%

Evolutie van de renovatieactiviteit tussen 1995 en 2004 Tabel 22 geeft het aantal verleende bouwvergunningen per jaar voor verbouwing van woongebouwen en woningen tussen 1995 en 2004. Figuur 17 toont deze cijfers grafisch. De gegevens zijn afkomstig van het NIS en de Brusselse bouwfederatie COBOBRU ([NIS 99-04], [COBO 04]). Verbouwing omvat zowel renovatie als uitbreiding van een gebouw. Om opgenomen te worden in de statistieken moet een verbouwing aan minstens één van volgende voorwaarden voldoen: wijziging van het bewoonbare oppervlakte of totale oppervlakte met minstens 10m², een volumewijziging met minstens 25m³ of een wijziging van bestemming of aantal woningen in het gebouw. In werkelijkheid ligt het aantal renovaties een stuk hoger. Tussen 1996 en 2000 was er een lichte toename van het aantal verbouwingen, daarna een terugval in 2001 en 2002 en de laatste twee jaar neemt het aantal verbouwingen terug toe.


Tabel 22 Aantal verleende bouwvergunningen per jaar voor verbouwing woongebouwen

woningen

1995

807

2290

1996

960

1124

1997

1066

1253

1998

1028

1317

1999

999

1336

2000

1031

1364

2001

872

1175

2002

733

1270

2003

924

1508

2004 (tem okt)

1014

totaal

9434

12637

Aantal verleende bouwvergunningen per jaar voor verbouwing 2500 2000 1500 1000 500 0 1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

jaar van vergunning woongebouwen

2002

2003

2004 (tem okt)

woningen

Figuur 17 Zetten we de cijfers voor nieuwbouw en verbouwing naast elkaar (Figuur 18, nieuwbouw in volle lijn/verbouwing in stippellijn), dan zien we een duidelijk verschil. Het aantal verbouwde woongebouwen en woningen ligt redelijk dicht bij elkaar, wat erop wijst dat vooral woongebouwen die 1 woning bevatten worden verbouwd (gemiddelde verhouding van het aantal woningen over het aantal woongebouwen is 1.5). Bij nieuwbouw daarentegen ligt het aantal nieuwe woongebouwen veel lager dan het aantal nieuwe woningen, wat erop wijst dat nieuwbouw vooral appartementen betreft. Dit is zeer aannemelijk in een zeer sterk verstedelijkt gebied, waar de bouwgrond zeer schaars en duur is. Vergelijken we bovendien het aantal nieuwe eengezinswoningen (gemiddeld 166 o.b.v Tabel 19) met het aantal verbouwde woningen (geschat op 800-900 per jaar o.b.v. Tabel 22), dan blijkt dat 5 maal meer woningen worden verbouwd dan nieuw gebouwd. Dit zegt uiteraard niets over de thermische kwaliteit van de verbouwde woningen, maar hoe dan ook is het een positieve trend, omdat vooral renovatie kan bijdragen tot een verbeterde energetische kwaliteit van het woningenpark.


Jaarlijkse nieuwbouw versus verbouwing 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

jaar van vergunning

woongebouwen renov

woningen renov

woongebouwen nieuw

woningen nieuw

2004 (tem okt)

Figuur 18

2.3

Keuze van de referentiewoningen voor nieuwbouw en renovatie Op basis van de statistieken voor het bestaande Brusselse woningbestand en voor nieuwbouw en renovatie over de laatste 10 jaar kunnen de belangrijkste parameters voor de referentiewoningen worden afgeleid. Keuze van het woningtype Qua woningtype is de vooropgestelde keuze voor rijwoningen en appartementen duidelijk representatief voor het woningbestand. Keuze van de rijwoningen

Renovatie Op basis van de statistieken voor het Brusselse woningbestand worden de volgende keuzes voorgesteld waaraan de referentie rijwoning moet voldoen: Gebouwd vóór 1945 (Tabel 11) Een woonoppervlakte tussen 65 en 104m² (Tabel 11); verondersteld wordt dat dit 50% van het totale vloeroppervlakte uitmaakt, wat het totale vloeroppervlakte brengt op 130-208m² Het aantal slaapkamers is 1 à 3 (Tabel 13); gezien het een eengezinswoning betreft, wordt het aantal slaapkamers op 3 gezet Als verwarmingstype wordt gekozen voor centrale verwarming (Tabel 15) Voor de energiedrager wordt zowel aardgas als stookolie bekeken (Tabel 16) De referentietoestand is niet geïsoleerd, d.w.z. houten ramen met enkel glas en geen isolatie in het dak, de gevel of de vloer. Op basis van deze parameters en omdat het een zeer typisch stedelijk type van rijwoning is, wordt voorgesteld om een herenhuis als referentiewoning te nemen. Voordeel is dat bij een dergelijk type ook moet rekening gehouden worden met de moeilijkheid van gevelisolatie, omdat de gevel uit esthetische of stedenbouwkundige beperkingen vaak niet kan worden toegedekt door buitenisolatie.


Nieuwbouw Voor de keuze van de nieuwbouwwoning hebben we minder informatie als basis. Volgende keuzes worden voorgesteld: Woning met gevelbreedte van tussen 6 en 8 m (


Tabel 21) Hetzelfde woonoppervlakte als bij de bestaande rijwoningen: 65-104m² of een totaal vloeroppervlakte van 130-208m² (Figuur 12 wijst op een gelijkblijvende tendens voor woonoppervlakten) Als verwarmingstype wordt gekozen voor centrale verwarming De energiedrager is aardgas De referentietoestand is een K70 woning, d.w.z. gewoon dubbel glas (U = 2.9 W/m²K) met 2-3 cm spouwisolatie, 5-6 cm dakisolatie en geen vloerisolatie. De exacte diktes zijn bepaald samen met de plannen van de referentiewoning. Keuze van de appartementen In de offerte is geopteerd om telkens een klein en een groot appartementsgebouw te bekijken.

Renovatie Op basis van de statistieken voor het Brusselse woningbestand worden de volgende keuzes voorgesteld waaraan de referentieflats moeten voldoen. Er wordt onderscheid gemaakt tussen een klein appartementsgebouw met iets grotere flats en een groot appartementsgebouw met iets kleinere flats: Klein appartementsgebouw

Groot appartementsgebouw

3 of 4 flats met 1 flat per verdieping

10 tot 19 flats met 2 flats per verdieping (Tabel 12)

bouwperiode 1945 1970

bouwperiode 1945-1970 (Tabel 11)

woonoppervlakte = 65-104m²

woonoppervlakte = 45 - 64m² (Tabel 11)

woonoppervlakte = 60% van het totale vloeroppervlakte totale vloeroppervlakte = 108-173m²

totale vloeroppervlakte = 75-106m²

aantal slaapkamers = 2

aantal slaapkamers = 1 (Tabel 13)

verwarmingstype = individuele CV

verwarmingstype = collectieve CV (Tabel 15)

energiedrager = aardgas

energiedrager = aardgas en stookolie (Tabel 16)

referentietoestand = niet geïsoleerd

referentietoestand = niet geïsoleerd

houten ramen met enkel glas

aluminium ramen, gn thermische snede met EG

geen isolatie in dak, gevel of vloer

geen isolatie in dak, gevel of vloer

Nieuwbouw Voor de keuze van de nieuwbouw appartementsgebouwen hebben we minder informatie als basis. Volgende keuzes worden voorgesteld: Klein appartementsgebouw

Groot appartementsgebouw

gevelbreedte 10 - 15 m

gevelbreedte meer dan 20 m (


Tabel 21) woonoppervlakte idem als bij renovatie en 60% van het totale vloeroppervlakte woonoppervlakte = 65-104m²

woonoppervlakte = 45 - 64m²





verwarmingstype = individuele CV

verwarmingstype = collectieve CV



referentietoestand = K70 (globaal)

referentietoestand = K70 (globaal)

houten ramen met gewoon dubbel glas

aluminium ramen, met thermische snede met DG

5 - 6 cm isolatie in dak

5 - 6 cm isolatie in dak

2 - 3 cm isolatie in gevel

2 – 3 cm in gevel

geen isolatie in vloer

geen isolatie in vloer

Op basis van deze keuzes zijn twee keer twee gepaste appartementsgebouwen gezocht. De flats per appartementsgebouw worden gelijkvormig verondersteld.


3

Bouwkundige maatregelen

3.1

Overzicht referentiewoningen De studie van de residentiële sector beperkt zich tot rijwoningen en appartementen, d.w.z. bijna 90% van het Brusselse woningenpark. Op basis van de analyse van het bestaande woningenpark is een staal van representatieve woningen gekozen, waarop de energiebesparende maatregelen worden toegepast: Rijwoningen: o

renovatie: herenhuis

o

nieuwbouw: moderne rijwoning

Appartementsgebouw: voor renovatie en nieuwbouw wordt van dezelfde grondplannen uitgegaan o

Klein appartementsgebouw: rijgebouw met 4 flats 1 grotere flat per verdieping 4 verdiepingen met flats; gelijkvloers garages + bergingen

o

Groot appartementsgebouw:hoekgebouw met 20 flats 4 kleinere flats per verdieping waarvan 1 hoekflat 5 verdiepingen met flats, gelijkvloers garages + bergingen + stookplaats

Tabel 23 vat de referentietoestand van de woningen en flats samen. Deze dienen als startpunt voor de analyse van de energiebesparende maatregelen. Annex A geeft de grondplannen, doorsnede en gevels voor elk van de referentiewoningen.

Tabel 23 REFERENTIEWONINGEN

Bouwperiode

Appartementsgebouw

Rijwoning

klein

groot

Modern (nieuw)

Herenhuis (renov)

1945-1970

1945-1970

-

vóór 1945

1804m²

173m²

220m²

55m²

103m²

132m²

5054m³

514m³

747m³

228m²

324m²

2.3

2.3

Verwarmde vloeropp gebouw 436m² flat 109m² Woonopp volgens NIS 66m² Beschermd volume gebouw 1220m³ flat 305m³ Warmteverliez. opp gebouw 549m² flat 56m² Compactheid

gebouw 2.2 flat 5. 5

Huidig K-peil

renovatie K151 nieuwbouw K71

Gevel

renovatie spouwmuur niet geïsoleerd nieuwbouw spouwmuur

89m²

249m³ 2164m² 39m² 2.3 6.4 K150 K72

K118 K69

spouwmuur

Volle muur

niet geïsoleerd

niet geïsoleerd

spouwmuur

spouwmuur


2.5cm isolatie

2.5cm isolatie

Beglazing + schrijnwerk renov enkel glas hout nieuwbouw dubbel glas hout renovatie plat

Dak

niet geïsoleerd

alu – therm.sn.

hout

dubbel glas

dubbel glas

alu + therm sn.

alu + therm. sn.

plat

hellend + plat

niet geïsoleerd

niet geïsoleerd

5cm isolatie

5cm isolatie

5cm isolatie

radiatoren

radiatoren

radiatoren

radiatoren

aardgas en

aardgas en

stookolie

stookolie aardgas

aardgas

nieuwbouw aardgas

standaard

standaard

renovatie standaard

Type ketel

enkel glas

hellend

renovatie aardgas

Energiedrager

enkel glas

plat

nieuwbouw plat

Verwarming

2cm isolatie

collectief

per flat nieuwbouw HR per flat

HR collectief

HR

Warm waterbereiding

op ketel

op ketel

op ketel

op ketel

Regeling

centraal, kamerthermost.

centraal, kamerthermost.

centraal,

centraal,

kamerthermost

kamerthermost

3.2

Aannames voor de bouwkundige maatregelen In fase 1 wordt de impact van isolatie, beglazing, zonwering en luchtdichtheid op het energieverbruik geanalyseerd.

3.2.1

Isolatie Vertrekkend van de referentietoestand wordt voor elk van de schildelen (dak, gevels, vloer) de isolatiedikte stapsgewijs opgedreven tussen een minimum en maximumdikte. Tabel 24 geeft per schildeel een overzicht van de aannames. Bij renovatie wordt vertrokken van een niet geïsoleerde toestand, bij nieuwbouw bepaalt de referentietoestand de minimum isolatiedikte per schildeel.

Tabel 24 Isolatie

[W/mK]

Max. # varianten per ingreep

XPS

0.031

5

5

MW

0.044

5

10

2.5

MW

0.044

5

10

2.5

PUR

0.021

5

min dikte

max dikte

stap

[cm]

[cm]

[cm]

plat dak

0

20

5

hellend dak en/of zoldervloer

0

20

gevel

0

vloer

0

materiaal

lambda

Afhankelijk van de woning betekent dit maximaal 625 combinaties van isolatie-ingrepen. Deze varianten zijn aangevuld met een beperkt aantal extra berekeningen waarbij de isolatiedikte in de schildelen wordt opgedreven tot 20cm in de gevel en de vloer en 40cm in de daken en op de zoldervloer. Dit om zeker te zijn dat geen eventueel energetisch of economisch interessante diktes over het hoofd worden gezien. Technisch-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende investeringen 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) – 13/08/2005 P 50 / 131

3.2.2

Beglazing, raamprofielen en zonwering Naast de isolatie wordt ook de impact van energetisch betere beglazing en betere raamprofielen nagegaan. Tabel 25 en Tabel 26 geven de verschillende glas- en raamprofieltypes die voor de woningen gesimuleerd zijn.

Tabel 25 Beglazing

U-waarde

gem. ZTA

[W/m²K]

(zontoetreding)

enkel

5.7

0.76

dubbel

3

0.72

lage e-glas, lucht

1.8

0.61

lage e-glas, argon

1.3

0.61

lage e-glas, krypton

1

0.61

superbeglazing

0.6

0.5

Bij renovatie wordt uitgegaan van enkel glas in de referentietoestand; bij nieuwbouw van dubbel glas. Dit betekent 6 varianten bij renovatie en 5 varianten bij nieuwbouw.

Tabel 26 Schrijnwerk

U-waarde [W/m²K]

hout

1.8

alu zonder thermische snede

5.9

alu met thermische snede

2.4

PVC met 2kamers

2.2

Superisolerend profiel

0.65

Afhankelijk van de referentietoestand worden 4 of 5 varianten voor het schrijnwerk bekeken. Zo worden aluminium raamprofielen zonder thermische snede enkel gesimuleerd bij renovatie als het deel uitmaakt van de referentietoestand. Bij nieuwbouw wordt deze variant helemaal niet meegenomen. In het kader van energiebesparende maatregelen heeft het immers geen zin deze variant als mogelijke oplossing te bekijken. In functie van het zomercomfort zijn voor een aantal combinaties van isolatie en beglazing ook het effect van de glasoppervlakte en van zonwering bekeken. Hiervoor is de glasoppervlakte stapsgewijs gevarieerd tussen een minimale en een maximale waarde, gecombineerd met de toepassing van zonwering. Hierbij werd in hoofdzaak aandacht besteed aan handbediende buitenzonwering, omdat deze de meest efficiënte zonwering is. 3.2.3

Luchtdichtheid Naast isolatie en beglazing is ook de luchtdichtheid als een parameter meegenomen in de analyse. Het luchtdichtheidsniveau wordt uitgedrukt via de n50-waarde in 1/h, d.i. het aantal keer dat het luchtvolume per uur ongecontroleerd wordt ververst door infiltratie van buitenlucht via kieren en spleten bij een drukverschil van 50Pa tussen binnen en buiten. In de eerste fase zijn slechts 2 gevallen beschouwd: geen aandacht voor luchtdichtheid: de n50-waarde wordt genomen uit de EPW en is functie van de compactheid van de woning luchtdichtheidsniveau voor natuurlijke ventilatie: n50 = 3/h Een lager luchtdichtheidsniveau beschouwen heeft in deze fase geen zin, want gecombineerd met een natuurlijk ventilatiesysteem, zou dit weliswaar lagere ventilatieverliezen geven, maar ook een


onvoldoende binnenluchtkwaliteit. In de tweede fase waar ook mechanische ventilatie bekeken wordt, wordt ook het luchtdichtheidsniveau n50 = 1/h beschouwd. Alle gehanteerde prijzen voor materiaal en plaatsing (excl. BTW) zijn gegeven in Annex B. 3.2.4

Ingebouwde energie In het rapport worden als extra ook figuren gegeven die de extra ingebouwde energie, d.i. de energie nodig bij de productie van de energiebesparende maatregelen, vergelijkt met de jaarlijkse besparing aan primaire energie door die maatregelen. Dit om de Energy Payback Time (EPBT) te berekenen, de tijd nodig om de extra ingebouwde energie terug te winnen via de besparingen. Immers, soms is er discussie of bij sommige maatregelen er niet meer energie gebruikt wordt voor de productie dan er door de maatregel wordt bespaard. Omdat de cijfers voor deze ingebouwde energie uit een commerciële databank komen [ECO 04] en niet als dusdanig mogen gepubliceerd worden, is er voor gekozen enkel de figuren te geven in dit rapport en geen tabellen met waarden per maatregel. Zoals uit de figuren zal blijken, ligt de EPBT meestal tussen 1 en 2 jaar en zodoende kan besloten worden dat de ingebouwde energie voor de beschouwde maatregelen een zeer klein deel uitmaakt van het totale primaire energieverbruik van de gebouwen.

3.2.5

Output Alle mogelijke combinaties van maatregelen leveren, afhankelijk van de referentiewoning, 16000 (nieuwbouw flatgebouwen) tot 53600 (renovatie herenhuis) varianten op. Voor alle varianten van fase 1 zijn verschillende energetische, economische en ecologische kengetallen berekend. Energetisch: K-peil Warmtevraag in W Netto energiebehoeften in MJ/jr Energieverbruik voor verwarming, warm water en pompen in MJ/jr, o.b.v. het verwarmingssysteem van de referentietoestand Totaal jaarlijks primair energieverbruik MJ/jr of in kWh/jr Jaarlijkse besparing van primair energieverbruik MJ/jr of in kWh/jr Ecologisch: Ingebouwde energie [MJ] en CO2 emissies [ton] voor de energiebesparende maatregelen Totale jaarlijkse CO2 emissies, gekoppeld aan het jaarlijks primair energieverbruik [ton/jr] Economisch: Investeringskost voor de energiebesparende maatregelen, incl. materiaal- en plaatsingskost , excl. BTW [€] Meerinvestering t.o.v. de referentietoestand per m² verwarmd vloeroppervlakte [€/m²] Meerinvestering t.o.v. de referentietoestand per m³ beschermd volume [€/m³] Omdat tijdens de uitvoering van deze fase van de studie nog niet alle aannames voor energieprijzen en prijsstijgingen waren vastgelegd, is voor de beoordeling van de bouwkundige maatregelen in de residentiële sector enkel de investeringskost als economisch criterium berekend. In fase 2 zijn ook de andere economische criteria berekend.


3.3

Resultaten van de bouwkundige simulaties Voor de leesbaarheid van het rapport worden in deze paragraaf enkel de resultaten van de rijwoning in detail beschreven. Gelijkaardige resultaten vinden we terug voor de andere woningen. Grafieken en resultaten voor deze woningen zijn terug te vinden in Annex C. Figuur 19 geeft voor alle gesimuleerde varianten van de rijwoning de meerinvestering in functie van het jaarlijks primair energieverbruik (in blauw). Daarnaast zijn ook de optimale varianten (Paretofront) aangeduid (in rood). Zij realiseren een bepaald jaarlijks primair energieverbruik tegen een minimale meerinvestering. Varianten die niet op de rode curve liggen, realiseren hetzelfde jaarlijkse primair energieverbruik, maar tegen een hogere meerinvestering dan de optima. Ter vergelijking is ook de referentietoestand weergegeven. Nieuwbouw rijwoning: bouwkundige maatregelen 18000.00 16000.00

meerinvestering [€]

14000.00 12000.00 10000.00 result

8000.00

optima aardgas ref

6000.00 4000.00 2000.00 0.00 10000 -2000.00

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

jaarlijks primair energieverbruik [kWh/jaar]

Figuur 19 Uit Figuur 19 blijkt dat een aantal oplossingen energetisch beter presteren dan de referentie tegen een lagere investeringskost (negatieve meerinvestering). Dit zijn oplossingen met goedkopere, maar thermisch betere PVC raamprofielen dan de houten raamprofielen in de referentietoestand. In praktijk wordt de keuze tussen PVC, aluminium en hout vooral bepaald door de kostprijs en de voorkeur voor een bepaald materiaal of uitzicht. In de figuur kunnen duidelijk drie gegroepeerde wolken van oplossingen onderscheiden worden. De onderste wolk vertegenwoordigt alle varianten van isolatie, beglazing en luchtdichtheid, gecombineerd met de goedkoopste raamprofielen. De middelste wolk geeft deze combinaties met duurdere raamprofielen en de bovenste wolk vertegenwoordigt de combinaties met de zeer dure superisolerende driedubbele beglazing (U = 0.6 W/m²K) en superisolerende raamprofielen (U = 0.65 W/m²K). In Figuur 20 is de meerinvestering per m² verwarmd vloeroppervlakte uitgezet in functie van de jaarlijkse energiebesparing. Enkel de optimale oplossingen uit Figuur 19 zijn weergegeven. Daarnaast zijn ook de optima uit de berekeningen voor extra grote isolatiediktes toegevoegd. Ter vergelijking zijn in het zwart ook de varianten aangegeven waarbij één enkele maatregel maximaal wordt doorgedreven, terwijl de andere de waarde van de referentietoestand behouden. Zo slaat HD op de variant met maximale isolatiedikte in het hellend dak, terwijl voor gevels, vloer, ramen en luchtdichtheid de referentietoestand wordt aangehouden. Hieruit blijkt dat elke maatregel op zich slechts een beperkte energiebesparing kan realiseren, terwijl door combinatie van maatregelen zeer grote energiebesparingen kunnen gerealiseerd worden tegen een eerder beperkte meerinvestering. Zo kan voor de rijwoning meer dan 9000 kWh of 38% bespaard worden op het jaarlijks primair energieverbruik van ca. 24000 kWh tegen een meerinvestering van 20€/m² verwarmd vloeroppervlakte. Dit kan bv. gerealiseerd worden met 15-20cm isolatie in het hellend dak en op de zoldervloer, 6-8cm isolatie in de gevel, 2.5cm in de vloer en lage e-glas met een U-waarde van 1-1.3


W/m²K, wat voor deze woning overeenkomt met ca. K28. Een overzicht van de maatregelen horend bij de optimale oplossingen wordt verderop gegeven. Vergelijking tussen de bovenste rode punten in Figuur 20 en de blauwe punten geeft aan dat met extra isolatie een hogere energiebesparing kan gerealiseerd worden dan met zeer dure thermische beglazing en raamprofielen. Dit moet echter genuanceerd worden: bij extreem goed geïsoleerde woningen wordt het zomercomfort een cruciaal aandachtspunt en is vermindering van het glasoppervlakte en toepassing van buitenzonwering vaak onontbeerlijk. Dit zal verder in dit hoofdstuk nog verduidelijkt worden. Nieuwbouw rijwoning: bouwkundige energiebesparende maatregelen

meerinvestering/m² verwarmd vloeropp [€/m²]

120 100 80 optima aardgas

60

ref extra optima

40 20 GV VL n50 ZV Raam HD

0 0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

-20 jaarlijkse energiebesparing primair [kWh/jaar]

Figuur 20 Elk van de optima staat voor een welbepaalde combinatie van maatregelen. Bekijken we welke varianten er bij de rijwoning achter deze optima zitten, dan geeft dit een eerste beeld van de economische rendabiliteit van elk van de maatregelen en van welke maatregelen prioritair zijn. Energiebesparing tot 5000 kWh/jaar (20%): deze varianten met negatieve meerinvestering of zeer lage meerinvestering hebben in vergelijking met de referentietoestand een iets grotere isolatiedikte in hellend dak, gevel of op de zoldervloer en ook PVC raamprofielen (K68 – K45). Energiebesparing tussen 5000 en 7000 kWh/jr (20-30%): deze varianten hebben in het hellend dak en op de zoldervloer een isolatiedikte van ca. 10cm, in de gevel 4-6cm isolatie en een U-waarde voor het glas van 1.3-1.8 W/m²K (lage emissieglas, met lucht of argon in de spouw) (K44-K37) Energiebesparing tussen 7000 en 8000 kWh/jr: 15cm isolatie in het dak en op de zoldervloer, 6cm in de gevel en Uglas = 1-1.3 W/m²K (lage emissieglas, met argon of krypton in de spouw) (K37K33) Energiebesparing tussen 8000 en 9500 kWh/jr: nog hogere isolatiediktes in hellend dak, zoldervloer en gevel en bijkomend 2.5cm isolatie in de vloer (K33-K28) Energiebesparing tussen 9500 en 11000 kWh/jr (40-45%): 20cm isolatie in het hellend dak en op de zoldervloer, 10cm in de gevel, 5-7.5cm in de vloer, Uglas = 1 W/m²K en een betere luchtdichtheid (K30-K23) Energiebesparing rond 11000 kWh/jr tegen een meerinvestering van 60-70 €/m²: idem als voorgaand, maar met superisolerende raamprofielen (K24) Energiebesparing rond 11000 kWh/jr tegen een meerinvestering tegen 95€/m²: idem als voorgaand, met met superisolerende beglazing (K22) Energiebesparing tussen 10000 en 12000 kWh/jr (blauwe punten): 30-40cm in het hellend dak, 40cm op de zoldervloer, 20cm in gevel en vloer, Ugl = 1 W/m²K en Uprofiel = 2.2 W/m²K (K28-K20)


Figuur 21 geeft ook nog voor de optimale varianten de extra ingebouwde primaire energie ten opzichte van de jaarlijkse besparing van primaire energie. Hieruit blijkt dat de Energy Payback Time (EPBT) kleiner is dan 1.5 jaar, d.w.z. dat de energie, nodig voor de productie van de energiebesparende maatregelen, in minder dan 1.5 jaar wordt teruggewonnen via de jaarlijkse energiebesparing door deze energiebesparende maatregelen. Bij renovatie van niet geïsoleerde woningen daalt de EPBT zelfs tot minder dan 1 jaar (zie Annex C). De eerste centimeters isolatie (reeds aanwezig bij nieuwbouw) zijn immers de meest efficiënte en leveren de meeste besparing op. Nieuwbouw rijwoning: bouwkundige maatregelen 50000

extra ingebouwde energie [MJ]

45000 40000 35000 30000

optima aardgas ref

25000

EPBT=1 jaar

20000

EPBT=1.5 jaar

15000 10000 5000 0 0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

jaarlijkse energiebesparing primair [MJ/jaar]

Figuur 21

3.4 3.4.1

Keuze van de bouwkundige varianten voor de analyse van de installatiemaatregelen Criteria In fase 1 zijn voor de verschillende referentiewoningen een groot aantal combinaties van bouwkundige maatregelen gesimuleerd. Uit praktische overwegingen zijn niet al deze varianten meegenomen naar fase 2 voor de simulatie van de installaties, maar zijn per woning een 10-tal relevante varianten uitgekozen. De varianten zijn gekozen uit de reeks van optimale combinaties op basis van de investering per m² verwarmd vloeroppervlakte (cfr. Figuur 20). Naast de referentietoestand zijn een 10-tal varianten gekozen variërend van een minimale tot een maximale investering per m² verwarmd vloeroppervlakte. Hierbij is er op gelet dat de combinatie van bouwkundige maatregelen per variant zinvol is. Voor een aantal, zeer goed geïsoleerde varianten, bleek echter uit de EPW-berekeningen dat het zomercomfort niet meer gegarandeerd was bij toepassing van het referentie glasoppervlakte en zonder gebruik van zonwering. Daarom zijn voor deze varianten extra simulaties gedaan waarbij het glasoppervlakte stapsgewijs werd verkleind en waarbij de impact van binnen- en buitenzonwering op het zomercomfort werd bekeken. Binnenzonwering bleek in geen van de gevallen de zonnewinsten voldoende te doen dalen om het zomercomfort te garanderen. Het gebruik van buitenzonwering volstond voor sommige varianten, voor andere varianten moest dit bijkomend gecombineerd worden met een daling van de glasoppervlakte met oost-zuid-west oriëntatie. Enkel voor het herenhuis kon voor alle varianten de oorspronkelijke glasoppervlakte behouden worden zonder toepassing van zonwering. Deze toepassing van zonwering, eventueel gekoppeld aan een daling van de glasoppervlakte zorgt wel voor sprongen in de curves met optimale oplossingen, zoals uit de figuren in de volgende paragraaf zal blijken.


3.4.2

Overzicht van de varianten voor nieuwbouw en renovatie Figuur 22 en Figuur 23 geven voor nieuwbouw en renovatie de jaarlijkse energiebesparing per m² verwarmd vloeroppervlakte tegenover de investering per m² verwarmd vloeroppervlakte. Hieruit blijkt dat voor de verschillende referentiewoningen per m² verwarmd vloeroppervlakte meestal gelijkaardige energiebesparingen kunnen gerealiseerd worden tegen gelijkaardige meerinvesteringen. Zodra zonwering moet worden toegepast omwille van het zomercomfort, is er wel een duidelijke stijging van de investering merkbaar. Uiteraard zijn de gerealiseerde besparingen groter bij renovatie dan bij nieuwbouw, maar zij gaan ook gepaard met hogere investeringskosten. Tabel 27 en Tabel 28 geven een beschrijving van de energiebesparende maatregelen, het bijhorende K-peil en de numerieke waarden van de varianten uit Figuur 22 en Figuur 23. Voor het grote flatgebouw en het herenhuis waarvoor bij renovatie twee referentietoestanden bestaan, nl. op aardgas en op stookolie, zijn telkens dezelfde varianten gekozen, onafhankelijk van de energiedrager. De energiebesparing per m² verwarmd vloeroppervlakte verschilt tussen aardgas en stookolie, maar de investering per m² verwarmd vloeroppervlakte blijft dezelfde. Nieuwbouw

Nieuwbouw

meerinvestering/m² verwarmd vloeropp

120 100 80 60 40 20 0 -10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

-20 jaarlijkse energiebesparing/m² verwarmd vloeropp primair [kWh/m²] groot flatgebouw

klein flatgebouw

rijwoning

Figuur 22: Referentiewoningen nieuwbouw: overzicht van de bouwkundige varianten uit fase 1 waarvoor alle installatievarianten worden berekend: meerinvestering per m² verwarmd vloeroppervlakte versus jaarlijkse energiebesparing primair per m² verwarmd vloeroppervlakte


Tabel 27: Referentiewoningen nieuwbouw: overzicht van de energiebesparende maatregelen Groot flatgebouw nieuwbouw Luchtdichtheid

Zonwering

Invest /m² vvo

Energiebesparing

[€/m²]

[kWh/m²,jr]

71.7

0

0

185.45

71.5

-3.10

0.4

buiten

185.45

61.7

13.60

150

geen

buiten

185.45

49.2

19.00

37

2.2

geen

buiten

185.45

43.2

25.10

477

1.3

2.2

geen

buiten

185.45

40.8

28.80

52

0

1.3

2.2

n50=3/h

buiten

185.45

40.8

35.90

65

10

0

1.0

1.8

n50=3/h

buiten

150.75

37.2

34.20

67

10

10

5

1.0

1.8

n50=3/h

buiten

150.75

24.2

46.20

68

10

10

10

0.6

0.65

n50=3/h

buiten

150.75

19.2

86.40

71

Luchtdichtheid

Zonwering

Atot, glas

K-peil

Invest /m² vvo

Energiebesparing

[€/m²]

[kWh/m²,jr]

Plat dak

Gevel

Vloer

Traphal

Glas

Profiel

Atot, glas

[cm]

[cm]

[cm]

[cm]

[W/m²K]

[W/m²K]

5

2.5

0

0

3.0

2.4

geen

geen

185.45

5

2.5

0

0

3.0

2.2

geen

geen

5

2.5

0

0

1.3

2.2

geen

5

5

5

0

1.3

2.2

10

7.5

7.5

0

1.3

10

10

10

0

10

10

10

15

10

20 20

K-peil

[m²]

Klein flatgebouw nieuwbouw Plat dak

Gevel

Vloer

Traphal

Glas

Profiel

[cm]

[cm]

[cm]

[cm]

[W/m²K]

[W/m²K]

5

2.5

0

0

3.0

1.8

geen

geen

54.4

71.4

0

0

5

2.5

0

0

3.0

2.2

geen

geen

54.4

72.4

-5.60

-1.6

5

5

0

0

1.3

2.2

geen

geen

54.4

58.1

0.60

18

5

7.5

2.5

0

1.3

2.2

geen

geen

54.4

49.1

5.20

26

10

7.5

2.5

0

1.3

2.2

geen

buiten

54.4

46.6

25.00

30

10

7.5

2.5

0

1.3

2.2

n50=3/h

buiten

54.4

46.6

32.40

43

10

7.5

5

2.5

1.0

2.2

n50=3/h

buiten

44.6

33.8

31.90

49

20

10

10

10

1.0

2.2

n50=3/h

buiten

34.6

24.4

36.90

60

20

10

10

10

0.6

0.65

n50=3/h

buiten

34.6

19.6

75.70

63

25

10

20

10

1.3

1.8

n50=3/h

buiten

34.6

23.8

47.70

61

[m²]


Rijwoning nieuwbouw Hellend dak

Zoldervloer

Gevel

Vloer

Glas

Profiel

Luchtdichtheid

Zonwering

[cm]

[cm]

[cm]

[cm]

[W/m²K]

[W/m²K]

5

2

2

0

3.0

2.4

geen

geen

27.2

5

2

2

0

3.0

2.2

geen

geen

10

10

4

0

3.0

2.2

geen

10

10

4

0

1.3

2.2

15

15

6

0

1.0

20

20

6

2.5

15

15

6

20

20

20

Invest /m² vvo

Energiebesparing

[€/m²]

[kWh/m²,jr]

68.9

0

0

27.2

68.1

-3.80

1.4

geen

27.2

51.4

0.80

24

geen

geen

27.2

39.5

5.30

40

2.2

geen

geen

27.2

32.7

11.60

51

1.0

2.2

geen

buiten

27.2

29.4

31.50

54

0

1.0

2.2

n50=3/h

buiten

27.2

32.7

35.50

634

10

5

1.0

2.2

n50=3/h

buiten

23.4

26.5

41.80

67

20

10

10

0.6

0.65

n50=3/h

buiten

23.4

21.3

102.50

73

30

30

15

10

1.0

2.2

n50=3/h

buiten

23.4

22

54.50

74

40

40

20

20

1.0

2.2

n50=3/h

buiten

23.4

19.5

70.70

78

Atot, glas

K-peil

[m²]

Renovatie Renovatie

investering/m² verwarmd vloeropp

200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0

50

100

150

200

250

jaarlijkse energiebesparing/m² verwarmd vloeropp primair [kWh/m²] flat groot gas

flat groot olie

flat klein

herenhuis gas

herenhuis olie

Figuur 23: Referentiewoningen renovatie: overzicht van de bouwkundige varianten uit fase 1 waarvoor alle installatievarianten worden berekend


Tabel 28: Referentiewoningen renovatie: overzicht van de energiebesparende maatregelen voor de bouwkundige varianten uit fase 1 waarvoor alle installatievarianten worden berekend Groot flatgebouw renovatie aardgas en stookolie Plat dak

Gevel

Vloer

Traphal

Glas

Profiel

Luchtdichtheid

Zonwering

[cm]

[cm]

[cm]

[cm]

[W/m²K]

[W/m²K]

0

0

0

0

5.7

5.9

geen

geen

185.45

0

0

10

0

5.7

5.9

geen

geen

5

0

0

0

5.7

5.9

geen

15

0

10

0

5.7

5.9

15

0

10

0

5.7

10

7.5

7.5

0

10

7.5

7.5

15

10

20

10

Invest /m² vvo

Energiebesparing/m²

[€/m²]

[kWh/m²,jr]

149.9

0

0

185.45

141.8

4.80

12

geen

185.45

122.9

10.50

430

geen

geen

185.45

111.8

20.30

60

5.9

n50=3/h

geen

185.45

111.8

27.40

68

5.7

5.9

geen

geen

185.45

67.3

61.70

135

0

1.3

2.2

geen

buiten

185.45

43.2

108.60

168

10

0

1.0

2.2

n50=3/h

buiten

175.75

38.6

115.20

184

10

10

1.3

2.2

n50=3/h

buiten

150.75

24.8

135.40

183

Luchtdichtheid

Zonwering

Atot, glas

K-peil

Invest /m² vvo


[€/m²]

[kWh/m²,jr]

Atot, glas

K-peil

[m²]

Klein flatgebouw renovatie Plat dak

Gevel

Vloer

Traphal

Glas

Profiel

[cm]

[cm]

[cm]

[cm]

[W/m²K]

[W/m²K]

0

0

0

0

5.7

1.8

geen

geen

54.4

150.8

0

0

5.7

1.8

geen

geen

54.4

141.3

4.80

7

5.7

1.8

geen

geen

54.4

117.7

14.50

65

5.7

1.8

geen

geen

54.4

108.8

20.10

74

5.7

1.8

n50=3/h

geen

54.4

108.8

31.20

89

geen

buiten

54.4

67.2

77.50

153

0 5 10 10

0 0 0 0

7.5 0 2.5 2.5

0 0 0 0

[m²]

10

7.5

5

0

5.7

1.8

10

7.5

0

0

1.3

2.2

geen

buiten

54.4

52.9

114.30

180

10

7.5

2.5

0

1.3

2.2

n50=3/h

buiten

54.4

46.6

127.50

198

10

7.5

5

5

1.0

2.2

n50=3/h

buiten

34.6

31.2

126.20

206

20

10

10

10

1.0

2.2

n50=3/h

buiten

34.6

24.4

141.40

216

20

10

10

10

0.6

0.65

n50=3/h

buiten

34.6

19.6

180.30

220

Luchtdichtheid

Zonwering

Atot, glas

K-peil

Invest /m² vvo


[€/m²]

[kWh/m²,jr]

Herenhuis renovatie aardgas en stookolie Plat dak

Zoldervloer

Gevel

Vloer

Glas

Profiel

[cm]

[cm]

[cm]

[cm]

[W/m²K]

[W/m²K]

0

0

0

0

5.7

1.8

geen

geen

31.2

118.3

0

0

0

10

0

2.5

5.7

1.8

geen

geen

31.2

99.5

3.00

28

5

10

0

2.5

5.7

1.8

geen

geen

31.2

88.6

7.30

49

10

15

0

5

5.7

1.8

geen

geen

31.2

84.5

10.30

55

10

15

0

5

5.7

1.8

n50=3/h

geen

31.2

84.5

15.20

66

5

10

5

2.5

5.7

1.8

n50=3/h

geen

31.2

74.3

44.70

89

20

20

10

10

5.7

1.8

n50=3/h

geen

31.2

64.9

56.70

104

10

15

10

2.5

1.3

2.2

geen

geen

31.2

51.7

76.50

117

20

20

10

10

1.3

2.2

n50=3/h

geen

31.2

46.7

87.50

132

40

40

20

20

1.0

1.8

n50=3/h

geen

31.2

40.2

113.40

144

[m²]


4 4.1

Installatietechnische maatregelen Algemeen Hieronder worden schematisch de verschillende installatiecombinaties voorgesteld die worden berekend voor de selectie van bouwkundige varianten van de referentiewoningen. De keuzes zijn gebaseerd op de installatievarianten, aanwezig in de EPW. Ook de aannames voor rendementen e.d. zijn deze uit de EPW. Enkel logische en zinvolle combinaties zijn voorgesteld. De voorgestelde combinaties worden berekend zowel in het geval van renovatie als van nieuwbouw. Om de impact op het energieverbruik te begroten, wordt steeds vergeleken met de referentietoestand uit fase 1. Ook bij de berekening van de investeringskost wordt rekening gehouden met de referentietoestand uit fase 1. In geval van renovatie wordt elke investeringskost als een meerkost beschouwd, en wordt ook de afbraak van de oorspronkelijke installatie ingerekend. In geval van nieuwbouw wordt de meerinvestering ten opzichte van de referentietoestand berekend. Deze kan ook negatief zijn. Alle gehanteerde prijzen voor de installatiecomponenten (incl. plaatsing, excl. BTW) zijn gegeven in Annex B.

4.2 4.2.1

Aannames per type woongebouw Eengezinswoningen Verwarming Voor de verwarming wordt zowel plaatselijke als centrale verwarming geëvalueerd. Voor plaatselijke verwarming worden de volgende 5 types bekeken: aardgaskachels directe elektrische verwarming, niet elektronische regeling directe elektrische verwarming, elektronische regeling elektrische accumulatieverwarming, regeling zonder buitenvoeler elektrische accumulatieverwarming, regeling met buitenvoeler Voor centrale verwarming worden de volgende systemen bekeken: hoogrendementsketel op aardgas (voor rijwoning en herenhuis) en op stookolie (enkel voor herenhuis) o

de hoogrendementsketel kan gecombineerd worden met 2 types regeling van de watertemperatuur (constant of weersafhankelijk) en 2 types regeling van de kamertemperatuur (enkel met kamerthermostaat of een kamerthermostaat in combinatie met thermostatische kranen)

o

qua afgiftesystemen is er keuze tussen 5 types: radiatoren met of zonder stralingsscherm, convectoren, lage temperatuursradiatoren of vloerverwarming

condensatieketel op aardgas o

de condensatieketel wordt steeds gecombineerd met een weersafhankelijke regeling van de watertemperatuur; voor de regeling van de kamertemperatuur is er keuze tussen enkel een kamerthermostaat of een kamerthermostaat in combinatie met thermostatische kranen


o

qua afgiftesystemen is er keuze tussen radiatoren met stralingsscherm, convectoren, lage temperatuursradiatoren of vloerverwarming

warmtepomp (water/water), gecombineerd met een weersafhankelijke watertemperatuur en thermostatische kranen; qua afgiftesystemen is er keuze tussen lage temperatuursradiatoren of vloerverwarming Sanitair warm water en zonthermische systemen Met de EPW kunnen volgende systemen voor productie van sanitair warm water gesimuleerd worden: doorstroomgeiser op aardgas, met waakvlam doorstroomgeiser op aardgas, zonder waakvlam doorstroomgeiser op elektriciteit opslagboiler op aardgas opslagboiler op elektriciteit opslagboiler op de ketel opslagboiler op de warmtepomp Elk productiesysteem voor verwarming wordt gecombineerd met meerdere types voor productie van sanitair warm water, maar sommige combinaties worden niet bekeken. Zo worden bij verwarmingssystemen op stookolie, op elektriciteit of bij de warmtepomp geen sww-systemen op aardgas beschouwd, omdat het weinig waarschijnlijk is dat deze energiedragers op deze manier worden gecombineerd. Verwarming op aardgas of stookolie kan daarentegen wel gecombineerd worden met sww-productie op elektriciteit. Bij doorstroomgeisers wordt verondersteld dat er een geiser in de badkamer staat en een geiser in de keuken. Ook bij keuze voor een elektrische opslagboiler worden 2 boilers per woning verondersteld, en grote in de badkamer en een kleine in de keuken. Bij een opslagboiler op aardgas, op de ketel of op de warmtepomp wordt slechts 1 opslagboiler per woning verondersteld. Deze aannames hebben geen invloed op het productierendement, wel op de distributieverliezen, aangezien in het geval van 2 aparte systemen minder lengte leiding verondersteld wordt. Qua leidingverliezen maakt de EPW onderscheid tussen leidingen binnen of buiten het beschermd volume. Het is echter in de EPW enkel mogelijk om isolatie in te rekenen voor circulatieleidingen waarin warm water continu wordt rondgepompt. Dergelijk systeem wordt doorgaans enkel in flatgebouwen met een centraal sww-systeem toegepast, niet in woningen. Leidingisolatie wordt dan ook niet in rekening gebracht voor de rijwoning en het herenhuis. Elk van de sww-systemen kan ook gecombineerd worden met een zonthermisch systeem. Per woning wordt slechts 1 systeem beschouwd. Voor beide woningen wordt een collectoroppervlakte van 4m² verondersteld, geplaatst op het zuidelijk georiënteerde hellend dak met een helling van 34° voor het herenhuis en een helling van 37° voor de rijwoning. Ventilatie De gekozen bouwkundige varianten zijn in fase 1 gesimuleerd met een natuurlijk ventilatiesysteem, al dan niet met een verbeterde luchtdichtheid. Voor elk van de bouwkundige varianten worden 4 extra ventilatiesystemen gesimuleerd, met aangepast luchtdichtheidsniveau. Deze ventilatiesystemen worden telkens gecombineerd met elk van de bovenstaande systemen voor verwarming en sanitair warm water, zodat synergieën van maatregelen kunnen meegerekend worden. Uitgangspunt bij de aannames voor de verschillende ventilatiesystemen is een goed ontwerp en uitvoering, met toepassing van courante, energiebesparende technologie, zonder echter steeds voor de meest energiezuinige optie te kiezen. Dit om de gesimuleerde besparingen zo realistisch mogelijk te maken en te vermijden dat door keuze van de meest gunstige opties de besparingen op de ventilatie zouden overschat worden. Bij mechanische ventilatiesystemen wordt gerekend met toe- en afvoerdebieten die steeds berekend zijn voor de woning in kwestie. De gesimuleerde ventilatiesystemen zijn: Technisch-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende investeringen 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) – 13/08/2005 P 61 / 131

natuurlijke ventilatie met zelfregelende roosters type P3 (op 1 na beste type in de EPW); luchtdichtheidsniveau n50 = 3/h mechanische afzuigventilatie met natuurlijke toevoer via zelfregelende roosters type P3. Het luchtdichtheidsniveau n50 = 3/h en er wordt gekozen voor een gelijkstroomventilator. Dit is de meest energiezuinige in de EPW en wordt in de praktijk steeds meer toegepast. gebalanceerde mechanische ventilatie zonder warmterecuperatie; het luchtdichtheidsniveau n50 = 1/h, er worden geen lekverliezen ingerekend (m.a.w. goede uitvoering verondersteld) en er wordt gekozen voor een gelijkstroomventilator. gebalanceerde mechanische ventilatie met warmterecuperatie via een warmtewisselaar met een rendement van 70% en geen extra sturing van het debiet door de warmtewisselaar PV-systemen Voor elk van de bovenstaande combinaties wordt ook de combinatie met een PV-systeem gesimuleerd. In de EPW zijn verschillende keuzemogelijkheden voor PV-systemen: geïntegreerd in het dak of vrijstaand met centrale omvormer of via wisselspanningsmodules 4 types PV-cellen: monokristallijn, multikristallijn, amorf met 1 junctie of amorf met 2 juncties Per woning wordt slechts 1 systeem bekeken. Voor beide woningen wordt een PV-oppervlakte van 10m² verondersteld, geplaatst op het zuidelijk georiënteerde hellend dak. Het systeem is geïntegreerd in het dak en is opgebouwd uit multikristallijne PV-cellen met een centrale omvormer. 4.2.2

Flatgebouwen De varianten voor de flatgebouwen komen grotendeels overeen met de varianten voor de eengezinswoningen. Toch zijn er enkele verschillen. Verwarming Voor het kleine flatgebouw wordt bij de ketels zowel de optie van individuele verwarming (ketel per flat) als van collectieve verwarming (ketel per flatgebouw) bekeken. Bij het grote flatgebouw enkel de optie van collectieve verwarming, aangezien er geen ruimte is in de flats voor een ketel per flat. De optie van vloerverwarming wordt niet bekeken voor de flatgebouwen. Enerzijds is het een weinig realistische toepassing voor flatgebouwen. Bovendien kan het zeer moeilijk gesimuleerd worden met de EPW, omdat het programma bij vloerverwarming extra verliezen naar de grond inrekent. Dit zou bij een flatgebouw tot zeer grote overschatting van de energieverliezen leiden. Voor beide flatgebouwen wordt ook de mogelijkheid van WKK bekeken als collectieve verwarming. Aangezien WKK werkt op hoge temperatuur, wordt dit systeem gecombineerd met radiatoren met stralingsscherm of met convectoren. Qua regeling wordt in dit geval gekozen voor thermostatische kranen en een constante watertemperatuur. In het geval van WKK, wordt de optie van een PV-systeem niet meer meegenomen, omdat een WKKsysteem zelf al elektriciteit produceert. De elektriciteitsproductie van een WKK-systeem wordt wel in rekening gebracht. Sanitair warm water In het geval van WKK, wordt ook de mogelijkheid van sww-productie via WKK gesimuleerd. In het geval van centrale warmwaterproductie wordt verondersteld dat er een circulatieleiding aanwezig is. In het geval van ketels, worden voor deze circulatieleiding 3 mogelijkheden qua isolatie verondersteld: 0 – 2 – 5 cm isolatie rond de leiding. In het geval van sww-productie via een warmtepomp of WKK wordt 2 of 5cm isolatie rond de circulatieleiding verondersteld, vanuit de hypothese dat als men kiest voor een ‘groenere’ optie, men deze houding ook toepast op de rest van de installatie.


Enkel de centrale productiesystemen worden gecombineerd met een zonnecollectorsysteem, dat collectief is voor het flatgebouw als geheel. Dit om een teveel aan distributieverliezen te vermijden. In het geval van een zonnecollectorsysteem, wordt er 5cm isolatie verondersteld voor de circulatieleiding. Het zonnecollectorsysteem wordt gemonteerd op een frame op het platdak, volgens de meest optimale helling (34°) en oriëntatie (Z). De oppervlakte is gekozen in functie van de grootte van het flatgebouw, 12m² voor het kleine flatgebouw en 40m² voor het grote flatgebouw. Ventilatie Voor de ventilatiesystemen worden dezelfde systemen gekozen en aannames gemaakt als bij de eengezinswoningen. Mechanische aan- en afvoer van ventilatielucht en eventuele warmterecuperatie gebeurt bij flatgebouwen uiteraard met een collectief systeem. PV-systemen Voor elk van de bovenstaande combinaties wordt ook de combinatie met een PV-systeem gesimuleerd, behalve bij toepassing van WKK. Ook hier wordt voor elk flatgebouw slechts 1, collectief systeem bekeken. Het systeem is telkens gemonteerd op een vrijstaand frame op het dak, zuid georiënteerd en onder een helling van 34°. Het is opgebouwd uit multikristallijne PV-cellen met een centrale omvormer; voor het kleine flatgebouw wordt 30m² verondersteld, voor het grote flatgebouw 60m².

4.3

Resultaten van de installatietechnische simulaties De economische analyse van het geheel van energiebesparende maatregelen gebeurt uitgebreid in het volgende hoofdstuk. Hier wordt de Energy Payback Time (EPBT) van de combinatie van maatregelen bekeken, d.i. een vergelijking van de ingebouwde energie voor bouwkundige en installatietechnische maatregelen met de jaarlijkse energiebesparing die zij opleveren. Figuur 24 geeft de EPBT voor de optimale energiebesparende maatregelen voor de nieuwbouw rijwoning. Deze optima gelden voor de criteria ‘totale meerinvestering (MI) – totaal primair energieverbruik over 40 jaar (PE)’. Verduidelijking van deze optima wordt in het volgende hoofdstuk gegeven. Belangrijk hier is dat aangetoond wordt dat zelfs door toepassing van installatietechnische energiebesparende maatregelen de EPBT voor de meeste combinaties van maatregelen minder dan 1 jaar is. Enkel zeer doorgedreven maatregelen (in dit geval zeer grote isolatiediktes gecombineerd met een warmtepomp en een zonneboiler) resulteren in een EPBT van 1.5 jaar of meer. Gelijkaardige resultaten worden gevonden voor de andere referentiewoningen. De grafieken voor deze woningen zijn te vinden in Annex D.


Extra ingebouwde energie [MJ]

120000

100000

80000

60000

40000

20000

0 0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

Jaarlijkse energiebesparing primair [MJ] PE-MI

EPBT=1jr

EPBT=1.5jr

Figuur 24: Rijwoning nieuwbouw: Energy Payback Time voor de optimale energiebesparende maatregelen (bouwkundig +installaties) voor de criteria meerinvestering – totaal primair energieverbruik


5

Economische evaluatie Om de resultaten van de energiebesparende maatregelen te beoordelen is gebruik gemaakt van het concept ‘Paretofront’ of trade-off curve. Hiervoor worden de resultaten volgens 2 criteria vergeleken (meestal 1 energetisch criterium en 1 economisch criterium) en worden de optimale oplossingen voor deze 2 criteria gezocht. Een oplossing is optimaal als we tussen de gesimuleerde oplossingen geen andere oplossing vinden die tegelijk beter presteert voor beide criteria. Passen we dit bv. toe op totale meerinvestering en totaal primair energieverbruik, dan is een oplossing X optimaal als er geen andere oplossing gevonden wordt die een lager primair energieverbruik realiseert dan X tegen een lagere meerinvestering dan X. Alle optimale oplossingen samen vormen de trade-off curve en geven een beeld van de wisselwerking tussen de 2 criteria. De oplossingen op deze curve kunnen variëren afhankelijk van welke criteria worden bekeken. Welke deze optimale oplossingen zijn en wat de impact is van de criteria wordt in dit hoofdstuk besproken. Omwille van de leesbaarheid van het rapport wordt de bespreking hier hoofdzakelijk beperkt tot de rijwoning en gebeurt dit hoofdzakelijk aan de hand van grafieken. De tabellen en grafieken met resultaten voor de verschillende trade-off curves voor alle referentiewoningen worden weergegeven in Annex E - G. Tenzij anders vermeld, gelden alle grafieken voor de nieuwbouw rijwoning voor het economische scenario: Actualisatievoet van 4.5% (meest realistisch voor particulieren) ‘Midden’ scenario voor de energieprijzen: jaarlijkse prijsstijging van 2.1% voor aardgas en elektriciteit Een samenvatting van de conclusies voor alle referentiewoningen, nieuwbouw en renovatie, wordt in de laatste paragraaf van dit hoofdstuk gegeven.

5.1

Totale meerinvestering versus totaal primair energieverbruik Figuur 25 geeft het Paretofront of de trade-off curve voor de criteria ‘initiële meerinvestering’ en ‘totaal primair energieverbruik over 40 jaar’ voor de rijwoning (rode punten). Ter vergelijking zijn ook alle gesimuleerde resultaten voor de rijwoning (in grijs) weergegeven en de optima voor de criteria ‘totale actuele kost’ en ‘totaal primair energieverbruik (in blauw)’ (zie verder). 50000

Initiële meerkost [€]

40000

30000

20000

10000

0

-10000 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

Primair energieverbruik [GJ] Resultaat

Referentie

Pareto 2

Pareto 1

Figuur 25: Rijwoning: trade-off curve voor initiële meerinvestering en totaal primair energieverbruik over 40 jaar. Technisch-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende investeringen 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) – 13/08/2005 P 65 / 131

Bekijken we de oplossingen die op deze curve liggen, dan geeft dit de volgende opbouw in volgorde van dalend primair energieverbruik (PE) en stijgende meerkost (MI). Tenzij anders vermeld, zijn maatregelen uit een stap met lagere meerinvestering ook nog aanwezig in een stap met hogere meerinvestering: De referentie vertegenwoordigt een totaal primair energieverbruik (PE) van 3373 GJ over 40 jaar voor een K68.5. Oplossingen met negatieve meerkost (MI<0€), PE > 3000 GJ: hier zijn kleine verbeteringen toegepast t.o.v. de referentie: gebruik van PVC ramen i.p.v. houten ramen, plaatsing van thermostaatkranen en productie van sanitair warm water via een doorstroomgeiser op aardgas i.p.v. een opslagboiler op de ketel 2e groepje links van referentie, MI<0€ , PE > 2500 GJ:naast deze kleine verbeteringen, toename van de isolatiedikte in het hellend dak, op de zoldervloer en in de gevel, daling tot K52 3e groepje, MI<1000€, PE > 2250 GJ: bijkomend toepassing van lage emissieglas, U = 1.3 W/m²K (K40) MI tussen 1000 en 2300 €, PE rond 2000 GJ: hogere isolatiediktes in dak, zoldervloer en gevel en Uglas = 1 W/m²K (K33) MI tussen 3500 en 5300 €, PE tussen 1600 en 2000 GJ: toepassing van condensatieketel i.p.v HRketel of toepassing van verbeterde luchtdichtheid MI tussen 6000 en 10000€, PE tussen 1500 en 1600 GJ: combinatie van condensatieketel met hogere luchtdichtheid of combinatie van condensatieketel met nog hogere isolatiediktes en zonwering of combinatie van HR-ketel met zonneboiler MI tussen 10000 en 15000€, PE tussen 1400 en 1500 GJ: combinatie van HR-ketel met mechanische ventilatie met warmteterugwinning bij K33 MI tussen 18000 en 20000€, PE rond 1200 GJ: hogere isolatiediktes, met toepassing van zonwering en een warmtepomp (K28) MI tussen 23000 en 40000€, PE tussen 1000 en 1100 GJ: K23-K28, gecombineerd met warmtepomp en zonneboiler Samenvattend geeft dit in volgorde van dalend primair energieverbruik en stijgende meerinvestering voor de nieuwbouw rijwoning: 1.

verbetering van de thermische kwaliteit van het gebouw via isolatie en beglazing tot ca. K33

2. aangevuld met verbetering van de luchtdichtheid en toepassing van een condensatieketel i.p.v. een HR-ketel 3. toepassing van extra energiebesparende, maar dure maatregelen onder de vorm van een zonneboiler, een warmtepomp, mechanische ventilatie of een verder doorgedreven isolatie tot K28 4. de laatste stap is combinatie van 2 of meer extra, dure maatregelen, zoals een warmtepomp met een zonneboiler of een warmtepomp met superisolerend glas en raamprofielen

5.2

Totale actuele kosten versus totaal primair energieverbruik Figuur 26 geeft de trade-off curve voor de criteria totale actuele kost (TAK) en totaal primair energieverbruik (PE) (rode punten). Ter vergelijking zijn ook de oplossingen van de trade-off curve voor meerinvestering en primair energieverbruik gegeven (in blauw). De figuur toont duidelijk aan dat de totale actuele kosten door een minimum gaan. Dat minimum ligt voor de rijwoning bij PE = 2040 GJ en TAK = 41.977 € en vertegenwoordigt een K33 woning (15 cm isolatie in dak en op zoldervloer, 6cm in gevel, Uglas = 1 W/m²K en Uraamprofiel = 2.2 W/m²K), gecombineerd met een HR-ketel op aardgas en radiatoren en sanitair warm waterproductie via een doorstroomgeiser op aardgas, zonder waakvlam. De referentietoestand vertegenwoordigt een TAK van ca. 51.940 € bij een PE van 3373 GJ. Door toepassing van de oplossing met minimale TAK kan het primair energieverbruik verminderd worden met bijna 40% tegen een daling van de TAK met 19%. Het primair energieverbruik kan nog verder dalen, maar dan stijgt de TAK. Tot een PE van 1528 GJ blijft de TAK onder de TAK van de referentietoestand. De opeenvolgende stappen die dan worden toegepast vertrekkend van het minimum zijn:


Verbetering van de regeling en van de luchtdichtheid (extra besparing van ca. 350 GJ tegen een stijging van de TAK met 3500 €) Toepassing van een condensatieketel met buitenvoeler i.p.v een HR-ketel, met radiatoren op lage temperatuur en thermostatische kranen (extra besparing van ca. 100 GJ tegen een stijging van de TAK met ca. 2000 €) Combinatie van een HR-ketel met grotere isolatiediktes en zonwering (K23 bij een PE = 1550 GJ en TAK = 51.500 €) De oplossingen op de trade-off curve met hogere TAK dan de referentie omvatten varianten waarin meestal meerdere energiebesparende technieken gecombineerd worden, zoals hogere isolatiediktes met mechanische ventilatie met wtw of met een condensatieketel en zonneboiler. Toepassing van een warmtepomp, eventueel in combinatie met een zonneboiler, in een K33 variant vinden we hier ook terug. In dit deel van de trade-off curve komen ook varianten voor die een doorgedreven isolatie (K20-23) combineren met plaatselijke verwarming via aardgaskachels en mechanische ventilatie met wtw (PE = 1200 GJ en TAK = 62.700 – 65.500 €). De meest extreme punten in de trade-off curve vertegenwoordigen een K23 variant met warmtepomp en zonneboiler. 140,000

120,000

Totale actuele kost [€]

100,000

80,000

60,000

40,000

20,000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000


Referentie

Pareto 1

Pareto 2

Figuur 26: Rijwoning: trade-off curve voor totale actuele kost en totaal primair energieverbruik over 40 jaar (Pareto 1); ter vergelijking zijn ook de oplossingen van de trade-off curve voor meerinvestering en primair energieverbruik gegeven (Pareto 2). Samenvattend geeft dit in volgorde van dalend energieverbruik en stijgend TAK (tot een TAK = TAKref) voor de nieuwbouw rijwoning: Verbetering van het isolatiepeil tot K33 in combinatie met een HR-ketel op aardgas Verbetering van de luchtdichtheid Toepassing van een condensatieketel i.p.v. een HR-ketel Meer doorgedreven isolatie (K23) in combinatie met een HR-ketel Om de optima voor TAK beter te kunnen vergelijken met de optima voor MI, geeft Figuur 27 voor beide optima de TAK én de opsplitsing van de TAK in investeringskost en energiekost over 40 jaar. De


rode punten vertegenwoordigen de optima uit de PE-TAK trade-off curve, de blauwe punten de optima uit de PE-MI trade-off curve. Vertrekkend vanaf het minimum voor TAK (rond 2000 GJ) vallen in eerste instantie de optima voor TAK en voor MI samen (tot ca. 1600 GJ). Daarna valt op dat de investering voor de optima voor TAK slechts een weinig hoger liggen dan de investeringen voor de optima voor MI. In de energiekost daarentegen is er wel een duidelijker verschil merkbaar, dat groter wordt naarmate lagere energieverbruiken worden bereikt. 120,000

100,000

Kosten [€]

80,000

60,000

40,000

20,000

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

-20,000 Primair energieverbruik [GJ] Ref TAK

Par1 TAK

Par1 MI

Par1 Enkost

Par2 TAK

Par2 MI

Par2 Enkost

Figuur 27: Rijwoning: vergelijking opsplitsing TAK in investeringskost en actuele energiekosten voor de optima uit de PE-TAK curve (rode punten) en de optima uit de PE-MI curve (blauwe punten) Samenvattend kan gesteld worden dat zowel vanuit korte termijn als lange termijndenken, de PE-TAK trade-off curve de beste leidraad is voor de keuze van energiebesparende maatregelen. Het minimum geeft de economisch meest rendabele oplossing tegen een beperkte meerinvestering (5 à 10 €/m² verwarmd vloeroppervlakte of 1000 à 2000 € voor de nieuwbouw rijwoning). Dit levert al een besparing van 38% op het oorspronkelijk primair energieverbruik.

5.3

Kost per bespaarde kWh primair en kost per bespaarde ton CO2 Vanuit een combinatie van economisch en ecologisch langetermijndenken kan men ook verdergaan dan de minimale TAK. Tot een meerinvestering van ca. 50€/m² verwarmd vloeroppervlakte of 10.000€ voor de nieuwbouw rijwoning blijft men qua TAK onder het niveau van de referentietoestand, maar realiseert men een totale energiebesparing van 57%. Uitgedrukt in kost per bespaarde kWh primair en kost per bespaarde ton CO2 betekent dit een negatieve kost en een ecologisch rendabele maatregel. Figuur 28 en Figuur 29 geven de trade-off curvers voor de criteria primair energieverbruik – kost per bespaarde kWh en totale CO2 emissies – kost per bespaarde ton CO2.


Kost per bespaarde kWhp [€/kWhp]

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

-0.1 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000


Referentie

Pareto 5

Pareto 3

Figuur 28: Rijwoning: trade-off curve voor primair energieverbruik en kost per bespaarde kWh. Een negatieve kost bij een PE lager dan de referentie betekent een ecologisch rendabele maatregel.

Kost per bespaarde ton CO2 [€/ton]

10000

8000

6000

4000

2000

0

-2000 0

10

20

30

40

50

60

70

Totale emissie [ton] Resultaat

Referentie

Pareto 3

Pareto 5

Figuur 29: Rijwoning: trade-off curve voor totale CO2 emissies en kost per bespaarde ton CO2. Een negatieve kost bij een totale emissie lager dan de referentie betekent een ecologisch rendabele maatregel.

5.4

Terugverdientijden versus totaal primair energieverbruik Statische terugverdientijd (STVT) Figuur 30 geeft de statische terugverdientijd voor de rijwoning. Zoals in DEEL I is gedefinieerd wordt de STVT berekend op basis van de meerinvestering (incl. BTW) en de jaarlijkse besparing op energiekosten, zonder rekening te houden met actualisatie. In de figuur zijn ook de optima van de PETAK trade-off curve aangegeven. Hieruit blijkt dat de economisch meest rendabele oplossing (minimale TAK) ook quasi de kleinste STVT heeft: 4.4 jaar voor de nieuwbouw rijwoning. M.a.w. de


meerinvestering voor een K33 woning (15 cm isolatie in dak en op zoldervloer, 6cm in gevel, Uglas = 1 W/m²K en Uraamprofiel = 2.2 W/m²K) t.o.v. de referentie K70 woning, met quasi dezelfde verwarmingsinstallatie (HR-ketel op aardgas en radiatoren en sanitair warm waterproductie via een doorstroomgeiser op aardgas, zonder waakvlam) wordt terugverdiend op iets meer dan 4 jaar. 60 50

STVT [jaar]

40 30 20 10 0 -10 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000


Referentie

Pareto 4

Pareto 1

Figuur 30: Rijwoning: statische terugverdientijd Dynamische terugverdientijd (DTVT) De dynamische terugverdientijd brengt de actualisatie en de prijsstijgingen wel in rekening. Voor maatregelen die snel worden terugverdiend, liggen de statische en dynamische terugverdientijden echter dicht bij elkaar. Voor de maatregelen met een STVT < 20 jaar vallen DTVT en STVT quasi samen. Voor de economisch meest rendabele maatregel (minimale TAK) bedraagt de DTVT bij de nieuwbouw rijwoning zelfs maar 4 jaar bij een actualisatievoet van 4.5% (voor particulieren) en een ‘midden’ scenario voor de prijsstijgingen van de energie (2.1% voor elektriciteit en aardgas).

5.5

Impact van de verschillende economische scenario’s De verschillende economische scenario’s voor de actualisatievoet en de energieprijsstijgingen hebben vooral impact op de totale actuele kosten. Meerinvestering en primair energieverbruik zijn daar quasi onafhankelijk van. Daarom worden in de onderstaande grafieken steeds de trade-off curven voor PETAK gegeven voor de verschillende scenario’s beschreven in DEEL I. Actualisatievoet Voor de actualisatievoet zijn 3 scenario’s aangenomen voor de residentiële sector: 4% voor de publieke sector en 21% BTW op de nieuwbouw investeringen 4.5% voor de particulieren en 21% BTW op de nieuwbouw investeringen 6.5% voor de bouwpromotoren en 0% BTW op de nieuwbouw investeringen Uit Figuur 31 blijkt dat variatie van de actualisatievoet en de BTW op de investeringen een verticale verschuiving geeft van de TAK, maar de achterliggende optimale varianten blijven exact dezelfde. Hoe hoger de actualisatievoet en hoe lager de BTW, hoe lager de investeringskost en dus ook hoe lager de totale actuele kosten. Aan de energiekost verandert er hier niets.


120,000

Totale actuele kosten [€]

100,000

80,000

60,000

40,000

20,000

0

500

1000

1500

2000

2500

Primair energieverbruik [GJ] actua=4%

actua=4.5%

actua=6.5%

Figuur 31: Rijwoning: trade-off curves voor PE-TAK voor de 3 scenario’s van de actualisatievoet Energieprijsstijgingen Vergelijken we de totale actuele kosten voor de 3 scenario’s van de energieprijsstijging (bij een actualisatievoet van 4.5%), dan valt op dat bij dalend primair energieverbruik de impact steeds kleiner wordt (Figuur 32). Dit is uiteraard logisch, omdat het aandeel energiekosten in de totale actuele kost daalt met afnemend primair energieverbruik. 120,000


100,000

80,000

60,000

40,000

20,000

0

500

1000

1500

2000

2500

Primair energieverbruik [GJ] PE-TAK energie+0%

PE-TAK energie+2.1%

PE-TAK energie+4.3%

Figuur 32: Rijwoning: trade-off curves voor PE-TAK voor de 3 scenario’s van de energieprijsstijging Technisch-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende investeringen 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) – 13/08/2005 P 71 / 131

Het economisch optimum (minimale TAK) is voor de 3 scenario’s quasi hetzelfde: K33 met HR-ketel op aardgas en radiatoren. Enkel het systeem voor sww-productie verschilt lichtjes bij de onderste curve (0% prijsstijging): het extra punt rechts vertegenwoordigt een doorstroomgeiser op aardgas met waakvlam. M.a.w. bij lagere prijsstijgingen voor energie kan het optimum naar iets minder energiezuinige combinaties verschuiven.

5.6

Impact van de energiedrager Om de impact van de energiedrager (aardgas versus stookolie) op de PE-TAK trade-off curve na te gaan, worden de resultaten voor de 2 referentietoestanden van het herenhuis (renovatie) vergeleken (Figuur 33). In het geval van een referentietoestand op aardgas, zijn enkel verwarmingssystemen op aardgas en elektriciteit beschouwd; in het geval van een referentietoestand op stookolie, zijn systemen op stookolie én omschakeling naar aardgas of elektriciteit beschouwd. Uit de resultaten van de PE-TAK optima, blijkt dat, zelfs vertrekkend van stookolie, een omschakeling naar aardgas de beste resultaten geeft, ondanks de extra afbraakkosten voor de stookolietank. Dit verklaart de gelijklopende curven in Figuur 33 (zelfde varianten) met een lichtjes hogere TAK voor stookolie (a.g.v. inrekenen van de afbraak van de stookolietank). Gelijkaardige resultaten vinden we ook voor de renovatie van het grote flatgebouw waarvoor ook een referentietoestand op aardgas en een op stookolie werd verondersteld (Figuur 34). 120,000


100,000

80,000

60,000

40,000

20,000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

Primair energieverbruik [GJ] Ref aardgas

Ref stookolie

PE-TAK aardgas

PE-TAK olie

Figuur 33: Herenhuis renovatie: vergelijking van de PE-TAK trade-off curves voor het herenhuis, uitgaande van de 2 referentietoestanden: herenhuis oorspronkelijk op aardgas en herenhuis oorspronkelijk op stookolie


800,000


700,000 600,000 500,000 400,000 300,000 200,000 100,000 0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

Primair energieverbruik [GJ] Ref aardgas

Ref stookolie

PE-TAK aardgas

PE-TAK stookolie

Figuur 34: Renovatie groot flatgebouw: vergelijking van de PE-TAK trade-off curves voor het grote flatgebouw uitgaande van de 2 referentietoestanden: flatgebouw oorspronkelijk op aardgas en flatgebouw oorspronkelijk op stookolie

5.7 5.7.1

Positie van alternatieve technieken t.o.v. optimale combinaties Productiesystemen voor verwarming Warmtepomp Opvallend is dat bij een aantal referentiegebouwen de warmtepomp redelijk frequent aanwezig is in de PE-TAK trade-off curve, weliswaar bij hogere TAK. Omdat echter de onzekerheid op de kostprijs groot is en de praktische uitvoerbaarheid niet altijd evident bij renovatie in een stedelijke omgeving, is een vergelijking gemaakt tussen het geval waarbij de warmtepomp mee beschouwd wordt en het geval waarbij de warmtepomp niet meegenomen wordt in de varianten. Figuur 35 geeft de PE-TAK trade-off curves voor beide gevallen voor het herenhuis. Hieruit blijkt dat bij lagere TAK de curves quasi samenvallen. Enkel bij zeer lage PE komen de warmtepompen naar voren, maar tegen een zeer hoge TAK. En gezien de onzekerheid op de investeringskost, kan deze kost in werkelijkheid nog hoger liggen.


120,000


100,000

80,000

60,000

40,000

20,000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

Primair energieverbruik [GJ] Referentie herenhuis op gas

PE-TAK +wp

PE-TAK -wp

Figuur 35: Herenhuis renovatie: vergelijking PE-TAK trade-off curves voor de oplossingen inclusief warmtepomp en de oplossingen exclusief warmtepomp Warmtekrachtkoppeling Omdat WKK nergens in de trade-off curves voorkomt, is voor het grote flatgebouw een vergelijking gemaakt tussen de PE-TAK trade-off curve en de varianten met WKK (Figuur 36). Hieruit blijkt dat de totale actuele kosten voor WKK redelijk onafhankelijk zijn van het primair energieverbuik en dat enkel voor zeer lage verbruiken de WKK varianten in de buurt komen van de trade-off curve. Maar zoals reeds vermeld in vorige paragraaf, is de investeringskost voor deze extreme varianten zeer onzeker, zodat hun resultaten niet te absoluut mogen geïnterpreteerd worden. 900,000 800,000


700,000 600,000 500,000 400,000 300,000 200,000 100,000 0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

Primair energieverbruik [GJ] Referentie

PE-TAK

varianten met WKK

Figuur 36: Groot flatgebouw nieuwbouw: PE-TAK trade-off curve met de varianten met WKK Technisch-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende investeringen 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) – 13/08/2005 P 74 / 131

5.7.2

Productiesystemen voor sanitair warmwater Opvallend bij de optimale oplossingen is de grote aanwezigheid van sww-productie via een doorstroomgeiser op aardgas, zonder waakvlam. Om na te gaan of de andere sww-systemen een veel negatievere energetische en/of economische impact hebben, zijn voor de nieuwbouw rijwoning voor een aantal punten uit de PE-TAK trade-off curve de resultaten vergeleken met de resultaten voor andere sww-systemen. De andere parameters zijn constant gehouden. Figuur 37 geeft de resultaten. In eerste instantie is er zeer weinig verschil tussen een gasgeiser met of zonder waakvlam. De andere systemen hebben een iets hoger primair energieverbruik én hogere TAK, waarbij de systemen met opslagvat het minst presteren. Hoe dan ook is het verschil tussen de verschillende systemen niet van die aard dat doorstroomgeisers op aardgas pertinent moeten gepromoot worden. Energetisch liggen de systemen relatief dicht bij elkaar, zodat in praktijk op basis van voorkeur voor een bepaald systeem of op basis van een vergelijking van offertes een keuze kan worden gemaakt. 100,000 90,000


80,000 70,000 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Primair energieverbruik [GJ] gasgeiser+waakvl boiler elek

gasgeiser-waakvl optima

geiser elek Par PE-TAK

boiler op gas

Figuur 37: Rijwoning: vergelijking PE – TAK voor verschillende systemen voor productie van sww 5.7.3

PV-systemen Omdat PV-systemen gebouwonafhankelijke systemen zijn, die geen impact hebben op het energieverbruik voor verwarming of sanitair warm water en om het aantal varianten niet nodeloos te verhogen, zijn de varianten met PV niet systematisch meegenomen in de simulaties en de bepaling van de trade-off curves. Om toch een idee te krijgen van de impact van PV-systemen, is voor de nieuwbouw rijwoning de groep van varianten zonder PV uitgebreid met dezelfde groep varianten, maar dan met PV. Voor deze totale groep is de PE-TAK trade-off curve bepaald en vergeleken met de PE-TAK trade-off curve zonder PVsystemen (Figuur 38). De figuur geeft aan dat tot een PE van ca.1600 GJ en TAK = 50.600 € dezelfde varianten worden teruggevonden in beide gevallen (K33 met HR- of condensatieketel). Qua TAK zitten we dan op hetzelfde niveau als de referentietoestand. Daarna lopen beide curves uit elkaar, waarbij door combinatie met PV varianten kunnen gecreëerd worden die een lager energieverbruik hebben dan de varianten uit de curve zonder PV tegen eenzelfde TAK. Zo blijken uit de simulaties K33-varianten gecombineerd met een PV-systeem energetisch beter te presteren dan varianten met zeer doorgedreven isolatie (K23) of K33-varianten met gebalanceerde ventilatie met wtw zonder PV tegen gelijke TAK. De varianten in de blauwe curve vanaf 1600 GJ tot 370 GJ zijn m.a.w. dezelfde varianten als in de rode curve van 2040 GJ tot 1000 GJ, maar dan gecombineerd met een PV-systeem.


120,000


100,000

80,000

60,000

40,000

20,000

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Primair energieverbruik [GJ] Referentie

PE-TAK -pv

PE-TAK +pv

Figuur 38: Rijwoning nieuwbouw: vergelijking van PE-TAK trade-off curves voor de gevallen waarbij PV-systemen wel (+pv) en niet (-pv) in rekening worden gebracht

5.8

Vergelijking nieuwbouw en renovatie Voor de flatgebouwen is zowel nieuwbouw als renovatie bekeken. Figuur 39 geeft de vergelijking tussen de PE-TAK trade-off curves voor nieuwbouw en renovatie van het kleine flatgebouw. Hieruit blijkt dat voor het gebied tussen 4000 en 8000 GJ voor beide gevallen gelijkaardige optima worden gevonden: doorgedreven isolatie (K22) gecombineerd met een collectieve HR- of condensatieketel (PE > 5000 GJ) of individuele HR-ketels, eventueel gecombineerd met gebalanceerde ventilatie met warmteterugwinning (PE < 4800 GJ). De blauwe punten met een PE rond 2000 GJ zijn varianten met warmtepomp, maar zonder isolatie van de circulatieleiding en deze zijn enkel in het geval van renovatie gesimuleerd. Maar zoals reeds vroeger vermeld, is de praktische uitvoerbaarheid en de kostprijs bij renovatie van een flatgebouw een grote onbekende, waardoor de resultaten voor deze varianten met de nodige omzichtigheid moeten gebruikt worden. Een voordeel dat renovatie heeft t.o.v. nieuwbouw, is dat de meeste energiebesparende maatregelen onafhankelijk van elkaar kunnen worden uitgevoerd en zo nodig, kunnen worden gespreid in de tijd als dit om budgettaire redenen beter uitkomt. Vandaar dat gelijkaardige optima voor nieuwbouw en renovatie kunnen vooropgesteld worden. Belangrijk is wel dat de juiste volgorde van uitvoering bij renovatie gerespecteerd wordt, zoals uiteengezet wordt in de volgende paragraaf.


300,000


250,000

200,000

150,000

100,000

50,000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

Primair energieverbruik [GJ] Ref nieuwbouw

Ref renovatie

Klein flatgeb nieuwbouw

Klein flatgeb renovatie

Figuur 39: Klein flatgebouw: vergelijking PE-TAK trade-off curves voor nieuwbouw en renovatie

5.9

Samenvatting voor de verschillende referentiewoningen Annex G geeft in tabelvorm de numerieke resultaten voor de trade-off curve PE-TAK voor alle referentiewoningen. Vergelijken we de opeenvolgende stappen die in elk van de curves doorlopen worden, dan geeft dit een zeer gelijkaardig beeld voor quasi alle referentiewoningen, zowel voor nieuwbouw en renovatie als voor eengezinswoningen en flatgebouwen. Vergelijken we in eerste instantie de optima (minimale TAK), dan blijken die bij nieuwbouw bij een veel lager K-peil te liggen dan de referentie: K33 voor de rijwoning, K22 voor het kleine flatgebouw en K43 voor het grote flatgebouw i.p.v. K70. In alle gevallen omvat het optimum een HR-ketel op aardgas (collectief voor de flatgebouwen) en plaatselijke sww productie via een doorstroomgeiser op aardgas, zonder waakvlam. Qua isolatie hebben deze optima de grootste isolatiedikte in het dak (10cm in groot flatgebouw, 15cm in rijwoning en 20cm in klein flatgebouw), 6-10cm isolatie in de gevel en 10cm in de vloeren boven niet verwarmde ruimten. Voor de ramen volstaat lage e-glas met een U-waarde = 1-1.3 W/m²K en raamprofielen met een U-waarde = 2.2 W/m²K. In een tweede stap komt verbetering van de luchtdichtheid en toepassing van een goed ontworpen natuurlijk ventilatiesysteem naar voren. Een volgende stap is toepassing van een condensatieketel i.p.v. een HR-ketel Wil men bij de flatgebouwen het PE nog verder doen dalen, dan is toepassing van gebalanceerde ventilatie met warmteterugwinning aangewezen. Bij de nieuwbouw rijwoning komt eerst nog een verder doorgedreven isolatie (K22), met in een volgende stap toepassing van gebalanceerde ventilatie met warmteterugwinning. Deze oplossingen hebben wel een TAK die hoger ligt dan de referentietoestand. Dit zijn dus geen economische keuzes meer, wel ecologische keuzes. Door combinatie van een K20 gebouw en plaatselijke verwarming via aardgaskachels kan het PE nog verder dalen. In laatste instantie worden combinaties met warmtepomp én gebalanceerde ventilatie met wtw gegeven, tegen een zeer hoge TAK. Ook bij renovatie van de flatgebouwen komt deze volgorde grosso modo terug. Enkel het herenhuis springt er op het eerste gezicht ietwat uit. Als optimum komt in eerste instantie een vervanging van de ketel door een HR-ketel op aardgas naar voren, daarna gevolgd door


toepassing van mechanische ventilatie met wtw en in een derde stap zeer doorgedreven isolatie (20cm in het dak en op de zoldervloer en 10cm in de gevel en de vloer) zonder vervanging van het enkel glas. Pas in een vierde stap komt een minder doorgedreven, maar gelijkmatigere isolatie (K50 via 15cm op de zoldervloer, 10cm in platdak en gevel, 2.5cm tegen vloer boven kelder, lage e-glas met argon spouw en betere raamprofielen) in combinatie met een betere luchtdichtheid en een HR-ketel naar voren. Analyseren we deze volgorde kritisch, dan moet gesteld worden dat in praktijk deze vierde stap, die qua filosofie overeenkomt met de resultaten voor de andere gebouwen, eigenlijk de meest aangewezen is. Immers, er zijn in de praktijk verschillende nadelen verbonden aan de eerste ‘optimale’ varianten: Zij zijn niet geschikt om op zich een comfortabel binnenklimaat te creëren: een K120 woning (geen isolatie, enkel glas en oude raamprofielen) blijft ook met een HR-ketel een woning met zeer veel koude oppervlakten, waardoor een gevoel van discomfort blijft bestaan. Bovendien is het gebouw door de oude ramen zeer luchtopen en dus niet geschikt voor toepassing van een gebalanceerd ventilatiesysteem met warmteterugwinning Ook de combinatie van een zeer sterk geïsoleerd dak, gevel en vloer met enkel glas en oude ramen is niet ideaal voor het thermisch comfort ’s winters. Bovendien, vervangt men eerst de ketel, en wil men in later stadium toch nog isoleren of de ramen vervangen, dan zal de ketel sterk overgedimensioneerd zijn en dus aan een lager rendement werken dan in het geval men eerst voldoende isoleert en dan pas de ketel vervangt. Bij renovatie zijn dit immers maatregelen die in deze volgorde (eerst isolatie, dan ketel) onafhankelijk van elkaar en in de tijd gespreid, kunnen worden uitgevoerd. Algemeen kan dan ook geconcludeerd worden dat in alle gevallen, zowel bij nieuwbouw als bij renovatie, de volgende logica moet gerespecteerd worden om tot een energiezuinige woning te komen: 5. een voldoende laag isolatiepeil door voldoende en min of meer gelijkmatig verdeelde isolatie in alle niet doorzichtige delen (ca. 15cm in het dak, 6-10cm in de gevel en in de vloeren) en ramen met lage emissieglas (U = 1 – 1.3 W/m²K) en thermisch verbeterde profielen (U ≈ 2 w/m²K). Indien gewenst om budgettaire redenen, kan bij renovatie de isolatie van dak en vloer onafhankelijk en gespreid in de tijd gebeuren t.o.v. het thermisch verbeteren van de gevel via isolatie en betere ramen. Belangrijk is uiteindelijk een redelijk thermisch homogene buitenschil te creëren. Nieuwbouw heeft dit voordeel van spreiding van investeringen uiteraard niet. 6. goede luchtdichtheid en een performante ketel; het voordeel van een condensatieketel t.o.v een HR-ketel is niet zo groot (ca. 5% meer energiebesparend) 7. wil men om milieubewuste redenen nog verder gaan, dan kan men nog verder isoleren of kiezen voor balansventilatie met warmteterugwinning, maar deze oplossingen liggen ver voorbij het economisch optimum 8. warmtepomp, zonnecollector of PV-cellen zijn extra’s waar in laatste instantie kan voor gekozen worden, als het budget beschikbaar is en men bereid is dat hieraan te spenderen. Maar zowel de statische als de dynamische terugverdientijd van deze oplossingen liggen ver voorbij de gebruiksduur van de woning. Tabel 29 geeft een overzicht voor alle referentiewoningen van het primair energieverbruik en de totale actuele kosten over 40 jaar voor de referentie, de variant bij minimale TAK en de energiezuinige variant waarvoor de TAK gelijk zijn aan de TAK van de referentie. In bijlage H worden de tabellarische argumentenlijsten voor de verschillende energieprijsscenario's weergeven.


Tabel 29: overzicht van de resultaten voor de residentiële sector Referentie

Minimale TAK

TAK = TAKref

PE over 40 jaar

TAK over 40 jaar

PE over 40 jaar

TAK over 40 jaar

Statische TVT

PE over 40 jaar

[GJ]

[€]

[GJ]

[€]

[jaren]

[GJ]

Rijwoning nieuwbouw

3374

51.936

2040

41.977

4.4

1508

Herenhuis renovatie

8707

73662

6219

60902

12.4

4308

8933

139.638

7084

107.125

-11.5

4862

19027

154.887

8723

115.925

18.9

2615

Nieuwbouw

46621

434.216

35297

367.169

-3.9

17377

Renovatie

71098

358.903

38151

297.317

16

25456

Klein flatgebouw Nieuwbouw Renovatie Groot flatgebouw


6

Referenties [NIS 91]

NIS, Statistische resultaten van de woningtelling maart 1991, diskettes

[NIS 05]

NIS, Enquête 2001: gedetailleerde resultaten woningen, februari 2005, www.statbel.fgov.be en excel-files NIS

[NIS 99-04]

NIS, Maandschriften Industriële productie en bouwnijverheid, 19992000, 2001, 2002, 2003, 2004, www.statbel.fgov.be

[BHG 02-04]

Statistische indicatoren van het Brussels Hoofdstedelijk Gewest, 2002, 2003, 2004, www.brussel.irisnet.be

[COBO 01]

Confederatie Bouw Brussel, Jaarverslag 2001, Huisvesting te Brussel, naar een kwalitatieve benadering

[NIS 01]

NIS, formulier algemene socio-economische enquête 2001, Uw woning, www.statbel.fgov.be

[COBO 04]

Confederatie Bouw Brussel, Bouw en verbouwing van woningen,

[ECO 04]

Ecoinvent Centre 2004, ecoinvent data 1.1,Final reports ecoinvent 2000, N° 1-15, Swiss Centre for Life Cycle Inventories, Dübendorf, 2004, cd-rom

[GBOU 04]

De Meulenaer V., kostprijsdatabank 2004, IWT GBOU-project Ontwikkeling via levenscyclusoptimalisatie van extreem lage energie- en pollutiewoningen

[VEL 05]

Velux kostprijsdocumentatie 2005, www;velux.be

[LIV 05]

Website Livios woongids, Richtprijzen 01/04/2005, www.livios.be

[PUR 05]

Hens H. 2005, Cost efficiency of PUR/PIR insulation, Rapport 04/14 i.o.v. Federation of European Rigid Polyurethane Foam Association

[UGVAS 04]

Willems L., Janssens A., Prijsinformatie voor ventilatie en luchtdichtheid, 12/2004

[GBOU 02]

IWT-GBOU project 02012, Ontwikkeling via levenscyclusoptimalisatie van extreem lage energie en lage pollutiewoningen (EL²EP), KUL-BWF, UG-VAS, KUL-TME en KUL-ELECTA, 2002-2006


DEEL III – TERTIAIRE SECTOR

1

Inleiding Zoals blijkt uit Tabel 30 zijn kantoren voor het overgrote deel van het energieverbruik in de dienstensector verantwoordelijk. Daarna volgt de handel, maar deze categorie bestaat uit grote en kleine winkels, supermarkten en de volledige horeca. Het is dus onmogelijk om 1 of 2 representatieve gebouwen voor heel de categorie handel te definiëren. De overige gebouwcategorieën hebben een kleinere impact op het totale energieverbruik (elk kleiner dan 3% van het totale energieverbruik van het Brussels Hoofdstedelijk Gewest).

Tabel 30: Verbruik in de tertiaire sector per gebouwtype Gebouwtype

Totaal verbruik in ktoe

% van het totaal

Kantoren

265.6

41%

Handel (winkels, supermarkten + horeca)

153.4

24%

Gezondheidszorg

50.7

8%

Onderwijs

46.2

7%

Cultuur en sport

30.5

5%

Andere

101.4

16%

Totaal

647.8

100%

Deze studie heeft zich toegespitst op kantoren omdat zij overduidelijk de grootste tertiaire verbruiker zijn. Daarnaast worden in hoofdstuk 8 ook andere categorieën beschouwd maar op een aangepaste wijze. Vele gebouwen hebben immers een verschillende functie, maar wel een gelijkaardige opbouw. Daarenboven verschilt deze opbouw niet noodzakelijk veel van de opbouw van huizen, appartementen of kantoren. Hoofdstukken 2 tot 7 beschrijven de studie voor kantoren.


2 2.1

Referentiegebouwen kantoren Oppervlaktes – afmetingen De totale kantooroppervlakte in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest (BHG) in 2003 is ongeveer 12 miljoen m² volgens [BHG 04]. Voor deze studie kon echter ook een database gebruikt worden die het BIM aangeleverd heeft [AATL 97]. Deze databank bevat alle oppervlaktes van gebouwen in Brussel. Op basis van deze gegevens kon Figuur 9 samengesteld worden, hierbij zijn de kantoren met een oppervlakte kleiner dan 25m² weggelaten. Op basis van deze gegevens bedraagt de totale kantooroppervlakte in BHG ongeveer 13 miljoen m². 6 000 000

16 000

14 000 5 000 000 12 000

10 000

3 000 000

8 000

6 000

Aantal gebouwen

Oppervlakte [m²]

4 000 000

2 000 000 4 000 1 000 000 2 000

-

<200 m²

200-999m²

1 000-3 499m²

Totale oppervlakte

3 500-10 000m²

>10 000m²

Aantal

Figuur 40: Overzicht van het aantal gebouwen en de totale oppervlakte per categorie van oppervlakte [Sitex]. De kantoren met een oppervlakte kleiner dan 25m² zijn niet opgenomen in deze figuur. De kantooroppervlakte die jaarlijks vergund wordt voor renovatie of nieuwbouw is voorgesteld in Figuur 11. Voor nieuwbouw en zware renovaties geeft Figuur 12 een overzicht van het aantal vergunningen en de oppervlakte, eveneens per grootte van de gebouwen.


Figuur 41: Evolutie van de totale vergunde bureau-oppervlakten van 1997 tot 2003. Het betreft zowel nieuwbouw, groei of inkrimping van bestaande kantoren, als renovaties zonder oppervlaktewijziging [BHG 04]. Randopmerking: in 2002 werden 33 vergunningen voor reconversie van kantoren naar andere toepassingen verstrekt, samen goed voor 14 678 m². 85% van deze oppervlakte (12 476m²) werd omgebouwd naar woningen, 12% naar handel en 3% naar voorzieningen [BHG 03]. Het betreft een stijgende trend, in 2003 ging het over 42 vergunningen en 18 840m² [BHG 04]. 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% <200 m²

200-999m²

1000-3499m² Oppervlakte

3500-10000m²

>10 000m²

Aantal

Figuur 42: Overzicht van goedgekeurde kantooroppervlakte (2002 EN 2003) volgens grootte van de gebouwen, enkel voor nieuwbouw of zware renovaties. Het aantal vergunningen is geschat op basis van de gemiddelde oppervlakte per categorie [BHG 03] – [BHG 04].


De gebruikersstructuur van de bestaande kantoren in Brussel in 1991 wordt voorgesteld in Figuur 43. Uit deze figuur blijkt duidelijk het grote aandeel van de Belgische openbare sector (32%). Het is belangrijk te noteren dat de totale kantooroppervlakte in 1991 slechts 6.6 miljoen m² bedroeg, in 2003 was dit bijna het dubbele. Het is onwaarschijnlijk dat de kantooroppervlakte voor de Belgische openbare sector eveneens verdubbeld is. Hieruit volgt dat het aandeel van deze sector momenteel gevoelig lager zal liggen. Tabel 31 toont het aandeel van de verschillende gebruikers in de aanvragen voor 2002 en 2003. De tabel toont een laag aandeel van de overheden en een zeer groot aandeel van financiële instellingen, andere maatschappijen en particulieren.

Figuur 43: Gebruikersstructuur kantooroppervlakte in 1991 te Brussel [Kantoor2000]. Tabel 31: verhouding van de toegelaten kantooroppervlakte in 2002 en 2003, volgens type aanvragers [BHG02] - [BHG 03] Type aanvrager

2002

2003

Banken en verzekeringen

32%

37%

Andere maatschapijen en particulieren

62%

61%

Overheden (Belgisch of EU)

6%

2%

Totaal

100%

100%


Figuur 44: verhouding ondergrondse/bovengrondse oppervlakte voor de tussen 2000 en 2002 goedgekeurde kantoren, volgens grootte van de grote gebouwen [BHG 03].

Figuur 45: tussen 2000 en 2002 toegelaten bovengrondse kantooroppervlakte volgens aantal verdiepingen en per type werken [BHG 03]


Het beschermd of op de bewaarlijst ingeschreven architecturaal erfgoed vertegenwoordigt zowat 11% van de totaal toegestane oppervlakte in 2003 (tegenover 4% in 2002 en 5% in 2001). In het overzicht van het kantoren park van 1997 tot 1999 [BHG 01] geeft men typische afmetingen van kantoorgebouwen in functie van hun vloeroppervlakte. Aan de hand van de gemiddelde oppervlakte per bovengrondse verdieping kan de stedelijke inplanting van de kantoren in de gebieden met een kleine perceelsindeling gemeten worden; hierbij is weinig verschil te merken tussen oude gebouwen en nieuwbouw, tussen renovatie en opbouw. Kleine kantoren (<1000m²) nemen één of twee verdiepingen op één of twee percelen (van gemiddeld 6m breed) in. Gebouwen van gemiddelde grootte (van 1 000 tot 3 499 m²) met een gemiddelde oppervlakte van ongeveer 430m² per verdieping (en een gemiddelde afmeting van 4 verdiepen) vereisen een gevellengte die overeenkomt met 5 percelen (30 x 15 m). Grote gebouwen passen de perceelsindeling aan hun vorm aan. Voor gebouwen tussen 3 500 en 10 000 m² is een gemiddelde oppervlakte van ongeveer 880 m² per verdieping (gemiddeld 7 verdiepen) en een inplanting over 10 percelen vereist (60 x 15m). Gebouwen die groter zijn dan 10 000 m² hebben gemiddeld 11 verdiepingen van elk ongeveer 2 900m². In [Kantoor2000] zijn 19 kantoorgebouwen in het Brussels hoofdstedelijk gewest geanalyseerd, waarvan 9 op een iets dieper niveau. In Figuur 46 worden de verschillende types van bebouwing van de onderzochte kantoorgebouwen weergegeven. Daaruit blijkt dat het grootste aandeel onderzochte kantoren bestaat uit open bebouwingen (47%); goed voor 60 % van de totale bruto vloeroppervlakte van de onderzochte Brusselse kantoorgebouwen. Een opmerkelijk kleiner gedeelte betreft halfopen of gesloten gebouwtypes. 10

400000

9

350000

7 250000

6 5

200000

4

150000

aantal gebouwen

Bruto vloeroppervlakte (m²)

8 300000

3 100000 2 50000

1

0

0 open bebouwing

half open bebouwing

gesloten bebouwing

totale bruto vloeroppervlakte

geen infrormatie

aantal gebouwen

Figuur 46: Type bebouwing bij de onderzochte Brussels kantoorgebouwen [Kantoor2000]

2.2

Ruimtefuncties Hier moeten we dieper ingaan op het begrip 'oppervlakte'. Hoofdstuk 3.1 van [Kantoor2000] definieert de verschillende oppervlakten die gebruikt worden in de gebouwbeschrijving. Deze definities worden overgenomen in dit project. Uit [Kantoor2000] volgt een gemiddelde verdeling van de oppervlaktes in een Brussels kantoorgebouw zoals getoond in Figuur 47. In [kantoor 2000] zijn voor Brussel enkel gebouwen genomen die geen andere functie hebben dan kantoren (netto vloeroppervlakte gebouw is gelijk aan de netto vloeroppervlakte kantoor). Het onderscheid tussen de “geconditioneerde vloeroppervlakte 1 van het gebouw” en de “netto vloeroppervlakte van het gebouw” is nagenoeg volledig toe te schrijven aan het feit dat bij 8 van de 9 onderzochte gebouwen parkeergarages voorkomen. Deze 8 gebouwen hebben allen ook een bruto vloeroppervlakte van meer dan 1 500 m².


0%

10%

20%

30%

40%

50%

bruto-vloeroppervlakte kantoorfunctie geconditioneerd vloeroppervlakte 1 gebouw verblijfsgebied gebouw

60%

70%

80%

90%

100%

netto vloeroppervlakte gebouw netto vloeroppervlakte kantoren

Figuur 47: Gebouw-gewogen gemiddelde procentuele verhouding van de vloeroppervlakten volgens diverse definities met aanduiding van de minimum- en maximum-waarden voor 9 gebouwen in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest [Kantoor2000]. Figuur 48 toont het gemiddeld procentueel voorkomen van iedere functie (of functiegroep) over de totaliteit van de steekproef uit [Kantoor2000] voor de Brusselse gebouwen. Ieder kantoorgebouw weegt hierbij even sterk op de verdeling, onafhankelijk van de grootte van het gebouw zelf. De kantoren nemen gemiddeld 36% procent van de totale netto vloeroppervlakte van een gebouw in. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% kantoren techn ruimten

vergaderruimten berging & archieven

keukens&restaurants garages

circulatie andere

Figuur 48: Verdeling van de ruimtetypes met aanduiding van de minima en maxima, uitgezet ten opzichte van de netto vloeroppervlakte van het gebouw, Brusselse gebouwen [Kantoor 2000].


Wat betreft kantoortype (cellulaire kantoren of landschapskantoren) blijkt er volgens [Kantoor2000] geen significant verschil te bestaan tussen grote en kleine kantoren. In die studie werd een kantoor als cellulair beschouwd als het ofwel slechts 1 werkplek heeft, ofwel kleiner is dan 40m². Volgens deze, eerder ruime definitie voor cellulaire kantoren stelt men vast dat in bijna alle (6 van de 9) onderzochte kantoren minstens 20% cellulaire kantorenruimte aanwezig is. Figuur 49 toont de gemiddelde verdeling van de ruimtefuncties en een opsplitsing van de kantoorfuncties over cellulaire en landschapskantoren. Een gedetailleerde verdeling van de ruimtefuncties wordt getoond in Figuur 50. lokaalfunctie verdeling

11% 14%

23%

10%

36%

3%

13%

18% 3%

vergaderruimten techn ruimten andere

5%

keukens&restaurants berging & archieven cellulaire kantoren

circulatie garages landschapskantoren

Figuur 49: Verdeling van de gemiddelde ruimtefuncties, Brusselse gebouwen [Kantoor 2000]. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% kantoren techn ruimten

vergaderruimten berging & archieven

keukens&restaurants garages

circulatie andere

Figuur 50: Verdeling van de ruimtefuncties per kantoorgebouw, Brusselse gebouwen [Kantoor 2000]. In vele kantoorgebouwen worden verlaagde plafonds of verhoogde vloeren geplaatst voor de nutsvoorzieningen. Op een steekproef van 9 Brusselse gebouwen stelt de studie [Kantoor2000] vast dat slechts 1 gebouw nergens verlaagde plafonds heeft. Slechts 2 gebouwen hebben lokalen met Technisch-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende investeringen 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) – 13/08/2005 P 88 / 131

verhoogde vloeren. Alle gebouwen met oppervlakte > 1 500 m² hebben verlaagde plafonds. De nuttige hoogte in de lokalen varieert van 2.53 tot 3.31 meter.

2.3

Isolatiegraad De gemiddelde U-waardes van de gebouwschildelen is voorgesteld in Figuur 51. De grote variatie op de gemiddeldes is opvallend. Daarnaast moet ook rekening gehouden worden met de kleine omvang van de steekproef voor de Brusselse gebouwen (9 gebouwen). De gemiddelde U-waarde zijn beter dan voor de totale kantoor2000 steekproef. Dat is te verklaren door het grote aantal recente projecten in Brussel, zowel nieuwbouw als verbouwing. Van de 9 gebouwen zijn er 4 die in 1995 of later ge- of verbouwd zijn. 7 6

U waarde

5 4 3 2 1 0 muren daken en bovenste plafonds transparante wanddelen

vloeren niet-transparante deuren en poorten

Figuur 51: Gemiddelde U-waarden (gebouwen oppervlaktegewogen), met aanduiding van de minima en maxima, Brusselse gebouwen [Kantoor 2000]. Daken en bovenste plafonds zijn duidelijk gemiddeld beter geïsoleerd dan muren en vloeren. Voor de transparante wanddelen is het volledige venster beschouwd, met inbegrip van de kader. De specifieke U-waarde van de beglazing is weergegeven in Figuur 52. 16% van de gebouwen heeft nog enkel glas, en 21% van de gebouwen heeft een beglazing met een U-waarde lager dan 1.5 W/m²K.


oppervlakte gewogen gemiddelde

1% 10%

gebouwgewogen gemiddelde

13%

16%

21%

15%

21%

32%

29% U <=1,5 W/m²K 2,5W/m²K
21% 16%

1,5W/m²K
5%

2 W/m²K
Figuur 52: U-waarden van de beglazing: oppervlakte- en gebouwgewogen waarden, Brusselse gebouwen [Kantoor 2000].

90

1,6

80

1,4

70

1,2

60

1

50

0,8

40

0,6

30

0,4

20

0,2

10

U

1,8

0

0 U waarde (excl koudebruggen)

K peil

Figuur 53: De gemiddelde warmtedoorgangscoëfficiënt U en het K-peil per kantoorgebouw, Brusselse gebouwen [Kantoor 2000].

2.4

HVAC Het type HVAC installatie in de totale steekproef van Kantoor 2000 wordt weergegeven in Figuur 54. Het is opvallend dat slechts 43% van de gebouwen een ventilatievoorzieningen hebben (natuurlijk of


K-peil

Figuur 53 toont de gemiddelde warmtedoorgangscoëfficiënt U en het K-peil voor elk van de 9 kantoorgebouwen uit de Brusselse steekproef. Door de gemiddelde grote omvang van de gebouwen, de bijhorende goede compactheid en recente constructie-of renovatiedatum hebben de gebouwen redelijk goede K-peilen. Slechts 2 gebouwen hebben een K-peil groter dan 65, de huidige norm voor nieuwe kantoorgebouwen in Brussel.

mechanisch). 13% van de gebouwen heeft een koelinstallatie. Uit de steekproef van 87 gebouwen blijkt dat slechts 17% een luchtbevochtiging heeft in de winter. In de helft van de gevallen ging het om elektrische stoombevochtiging, de andere helft bestaat uit waterverneveling of –gordijnen.

Figuur 54: De HVAC installaties in de onderzochte kantoorgebouwen van Kantoor 2000, ingedeeld volgens functie Figuur 55 toont de oppervlakte-gewogen verdeling van de verwarmingssystemen in de volledige steekproef van Kantoor 2000. 85% van de kantooroppervlakte wordt verwarmd met aardgas. Hiervan is slechts een uiterst klein aandeel voorzien van condenserende ketels. Merk op dat een ‘hoog rendement’ HR-ketel in België in feite een standaard gasketel is en derhalve slechts een beperkt rendement heeft, in tegenstelling tot wat de benaming laat vermoeden. In Nederland wordt de term HR-ketel dan ook enkel toegekend aan condenserende ketels.

Figuur 55: Oppervlakte-gewogen verdeling van de verwarmingssystemen in Kantoor 2000 Figuur 56 toont het specifiek geïnstalleerd vermogen (in W/m²) van de verwamingsketels in de totale steekproef van kantoor 2000. De zeer grote specifieke vermogens zijn enerzijds het gevolg van een slechte isolatiestandaard van de gebouwen, anderzijds een teken tot algemene overdimensionering van de ketels.


Figuur 56: Specifiek geïnstalleerd vermogen (in Watt/m² netto geconditioneerde vloeroppervlakte) van de verwarmingsketels- en toestellen in de kantoorgebouwen van Kantoor 2000. De groene balk is de richtwaarde voor “energie-efficiënt ontworpen gebouwen” zoals toegepast door NOVEM in Nederland. Voor 46 gebouwen waarvoor voldoende gegevens beschikbaar waren heeft men in [Kantoor2000] het type koeling bestudeerd. De cijfers zijn terug te vinden in Tabel 32. Het is opvallend dat 24 van deze gebouwen (52%) voorzien is van een koelinstallatie, waar dit in Figuur 54 slechts 13% was. 22% van de gebouwen is voorzien van luchtkoeling. Koelplafonds en koelbalken werden slechts in 6% van de gebouwen teruggevonden, meestal nog in combinatie met luchtkoeling.

Tabel 32: Indeling van de koelinstallaties in de onderzochte kantoorgebouwen, uitgesplitst volgens het dominante (> 75 % van het geïnstalleerd vermogen) type koudeafgifte

2.5

Verlichting en zonwering Uit [Kantoor2000] kon de specifieke glasoppervlakte tov. de vloeroppervlakte voor de Brusselse gebouwen bepaald worden. Deze verschilt licht voor cellulaire (27%) tov landschapskantoren (23%). De mate en wijze van zonwering speelt een grote rol op interne zonnewinsten en energieverbruik voor verlichting. Figuur 57 toont het aandeel van zonweringssystemen per oriëntatie. Hieruit blijkt dat gemiddeld slechts 18 % van het glasoppervlak voorzien is van een buitenzonwering. De binnenzonwering wordt duidelijk veel meer toegepast en werd in 53 % van de gevallen als belangrijkste zonwerend element aangetroffen. Tussenzonweringen zijn voorlopig nog een marginaal verschijnsel en vertegenwoordigen slechts 1 % van de totale steekproef. Van het overgebleven glasoppervlak is nog de helft voorzien van een vast zonwerend element. In verband met de oriëntatie


en de verschillende zonweringstechnieken kan men in het algemeen weinig conclusies trekken. De steekproef was te klein en te sterk afhankelijk van individuele gebouwen om een dergelijke gedetailleerde opsplitsing te maken. Toch kan men in Figuur 5-23 vaststellen dat voor vrijwel alle oriëntaties een even groot percentage van het glasoppervlak uitgerust is met een mobiele zonwering (ong. 75 %). Enkel de noord en noordwest-oriëntatie hebben beduidend minder zonwering (ong. 60 %), hetgeen logisch is aangezien deze oriëntaties tijdens kantooruren vrijwel nooit rechtstreekse zon krijgen.

Figuur 57: Aandeel van verschillende types van zonweringsystemen per oriëntatie [Kantoor2000]. Figuur 58 toont de verdeling van het verlichtingsvermogen per lamptype, specifiek voor 8 Brusselse gebouwen. De figuur toont een opvallend groot aandeel fluorescentielampen met hoogfrequente ballast (55%). Dit aandeel wijkt sterk af van de resultaten voor de totale steekproef van Kantoor 2000, waarvoor de resultaten weergegeven zijn in Figuur 59. Dit is waarschijnlijk te verklaren door het grote aandeel recent gebouwde of gerenoveerde gebouwen in de Brusselse steekproef. Wegens de kleine omvang van de steekproef voor de Brusselse gebouwen lijkt het het meest aangewezen om voort te gaan op de resultaten van de volledige steekproef. Wat betreft de geïnstalleerde verlichtingsvermogens per m² vloeroppervlakte komen we tot dezelfde conclusie (zie Figuur 60 en Figuur 61). De Brusselse gebouwen hebben over 't algemeen kleinere verlichtingsvermogens dan het gemiddelde gebouw uit de steekproef van kantoor 2000. Ook hier lijkt het dus aangewezen om de vermogens uit de totale steekproef te hanteren voor de referentiegebouwen.


1,24% 13,73% 1,76% 12,72%

12,58%

2,81% 55,16% GL

FL-EM

FL-HF

SP-EM

SP-HF

HA

andere

Figuur 58: Verdeling van het verlichtingsvermogen per lamptype voor 8 onderzochte gebouwen, Brusselse gebouwen [Kantoor 2000]. GL=gloeilamp; FL-EM=fluorescentielamp, elektromagnetische ballast, ; FL-HF=fluorescentielamp, hoogfrequente ballast, ; SP-EM=spaarlamp, elektromagnetische ballast, ; SP-HF= spaarlamp, hoogfrequente ballast; HA=halogeenlamp, 1.82% 1.48% 13.19% 45.71% 4.98%

3.44%

29.38% GL

FL-EM

FL-HF

SP-EM

SP-HF

HA

andere

Figuur 59: Verdeling van het verlichtingsvermogen per lamptype voor alle gebouwen uit [Kantoor 2000]. GL=gloeilamp; FL-EM=fluorescentielamp, elektromagnetische ballast, ; FLHF=fluorescentielamp, hoogfrequente ballast, ; SP-EM=spaarlamp, elektromagnetische ballast, ; SPHF= spaarlamp, hoogfrequente ballast; HA=halogeenlamp,


Geïnstalleerd vermogen verlichting per netto vloeroppervlakte gebouw (W/m²)

18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

Figuur 60: Totaal geïnstalleerd vermogen per m² netto-vloeroppervlakte, Brusselse gebouwen [Kantoor 2000].

Figuur 61: Totaal geïnstalleerd vermogen per m² netto-vloeroppervlakte, alle gebouwen [Kantoor 2000]. De wijze van schakelen voor de verlichting wordt getoond in Figuur 62. Meer dan 70% van het verlichtingsvermogen wordt manueel aan/uit geschakeld.


Figuur 62: schakeltechnieken verlichting in de volledige steekproef van Kantoor 2000.

2.6

Kantoorapparatuur Tabel 33 toont de geïnventariseerde kantoorapparatuur en hun aandeel in het verbruik voor de totale steekproef van Kantoor 2000.

Tabel 33: Karakteristieken van de toestellen met het grootste totaalverbruik (verbruik per toestel x aantal toestellen)

Figuur 63 toont het gemiddelde specifieke vermogen voor apparatuur tijdens dagregime in functie van de oppervlakte van de ruimte: voor ruimtes tot 20 m² vindt men meestal waarden van meer dan 20 W/m²


voor ruimtes tussen 20 en 100 m² vindt men gemiddeld waarden van ongeveer 10 W/m² voor grotere ruimtes vindt men gemiddeld waarden die beduidend kleiner zijn dan 10 W/m² De piek die gevonden wordt bij lokalen met een vloeroppervlakte van ongeveer 150 m² is het gevolg van 1 ruimte met een erg hoog verbruik. Het betreft hier een ruimte waar een groot aantal servers is opgesteld.

Figuur 63: Gemiddelde specifieke vermogens voor apparatuur tijdens de dag in functie van de oppervlakte van de ruimte - gemiddelden per 25 ruimten

2.7 2.7.1

Energieverbruik Brandstof Tabel 34 toont enkel verschillend gedefinieerde kentallen voor brandstofverbruik in kantoorgebouwen uit de steekproef van Kantoor 2000, waarbij een onderscheid werd gemaakt tussen alle gebouwen enerzijds en de Brusselse gebouwen anderzijds. Er zijn hoofdzakelijk 2 argumenten om het lagere gemiddelde verbruik van de Brusselse gebouwen te verklaren: de kleine Brusselse steekproef bestaat uit enkele zeer grote gebouwen die door hun betere compactheid een kleiner specifiek brandstofverbruik hebben; de Brusselse steekproef bestaat uit veelal recent gebouwde of gerenoveerde gebouwen. Deze gebouwen hebben lagere U-waardes dan het gemiddelde van de steekproef (Figuur 51).

Tabel 34: Verbruikerskengetal voor brandstof volgens verschillende definities, Brusselse gebouwen en alle gebouwen [Kantoor2000]. Definitie

Brussel

Alle gebouwen

Eenheid

Per m² bruto vloeroppervlakte

83

112

kWh/m²

Per m² netto geconditioneerde vloeroppervlakte

109

129

kWh/m²

Per m² netto vloeroppervlakte volgens SIA-procedure

120

147

kWh/m²

Per persoon

4612

5870

KWh/p


Deze cijfers kunnen vergeleken worden met het kentallen voor energieverbruik in kantoren volgens [ICE 04]. Deze studie maakt een onderscheid tussen particuliere en openbare kantoren: particuliere kantoren, hoogspanningsaansluiting: 94.4 kWh/m² en 4083 kWh per arbeidsplaats openbare kantoren, hoogspanningsaansluiting: 130.5 kWh/m² en 5972 kWh per arbeidsplaats De definitie van oppervlakte die in [ICE 04] gebruikt wordt is redelijk vaag. In principe gaat het om de verwarmde vloeroppervlakte. Echter, elke gebouwverantwoordelijke geeft zelf die oppervlakte op, en het is niet geweten of dit bepaald is met of zonder buitenmuren, circulatieruimtes, archieven, technische ruimtes, enz. Deze vage definitie lijkt het best aan te sluiten bij de netto geconditioneerde vloeroppervlakte 1 uit Kantoor 2000. In dat resulteren deze beide studies in min of meer hetzelfde kental voor brandstofverbruik. 2.7.2

Elektriciteit Figuur 64 toont het aandeel van verschillende toepassingen in het totaal geïnstalleerde elektrisch vermogen in de volledige steekproef van Kantoor2000. Uiteraard variëren deze cijfers zeer sterk van gebouw tot gebouw, vooral in functie van de aanwezigheid van koeling, bevochtiging en elektrische verwarming.

Figuur 64: Geïnstalleerde elektrische vermogens in de kantoor 2000 steekproef Het verbruikskental voor elektriciteit wordt voorgesteld in Tabel 35 in functie van de oppervlakte van het gebouw, en in Tabel 36 functie van de definitie van oppervlakte.

Tabel 35: Verbruikerskengetal voor elektriciteit voor verschillende gebouwgroottes, alle gebouwen [Kantoor2000]. Netto geconditioneerde vloeroppervlakte

Elektriciteitsverbruik

< 1000 m²

86 kWh/m²

Tussen 1000 en 5000 m²

76 kWh/m²

Tussen 5000 en 10000 m²

81 kWh/m²

> 10000 m²

105 kWh/m²

Tabel 36: Verbruikerskengetal voor elektriciteit volgens verschillende gebouwgroottes, alle gebouwen [Kantoor2000]. Definitie

Alle gebouwen

Eenheid

Per m² bruto vloeroppervlakte

70

kWh/m²

Per m² netto geconditioneerde vloeroppervlakte

89

kWh/m²

Per m² netto vloeroppervlakte volgens SIA-procedure

105

kWh/m²

Per persoon

3890

KWh/p


Deze cijfers kunnen vergeleken worden met het kentallen voor energieverbruik in kantoren volgens [ICE 04]. Deze studie maakt een onderscheid tussen particuliere en openbare kantoren: particuliere kantoren, hoogspanningsaansluiting: 119.4 kWh/m² en 5944 kWh per arbeidsplaats openbare kantoren, hoogspanningsaansluiting: 72.2 kWh/m² en 3027 kWh per arbeidsplaats Het verschil tussen de particuliere en openbare kantoren is opvallend, en wordt volgens ICEDD mogelijk verklaard door het grotere aantal luchtbehandelingsinstallaties (koeling) in de particuliere sector). Deze cijfers moeten vergeleken worden met het kental voor de netto geconditioneerde vloeroppervlakte uit Kantoor 2000.

2.8

Definitie referentiegebouwen Op basis van de informatie die hierboven samenbracht zijn worden de referentiegebouwen gedefinieerd zoals aangegeven in Tabel 37. Tijdens het modeleren van de referentiegebouwen zullen nog verdere details aangevuld moeten worden. Deze worden dan telkens gekozen volgens de gemiddeldes uit de studies Kantoor2000 of andere studies voor zover beschikbaar. De uiteindelijke kentallen zoals besproken in hoofdstuk 2.7 zullen dan gebruikt worden om de resultaten van de gebouwen te valideren. Voor de bezetting worden de waarden opgegeven in functie van de netto oppervlakte kantoorfunctie in het gebouw. De kantoorfunctie wordt als volgt gedefinieerd als de som cellulaire burelen, landschapsburelen en circulatieruimtes.


Tabel 37: Definitie referentiegebouwen Parameter

Kantoor 1

Kantoor 2

Kantoor 3

Kantoor 4

Nieuwbouw/Renovatie

Nieuwbouw

Nieuwbouw

Renovatie

Renovatie

Oriëntatie lengte-as

NO-ZW

NW-ZO

NW-ZO

NO-ZW

Vloeroppervlakte (bruto)

+/- 2 000m²

+/- 15 000m²

+/- 3 500m²

+/- 20 000m²

Bebouwing

Gesloten

Open

Gesloten

Open

Aantal verdiepingen (totaal)

4

8

5

11

Aantal ondergrondse verdiepen

1

2

geen

3

Afmetingen grondplan

33x15=495m²

60x30=1800 m²

40x18=720m²

60x30=1800 m²

Beschermd volume

4 752 m³

35 100 m³

10 440 m³

44 640 m³

Verwarmde vloeropp.

1 485 m²

10 800 m²

3 600 m²

14 400 m²

Compactheid

2.9

4.9

3.6

5.5

Type kantoren

Cellulair

Landschap

Cellulair

Cellulair

Gebruiksoppervlakte

60%

50%

50%

45%

Bouwwijze

Massief

Skelet

Massief

Skelet

Thermische capaciteit

110

55

180

110

Aantal personen

108 pers.

900 pers.

120 pers.

810 pers.

Bezetting (kantooropp.)

11 m²/pers.

8 m³/pers.

15 m²/pers.

11 m²/pers.

% zichtbare oppervlakte

75%

85%

75%

75%

(kantoren + circulatie)

Dak

U=0.4 W/m².K (Plat)

U=0.5 W/m².K (Plat)

U=1.0 W/m².K (Hellend)

U=1.0 (Plat)

Vloer

U=0.55 W/m².K

U=0.55 W/m².K

U=1.62 W/m².K

U=0.75

Gevel – opaque delen

U= 0.8 W/m².K

U=1.2 W/m².K

U=1.53 W/m².K

U=2.8 W/m².K

(Spouwmuur)

(Gevelpanelen)

(Volle muur, niet geïsoleerd)

(Gevelpanelen)

U=1.8 W/m².K

U=1.1 W/m².K

U=5.7 W/m².K (enkel glas) U=3.0 W/m².K

g=0.6

g=0.3 (zonwerend)

g=0.76

g=0.72

U=3.4 W/m²/K

U=3.4 W/m²/K

U=1.8 W/m².K

U=5.9W/m².K

Glas

Schrijnwerk

Zonwering

(Thermisch onderbroken Al) (Thermisch onderbroken Al) (Houten ramen)

(Thermisch niet onderbroken Al)

Geen zonwering

Geen zonwering (buitenstuk)

Binnenzonwering

Binnenzonwering

alle oriëntaties

alle oriëntaties + zonw. begl.

K-peil

55

40

83

79

Ventilatie

Natuurlijk

Mechanische extractie

Geen

Mechanische ventilatie

68 * 30 m³/h.pers

zonder auto. nachtwerking

HR - Gasketel : +/- 70kW

HR - Gasketel : +/- 300kW Gasketel: +/- 160 kW

Gasketel: +/- 500 kW

(rendement=0.93)

(rendement=0.93)

(rendement=0.80)

(rendement=0.80)

radiatoren + klokthermostaat

Ventilo-convectoren

Radiatoren, geen regeling

Lucht-verwarming

Verwarming

Type afgifte Regeling

Ja

Ja

Nee

nee

Koeling

Geen

Ventilo-convectoren

Geen

Lucht

Verlichting

15% Halogeen

15% Halogeen

15% Halogeen

15% Halogeen

85% Fluorescentie-lamp met

85% Fluorescentie-lamp met

85% Fluorescentie-lamp

85% Fluorescentie-lamp

hoog-frequente ballast

hoog-frequente ballast

met elektromagnetische ballast

met elektromagnetische ballast

15 W/m² kantoren

15 W/m² kantoren

21 W/m² kantoren

21 W/m² kantoren

Gemiddeld Plight


3 3.1

Maatregelen kantoren Inleiding Deze tekst beschrijft de maatregelen die doorgerekend worden voor de 4 referentiekantoorgebouwen. Omdat bouwkundige maatregelen de langste levensduur hebben en ook sterk bepalend zijn voor de dimensionering van de installaties, is het belangrijk eerst deze te optimaliseren en hiervoor een prioriteitenlijst op te stellen. Daarom is het voorstel om in een eerste stap enkel bouwkundige maatregelen (isolatie en beglazing) te analyseren. Hierbij worden zowel elke maatregel apart als alle onderlinge combinaties van maatregelen gesimuleerd. Uit ervaring weten we immers dat het zeer waarschijnlijk is dat voor eenzelfde investeringskost een combinatie van maatregelen een hogere energiebesparing oplevert dan 1 enkele verder doorgedreven maatregel. Dit kan enkel beoordeeld worden door zowel de maatregelen op zich als in combinatie te simuleren. Uit deze eerste fase worden dan, in overleg met het BIM, een aantal bouwkundige varianten geselecteerd waarvoor de installatie-technische maatregelen worden bekeken (verwarming, sanitair warm water en ventilatie). Bedoeling is dat deze bouwkundige varianten een range omvatten van de referentietoestand tot een maximaal geïsoleerde versie van de woning. Voor elke bouwkundige variant wordt dan elke installatie-technische ingreep apart én in onderlinge combinatie gesimuleerd. Doordat ook de referentietoestand erbij zit, zullen de resultaten ook de impact van elke maatregel apart kunnen geven. Maar ook hier weten we uit ervaring dat hoogstwaarschijnlijk de meest rendabele oplossing een combinatie van maatregelen omvat, eerder dan 1 enkele maatregel. In de volgende hoofdstukken worden eerst de bouwkundige maatregelen gedefinieerd. Vervolgens worden de installatietechnische maatregelen voorgesteld.

3.2 3.2.1

Bouwkundige maatregelen Algemeen Hieronder worden alle mogelijke bouwkundige varianten opgegeven die van toepassing kunnen zijn voor de dienstensector. Zowel bij nieuwbouw als bij renovatie worden enkel de varianten beschouwd die beter zijn dan de waarde voor het respectievelijke referentiegebouw. Zo zal bijvoorbeeld voor referentiekantoor 1 (met k-waarde beglazing=1.8 W/m²K) geen simulatie gebeuren met beglazingen met een k-waarde hoger dan 1.8, terwijl voor referentiekantoor 3 (enkel glas) alle beglazingsvarianten berekend zullen worden.

3.2.2

Isolatie-ingrepen

Tabel 38: Isolatie-ingrepen Isolatie

min dikte

max dikte

stap

[cm]

[cm]

[cm]

materiaal

[W/mK]

Max. # varianten per ingreep

plat dak

0

20

5

XPS

0.031

5

hellend dak

0

20

5

MW

0.044

5

gevel

0

10

2.5

MW

0.044

5

vloer

0

10

2.5

PUR

0.021

5

lambda

Totaal max. aantal isolatie-ingrepen = 5*5*5*5 = 625 varianten Bij renovatie zal geval per geval bekeken worden in hoeverre gevelisolatie en vloerisolatie praktisch kan worden toegepast en tot welke dikte. Het effect van actieve gevels wordt ingeschat voor enkele weerhouden gevallen. Technisch-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende investeringen 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) – 13/08/2005 P 101 / 131

3.2.3

Ingrepen ramen

Tabel 39: Verschillende types beglazing voor de simulaties Beglazing

U-waarde

gem. g-waarde

[W/m²K]

(zontoetreding)

enkel

5.7

0.76

dubbel

3

0.72

lage e-glas, lucht

1.8

0.61

lage e-glas, argon

1.1

0.61

superbeglazing

0.8

0.5

zonwerend glas, argon

1.1

0.3

Tabel 40: Verschillende types schrijnwerk voor de simulaties Schrijnwerk

U-waarde [W/m²K]

hout

1.8

alu zonder thermische snede

5.9

alu met thermische snede

2.4

PVC met 2kamers

2.2

Superisolerend profiel

0.65

In tegenstelling tot de residentiële sector stellen we voor om voor de kantoren geen extra simulaties uitgevoerd worden met variërende glasoppervlaktes. De 4 referentiekantoorgebouwen hebben allen een verschillend percentage glasoppervlakte in de gevel (20-40-60-80), zodat de invloed hiervan onrechtstreeks op het verlichtingsverbruik, warmte- en koudevraag te merken zal zijn. 3.2.4

Zonwering

Tabel 41: Verschillende types zonwering Geen zonwering Binnenzonwering, handbediend op alle gevels Buitenzonwering, handbediend op gevels tussen Oost, Zuid en West Buitenzonwering, automatische bediening op gevels tussen Oost, Zuid en West 3.2.5

Ingrepen luchtdichtheid

Tabel 42: Verschillende graden van luchtdichtheid voor de simulaties Luchtdichtheid

n50 [1/h]

geen extra ingrepen

10.5/C+1.5

natuurlijke ventilatie

3

mechanische ventilatie

1

Voor luchtdichtheid worden 2 varianten bekeken. Dit wordt telkens uitgedrukt via een n50-waarde in h-1.


In referentietoestand wordt verondersteld dat geen extra inspanning is gedaan. De EPW berekent dan de n50-waarde op basis van de compactheid C. De tweede variant bekijkt het luchtdichtheidsniveau, nodig bij toepassing van natuurlijke ventilatie, n50 = 3/h. Beide varianten worden gecombineerd met een natuurlijk ventilatiesysteem. Een lager luchtdichtheidsniveau beschouwen heeft in deze fase geen zin, want gecombineerd met een natuurlijk ventilatiesysteem, zou dit weliswaar lagere ventilatieverliezen geven, maar ook een onvoldoende binnenluchtkwaliteit. Als in het tweede deel van de studie ook de installaties worden beschouwd, zal bij een mechanisch ventilatiesysteem met warmterecuperatie een luchtdichtheidsniveau n50 = 1/h worden verondersteld. Dit is noodzakelijk voor de goede werking. De extra kosten om dit luchtdichtheidsniveau te bereiken, zullen bij de kosten van het ventilatiesysteem worden ingerekend. 3.2.6

Extra simulaties Extra simulaties zijn zoveel mogelijk beperkt omdat ze de analyse van de resultaten en het opstellen van besluiten sterk bemoeilijken. Toch zijn enkele bijkomende simulaties uitgevoerd omdat zo de invloed van bepaalde parameters duidelijk in kaart gebracht kan worden. Als extra simulaties komen in aanmerking: andere oriëntatie actieve gevels

3.3 3.3.1

Installatie-technische maatregelen HVAC en verlichting De installatie-technische maatregelen die voor de dienstensector in beschouwing genomen worden zijn voorgesteld in Tabel 43 tot Tabel 46. Een meer gedetailleerde beschrijving van de maatregelen en de genomen veronderstellingen voor het bepalen van de prijs, de inwendige energie en de energiebesparing is weergeven in bijlage I.

Tabel 43: Ventilatiemaatregelen voor de dienstensector natuurlijke ventilatie mechanische extractie mechanische pulsie en extractie, GEEN WTW mechanische ventilatie met WTW laag rendement mechanische ventilatie met WTW hoog rendement mechanische ventilatie met WTW HR + frequentiesturing ventilatoren


Tabel 44: Maatregelen verlichting voor de dienstensector 15% halogeen, 85% TL-elektromagn 15% halogeen, 85% TL-elektronisch 15% spaarlamp,85% TL-elektromagn 15% spaarlamp,85% TL-elektronisch (1) 1+aanwezigheidsdetectie TL 1+daglichtsturing TL 1+aanwezigheidsdetectie+daglichtsturing TL

Tabel 45: Maatregelen verwarming (zonder koeling) voor de dienstensector Warmteproductie

Emissie

Regeling

HR-gasketel

ventilo-convectoren

klokthermostaat

radiatoren vloerverwarming luchtverwarming Condenserende gasketel

radiatoren

klokthermostaat (T) T+thermostatische kranen (TK) T+TK + frequentiesturing pompen (FP) T+ TK + FP + stooklijnregeling

overgedimensioneerde radiatoren (lage temperatuurverwarming)


vloerverwarming


Warmtepomp (water/water)

vloerverwarming

klokthermostaat

LT-radiatoren

T+thermostatische kranen (TK)

vloerverwarming

klokthermostaat

LT-radiatoren


Warmtepomp (water/water) 30%en HR ketel 70% vermogen

vloerverwarming

klokthermostaat

LT-radiatoren


Gebouwgebonden WKK voor 30% vermogen + hoogrendementsketel voor 70% vermogen

radiatoren

T+thermostatische kranen

Warmtepomp (lucht/water)


Tabel 46: Maatregelen verwarming met koeling voor de dienstensector Productie verwarming Emissie verwarming

Emissie regeling

Koeling (KM=compressiekoelmachine)

HR-gasketel

klokthermostaat

KM + Luchtkoeling

Condenserende gasketel

luchtverwarming ventilo-convectoren

KM + VC

radiatoren

KM + koelbalk

vloerverwarming

KM + koelbalk

luchtverwarming

KM + Luchtkoeling

radiatoren

klokthermostaat (T)

KM + koelbalk

T+thermostatische kranen (TK) T+TK + frequentiesturing pompen (FP) T+ TK + FP + stooklijnregeling overgedimensioneerde radiatoren (lage temperatuurverwarming)

klokthermostaat (T)

KM + koelbalk

T+thermostatische kranen (TK) T+TK + frequentiesturing pompen (FP) T+ TK + FP + stooklijnregeling T+ TK + FP + stooklijnregeling KM + koelplafonds KM + Luchtkoeling Aquifer + koelplafonds

koelbalken

T+ TK + FP + stooklijnregeling KM + koelbalken

vloerverwarming

klokthermostaat (T)

KM + koelbalken

T+thermostatische kranen (TK) T+TK + frequentiesturing pompen (FP) T+ TK + FP + stooklijnregeling T+ TK + FP + stooklijnregeling KM + Koelplafonds KM + Luchtkoeling Ventilo-convectoren

T+ Frequentiesturing pompen

KM + VC

T+ FP + stooklijnregeling Reversibele warmtepomp (water/water) Reversibele warmtepomp (lucht/water) Gebouwgebonden WKK voor 30% vermogen + condenserende ketel voor 70% vermogen

vloerverwarming

klokthermostaat

Koelplafonds

LT-radiatoren


VC

T + frequentiesturing pompen

VC

vloerverwarming

klokthermostaat

Koelplafonds

LT-radiatoren


VC

T + frequentiesturing pompen

VC

radiatoren

T+thermostatische kranen

KM + koelbalken Absorptiekoeling + koelbalken


4 4.1

Bouwkundige simulaties Enkele observaties van de simulatieresultaten In een eerste simulatiefase zijn alle bouwkundige maatregelen gesimuleerd voor elk van de 4 referentiekantoren. De resultaten van deze simulatiereeks worden hieronder besproken. De observaties zijn vaak algemeen van aard en zijn dan ook veelal van toepassing op de resultaten van de simulaties van de installatie-technische maatregelen. Hieronder volgen enkele algemene observaties: Het enige front dat een minimum vertoont is dat met de TAK tov totale primaire energiebesparing (front 1). Figuur 66 toont een dergelijk front. Het is interessant om te noteren dat dit minimum gerealiseerd wordt voor een aanzienlijke meerinvestering. Te onthouden is ook dat het minimum verschuift naar hogere meerinvesteringen en een lager totaal energieverbruik indien met een hoog energieprijsscenario gerekend wordt. Ingebouwde energie speelt niet mee aan het begin van het front, maar begint belangrijker te worden naarmate de energiebesparing van een volgende pakket kleiner wordt. Indien een gebouw zonder koeling ontworpen wordt (zie ook paragraaf 4.2) hebben alle varianten op alle pareto-fronten een zonwerende beglazing. Zonwerende beglazing is dus de meest efficiënte manier om zonnewinsten buiten te houden. Indien het gebouw beter geïsoleerd wordt kan het daarenboven nodig zijn om bijkomende buitenzonnewering te plaatsen. De K-waardes waarbij een minimale TAK gevonden worden liggen tussen K30 en K40. In kantoor 2 is de impact van de buitenzonnewering type 5 enorm: enkel het plaatsen van buitenzonnewering is beter voor het totale primaire energieverbruik dan het isoleren tot hoge isolatiegraden zonder buitenzonnewering. Dit heeft natuurlijk te maken met het grote glasaandeel van de gevels. Automatische buitenzonwering is vaak te duur in vergelijking met vaste buitenzonwering voor de realiseerbare energiewinst

4.2

Zomercomfort in gebouwen zonder koeling (K1 & K3) Indien de analyse gebeurt voor gebouwen die geen koeling nodig hebben moet een maximum opgelegd worden aan de netto koelbehoefte per jaar om het zomercomfort te garanderen. De keuze van dit maximum is arbitrair, ze kan echter gebaseerd worden op de combinatie van maatregelen die tot een bepaalde waarde leiden. Het minste risico op oververhitting wordt verkregen door combinatie van een zonwerende beglazing met een vaste buitenzonnewering. Meer isolatie geeft over het algemeen aanleiding tot hogere netto koelbehoeftes. Er wordt verondersteld dat een aanvaardbaar zomercomfort verkregen kan worden door ofwel een zonwerende beglazing te plaatsen, ofwel een andere beglazing met vaste buitenzonnewering. De laagste netto koelbehoefte waarbij deze voorwaarden niet vervuld zijn ligt op 7.8 kWh/m³.j. De drempel van een aanvaardbaar zomercomfort wordt bijgevolg vastgelegd op 7.8 kWh/m³.j. Figuur 65 en Figuur 66 tonen de fronten van de TAK en de meerinvestering tov de totale primaire energiebesparing voor kantoor 1. Op deze figuur zijn alle punten groen gekleurd die een aanvaardbaar zomercomfort hebben. Hieruit blijkt dat dit slechts een klein deel van de totale resultaten zijn. De meerinvestering van deze varianten is ook duidelijk groter dan van de totale groep. De maximale energiebesparing van de comfortabele varianten is nog zeer groot, maar wel duidelijk kleiner dan van de totale groep. Dit betekent dat, als men een gebouw zonder koeling wil ontwerpen, dit op een energiezuinige wijze kan, maar dat een goed doordachte keuze van maatregelen moet gebeuren. Een ver doorgedreven isolatie is niet zonder meer mogelijk: goede zonwering worden belangrijk, en zelfs met zonwerend glas en buitenzonwering zijn de laagste K-waarden niet mogelijk.


250000


200000

150000

100000

50000

0

-50000 34000

36000

38000

40000

42000

44000

46000


Referentie

Pareto 2

Pareto 1

Pareto 4

Aanvaardbaar zomercomfort

Figuur 65: visualisatie van de combinaties met aanvaardbaar zomercomfort, dwz netto koelbehoefte kleiner dan 7.8 kWh/m³.j, de pareto-fronten houden nog geen rekening met zomercomfort 850 000 800 000


750 000 700 000 650 000 600 000 550 000 500 000 450 000 400 000 34000

36000

38000

40000

42000

44000

46000


Referentie

Pareto 1

Pareto 2

Pareto 3

Aanvaardbaar Zomercomfort

Figuur 66: visualisatie van de combinaties met aanvaardbaar zomercomfort, dwz netto koelbehoefte kleiner dan 7.8 kWh/m³.j, de pareto-fronten houden nog geen rekening met zomercomfort.


4.3

Selectie varianten In een eerste simulatiefase zijn alle bouwkundige maatregelen gesimuleerd voor elk van de 4 referentiekantoren. Uit praktische overwegingen kunnen niet al deze varianten meegenomen worden naar fase 2 voor de simulatie van de installaties, maar zijn per kantoor een 10-tal relevante varianten uitgekozen. De varianten zijn gekozen uit de reeks van optimale combinaties op basis van de paretofronten TAK tov primaire energiebesparing en meerinvestering tov primaire energiebesparing. Naast de referentietoestand zijn een 10-tal varianten gekozen op het front, variërend van een minimale tot een maximale primaire energiebesparing. Hierbij is er op gelet dat de combinatie van bouwkundige maatregelen per variant zinvol is. Kantoor 1 Dit is het nieuwbouw kantoorgebouw zonder koeling. De13 gekozen varianten hebben K-waarden gaande van K56 (referentie) tot K30. ALLE varianten hebben de beste zonwerende beglazing, en vanaf K-waardes onder K33 is ook een vaste buitenzonnewering noodzakelijk. De maximale energiebesparing met deze bouwkundige varianten bedraagt ongeveer 20%. Kantoor 2 Dit is het nieuwbouw torenkantoor met koeling. De 12 gekozen varianten hebben K-waarden gaande van K40 (referentie) tot K29. ALLE varianten vanaf K-waardes onder K38 hebben de beste zonwerende beglazing. De maximale energiebesparing met deze bouwkundige varianten bedraagt ongeveer 20%. Kantoor 3 Dit is het te renoveren massieve kantoor zonder koeling. De 8 gekozen varianten hebben K-waarden gaande van K83 (referentie) tot K39. ALLE varianten waarbij de ramen vervangen worden hebben de beste zonwerende beglazing. De maximale energiebesparing met deze bouwkundige varianten bedraagt ongeveer 42%. Kantoor 4 Dit is het te renoveren torenkantoor met koeling. De 14 gekozen varianten hebben K-waarden gaande van K80 (referentie) tot K25. ALLE varianten vanaf K-waardes onder K35 hebben de beste zonwerende beglazing. De maximale energiebesparing met deze bouwkundige varianten bedraagt ongeveer 23%.


5 5.1

Installatie-technische simulaties Veronderstellingen Een gedetailleerde beschrijving van de installatie-technische maatregelen en de nodige veronderstellingen is weergeven in onderstaande overzichten. Het type-nummer is de referentie voor deze maatregel die ook in de pareto-fronten gebruikt wordt. Voor elke variant zijn de warmtevraag en koudevraag gekend, de nodige verwarmings- en koelvermogens echter niet. Deze kunnen uit de energievragen bepaald worden via een ingeschat aantal vollasturen. Ter vereenvoudiging is steeds dezelfde verhouding (zelfde aantal vollasturen) genomen. verwarming: 1000 vollasturen per jaar, dus Pheat[kW]=Qheat[kWh]/1000 koeling: 1800 vollasturen per jaar, dus Pcool[kW]=Qcool[kWh]/1800 Dit lijken zeer veel vollasturen. Deze waarde is zo gekozen dat de koelvermogens per m² vloeroppervlakte voor zowel kantoor 2 als kantoor 4 voor alle mogelijke varianten tussen 52 W/m² en 114 W/m² liggen. De door de EPU berekende koudevraag lijkt dus redelijk groot te zijn in vergelijking met ervaringswaarden. Een gedetailleerde beschrijving van de maatregelen en de genomen veronderstellingen voor het bepalen van de prijs, de inwendige energie en de energiebesparing is weergeven in bijlage I.


6 6.1

Economische evaluatie Inleiding De economische evaluatie van de simulatieresultaten wordt niet in detail besproken voor elk van de 4 referentiegebouwen. Voor kantoor 2 gebeurt een gedetailleerde bespreking, gevolgd door een samenvatting van de bevindingen voor elk van de andere gebouwen. Behalve indien anders vermeld zijn de figuren en tabellen steeds geldig voor volgende situatie: Openbare sector, dus actualisatievoet = 4% en BTW = 21% voor nieuwbouw, 6% voor renovatie en 21% voor de energieprijzen Energieprijsscenario 'Midden' In de tabellen is in de eerste blauwe lijn telkens het referentiegebouw ter vergelijking meegegeven.

6.2 6.2.1

Economische evaluatie voor Kantoor 2 Totale actuele kost (TAK) ten opzichte van totale primaire energiebesparing (pareto-front 1) Figuur 67 en Tabel 47 tonen het pareto-front van de TAK tov de totale primaire energiebesparing. Deze primaire energiebesparing is gesommeerd over 40 jaar, en houdt rekening met de ingebouwde energie van de maatregelen en van eventuele herinvesteringen in de loop van die 40 jaar. Het is opmerkelijk dat bijna alle maatregelen op het front een lagere TAK hebben dan de referentie. Daarnaast is het ook opmerkelijk dat het minimum van de TAK een zeer vlak verloop kent, dat wil zeggen dat verscheidene combinaties van maatregelen tot dezelfde minimale totale actuele kost kunnen leiden. Pas vanaf energiebesparingen van meer dan 50% begint de TAK op te lopen tot boven de referentiewaarde. 14 400 000


12 400 000 10 400 000 8 400 000 6 400 000 4 400 000 2 400 000 400 000 150 000

200 000

250 000

300 000

350 000

400 000

450 00


Referentie

Pareto 1

Pareto 2

Figuur 67: Pareto-front van de TAK ten opzichte van totale primaire energiebesparing


Wegens het principe van het pareto-front komen enkel die varianten in de tabel en op de figuur voor vanaf de minimale TAK. Een bespreking van de maatregelen op het front is dus vollediger op basis van het front 2, namelijk de meerinvestering tov de totale primaire energiebesparing. 6.2.2

Meerinvestering ten opzichte van de totale primaire energiebesparing (pareto-front 2) Het pareto-front van de meerinvestering ten opzichte van de totale primaire energiebesparing wordt getoond in Figuur 68 en Tabel 48. De belangrijkste observatie is dat een groot deel van het front een negatieve meerkost heeft, dit wil zeggen dat investering om energie te besparen zelfs kleiner is dan de investering voor het referentiegebouw. Het is belangrijk om dit goed te verklaren: bij de berekening van de investeringskosten is steeds vanuit een rationele aanpak gerekend, rekening houdende met de werkelijke noden. Dat houdt in dat de investeringskosten steeds bepaald zijn op basis van de werkelijke nodige verwarmings- en koelvermogens. Aangezien deze vermogens verkleinen ten gevolge van isolatie, zonwerend glas, buitenzonnewering, energiezuinige verlichting (koeling) en efficiënte ventilatie verkleint telkens eveneens de kost voor koelmachines, ketels, afgifte-apparatuur, ... Voor kantoor 2 leidt de combinatie van deze effecten voor een heel aantal varianten op het front tot een kleinere initiële investering (tot een energiebesparing van ongeveer 40%). Hierbij dient uiteraard wel opgemerkt te worden dat er nog een heel aantal varianten zijn die evenveel energie besparen maar wel duidelijke meerinvesteringen vergen. Het komt er dus op aan de juiste combinatie van maatregelen te kiezen. 7 000 000 6 000 000


5 000 000 4 000 000 3 000 000 2 000 000 1 000 000 0 -1 000 000 150 000

200 000

250 000

300 000

350 000

400 000

450 00


Referentie

Pareto 2

Pareto 1

Figuur 68: Pareto-front van de meerinvestering ten opzichte van de totale primaire energiebesparing Indien we de verschillende varianten op het pareto-front bestuderen dan komen we tot volgende conclusies: de eerste belangrijke maatregel is het verbeteren van de verlichtingsinstallatie. Een betere installatie en bijhorende regeling leidt rechtstreeks tot minder elektriciteitsverbruik maar ook onrechtstreeks omdat er minder koeling nodig is. De koelinstallatie kan ook kleiner waardoor de totale meerinvestering zelfs negatief wordt. de volgende stap is een betere verwarmingsinstallatie. Een eerste optie is de keuze voor een condenserende ketel met ventilo-convectoren voor koeling en verwarming. Een grotere energiebesparing is mogelijk door een lucht/water warmtepomp, of beter nog een water/water warmtepomp. Dit is eigenlijk een koude-warmte opslag (KWO).


tegelijkertijd moet de isolatiegraad van het gebouw stelselmatig verbeterd worden. De referentiesituatie bevat reeds zonwerend glas en hiervoor zijn geen goede alternatieven, maar de niet beglaasde geveldelen, dak en vloer kunnen nog beter geïsoleerd worden. vervolgens kan het E-peil verder verlaagd worden door rechtstreeks te koelen met een aquifer met koelplafonds. De verwarming kan dan weer gebeuren met overgedimensioneerde radiatoren met optimale regeling of een ander lage temperatuursysteem vanaf E-peilen lager dan E65 is een buitenzonnewering (vast) onmisbaar, ondanks de aanwezigheid van zonwerende beglazing. indien gekozen wordt voor mechanische ventilatie is het uitgesloten om geen warmterecuperatie te plaatsen. De beste keuze is die van een hoog rendements recuperator. Ook de keuze voor frequentiegestuurde ventilatoren blijkt belangrijk. Indien een mechanische ventilatie niet nodig is kan met natuurlijke ventilatie of extractie reeds een laag E-peil bereikt worden (K29-E57). de laagste energieverbruiken (+/- E50) worden gerealiseerd voor goed geïsoleerde gebouwen (K29-K30) met warmterecuperatie, de hierboven vermelde technieken en een PV-systeem. De keuze voor een PV-systeem is al verantwoord bij grotere E-peilen, ongeveer vanaf E67. 6.2.3

Kost per bespaarde ton CO2 of bespaarde kWh (pareto-front 3 en 5) Figuur 69 toont de kost per bespaarde ton CO2 tov de totale emissie op 40 jaar. Een negatieve kost is het gevolg van een kleinere totale actuele kost van de variant ten opzicht van de referentie, zoals hierboven verklaard. Het is interessant om te noteren dat kleine emissiebesparingen zowel zeer prijsgunstig als –ongunstig gerealiseerd kunnen worden. Voor grotere besparingen ligt de kost van de mogelijke varianten dichter bij elkaar, de kost convergeert als het ware naar een bepaalde waarde. De bijhorende tabel is zeer gelijkaardig aan de tabellen voor de fronten 1 en 2 en is daarom niet getoond. Het pareto-front voor de kost per bespaarde kWh is zeer gelijkaardig aan Figuur 69 en is eveneens niet getoond.

Kost per bespaarde ton CO2 [€/ton]

10 000.00

8 000.00

6 000.00

4 000.00

2 000.00

0.00

-2 000.00 0

1 000

2 000

3 000

4 000

5 000

6 00

Totale emissie [ton] Resultaat

Referentie

Pareto 3

Pareto 5

Figuur 69: pareto-front voor de Kost per bespaarde ton CO2 tov de totale emissie op 40 jaar


6.2.4

Statische en dynamische terugverdientijden De statische terugverdientijden voor kantoor 2 zijn getoond in Figuur 70. Wegens de veelal lagere totale actuele kosten van de varianten op de fronten tov de referentiesituatie is de terugverdientijd vaak negatief. Daarna stijgt de TVT steil, de meest energiezuinige varianten hebben statische terugverdientijden van om en bij de 30j. Men moet noteren dat dit niet de hoogste terugverdientijden zijn: er zijn vele varianten met veel hogere terugverdientijden (meer dan 100 jaar) en lagere energiebesparingen. Een verkeerde keuze van 'energiebesparende' maatregelen kan dus catastrofale gevolgen hebben op de economische rendabiliteit van het project.

190.0 170.0 150.0

STVT [jaar]

130.0 110.0 90.0 70.0 50.0 30.0 10.0 -10.0 0

50 000

100 000

150 000

200 000

250 000

300 000

350 000

400 000

450 00


Referentie

Pareto 4

Pareto 1

Figuur 70: pareto-front van de statische terugverdientijden tov het primair energieverbruik over 40 jaar


Tabel 47 Pareto-front van de TAK ten opzichte van totale primaire energiebesparing 1.8

0.83

1.29

6

3

2

40

123

384987

0

0

Dak m².K/W

Gevels m².K/W

Vloer m².K/W

glas

schrijnwerk

Zonwering Ventilatie + Verwarmin Verlichting PV Luchtdichthei g d

2

1

2

0

K-peil

E-peil

Totaal primair energieverbruik 40 jaar [GJ]

Totale initiële investering [€]

Statische terugver -dientijd [jaar]

Dynamische terugverdientijd [jaar]

Internal Totale actuele kost rate of [€] return [%]

9 316 548

2.38

3.18

1.61

6

3

2

2

24

7

0

35

81

255 404

-136 724

-3.6

0

0%

7 678 378

4.76

3.18

3.23

6

3

2

2

24

7

0

30

80

251 280

-77 515

-2.0

0

0%

7 733 997

2.38

3.18

1.61

6

3

2

2

27

7

0

35

69

216 217

-17 296

-0.4

0

0%

7 741 296

4.76

3.18

3.23

6

3

2

2

27

7

0

30

67

213 349

47 332

1.2

1

541%

7 792 913

2.38

3.18

1.61

6

3

2

2

27

7

1

35

67

212 909

62 204

1.6

1

189%

7 812 478

7.14

4.09

3.23

6

3

2

2

27

7

0

29

67

212 706

83 236

2.1

2

99%

7 829 942

4.76

3.18

3.23

6

3

2

1

27

7

0

30

66

210 270

118 368

2.9

2

57%

7 879 055

7.14

4.09

3.23

6

3

2

1

27

7

0

29

66

209 667

154 272

3.8

3

40%

7 916 565

4.76

3.18

3.23

6

3

2

1

27

7

1

30

65

206 962

197 868

4.7

4

31%

7 950 238

7.14

4.09

3.23

6

3

2

1

27

7

1

29

65

206 359

233 772

5.5

5

26%

7 987 748

7.14

4.09

3.23

6

3

5

2

27

7

0

29

64

202 843

249 008

5.8

5

24%

8 091 441

7.14

4.09

3.23

6

3

5

1

27

7

0

29

63

200 601

320 044

7.3

7

18%

8 187 492

7.14

4.09

3.23

6

3

5

1

27

7

1

29

62

197 293

399 544

8.9

9

15%

8 258 674

4.76

3.18

2.42

6

3

5

2

15

7

0

31

61

196 888

972 137

17.3

19

6%

8 944 945

4.76

3.18

3.23

6

3

2

1

15

7

0

30

60

196 441

1 050 998 18.7

22

6%

8 986 539

7.14

4.09

3.23

6

3

5

2

15

7

0

29

60

194 541

1 030 730 18.2

34

5%

9 006 159

4.76

3.18

2.42

6

3

5

1

15

7

0

31

60

193 900

1 040 656 18.3

35

5%

9 039 962

7.14

4.09

3.23

6

3

5

2

15

7

1

29

58

191 233

1 110 230 19.2

36

5%

9 077 342

4.76

3.18

2.42

6

3

5

1

15

7

1

31

58

190 592

1 120 156 19.3

37

5%

9 111 144

7.14

4.09

3.23

6

3

5

1

15

7

1

29

57

188 260

1 178 749 20.2

38

5%

9 172 476

1.8

0.83

1.29

6

3

5

6

15

7

0

40

55

181 594

1 656 253 28.2

40

0%

10 035 225

2.38

2.27

1.29

6

3

5

6

15

7

0

36

53

176 714

1 752 173 29.5

40

0%

10 153 301

2.38

2.27

1.61

6

3

5

6

15

7

0

35

52

174 731

1 772 206 29.6

40

0%

10 170 211

4.76

3.18

2.42

6

3

5

6

15

7

0

31

50

170 786

1 897 438 31.4

40

0%

10 333 585

4.76

3.18

2.42

6

3

5

6

15

7

1

31

49

167 478

1 976 938 32.0

40

0%

10 404 768

7.14

4.09

3.23

6

3

5

6

15

7

1

29

48

165 989

2 056 260 33.1

40

0%

10 508 307


Tabel 48 Pareto-front van de meerinvestering ten opzichte van de totale primaire energiebesparing 1.8 Dak m².K/W

0.83 1.29 6 Gevel Vloer glas m².K/W m².K/W

3 schrijnwerk

1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 2.38 2.38 1.8 1.8 1.8 2.38 1.8 1.8 2.38 4.76 2.38 7.14 4.76 7.14 4.76 7.14 7.14 7.14 7.14 7.14 7.14 4.76 7.14 4.76 7.14 1.8 2.38 2.38 4.76 7.14 4.76 7.14

0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 3.18 3.18 0.83 0.83 0.83 3.18 0.83 0.83 3.18 3.18 3.18 4.09 3.18 4.09 3.18 4.09 4.09 4.09 4.09 4.09 4.09 3.18 4.09 3.18 4.09 0.83 2.27 2.27 3.18 4.09 3.18 4.09

3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

1.29 1.29 1.29 1.29 1.29 1.61 1.61 1.29 1.29 1.29 1.61 1.29 1.29 1.61 3.23 1.61 3.23 3.23 3.23 3.23 3.23 3.23 3.23 3.23 3.23 3.23 2.42 3.23 2.42 3.23 1.29 1.29 1.61 2.42 3.23 2.42 3.23

6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6

2 2 Zonwering Ventilatie + Luchtdicht heid 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 5 2 5 1 5 1 5 6 5 2 5 1 5 1 5 1 5 1 5 6 5 6 5 6 5 6 5 6 5 6 5 6

1 2 Verwarming Verlichting

0 PV

40.4 K-peil

123.3 E-peil

384 987 Totaal primair energieverbruik 40 jaar [GJ]

0 Totale initiële investering [€]

1 1 23 23 24 23 24 24 30 30 30 27 27 27 27 27 27 27 27 27 27 27 27 27 27 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1

40 40 40 40 40 35 35 40 40 40 35 40 40 35 30 35 29 30 29 30 29 29 29 29 29 29 31 29 31 29 40 36 35 31 29 31 29

98 93 92 88 87 85 84 84 79 76 74 73 71 69 67 67 67 66 66 65 65 64 63 62 61 60 60 59 58 57 55 53 52 50 50 49 48

306 291 289 273 272 265 263 263 247 239 231 230 222 216 213 212 212 210 209 206 206 202 200 197 195 194 193 191 190 188 181 176 174 170 169 167 165

-223 329 -220 059 -211 208 -207 938 -204 216 -174 839 -171 117 -169 260 -160 024 -127 088 -93 240 -82 511 -52 110 -17 296 47 332 62 204 83 236 118 368 154 272 197 868 233 772 249 008 320 044 399 544 920 043 1 030 730 1 040 656 1 099 249 1 120 156 1 178 749 1 656 253 1 752 173 1 772 206 1 897 438 1 976 760 1 976 938 2 056 260

4 5 4 5 5 5 5 7 5 7 7 5 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7


680 676 074 960 239 482 946 818 168 325 427 264 302 217 349 909 706 270 667 962 359 843 601 293 977 541 900 568 592 260 594 714 731 786 297 478 989

0 Statische terugverdientijd [jaar] -9.3 -7.6 -7.5 -6.3 -6.1 -5.1 -4.9 -4.7 -5.5 -4.1 -2.8 -2.4 -1.4 -0.4 1.2 1.6 2.1 2.9 3.8 4.7 5.5 5.8 7.3 8.9 20.1 18.2 18.3 19.2 19.3 20.2 28.2 29.5 29.6 31.4 32.5 32.0 33.1

Dynamische terugverdientijd [jaar] 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 2 2 3 4 5 5 7 9 36 34 35 36 37 38 40 40 40 40 40 40 40

9 316 548 Totale Internal actuele kost rate of return [%] [€] 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 541% 189% 99% 57% 40% 31% 26% 24% 18% 15% 5% 5% 5% 5% 5% 5% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%

8 053 752 7 887 769 7 901 094 7 734 249 7 727 212 7 712 981 7 707 382 7 700 401 7 865 369 7 844 237 7 792 848 7 796 184 7 769 237 7 741 296 7 792 913 7 812 478 7 829 942 7 879 055 7 916 565 7 950 238 7 987 748 8 091 441 8 187 492 8 258 674 9 118 810 9 006 159 9 039 962 9 101 293 9 111 144 9 172 476 10 035 225 10 153 301 10 170 211 10 333 585 10 437 124 10 404 768 10 508 307

6.2.5

Gevalstudies maatregelen Oriëntatie De invloed van de oriëntatie van het gebouw is bestudeerd als case-study voor kantoor 2. Dit is een langwerpig kantoor met veel beglazing en dus van de 4 kantoren het meest gevoelig aan de oriëntatie. Beschaduwingseffecten van nabij gelegen gebouwen zijn niet in rekening gebracht. Het lengte-as van het referentiegebouw is NW-ZO georiënteerd. Dit wil zeggen dat de grootste gevels naar het NO en het ZW gericht zijn. Daarnaast zijn nog 2 bijkomende simulaties uitgevoerd voor andere oriëntaties, telkens 45° gedraaid. Deze simulaties zijn uitgevoerd op het basiskantoor mét inbegrip van de technische installaties, de resultaten kunnen dus in de figuur met een pareto-front getoond worden. Figuur 71 toont de resultaten van deze bijkomende simulaties. Beide nieuwe oriëntaties leiden tot een lager energieverbruik en ,aangezien de investeringskosten niet veranderen, een lagere totale actuele kost. De beste oriëntatie is duidelijk een O-W oriëntatie van de lengte-as. Dat wil zeggen dat de grootste gevels pal noord en zuid gericht zijn. Het hoeft niet te verwonderen dat deze oriëntatie tot de beste resultaten leidt: de zonwering op de grote zuid-gevel is zeer efficiënt in de zomer en laat nog veel zon toe in de winter. De slechtste resultaten zijn voor de referentie-situatie, waar de grote ZW-georiënteerde gevel tot grotere koellasten leidt in de zomer, zelfs met zonwering. De verschillende energieverbruiken liggen echter niet ver uit elkaar. De beste oriëntatie bespaart slechts 1.1% ten opzichte van de slechtste oriëntatie. Deze simulaties zijn niet meer uitgevoerd voor andere varianten of andere gebouwen. Er wordt verwacht dat de resultaten in dezelfde lijn zullen liggen.

19 000 000


17 000 000 15 000 000 13 000 000 11 000 000 9 000 000 7 000 000 5 000 000 150 000

200 000

250 000

300 000

350 000

400 00


Referentie (NW-ZO)

Pareto 1

Pareto 2

Pareto 3

Referentie (O-W)

Referentie (N-Z)

Figuur 71: resultaten van de simulaties voor kantoor 2 met andere oriëntatie


Dubbele gevels Actieve gevels zijn opgebouwd uit 2 beglazingen met daartussen een spouw waardoor lucht stroomt. In de spouw wordt meestal een zonwering voorzien. De luchtstroom in de spouw kan tot stand komen door mechanische of natuurlijke ventilatie. Kantoorgebouwen uitgerust met actieve gevels zijn in Europa erg populair. Het overvloedig gebruik van glas en het hightech-imago zorgen ervoor dat dergelijke kantoorgebouwen een prestigieuze uitstraling krijgen. In de vakliteratuur worden allerlei voordelen toegekend aan het gebruik van een dubbele huid. Ze vormt een buffer tegen de lawaaierige en hinderlijke stedelijke buitenomgeving, er zijn geen onderhoudsintensieve buitenzonweringen nodig die de strakke lijnen van het architecturale concept beïnvloeden, bepaalde actieve geveltypologieën laten natuurlijke ventilatie in hoogbouw toe en actieve gevels worden veelal voorgesteld als energiezuinig. Het blijft echter noodzakelijk om de prestaties kritisch te beoordelen. Zeker wat betreft de energiezuinigheid moet de nodige terughoudendheid aan de dag gelegd worden. De meeste actieve geveltypologieën zijn zelden in staat om gelijktijdig de warmte- en de koelbehoefte te drukken. Enkel door bepaalde typologieën te combineren of door een aanpassing van de instellingen kan soms een algemene verbetering ten opzichte van goed isolerende traditionele gevels met buitenzonwering gerealiseerd worden [SAE 02]. Wegens de technische complexiteit van actieve gevelsystemen is deze technologie niet als maatregel opgenomen in de simulaties. Op basis van de literatuur kan echter wel een inschatting gebeuren van de prestatie van deze gevels in vergelijking met andere gevelstructuren wat betreft de koelen verwamingsbehoefte. Figuur 72 toont een standaard gevelopbouw met dubbel glas en buitenzonnewering en 3 verschillende types actieve gevels. Het glas van de standaard gevel heeft een U-waarde van 1.23 W/m².K en een gwaarde van 0.59, dit glas is ook gebruikt als basis voor de dubbele gevels. Voor elk van de actieve gevels worden de koude- en warmtevraag ten opzichte van de standaard gevel weergegeven. Deze resultaten volgen uit simulaties met TRNSYS die Dirk Saelens in het kader van zijn doctoraat aan de KU Leuven uitgevoerd heeft [SAE 02]. De figuur toont dat geen enkele gevel erin slaagt zowel de warmte- als de koudevraag te reduceren. De meeste gevels slagen erin de warmtevraag te verminderen, maar verhogen de koudevraag. Een globale energiebesparing is dus enkel mogelijk als de primaire energiebesparing op warmte het primaire meerverbruik voor koeling compenseert. De grootte van deze besparingen en meerverbruiken kunnen gevonden worden uit extrapolatie van deze resultaten naar het kantoorgebouw 2.


Figuur 72: Overzicht van enkele types dubbele gevels en hun gesimuleerde energieprestatie volgens [SAE 03]. Als referentiesituatie wordt gekozen voor de bouwkundige variant met superisolerende beglazing met argongevulde spouw (k=1.1 W/m².K, g=0.61), aluminium raamkaders met thermische snede, en een handbediende buitenzonwering. In functie van de isolatiegraad van het dak, de opake geveldelen en de vloer wordt voor deze situatie een K-waarde bekomen tussen K30 en K40. Tabel 49 toont de warmte- en koudevraag voor deze gebouwen. Deze energievragen kunnen omgezet worden naar primaire energie. Voor warmte wordt een omzettingsfactor van 1 genomen (fossiele brandstof), voor koude van 2.5 (elektriciteit). Vervolgens kan voor elk van deze gebouwen de nieuwe warmte- en koudevraag ten gevolge van een dubbele gevel berekend worden op basis van hun energieprestatie uit Figuur 72 (smal gebouw). Uit Tabel 49 blijkt dat geen enkel dubbel gevelsysteem tot een besparing van primaire energie leidt. Dit komt doordat alle systemen de koelbehoefte vergroten, en dit meerverbruik aan primaire energie niet gecompenseerd kan worden door de besparing aan verwarmingsenergie. Daarenboven is een dubbele gevel in zowat alle omstandigheden duurder dan een dubbele beglazing met manuele buitenzonnewering. Zoals reeds vermeld situeren de redenen voor de keuze voor deze gevels zich vaak in de domeinen van de akoestiek en de esthetiek, om energiebesparende redenen lijken deze systemen zonder extra ingrepen of maatregelen niet aan te bevelen.


Tabel 49: Primair energieverbruik van actieve gevels tov een standaard gevel voor verschillende isolatiegraden. Standaard gevel

K-peil

E-peil

Netto energiebehoefte verwarming

Netto energiebehoefte koeling

[GJ/j]

[GJ/j]

Primaire energievraag voor verwarming + koeling [GJ/j]

Natuurlijk geventileerde gevel (DSF)

Mechanisch geventileerd klimaatraam (AFW)

Mechanisch geventileerd toevoerraam (SUP)




40

133

1 456

4 058

11 601

14 733

16 644

33 802

40

133

1 431

4 086

11 646

14 792

16 729

34 015

39

133

1 405

4 115

11 692

14 853

16 816

34 233

38

133

1 379

4 144

11 738

14 914

16 904

34 453

37

133

1 361

4 165

11 772

14 959

16 968

34 613

36

133

1 335

4 194

11 820

15 023

17 059

34 838

36

133

1 324

4 207

11 841

15 050

17 097

34 933

35

133

1 299

4 237

11 891

15 116

17 190

35 163

34

132

1 223

4 283

11 930

15 172

17 301

35 493

33

132

1 208

4 303

11 964

15 218

17 365

35 648

33

132

1 199

4 314

11 985

15 244

17 402

35 738

33

132

1 191

4 324

12 001

15 267

17 432

35 812

32

132

1 176

4 345

12 037

15 314

17 497

35 971

31

132

1 155

4 372

12 085

15 377

17 584

36 182

31

131

1 140

4 393

12 123

15 426

17 651

36 344

31

131

1 131

4 405

12 144

15 454

17 690

36 438

30

131

1 120

4 420

12 170

15 488

17 737

36 552

30

131

1 111

4 432

12 192

15 517

17 776

36 647

Groendaken Groendaken hebben verscheidene voordelen ten opzichte van klassieke daken. Ze kunnen zowel op platte als (licht) hellende daken toegepast worden. De voordelen zijn niet enkel energetisch van aard: een groendak kan toegankelijk zijn als daktuin, zo wordt aan de natuur teruggegeven wat haar ontnomen was een groendak is een thermische buffer. Voornamelijk tijdens periodes met intensieve zoninstraling is er een positieve verfrissende invloed door het verminderen van de warmtedoorslag via het dak en dus het vermijden van oververhitting. Ook door verdamping van in de bodem vastgehouden water blijft het dak langer fris. door het afschermen van de UV-instraling wordt de levensduur van de dakbedekking verlengd een groendak houdt stofdeeltjes vast een groendak is een buffer voor regenwater en zorgt zo voor ontlasting van de riolering Een groendak is zeer moeilijk te simuleren en kon daarom niet in de algemene analyse betrokken worden. Dat neemt niet weg dat deze oplossing een positieve impact heeft op voornamelijk de koellast en buiten energetische ook tal van andere voordelen biedt. Technisch-economische analyse van de rendabiliteit van energiebesparende investeringen 3E en Afdeling Bouwfysica K.U. Leuven - Roel De Coninck (3E)/Griet Verbeeck (KUL-BWF) – 13/08/2005 P 119 / 131

6.3

Resultaten kantoren In bijlage J zijn de pareto-fronten voor kantoren 1, 3 en 4 weergegeven, hieronder worden de resultaten van deze kantoren besproken.

6.3.1

Kantoor 1 De minimale TAK wordt gerealiseerd bij een energiebesparing van +/- 30% tov de referentie De minimale TAK wordt gerealiseerd met een K37 en een E64, zonwerende beglazing, binnenzonnewering, natuurlijke ventilatie, een condenserende ketel met (overgedimensioneerde) radiatoren en optimale regeling en een energiezuinige verlichting met aanwezigheidsdetectie (en eventueel daglichtsturing). De meerinvestering voor deze optimale TAK bedraagt ongeveer €37 per m² verwarmde vloeroppervlakte. De maximale besparing bedraagt ongeveer 60%

6.3.2

Kantoor 2 De minimale TAK wordt gerealiseerd bij een energiebesparing van +/- 34% tov de referentie De minimale TAK wordt gerealiseerd met een K35 en een E81, zonwerende beglazing, binnenzonnewering, mechanische extractieventilatie, een condenserende ketel met stooklijnregeling, compressiekoelmachine en ventilo-convectoren voor verwarming en koeling en een energiezuinige verlichting met aanwezigheidsdetectie en daglichtsturing. De meerinvestering voor deze optimale TAK is negatief ten opzichte van de referentie (-13 € per m² verwarmde vloeroppervlakte). De maximale besparing bedraagt ongeveer 57%

6.3.3

Kantoor 3 De minimale TAK wordt gerealiseerd bij een energiebesparing van +/- 55% tov de referentie (renovatie) De minimale TAK wordt gerealiseerd met een K41 en een E72, zonwerende beglazing, mechanische extractieventilatie of natuurlijke ventilatie, een condenserende ketel met overgedimensioneerde radiatoren en optimale regeling en een energiezuinige verlichting met aanwezigheidsdetectie (en eventueel daglichtsturing). De investering voor deze optimale TAK is bedraagt ongeveer 104 € per m² verwarmde vloeroppervlakte. De maximale besparing bedraagt ongeveer 70%

6.3.4

Kantoor 4 De minimale TAK wordt gerealiseerd bij een energiebesparing van +/- 54% tov de referentie (renovatie) De minimale TAK wordt gerealiseerd met een K59 en een E92, zonwerende beglazing, mechanische extractieventilatie, een condenserende ketel met stooklijnregeling, compressiekoelmachine en ventilo-convectoren voor verwarming en koeling en een energiezuinige verlichting met aanwezigheidsdetectie en daglichtsturing. De investering voor deze optimale TAK is bedraagt ongeveer 200 € per m² verwarmde vloeroppervlakte. De maximale besparing bedraagt ongeveer 72%


7

Argumentenlijsten De argumentenlijsten komen rechtstreeks voort uit de pareto-analyse van de combinatie van bouwkundige en installatie-technische maatregelen. Hieronder worden de argumentenlijsten weergegeven, het zijn de resultaten van de economische analyse voor de 4 kantoorgebouwen maar ze kunnen veralgemeend worden naar het volledige kantorenpark in Brussel. Toch moet voor elk bouwproject telkens opnieuw geanalyseerd worden welke in dat geval de meest opportune maatregelen zijn. Elk gebouw heeft zijn specifieke kenmerken, het zou toeval zijn als de argumentenlijsten voor een specifiek kantoorgebouw alle mogelijke maatregelen bevatten, ze in de juiste volgorde weergeven en de exacte meerinvesteringen en besparingen tonen. Om dit rapport niet te overladen zijn de resultaten per kantoor zowel tabellarisch als grafisch weergegeven in bijlage K. De samenvattende grafische argumentenlijsten worden hieronder gegeven voor nieuwbouw en renovatie. Bij renovatie liggen beide argumentenlijsten zowel qua TAK als qua meerinvestering verder uit elkaar dan bij nieuwbouw. Dit wordt verklaard door de verschil tussen een gekoeld of een niet gekoeld gebouw: bij renovatie worden alle kosten meegerekend, en het spreekt voor zich dat de installatie van een koelsysteem tot beduidend hogere kosten per m² leidt. Dit vertaalt zich uiteindelijk ook in hogere procentuele totale actuele kosten.


Totale actuele kost - index 0% 30%

100%

80%

60%

40%

20%

40% 50%

Kantoor2 60%

Referentie 70%

Kantoor1

Figuur 73: Samenvattende grafische argumentenlijst voor nieuwbouw


80%

Kantoor2

90% Referentie (E103)

Goede verlichting (E95)

Condenserende ketel (E81)

Regeling verlichting (E75)

LT-radiatoren (E73)

Isolatiegraad K42 of WP (E69)

Referentie (E123)

Goede verlichting (E98)

Condenserende ketel (E93)

Stooklijnregelng (E87)


Isolatiegraad K30 (E80)

Isolatiegraad K37 + LT-rad (E61)

Man. buitenzonwering (E50) Ventilatie met HR WTW (E52)

PV (E41)

Water/water WP (E38)

120%

Water/water WP (E67)

140%

Aquifer + koelplafonds (E61) Vaste buitenzonwering (E64)

160%

Isolatiegraad K29 + PV (E49) Ventilatie met HR WTW (E51)

180%


200%

100%

Totaal primair energieverbruik - index

Kantoor1

Meerinvestering [€/m²]

2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 -100 110%

Totale actuele kost - index 100%

50%

0%

-100% 20% 30%

-50%

40%

Kantoor3 50% 60%

Referentie 70%

Kantoor4

Figuur 74: Samenvattende grafische argumentenlijst voor renovatie


80%

Kantoor3

90%

Totaal primair energieverbruik - index

Kantoor4

Referentie (E190)

Cond ketel + ventilatie (E165)

Lucht/lucht warmtepomp (E156)

Cond. Ketel + verlichting (E123)


Water/water warmtepomp (E98)


Referentie (E206)

Verwarming en ventilatie (E154)

Cond. Ketel (E147)

Verwarming en verlichting (E114)

Zonwerende beglazing(E88)

Verlichting met regeling (E70)

Aquifer + cond. ketel (E62)


150%

Ventilatie met HR WTW (E61)

200%

WP + LT_radiatoren (E57)

250%

Isolatiegraad K25 (E50) PV (E52) Ventilatie met HR WTW (E54)

300%

WP met vloerverwarming (E53) Isolatiegraad K39 (E55) PV (E52)

350%

100%

Meerinvestering [€/m²]

2 000 1 900 1 800 1 700 1 600 1 500 1 400 1 300 1 200 1 100 1 000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 110%

8 8.1

Tertiaire sector niet-kantoren Algemeen Deze studie heeft zich toegespitst op kantoren omdat uit Tabel 30 blijkt dat zij de grootste tertiaire verbruiker zijn. Daarnaast worden ook andere categorieën beschouwd maar op een aangepaste wijze. Vele gebouwen hebben immers een verschillende functie, maar wel een gelijkaardige opbouw. Daarenboven verschilt deze opbouw niet noodzakelijk veel van de opbouw van huizen, appartementen of kantoren. Een minder gedetailleerde analyse voor deze sectoren is mogelijk op basis van volgende gegevens: energie-audits uitgevoerd in opdracht van het BIM en door de projectpartners; simulaties van energiebesparende maatregelen in residentiële sector en kantoren; referentiewaarden uit literatuur betreffende energiebesparende maatregelen; beperkte statische berekeningen. Hiervoor zijn geen gedetailleerde referentiegebouwen nodig zoals voor kantoren. De beperkte analyse wordt uitgevoerd voor volgende gebouwtypes: nieuwbouw: winkel, school, ziekenhuis renovatie: winkel, school, rusthuis De opgegeven cijfers gelden voor de openbare sector en een laag energieprijzenscenario.

8.2 8.2.1

Nieuwbouw Winkel Referentiegebouw Brusselse winkels bestaan in alle vormen en maten. Beperken we ons tot nieuwbouw, dan kunnen we een herkenbaar winkelproject als volgt omschrijven: staalconstructie, 1 niveau, plat dak, goede compactheid, totale oppervlakte = 1000 m² beglazing langs één zijde, geen transparante delen in andere wanden noch in dak matige isolatiewaardes, K-peil: K65 extractieventilatie, plafondunits voor verwarming en koeling aangesloten op hoog rendements gasketel en compressiekoelmachine zeer grote verlichtingsvermogens, TL8 basisverlichting + halogeen spots. zeer beperkt elektriciteitsverbruik voor andere toepassingen bezetting 6 dagen per week, kantooruren Maatregelen De belangrijkste maatregelen zijn: verlichting: plaatsen van meest zuinige verlichtingsinstallatie. Regeling is normaal gezien niet belangrijk (in tegenstelling tot kantoren) want de verlichting blijft altijd aan. isolatie: het verhogen van de isolatiegraad tot K30-K35. Het gebouw wordt 6 op 7 dagen verwarmd dus een goede isolatiegraad is belangrijk. groendak: verminderd de warmtetransmissie van het platte dak gevoelig en is dus merkelijk frisser in de zomer. Houdt stofdeeltjes vast en is goede waterbuffer in verstedelijkte omgeving.


condenserende gasketel met overgedimensioneerde plafondunits sas in de inkomhal: zonder sas komt een grote hoeveelheid buitenlucht in de winkel bij elke binnen- of buitengaande klant. Dit leidt niet enkel tot een groter energieverbruik maar geeft ook aanleiding tot comfortproblemen voor het winkelpersoneel. Evaluatie Primair energieverbruik

K-peil

E-peil

Meerkost [€/m²]

DTVT [jaar]

TAK [%]

Mogelijk maatregelpakket

100%

K65

E120

REF

REF

100

Referentiegebouw

-20%

K65

E100

+/-0

-

90

TL5 verlichting met goede ballasten en armaturen, halogeen blijft sas in de inkomhal

-40%

K35

E75

5-20

1-6

85

idem als -20% maar halogeenspots vervangen door spaarlampspots met goede armaturen isolatiegraad K35 condenserende ketel + overgedimensioneerde plafondunits

-50%

K30

E60

90-110

+20

105

idem als -40% K30 warmterecuperatie ventilatie PV-systeem warmtepomp (water/water) ipv condenserende ketel met koelplafonds en vloerverwarming


8.2.2

School Referentiegebouw Het referentiegebouw voor de nieuwe school wordt als volgt gedefinieerd: massieve constructie, 2 niveaus met klassen + zolder onder hellend dak, matige compactheid centrale gang, klaslokalen aan weerszijden met sterk beglaasde buitengevels matige isolatiegraad: K55 extractieventilatie + radiatoren, ketel op aardgas TL8 verlichting, geen halogeen beperkt elektriciteitsverbruik Maatregelen De belangrijkste maatregelen zijn: verhogen van de isolatiegraad door betere glaskeuze en meer isolatie in vloer, gevels en dak condenserende gasketel met lage temperatuurradiatoren verlichting: plaatsen van betere verlichtingsinstallatie met goede regeling (aanwezigheid + daglichtsturing) variabel ventilatiedebiet: ventileren op basis van een hygiënesonde in elk klaslokaal afzonderlijk verhoogt het comfort in grote mate en minimaliseert onnodige ventilatieverliezen mechanische ventilatie met warmteterugwinning Evaluatie

Primair energieverbruik

K-peil

E-peil

Meerkost [€/m²]

DTVT [jaar]

TAK [%]


100%

K55

E100

REF

-

100

Referentiegebouw

-20%

K55

E80

10-15

4-8

90

TL5 verlichting met goede ballasten en armaturen condenserende ketel

-40%

K35

E60

45-55

12-18

90

idem als -20% maar optimale regeling verlichting (daglichtsturing + afwezigheidsdetectie) isolatiegraad K35 variabel ventilatiedebiet

-50%

K30

E40

90-110

+20

100

idem als -40% K30 overgedimensioneerde radiatoren met thermostatische kranen en goede programmeerbare stooklijnregeling warmterecuperatie ventilatie


8.2.3

Ziekenhuis Referentiegebouw Het referentiegebouw voor het nieuwe ziekenhuis wordt als volgt gedefinieerd: massieve constructie, 4 niveaus, plat dak, redelijke compactheid centrale gang, kamers aan weerszijden met matig beglaasde buitengevels matige isolatiegraad: K55 mechanische ventilatie met bevochtiging, ontvochtiging en lage rendement warmterecuperatie ventilo-convectoren, ketel op aardgas en compressiekoelmachine TL8 verlichting, geen halogeen groot verbruik HVAC wegens hoge kamertemperaturen in winter en koeling in zomer Maatregelen De belangrijkste maatregelen zijn: isolatie: het verhogen van de isolatiegraad tot K30-K35. Het gebouw wordt 7 op 7 dagen geklimatiseerd dus een goede isolatiegraad is belangrijk. condenserende gasketel buitenzonnewering verlichting: plaatsen van betere verlichtingsinstallatie met goede regeling (aanwezigheid + daglichtsturing) mechanische ventilatie met warmteterugwinning wegens de grote warmtevraag, ook in de zomer (warm water) is een WKK aangewezen groendak: verminderd de warmtetransmissie van het platte dak gevoelig en is dus merkelijk frisser in de zomer. Houdt stofdeeltjes vast en is goede waterbuffer in verstedelijkte omgeving. extra geïsoleerde distributieleiding voor sanitair warm water, spaardouchekoppen zon-thermisch systeem voor het sanitair warm water Evaluatie


K-peil

E-peil

Meerkost [€/m²]

DTVT [jaar]

TAK [%]


100%

K55

E120

REF

-

100

Referentiegebouw

-20%

K55

E100

10-15

4-8

90

TL5 verlichting met goede ballasten en armaturen condenserende ketel met stooklijnregeling

-40%

K30

E75

45-55

12-18

90

idem als -20% maar optimale regeling verlichting (daglichtsturing + afwezigheidsdetectie) isolatiegraad K30 + groendak buitenzonnewering

-50%

K30

E60

90-110

+20

100

idem als -40% + warmterecuperatie ventilatie overgedimensioneerde radiatoren en koelplafonds WKK of koude-warmte-opslag (KWO) met reversibele warmtepomp PV-systeem of zon-thermisch systeem


8.3

Renovatie

8.3.1

Winkel Referentiegebouw Als te renoveren winkel wordt een ander type gebouw gekozen dan voor de nieuwe winkel: kleine winkel op gelijkvloerse verdiep van een herenhuis in de rij, zeer compact volledig beglaasd aan de straatzijde, alle andere wanden zijn opaak gewoon dubbel glas, houten kaders en deur geen ventilatie, radiatoren met gasketel, geen koeling zeer grote verlichtingsvermogens, TL8 basisverlichting + halogeen spots. zeer beperkt elektriciteitsverbruik voor andere toepassingen bezetting 6 dagen per week, kantooruren Maatregelen De belangrijkste maatregelen zijn: verlichting: plaatsen van meest zuinige verlichtingsinstallatie. Regeling is normaal gezien niet belangrijk (in tegenstelling tot kantoren) want de verlichting blijft altijd aan. isolatie: het vervangen van de beglazing (en indien nodig kader) van voorgevel door superisolerend glas en goed isolerende kaders. Het gebouw wordt 6 op 7 dagen verwarmd dus een goede isolatiegraad is belangrijk. Dit is waarschijnlijk de enige mogelijke isolatie-ingreep condenserende gasketel met overgedimensioneerde radiatoren of vloerverwarming mechanische ventilatie met warmteterugwinning Evaluatie


K-peil

E-peil

Kost [€/m²]

DTVT [jaar]

TAK [%]


100%

K83

E190

REF

-

100

Referentiegebouw

-20%

K83

E140

63

+20

110

TL5 verlichting met goede ballasten en armaturen extractieventilatie condenserende ketel

-40%

K55

E100

77

+20

105

idem als -20% Vervangen glas + kaders (indien nodig) halogeenspots vervangen door spaarlampspots met goede armaturen

-50%

K55

E70

109

+20

100

idem als -40% ventilatie met warmterecuperatie overgedimensioneerde radiatoren of vloerverwarming


8.3.2

School Referentiegebouw Het referentiegebouw voor de te renoveren school is zeer gelijkaardig qua opbouw aan de nieuwe school: massieve constructie, 2 niveaus met klassen + zolder onder hellend dak, matige compactheid centrale gang, klaslokalen aan weerszijden met sterk beglaasde buitengevels geen isolatie in muren, beperkte isolatie in dak, enkel glas en alu kaders zonder thermische onderbreking. K90 geen ventilatie + radiatoren, ketel op aardgas, geen koeling TL8 verlichting, geen halogeen beperkt elektriciteitsverbruik Maatregelen De belangrijkste maatregelen zijn: isolatie: vervangen van de ramen, isolatie van dak verder verhogen van de isolatiegraad door (buiten)isolatie muren en meer in dak condenserende gasketel met lage temperatuurradiatoren verlichting: plaatsen van betere verlichtingsinstallatie met goede regeling (aanwezigheid + daglichtsturing) variabel ventilatiedebiet: ventileren op basis van een hygiënesonde in elk klaslokaal afzonderlijk verhoogt het comfort in grote mate en minimaliseert onnodige ventilatieverliezen mechanische ventilatie met warmteterugwinning Evaluatie


K-peil

E-peil

Meerkost [€/m²]

DTVT [jaar]

TAK [%]


100%

k90

E190

REF

-

100

Referentiegebouw

-20%

K64

E130

63

+20

110

TL5 verlichting met goede ballasten en armaturen isolatie dak extractieventilatie condenserende ketel

-40%

K40

E95

77

+20

105

idem als -20% maar optimale regeling verlichting (daglichtsturing + afwezigheidsdetectie) vervangen ramen en kaders variabel ventilatiedebiet

-50%

K40

E55

109

+20

100

idem als -40% overgedimensioneerde radiatoren met thermostatische kranen en goede programmeerbare stooklijnregeling warmterecuperatie ventilatie


8.3.3

Rusthuis Referentiegebouw Het te renoveren refentierusthuis wordt als volgt omschreven: massieve constructie, 2 niveaus met kamers, centrale ruimtes, keuken en refter. Hellend dak, redelijke compactheid geen isolatie in muren, beperkte isolatie in dak, enkel glas en houten kaders, K85 geen ventilatie radiatoren aangesloten op aardgasketel halogeen verlichting in kamers, TL8 in gemeenschappelijke ruimtes geen koeling Maatregelen De belangrijkste maatregelen zijn: isolatie: vervangen van de ramen of enkel het glas als de houten kaders nog goed zijn isolatie van het dak verder verhogen van de isolatiegraad door (buiten)isolatie muren en meer in dak condenserende gasketel met lage temperatuurradiatoren verlichting: plaatsen van betere verlichtingsinstallatie met afwezigheidsdetectie in gemeenschappelijke ruimtes. Daglichtsturing voor kringen aan de ramen. Spaarlampspots ipv halogeen in de leefruimtes, met afwezigheidsdetectie. variabel ventilatiedebiet: ventileren op basis van een hygiënesonde in elke ruimte afzonderlijk verhoogt het comfort in grote mate en minimaliseert onnodige ventilatieverliezen mechanische ventilatie met warmteterugwinning extra geïsoleerde distributieleiding voor sanitair warm water, spaardouchekoppen zon-thermisch systeem voor het sanitair warm water Evaluatie


K-peil

E-peil

Meerkost [€/m²]

DTVT [jaar]

TAK [%]


100%

K85

E190

REF

-

100

Referentiegebouw

-20%

K60

E130

63

+20

110

isolatie dak extractieventilatie condenserende ketel

-40%

K40

E95

77

+20

105

idem als -20% maar optimale verlichting + regeling vervangen ramen en kaders variabel ventilatiedebiet

-50%

K40

E55

109

+20

100

idem als -40% overgedimensioneerde radiatoren met thermostatische kranen en goede programmeerbare stooklijnregeling warmterecuperatie ventilatie


9

Referenties [BHG 01]

Brussels Hoofdstedelijk Gewest, Overzicht van het kantorenpark 1997-1999, verschenen in 2001.

[BHG 03]

Brussels Hoofdstedelijk Gewest, Overzicht van het kantorenpark 2002, verschenen in 2003.

[BHG 04]

Brussels Hoofdstedelijk Gewest, Overzicht van het kantorenpark 2003, verschenen in 2004.

[Kantoor2000]

Kantoor 2000: studie van binnenklimaat en energieverbruik van kantoren, Vliet-bis project, Wetenschappelijk eindrapport, 31/12/2001

[AATL 97]

AATL (Bestuur voor Ruimtelijke Ordening en Huisvesting– Sitex, database met oppervlaktes van Brusselse gebouwen, per gebouwtype, jaar 1997

[ICE 04]

ICEDD - Energiebalans van het Brussels Hoofdstedelijk Gewest 2002, mei 2004.

[SAE 02]

Dirk Saelens, Energy performance assessment of singlestorey multiple-skin facades, Ph.D. Thesis, Leuven Katholieke Universiteit Leuven, 2002.


ENERGIEBESPARINGEN VOLLEDIG RAPPORT

Recommend Documents